CN104788756A - 仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物及其制备方法，包括以下原料:充油丁苯SBR1712、松香丁苯SBR1502、顺式丁二烯橡胶BR9000、废轮胎纤维毛、补强填充剂、无水二氧化硅、玻璃微珠、68#机油、固体软化剂、氧化锌、微晶蜡、防老剂H、防老剂4010NA、不溶性硫磺、硫磺、促进剂NOBS。本发明的有益效果是：提高了轮胎在低温天气下抗湿滑性能，雨水天气或湿滑路面上，废轮胎纤维毛不仅增加胎面橡胶结合的强度，裸露于胎面的部分像无数只密集细小的触角，能破坏水膜的形成，增大轮胎的摩擦力，废轮胎纤维毛、无水二氧化硅和玻璃微珠的配合，能有效的刺破水膜，从而提高了轮胎的抓地能力和分水性能，达到抗湿滑的目的。

Description

仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物及制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，特别涉及仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物及制备方法。
背景技术
机车在雨水天气，湿滑路面和冰雪路面上容易出现侧向滑动，造成操纵性能差，甚至会机车翻倒，造成人员伤亡，故而解决这一问题是一个必然方向。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明实施例提供了一种仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物，具有优良的抗湿滑性能，分水性能、导向制动稳定性能和安全性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物，包括以下重量份数比的原料: 25-35份充油丁苯SBR1712、20-25份松香丁苯SBR1502、40-55份顺式丁二烯橡胶BR9000、2-2.5份废轮胎纤维毛、50-75份补强填充剂、5-10份无水二氧化硅、1.5-2.5份玻璃微珠、5-9份68#机油、6-12份固体软化剂、3-7份氧化锌、2-2.5份微晶蜡、1.3-2份防老剂H、1.3-2份防老剂4010NA、0.5-1份不溶性硫磺、1.7-2.4份硫磺和0.9-1.3份促进剂NOBS。
所述补强填充剂为炭黑N234和炭黑N660的混合物，炭黑N234：炭黑N660质量比为40-55：10-20。
所述固体软化剂是碳五树脂和硬脂酸的混合物，碳五树脂：硬脂酸质量比为 3-7：3-5。
为了更好的实现发明目的，本发明还提供一种制备仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物的方法，包括以下步骤：
按所述比例取充油丁苯SBR1712、松香丁苯SBR1502、顺式丁二烯橡胶BR9000和废轮胎纤维毛，在110-120℃，密炼2-3分钟，然后按比例加入68#机油、固体软化剂和玻璃微珠继续混炼2分钟，按比例加入氧化锌、微晶蜡、防老剂H、防老剂4010NA和所述比例一半的无水二氧化硅混炼1分钟，后按所述比例加入补强填充剂和剩余的无水二氧化硅混炼2.5分钟，125℃排胶冷却至90℃；然后将密炼得到的胶料在开炼机上依次加入不溶性硫黄、硫黄、促进剂NOBS，薄通，倒胶下片，冷却。
为了更好的实现发明目的，本发明还提供一种由仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物制备轮胎的方法，包括以下步骤：
取2-4层帘子布在成型机上翻包左右钢丝圈成筒压实，然后把所述橡胶组合物经密炼机塑炼，经挤出机或辊筒胎面压出机加工成胎面，与钢丝圈和帘子布构成的骨架材料贴合压实成为胎胚，随后把胎胚放入硫化机上的模具内硫化28-35分钟后取出，模具温度保持在155-160℃，然后经冷定型装置冷却定型28-35分钟后卸下，得到仿生低温抗湿滑车轮胎。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：有效的解决了轮胎在冰雪天气下，轮胎随温度的降低而变硬导致对路面抓附力不足机车失控的现象，提高了轮胎在低温天气下抗湿滑性能，雨水天气或湿滑路面上，由于废轮胎纤维毛、无水二氧化硅和玻璃微珠的配合以及三者用量配比的选择，使其三者与其他原料制成的本发明橡胶组合物制成的轮胎，能有效的破坏水膜的形成和刺破水膜，从而提高了轮胎的抓地能力和分水性能，达到抗湿滑的目的。解决了雨水和冰雪融融的路面行驶易偏移，制动掉尾等失控等现象，进而提高了机车的运行的安全性，实现了低温下轮胎良好的制动性，分水性，行驶的平稳性和安全性，和常规轮胎相比，骑乘的舒适性和安全性能显著提高。适用于电动车、摩托车、农用车和轻型微载汽车等相关轮胎的应用推广使用！
具体实施方式
针对目前车轮胎容易出现侧滑的问题，本发明提供一种仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物及制备方法。
本发明的思路是：制备一种能够刺破水膜的胎面配方，玻璃化温度为-35~-48℃，-18~22摄氏度硬度58~60度，是适宜的安全行驶的胎面硬度，导向性和制动性能接近于正常路面状态，而普通轮胎随着气温的降低，轮胎硬度将递增速度加大，不利于安全行驶。废轮胎纤维毛、无水二氧化硅和玻璃微珠的加入，使胎面具备了破坏水膜的形成和刺破水膜的特性，去除了水膜介质，提高了轮胎抓地性能和制动性能。在模具花纹设计上，兼顾导向，抓着力，分水性能，制动性能，采用仿生设计，反脚垫花纹应用可以在湿润光滑路面上显示出吸盘的作用，导向纹路使用了流线型渐开线分水设计，配合行驶胎面在刺破水膜后有效的排水，提高了轮胎的接地面积，抓地性能显著提高，能有效制动,制动有效因数达到百分之九十以上！车在低温天气里，湿滑、雨水以及冰雪路况中使用，提高了机车的行驶平稳性、制动有效性和安全性，确保了使用者的驾驶安全！
表1 四种橡胶组合物的配方
橡胶组合物的制备方法：按照配方中列述的原材辅料和份数进行混炼、下片和冷却；橡胶（充油丁苯SBR1712、松香丁苯SBR1502、顺式丁二烯橡胶BR9000、废轮胎纤维毛）→68#机油、固体软化剂（碳五树脂、硬脂酸）和玻璃微珠等→小料（氧化锌、微晶蜡、防老剂H、防老剂4010NA）和½无水二氧化硅→补强填充剂(炭黑N234、炭黑N660）和½无水二氧化硅→68#机油→不溶性硫黄、硫黄→促进剂NOBS→薄通→倒胶下片→冷却；按照标准取样检测。严格执行废轮胎纤维毛、玻璃微珠和无水二氧化硅的投料顺序！
具体方法如下：按所述比例取充油丁苯SBR1712、松香丁苯SBR1502、顺式丁二烯橡胶BR9000和废轮胎纤维毛，在115℃，密炼2分钟，然后按比例加入68#机油、固体软化剂和玻璃微珠继续混炼2分钟，按比例加入氧化锌、微晶蜡、防老剂H、防老剂4010NA和所述比例一半的无水二氧化硅混炼1分钟，后按所述比例加入补强填充剂和剩余的无水二氧化硅混炼2.5分钟，125℃排胶冷却至90℃；在开炼机上依次加入不溶性硫黄、硫黄、促进剂NOBS，薄通，倒胶下片，冷却。
表2 检测项目及设备
检测项目 试验机产地及型号
M300，MPa 桂林奥峰电器制造有限公司 WGL-2500DT拉力试验机
拉伸强度，MPa 桂林奥峰电器制造有限公司 WGL-2500DT拉力试验机
扯断伸长率，% 桂林奥峰电器制造有限公司 WGL-2500DT拉力试验机
硬度（邵尔），A 上海六菱仪器厂 LX-A硬度计
仿生低温抗湿滑车轮胎制备方法：取2-4层帘子布在成型机上翻包左右钢丝圈成筒压实，然后把所述橡胶组合物经密炼机塑炼，经挤出机或辊筒胎面压出机加工成胎面，与钢丝圈和帘子布构成的骨架材料贴合压实成为胎胚，随后把胎胚放入硫化机上的模具内硫化28-35分钟后取出，模具温度保持在155-160℃，然后经冷定型装置冷却定型28-35分钟后卸下，得到仿生低温抗湿滑车轮胎。
表3 仿生低温抗湿滑车轮胎物理性能结果如下
本发明仿生低温抗湿滑车轮胎进行室外行驶测试，实验条件：室外温度-16~-22℃①雪水融融地面上行驶平稳，制动不侧滑不“排尾”；裸露在料盘中废轮胎纤维毛依然柔软如初；②轮胎解剖试片对比硬度测试结果表明：普通轮胎试片硬度为69~76邵尔，实施例试片58~60邵尔。③以实施例2胶料和普通轮胎在有水的玻璃表面对比观察实验，滚动时普通轮胎花纹被包裹着，而实施例2做成的轮胎花纹的受力点处清晰可见，花纹受理点和玻璃紧密贴合，反脚垫的设计在玻璃面上形成吸盘作用，导向花纹中的流线型渐开线分水设计，把轮胎行驶中的水排分掉，废轮胎纤维毛、无水二氧化硅和玻璃微珠的应用，有效的破坏水膜的形成和刺破水膜，提高了轮胎的接地面积，抓地性能显著提高！综上所述测试和实验表明，本发明轮胎低温下和常温下邵氏硬度变化较小，不会因为气温的下降而导致轮胎变硬，保持了有效的韧性和弹性，确保了低温环境下轮胎抓附性能和行驶稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物，其特征在于，包括以下重量份数比的原料: 25-35份充油丁苯SBR1712、20-25份松香丁苯SBR1502、40-55份顺式丁二烯橡胶BR9000、2-2.5份废轮胎纤维毛、50-75份补强填充剂、5-10份无水二氧化硅、1.5-2.5份玻璃微珠、5-9份68#机油、6-12份固体软化剂、3-7份氧化锌、2-2.5份微晶蜡、1.3-2份防老剂H、1.3-2份防老剂4010NA、0.5-1份不溶性硫磺、1.7-2.4份硫磺和0.9-1.3份促进剂NOBS。
2.根据权利要求1所述的仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物，其特征在于，所述补强填充剂为炭黑N234和炭黑N660的混合物，炭黑N234：炭黑N660质量比为40-55：10-20。
3.根据权利要求1所述的仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物，其特征在于，所述固体软化剂是碳五树脂和硬脂酸的混合物，碳五树脂：硬脂酸质量比为 3-7：3-5。
4.根据权利要求1-3任一所述的仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
按所述比例取充油丁苯SBR1712、松香丁苯SBR1502、顺式丁二烯橡胶BR9000和废轮胎纤维毛，在110-120℃，密炼2-3分钟，然后按比例加入68#机油、固体软化剂和玻璃微珠继续混炼2分钟，按比例加入氧化锌、微晶蜡、防老剂H、防老剂4010NA和所述比例一半的无水二氧化硅混炼1分钟，后按所述比例加入补强填充剂和剩余的无水二氧化硅混炼2.5分钟，125℃排胶冷却至90℃；然后将密炼得到的胶料在开炼机上依次加入不溶性硫黄、硫黄、促进剂NOBS，薄通，倒胶下片，冷却。
5.一种制备权利要求1-3任一所述的仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
按所述比例取充油丁苯SBR1712、松香丁苯SBR1502、顺式丁二烯橡胶BR9000和废轮胎纤维毛，在110-120℃，密炼2-3分钟，然后按比例加入68#机油、固体软化剂和玻璃微珠继续混炼2分钟，按比例加入氧化锌、微晶蜡、防老剂H、防老剂4010NA和所述比例一半的无水二氧化硅混炼1分钟，后按所述比例加入补强填充剂和剩余的无水二氧化硅混炼2.5分钟，125℃排胶冷却至90℃；然后将密炼得到的胶料在开炼机上依次加入不溶性硫黄、硫黄、促进剂NOBS，薄通，倒胶下片，冷却。
6.一种由权利要求1-4任一所述的仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物制备轮胎的方法，其特征在于，包括以下步骤：
取2-4层帘子布在成型机上翻包左右钢丝圈成筒压实，然后把所述橡胶组合物经密炼机塑炼，经挤出机或辊筒胎面压出机加工成胎面，与钢丝圈和帘子布构成的骨架材料贴合压实成为胎胚，随后把胎胚放入硫化机上的模具内硫化28-35分钟后取出，模具温度保持在155-160℃，然后经冷定型装置冷却定型28-35分钟后卸下，得到仿生低温抗湿滑车轮胎。
7.一种由权利要求1-4任一所述的仿生低温抗湿滑车轮胎橡胶组合物制备的仿生低温抗湿滑车轮胎，其特征在于，包括以下步骤：
取2-4层帘子布在成型机上翻包左右钢丝圈成筒压实，然后把所述橡胶组合物经密炼机塑炼，经挤出机或辊筒胎面压出机加工成胎面，与钢丝圈和帘子布构成的骨架材料贴合压实成为胎胚，随后把胎胚放入硫化机上的模具内硫化28~35分钟后取出，模具温度保持在155~160℃，然后经冷定型装置冷却定型28~35分钟后卸下，得到仿生低温抗湿滑车轮胎。
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