CN105131381A - 一种轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其原料包括：环氧化天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚氨酯弹性体、丙烯酸橡胶、硬脂酸、氧化锌、纳米氧化镁、硫磺、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺、过氧化二异丙苯、蛋白石、纳米二氧化钛、纳米硅铝管、硼酸锌、苯乙烯接枝淀粉、酚醛树脂、醚化三聚氰胺树脂、防老剂AW、防老剂4010、防老剂MB、硅烷偶联剂、增塑剂、促进剂。本发明所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其强度高、耐磨性好，压缩永久变形小，抗湿滑性能优异，用其制作的轮胎胎面可以使轮胎的耐磨性、抗湿滑性和滚动阻力达到平衡。

Description

一种轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料

技术领域

本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料。

背景技术

随着汽车工业和交通运输业的高速发展、公路建设特别是高速公路的迅猛发展，先后出现了安全轮胎、节能轮胎、高性能轮胎、全天候轮胎或者全季节轮胎以及环境轮胎等各种新型轮胎。轮胎配方随轮胎用途和轮胎各部位的作用的不同而不同。乘用轮胎和载重轮胎的胎面胶必须具有高的耐磨性、抗湿滑和滚动阻力，但是现用的轮胎其耐磨性、抗湿滑性和滚动阻力一般很难同时满足。因此，开发一种耐磨性高、抗湿滑性和滚动阻力平衡的橡胶材料是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明提出了一种轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其强度高、耐磨性好，压缩永久变形小，抗湿滑性能优异，用其制作的轮胎胎面可以使轮胎的耐磨性、抗湿滑性和滚动阻力达到平衡。

本发明提出了一种轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶65-85份、聚异戊二烯橡胶10-25份、聚氨酯弹性体5-10份、丙烯酸橡胶2-10份、硬脂酸1-2.5份、氧化锌1-3份、纳米氧化镁2-5份、硫磺0.5-1.2份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺0.5-2份、过氧化二异丙苯1-2.5份、蛋白石5-10份、纳米二氧化钛5-15份、纳米硅铝管2-12份、硼酸锌3-8份、苯乙烯接枝淀粉10-25份、酚醛树脂5-13份、醚化三聚氰胺树脂1-2.5份、防老剂AW1-2.5份、防老剂40100.3-1.2份、防老剂MB0.5-1.5份、硅烷偶联剂1-5份、增塑剂2-6份、促进剂1-2.5份。

优选地，其原料中，环氧化天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚氨酯弹性体、丙烯酸橡胶的重量份之比为70-82：13-22：6-9：3-9。

优选地，其原料中，苯乙烯接枝淀粉、酚醛树脂、醚化三聚氰胺树脂的重量份之比为15-22：7-11：1.7-2.3。

优选地，其原料中，防老剂AW、防老剂4010、防老剂MB的重量份之比为1.6-2.2：0.6-1.0：0.8-1.3。

优选地，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶75-80份、聚异戊二烯橡胶18-21份、聚氨酯弹性体6.5-7.6份、丙烯酸橡胶5-7.5份、硬脂酸1.5-2.2份、氧化锌1.7-2.3份、纳米氧化镁2.8-3.5份、硫磺0.8-1.1份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺0.9-1.3份、过氧化二异丙苯1.5-2.1份、蛋白石6.7-8.4份、纳米二氧化钛8-9.5份、纳米硅铝管5.6-8.2份、硼酸锌4.3-5.8份、苯乙烯接枝淀粉17-20份、酚醛树脂9-10份、醚化三聚氰胺树脂1.9-2.2份、防老剂AW1.9-2.1份、防老剂40100.9-1.0份、防老剂MB0.9-1.2份、硅烷偶联剂2.8-3.5份、增塑剂3.5-4.6份、促进剂1.7-2.2份。

优选地，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶78份、聚异戊二烯橡胶20份、聚氨酯弹性体7.3份、丙烯酸橡胶6.4份、硬脂酸1.9份、氧化锌1.8份、纳米氧化镁3.2份、硫磺1份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺1.2份、过氧化二异丙苯1.8份、蛋白石8.2份、纳米二氧化钛8.7份、纳米硅铝管6.3份、硼酸锌5.3份、苯乙烯接枝淀粉18份、酚醛树脂9.6份、醚化三聚氰胺树脂2份、防老剂AW2份、防老剂40100.95份、防老剂MB0.98份、硅烷偶联剂3份、增塑剂4份、促进剂2份。

优选地，所述纳米硅铝管的长度为250-300nm，内孔直径为10-18nm。

优选地，所述增塑剂为己二酸-乙二醇单丁醚酯与植物油中的一种或者两种的组合。

优选地，所述促进剂为促进剂TT、促进剂D、促进剂M中的一种或者多种的组合。

本发明所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料按照常规的橡胶制备方法制取。

本发明中，环氧化天然橡胶具有优异的气密性、粘合性、耐湿滑性，良好的耐油性和阻尼性，加入到橡胶材料中，与聚异戊二烯橡胶共混，提高了橡胶材料的抓着性能，制备的胎面胶滚动阻力与湿路面抓着力综合平衡性能好；加入聚氨酯弹性体和丙烯酸橡胶后，提高了橡胶材料的耐磨性、抗撕裂强度和伸长率；纳米硅铝管加入到橡胶材料中，在硅烷偶联剂的辅助下，实现了在橡胶基体中的单根分散，与橡胶基体的界面结合力强，同时提高了橡胶的交联程度，改善了橡胶材料的拉伸强度、撕裂强度和定伸应力；蛋白石与纳米二氧化钛、硼酸锌配合，提高了橡胶材料的强度和耐磨性，同时能释放出负离子，环保；酚醛树脂加入到橡胶中，在醚化三聚氰胺树脂的辅助下，其中的醛基可以与苯乙烯接枝淀粉中的羟基发生羟醛反应，使苯乙烯接枝淀粉发生交联形成网络结构，形成的网络结构可以与橡胶的网络结构相互穿插，提高了橡胶材料的强度和密度，另外，酚醛树脂作为界面改性剂，提高了苯乙烯接枝淀粉与橡胶的相容性，赋予橡胶材料高的硬度、强度和低变形性；N，N′-间苯撑双马来酰亚胺加入到橡胶材料中，与防老剂AW、防老剂4010、防老剂MB配合可以改善橡胶材料的压缩永久变形性、耐热空气老化性。

本发明所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料进行性能检测，其检测结果如下表所示：

检测项目	性能参数
		拉伸强度/MPa	12.5-14.6
断裂伸长率/％	625-652
		撕裂强度/kN/m	33.8-35.3
拉伸永久变形/％	12-16

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。

在具体实施例中，本发明所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其原料中，环氧化天然橡胶的重量份可以为65、66、68、69.4、72、73.4、75、76.4、78、79.3、81、82.3、84、84.3、85份，聚异戊二烯橡胶的重量份可以为10、12、13.4、15、16.3、18、19.3、20、21、22.3、23、24.3、25份，聚氨酯弹性体的重量份可以为5、5.3、6、6.4、7、7.5、8、8.3、8.9、9.3、10份，丙烯酸橡胶的重量份可以为2、2.3、2.8、3、3.6、4、4.7、5、5.3、6、6.8、7、7.3、8、8.6、9、9.3、10份，硬脂酸的重量份可以为1、1.4、1.7、1.83、2、2.2、2.45、2.5份，氧化锌的重量份可以为1、1.2、1.35、1.4、1.6、1.83、1.9、2、2.2、2.45、2.67、2.7、2.8、2.93、3份，纳米氧化镁的重量份可以为2、2.3、2.57、2.7、2.85、2.9、3、3.2、3.7、4、4.2、4.7、4.8、5份，硫磺的重量份可以为0.5、0.57、0.7、0.8、0.9、1、1、15、1.2份，N，N′-间苯撑双马来酰亚胺的重量份可以为0.5、0.6、0.78、0.8、0.85、0.93、1、1.2、1.4、1.56、1.67、1.8、1.9、1.93、2份，过氧化二异丙苯的重量份可以为1、1.2、1.34、1.45、1.6、1.7、1.85、1.9、2、2.1、2.2、2.24、2.3、2.4、2.46、2.5份，蛋白石的重量份可以为5、5.6、6、6.7、8、8.5、9、9.3、10份，纳米二氧化钛的重量份可以为5、5.7、6、7、7.4、8、8.5、9、9.3、10、11、11.4、12、12.5、14、14.6、15份，纳米硅铝管的重量份可以为2、2.5、3、3.4、4、4.6、5、5.4、6、6.7、8、8.3、9、9.4、10、11、11.4、12份，硼酸锌的重量份可以为3、3.4、4、4.5、6、6.7、7、7.3、8份，苯乙烯接枝淀粉的重量份可以为10、11、12.3、13、14.5、16、17.3、18、19.3、20、21、22.3、24、24.6、25份，酚醛树脂的重量份可以为5、5.4、6、6.3、7、7.5、8、8.9、9、9.3、10、11、11.4、12、12.4、13份，醚化三聚氰胺树脂的重量份可以为1、1.2、1.34、1.5、1.67、1.8、1.93、2、2.1、2.2、2.34、2.4、2.5份，防老剂AW的重量份可以为1、1.2、1.34、1.5、1.6、1.78、1.9、2、2.1、2.3、2.43、2.5份，防老剂4010的重量份可以为0.3、0.45、0.6、0.78、0.9、1、1.1、1.15、1.2份，防老剂MB的重量份可以为0.5、0.6、0.67、0.8、0.85、0.9、1、1.1、1.2、1.34、1.45、1.5份，硅烷偶联剂的重量份可以为1、1.1、1.2、1.34、1.45、1.7、1.9、2、2.4、2.8、3、3.5、3.8、4、4.3、4.8、5份，增塑剂的重量份可以为2、2.3、2.7、3、3.5、3.8、4、4.3、4.7、5、5.3、5.7、6份，促进剂的重量份可以为1、1.2、1.56、1.7、1.8、1.94、2、2.1、2.3、2.45、2.5份。

实施例1

本发明所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶78份、聚异戊二烯橡胶20份、聚氨酯弹性体7.3份、丙烯酸橡胶6.4份、硬脂酸1.9份、氧化锌1.8份、纳米氧化镁3.2份、硫磺1份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺1.2份、过氧化二异丙苯1.8份、蛋白石8.2份、纳米二氧化钛8.7份、纳米硅铝管6.3份、硼酸锌5.3份、苯乙烯接枝淀粉18份、酚醛树脂9.6份、醚化三聚氰胺树脂2份、防老剂AW2份、防老剂40100.95份、防老剂MB0.98份、硅烷偶联剂3份、增塑剂4份、促进剂2份；

其中，所述纳米硅铝管的长度为280-300nm，内孔直径为15-18nm；所述增塑剂为己二酸-乙二醇单丁醚酯；所述促进剂为促进剂TT。

实施例2

本发明所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶84份、聚异戊二烯橡胶19.3份、聚氨酯弹性体7.5份、丙烯酸橡胶6.8份、硬脂酸2.2份、氧化锌1.9份、纳米氧化镁3.7份、硫磺0.57份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺0.93份、过氧化二异丙苯2.1份、蛋白石6.7份、纳米二氧化钛12份、纳米硅铝管9.4份、硼酸锌6.7份、苯乙烯接枝淀粉17.3份、酚醛树脂11.4份、醚化三聚氰胺树脂1.93份、防老剂AW2.1份、防老剂40101.1份、防老剂MB0.85份、硅烷偶联剂3.8份、增塑剂4.3份、促进剂1.94份；

其中，所述纳米硅铝管的长度为250-300nm，内孔直径为10-18nm；所述增塑剂为己二酸-乙二醇单丁醚酯与植物油按任意重量份之比的混合物；所述促进剂为促进剂TT、促进剂D、促进剂M按任意重量份之比的混合物。

实施例3

本发明所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶75份、聚异戊二烯橡胶21份、聚氨酯弹性体7.6份、丙烯酸橡胶5份、硬脂酸2.2份、氧化锌1.7份、纳米氧化镁3.5份、硫磺0.8份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺1.3份、过氧化二异丙苯1.5份、蛋白石8.4份、纳米二氧化钛8份、纳米硅铝管8.2份、硼酸锌4.3份、苯乙烯接枝淀粉17份、酚醛树脂10份、醚化三聚氰胺树脂2.2份、防老剂AW1.9份、防老剂40101.0份、防老剂MB1.2份、硅烷偶联剂2.8份、增塑剂4.6份、促进剂1.7份；

其中，所述纳米硅铝管的长度为250-260nm，内孔直径为10-12nm；所述增塑剂为己二酸-乙二醇单丁醚酯与植物油按1:4重量份之比的混合物；所述促进剂为促进剂TT、促进剂D、促进剂M按1:3：2重量份之比的混合物。

实施例4

本发明所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶80份、聚异戊二烯橡胶18份、聚氨酯弹性体6.5份、丙烯酸橡胶7.5份、硬脂酸1.5份、氧化锌2.3份、纳米氧化镁2.8份、硫磺1.1份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺0.9份、过氧化二异丙苯2.1份、蛋白石6.7份、纳米二氧化钛9.5份、纳米硅铝管5.6份、硼酸锌5.8份、苯乙烯接枝淀粉20份、酚醛树脂9份、醚化三聚氰胺树脂1.9份、防老剂AW2.1份、防老剂40100.9份、防老剂MB0.9份、硅烷偶联剂3.5份、增塑剂3.5份、促进剂2.2份；

其中，所述纳米硅铝管的长度为250-300nm，内孔直径为16-18nm；所述增塑剂为植物油；所述促进剂为促进剂D、促进剂M的混合物，且促进剂D、促进剂M的重量份之比的为1:3。

实施例5

本发明所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶85份、聚异戊二烯橡胶10份、聚氨酯弹性体5份、丙烯酸橡胶10份、硬脂酸1份、氧化锌3份、纳米氧化镁2份、硫磺0.5份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺2份、过氧化二异丙苯2.5份、蛋白石5份、纳米二氧化钛15份、纳米硅铝管2份、硼酸锌8份、苯乙烯接枝淀粉25份、酚醛树脂5份、醚化三聚氰胺树脂2.5份、防老剂AW1份、防老剂40100.3份、防老剂MB1.5份、硅烷偶联剂1份、增塑剂6份、促进剂1份；

其中，所述增塑剂为己二酸-乙二醇单丁醚酯；所述促进剂为促进剂TT。

实施例6

本发明所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶65份、聚异戊二烯橡胶25份、聚氨酯弹性体10份、丙烯酸橡胶2份、硬脂酸2.5份、氧化锌1份、纳米氧化镁5份、硫磺1.2份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺0.5份、过氧化二异丙苯1份、蛋白石10份、纳米二氧化钛5份、纳米硅铝管12份、硼酸锌3份、苯乙烯接枝淀粉10份、酚醛树脂13份、醚化三聚氰胺树脂1份、防老剂AW2.5份、防老剂40101.2份、防老剂MB0.5份、硅烷偶联剂5份、增塑剂2份、促进剂2.5份。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶65-85份、聚异戊二烯橡胶10-25份、聚氨酯弹性体5-10份、丙烯酸橡胶2-10份、硬脂酸1-2.5份、氧化锌1-3份、纳米氧化镁2-5份、硫磺0.5-1.2份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺0.5-2份、过氧化二异丙苯1-2.5份、蛋白石5-10份、纳米二氧化钛5-15份、纳米硅铝管2-12份、硼酸锌3-8份、苯乙烯接枝淀粉10-25份、酚醛树脂5-13份、醚化三聚氰胺树脂1-2.5份、防老剂AW1-2.5份、防老剂40100.3-1.2份、防老剂MB0.5-1.5份、硅烷偶联剂1-5份、增塑剂2-6份、促进剂1-2.5份。

2.根据权利要求1所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其特征在于，其原料中，环氧化天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚氨酯弹性体、丙烯酸橡胶的重量份之比为70-82：13-22：6-9：3-9。

3.根据权利要求1或2所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其特征在于，其原料中，苯乙烯接枝淀粉、酚醛树脂、醚化三聚氰胺树脂的重量份之比为15-22：7-11：1.7-2.3。

4.根据权利要求1-3中任一项所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其特征在于，其原料中，防老剂AW、防老剂4010、防老剂MB的重量份之比为1.6-2.2：0.6-1.0：0.8-1.3。

5.根据权利要求1-4中任一项所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶75-80份、聚异戊二烯橡胶18-21份、聚氨酯弹性体6.5-7.6份、丙烯酸橡胶5-7.5份、硬脂酸1.5-2.2份、氧化锌1.7-2.3份、纳米氧化镁2.8-3.5份、硫磺0.8-1.1份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺0.9-1.3份、过氧化二异丙苯1.5-2.1份、蛋白石6.7-8.4份、纳米二氧化钛8-9.5份、纳米硅铝管5.6-8.2份、硼酸锌4.3-5.8份、苯乙烯接枝淀粉17-20份、酚醛树脂9-10份、醚化三聚氰胺树脂1.9-2.2份、防老剂AW1.9-2.1份、防老剂40100.9-1.0份、防老剂MB0.9-1.2份、硅烷偶联剂2.8-3.5份、增塑剂3.5-4.6份、促进剂1.7-2.2份。

6.根据权利要求1-5中任一项所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶78份、聚异戊二烯橡胶20份、聚氨酯弹性体7.3份、丙烯酸橡胶6.4份、硬脂酸1.9份、氧化锌1.8份、纳米氧化镁3.2份、硫磺1份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺1.2份、过氧化二异丙苯1.8份、蛋白石8.2份、纳米二氧化钛8.7份、纳米硅铝管6.3份、硼酸锌5.3份、苯乙烯接枝淀粉18份、酚醛树脂9.6份、醚化三聚氰胺树脂2份、防老剂AW2份、防老剂40100.95份、防老剂MB0.98份、硅烷偶联剂3份、增塑剂4份、促进剂2份。

7.根据权利要求1-6中任一项所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其特征在于，所述纳米硅铝管的长度为250-300nm，内孔直径为10-18nm。

8.根据权利要求1-7中任一项所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其特征在于，所述增塑剂为己二酸-乙二醇单丁醚酯与植物油中的一种或者两种的组合。

9.根据权利要求1-8中任一项所述轮胎胎面专用环保耐磨抗湿滑橡胶材料，其特征在于，所述促进剂为促进剂TT、促进剂D、促进剂M中的一种或者多种的组合。