CN105670051A - 一种夏季超高性能半钢胎胎面胶料及其制法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轮胎的技术领域，具体涉及一种夏季超高性能半钢胎胎面胶料。包括下述重量份数的原料：5-90重量份顺1,4-聚异戊二烯橡胶、5-110重量份末端具有乙氧基和/或烷基的改性溶液聚合苯乙烯-丁二烯共聚物、5-50重量份的液体增塑剂、5-30重量份的固体增塑剂。所述固体增塑剂为配混软化点为90℃-110℃的改性萜烯树脂。有益效果：本发明使用了改性的苯乙烯与丁二烯共聚物，以及配合高比表面积和高硬度的填充材料，再加上可提高湿滑性能的改性萜烯树脂，这使得该橡胶混合物配方在提升湿地抓地力的同时，又不会增强胎面的滞后性能和降低磨损性能，改性萜烯树脂具有提高轮胎橡胶胎面与湿路面摩擦力的功能。

Description

一种夏季超高性能半钢胎胎面胶料及其制法和应用
技术领域
本发明涉及轮胎的技术领域，尤其涉及夏季超高性能半钢胎胎面胶料及其制法和应用。
背景技术
现有技术中，为了避免乘用车半钢轮胎在湿地路面上抓地力不足情况，很多轮胎厂商都进行了不同的改进措施，包括改变胎面橡胶组合物的配方。
目前，存在使用Tg点温度较高的弹性体提高低温下的模量，来改进湿路面的抓着状况。或使用硬度较高的填充材料，这些填充材料分散在胎面表面，可以刺破水膜，进而提高了胎面与路面的摩擦力，改进轮胎抓着力。
然而这些方法对轮胎滞后(滚动阻力)或耐磨性是不利的。
因此，亟需研发一种能够在湿地和干地路面上提供更好的抓着力，尤其适用于0℃以上湿路面上有一层水膜的路况下滚动的轮胎。
发明内容
本发明提供一种夏季超高性能半钢胎胎面胶料。该胎面胶料使得在夏季超高性能上提高橡胶组合物配方在湿路面上的摩擦系数，进而提高轮胎在湿路面上的抓地性和制动性
具体来说，针对现有技术的不足，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供一种夏季超高性能半钢胎胎面胶料，包括下述重量份数的原料：5-90重量份顺1,4-聚异戊二烯橡胶、5-110重量份苯乙烯-丁二烯共聚物合成橡胶；其中所述苯乙烯-丁二烯共聚物合成橡胶为末端具有乙氧基和/或烷基的改性溶液聚合苯乙烯-丁二烯共聚物。
进一步的，还包括下述重量份数的原料：5-50重量份的液体增塑剂、5-30重量份的固体增塑剂。
进一步的，所述液体增塑剂为植物油或TDAE油。
进一步的，所述固体增塑剂为配混软化点为90℃-110℃的改性萜烯树脂。
进一步的，还包括下述重量份数的原料：30重量份炭黑、70重量份白炭黑、白炭黑分散剂2重量份、硅烷偶联剂6重量份。
有益效果：本发明使用了改性的苯乙烯与丁二烯共聚物，以及配合高比表面积和高硬度的填充材料，再加上可提高湿滑性能的改性萜烯树脂，这使得该橡胶混合物配方在提升湿地抓地力的同时，又不会增强胎面的滞后性能和降低磨损性能，改性萜烯树脂具有提高轮胎橡胶胎面与湿路面摩擦力的功能。
本发明还提供一种胎面，通过上述胎面胶料制成。
优选的，上述胎面为半钢子午线轮胎胎面。
本发明还提供一种轮胎，由上述胎面制成。
本发明还提供上述胎面胶料、上述胎面，或上述轮胎在轮胎领域的应用。
本发明还提供上述胎面胶料、上述胎面，或上述轮胎在半钢子午线轮胎领域的应用。
具体实施方式
本发明涉及一种具有橡胶胎面的四季半钢子午线轮胎，该轮胎能够在湿地和干地路面上提供更好的抓着力。本发明尤其适用于0℃以上湿路面上有一层水膜的路况下滚动的轮胎。
本发明夏季超高性能半钢胎胎面胶料，包括下述重量份数的原料：5-90重量份顺1,4-聚异戊二烯橡胶、5-110重量份苯乙烯-丁二烯共聚物合成橡胶；其中所述苯乙烯-丁二烯共聚物合成橡胶为末端具有乙氧基和/或烷基的改性溶液聚合苯乙烯-丁二烯共聚物、5-50重量份配混软化点为90℃-110℃的改性萜烯树脂、5-30重量份植物油或TDAE油。
所述苯乙烯-丁二烯共聚物合成橡胶为末端具有乙氧基和/或烷基的改性溶液聚合苯乙烯-丁二烯共聚物，其中苯乙烯含量为10-50％、1,2-乙烯基含量为20-70％，Tg点在-10℃～-50℃之间。
其中，苯乙烯与丁二烯共聚物和改性萜烯树脂的使用，使得在夏季超高性能上提高橡胶组合物配方在湿路面上的摩擦系数，进而提高轮胎在湿路面上的抓地性和制动性，被认为对提高胶料湿滑性能是重要的。
需要理解的是，本发明使用了改性的苯乙烯与丁二烯共聚物，以及配合高比表面积和高硬度的填充材料，再加上可提高湿滑性能的改性萜烯树脂，这使得该橡胶混合物配方在提升湿地抓地力的同时，又不会增强胎面的滞后性能和降低磨损性能，改性萜烯树脂具有提高轮胎橡胶胎面与湿路面摩擦力的功能。具体而言，借助改性的苯乙烯与丁二烯共聚物，用以提高低温下橡胶混合物的模量；其次使用高比表面积和高硬度的填充材料，在不降低磨损性能的同时，发挥高硬度材料刺破水膜的优良性能。在这些条件下，减弱的水膜在轮胎胎面表面和路面之间的润滑作用，提高了轮胎胎面表面和路面之间的摩擦力。
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的胎面胶料及其制备方法。
实施例一
在GK400密炼机中制备如表1中所规定成分的原料，制备过程一个非生产性混炼阶段和一个生产性混炼阶段。非生产性阶段进行约1～5min的混炼；生产性阶段进行约1～2.5min的混炼，排胶温度不超过110℃。
具体过程如下：
将如表1中所规定成分的原料机械混合后进行1～5min的非生产性一段混炼，直至橡胶温度达到160℃，即完成；
回收冷却由此产生的混合物，然后加入常规的硫化体系(如氧化锌、硫磺粉充油和促进剂)进行1～3min的生产性混炼，直至温度达到110℃。
所有样品在约151℃硫化30min。
如表1所示的样品1、样品2、样品3。样品1在这里被当做对比样，即在橡胶组合物中未使用改性溶液聚合苯乙烯-丁二烯共聚物、液体增塑剂和固体增塑剂。
表1实施例一中各原料添加量(单位：phr)
原料 样品1 样品2 样品3
顺1,4-聚异戊二烯橡胶 50 30
改性溶液聚合苯乙烯-丁二烯共聚物 50 70
未改性溶液聚合苯乙烯-丁二烯共聚物 110
顺丁橡胶BR9000 20
液体增塑剂 7 7
固体增塑剂 8 8
炭黑N234 10 30 30
白炭黑Z1165 110 70 70
硅烷偶联剂SI-75 9 6 6
白炭黑分散剂ST 2 2 2
其他添加剂 20 20 20
表1所述其他添加剂：本发明的胎面胶料也包含通常用于旨在制造轮胎胎面的弹性体组合物中常见的添加剂的所有或部分，如例如，保护剂(如抗臭氧蜡、化学抗臭氧剂、抗氧化剂)、亚甲基受体或亚甲基给体、基于硫或硫和/或过氧化物和/或双马来酰亚胺的给体的交联体系、硫化促进剂或硫化活化剂。
以片状形式压延后形成测试物理性能相关样品，硫化在150℃下硫化30分钟测试相关的物理与机械、动态性能。并且从挤出胎面或成品轮胎胎面上截取物理性能测试样品并检测，如表2所示。
该胎面胶料在这里被称之为组合物1、组合物2、组合物3。
表2物理性能
151℃*30min硫化 样品1 样品2 样品3
硬度(度) 70 72 69
0℃tanδ 0.65 0.75 0.8
60℃tanδ 0.15 0.12 0.11
硬度可根据轮胎工业可接受的硬度测试方法进行。报道值越高，意味着操控性能越好。
0℃tanδ可根据轮胎工业可接受的测试方法进行。报道值越高，意味着抗湿滑性能越高。
60℃tanδ可根据轮胎工业可接受的测试方法进行。报道值越低，意味着滚阻阻力性能越浩。
样品1是对照组合物。样品2和样品3是符合本发明的组合物。
这三种组合物均用于了轮胎的制造，进行了轮胎性能测试。结果如表3所示，样品3是最优选的符合本发明的要求。
表3轮胎性能评价
样品1 样品2 样品3
干地制动距离 38 40 37
湿地制动距离 32 33 30
操控性 7.3 6.8 7.5
实施例一的测试结果如表2和表3所示，结果表明：
样品3是优选的，样品3中改性苯乙烯与丁二烯共聚物材料、补强填料、树脂等各材料性能和配比是对样品3性能影响重要的。
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在本发明权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.一种夏季超高性能半钢胎胎面胶料，其特征在于，包括下述重量份数的原料：5-90重量份顺1,4-聚异戊二烯橡胶、5-110重量份苯乙烯-丁二烯共聚物合成橡胶；其中
所述苯乙烯-丁二烯共聚物合成橡胶为末端具有乙氧基和/或烷基的改性溶液聚合苯乙烯-丁二烯共聚物。
2.根据权利要求1所述的胎面胶料，其特征在于，还包括下述重量份数的原料：5-50重量份的液体增塑剂、5-30重量份的固体增塑剂。
3.根据权利要求2所述的胎面胶料，其特征在于，所述液体增塑剂为植物油或TDAE油。
4.根据权利要求2所述的胎面胶料，其特征在于，所述固体增塑剂为配混软化点为90℃-110℃的改性萜烯树脂。
5.根据权利要求1所述的胎面胶料，其特征在于，还包括下述重量份数的原料：30重量份炭黑、70重量份白炭黑、白炭黑分散剂2重量份、硅烷偶联剂6重量份。
6.一种胎面，由权利要求1-5任一项所述的胎面胶料制备得到。
7.一种轮胎，由权利要求6所述胎面制备得到。
8.权利要求1-5任一项所述的胎面胶料、权利要求6所述胎面，或权利要求7所述轮胎在轮胎领域的应用。
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