CN105694134A - 一种高导热轮胎三角胶组合物 - Google Patents

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王�锋
吴晨静
马勇
聂秋海
王磊磊
米彦青
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00—Compositions of natural rubber
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Abstract

本发明涉及一种高导热轮胎三角胶组合物，包括下述组分：橡胶主料100重量份：包括70～100重量份天然橡胶、10-30重量份乳聚丁苯橡胶；配合剂：以100重量份的橡胶主料计，所述配合剂包括1-20重量份石墨粉、60-90重量份炭黑、5～8重量份酚醛补强树脂、2～5重量份增粘树脂、1～5重量份氧化锌、1～3.5重量份硬脂酸、3～8重量份环保芳烃油TDAE、1～3重量份硫磺粉、0.5～3重量份促进剂、1～3重量份防老剂RD。有益效果：本发明使用石墨为导热填料，并用大量炭黑，制备高导热轮胎三角胶材料，在保证三角胶高模量性能要求的同时可提高三角胶的热导率，减少胶料在动态工况下的热疲劳，延长轮胎的使用寿命。

Description

一种高导热轮胎三角胶组合物
技术领域
本发明涉及一种高导热轮胎三角胶组合物。
背景技术
子午线轮胎中胎圈部位起到填充、定位和承受应力的作用，要求其有高定伸和高硬度的特征，同时增加胎圈部位的刚性可提高轮胎的操纵性能。三角胶是胎圈部位的重要部件，所以其核心性能要求是具有高硬度和高模量。目前三角胶胶料增加硬度主要采用三种方式：一是增加炭黑填充量，二是加大硫磺用量，三是添加补强树脂，其中高用量使用炭黑仍然是三角胶制备领域的主流方法，然而高用量的炭黑虽然可以提高三角胶的模量，但是也会明显增加三角胶在动态工况下的生热，在汽车行驶过程中，三角胶的热疲劳会严重影响轮胎耐久性能，降低轮胎使用寿命。
因此，有必要提出有效的技术方案，解决将三角胶的内部生热及时导出的问题。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供一种综合性能好的高导热轮胎三角胶组合物。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种高导热轮胎三角胶组合物，包括下述组分：
(1)橡胶主料100重量份：包括70～100重量份天然橡胶、10-30重量份乳聚丁苯橡胶；
(2)配合剂：以100重量份的橡胶主料计，所述配合剂包括1-20重量份石墨粉、60-90重量份炭黑。
进一步的，以100重量份橡胶主料计，该胶料的配合剂还包括5～8重量份酚醛补强树脂、2～5重量份增粘树脂、1～5重量份氧化锌、1～3.5重量份硬脂酸、3～8重量份环保芳烃油TDAE、1～3重量份硫磺粉、0.5～3重量份促进剂、1～3重量份防老剂RD。
进一步的，所述石墨粉的重量份为3～15重量份。
进一步的，所述石墨粉的粒径为1～500μm。
有益效果：本发明使用石墨为导热填料，并用大量炭黑，制备高导热轮胎三角胶材料，在保证三角胶高模量性能要求的同时可提高三角胶的热导率，减少胶料在动态工况下的热疲劳，延长轮胎的使用寿命。
具体实施方式
本发明一种高导热轮胎三角胶组合物，包括下述组分：
(1)橡胶主料100重量份：包括70～100重量份天然橡胶、10-30重量份乳聚丁苯橡胶；
(2)配合剂：以100重量份的橡胶主料计，所述配合剂包括1-20重量份石墨粉、60-90重量份炭黑。
其中，石墨粉的使用，对本发明是重要的。优选的，所述石墨粉的重量份为3～15重量份，所述石墨粉的粒径为1～500μm。石墨是具有碳六角共轭平面堆积而成的片层结构，层内碳间以共价键结合，层间空隙较大，石墨各片层间可相对滑动，由于离域π键电子在晶格中的自由流动可被激发，所以石墨具有优良的自润滑性、优异的导电和导热性能，石墨的导热系数为209.34W/(m.K)。
本发明所述天然橡胶和所述乳聚丁苯橡胶重量份总和为100，其他助剂投料量以此为基准，进行投料。其中，所述天然橡胶为顺1,4-聚异戊二烯橡胶。
本发明所述乳聚丁苯橡胶中结合苯乙烯含量为22.5％～24.5％，100℃门尼粘度为45～55。
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的三角胶组合物。
实施例1
在密炼机中制备如表1中所规定成分的三角胶组合物，制备过程：首先将天然橡胶和乳聚丁苯橡胶在密炼机中进行40s的塑炼，设定密炼机转速80rpm，再将石墨粉与炭黑、酚醛补强树脂12686、增粘树脂SL1801、氧化锌、硬脂酸、环保芳烃油TDAE、防老剂RD投入密炼机中进行混炼，混合均匀后至温度为160℃排胶，得到一段混炼胶；一段混炼胶室温停放冷却8h后，在双辊开炼机上与硫磺粉及促进剂混合，当配合剂全部吃入胶料后，将混炼胶打卷4～5次，将辊距调到2mm，进行薄通5次后出片，获得石墨填充的三角胶终炼胶。
所述促进剂可为促进剂HMT和/或促进剂TBBS。
该三角胶组合物在这里被称之为样品1、样品2、样品3、样品4、样品5。样品5在这里被当做对比样，即在三角胶组合物中未使用石墨粉。
表1实施例1中各原料添加量(单位：phr)
样品1～5的各项基本物性及导热性能见表2(测试数据均为经过151℃，30min硫化后样品的测试结果)。
表2样品1～5的基本物性及导热性能
由表2数据中样品1～5的基本物性及导热性能对比可看出：随着石墨填充量的增加，胶料的硬度和100％定伸强度均逐渐增加，即胶料的模量逐渐提高；
当石墨粉加入时，胶料的导热系数均明显逐渐增加，而且随着石墨用量的增加，石墨与石墨的相互作用增强，形成类似于链状或网状结构的导热网链，胶料的热导率则明显增大，即导热系数明显逐渐增加，例如样品3和样品4填充不同粒径的石墨粉时，胶料的导热系数分别比样品1提高33.49％和19.00％。
当石墨粉与炭黑重量比为3/25时，胶料的导热系数高，综合性能好。尤其石墨粉为粒径45μm的石墨粉，当石墨粉与炭黑重量比为3/25时，胶料的导热系数最高，综合性能最好。
目前关于石墨填充天然橡胶的导热性能研究较多，但在轮胎产品中以石墨为导热填料的研究却鲜有报道，本发明将石墨作为导热填料填充到轮胎三角胶胶料中，提高胶料的热导率，制备高导热轮胎三角胶材料，延长轮胎使用寿命。
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的权利要求书的范围内。

Claims (4)

1.一种高导热轮胎三角胶组合物，其特征在于，包括下述组分：
(1)橡胶主料100重量份：包括70～100重量份天然橡胶、10-30重量份乳聚丁苯橡胶；
(2)配合剂：以100重量份的橡胶主料计，所述配合剂包括1-20重量份石墨粉、60-90重量份炭黑。
2.如权利要求1所述的高导热轮胎三角胶组合物，其特征在于，以100重量份橡胶主料计，该胶料的配合剂还包括5～8重量份酚醛补强树脂、2～5重量份增粘树脂、1～5重量份氧化锌、1～3.5重量份硬脂酸、3～8重量份环保芳烃油TDAE、1～3重量份硫磺粉、0.5～3重量份促进剂、1～3重量份防老剂RD。
3.如权利要求2所述的高导热轮胎三角胶组合物，其特征在于，所述石墨粉的重量份为3～15重量份。
4.如权利要求3所述的高导热轮胎三角胶组合物，其特征在于，所述石墨粉的粒径为1～500μm。
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