CN105764706A - 轮胎用胎面的制备方法、橡胶配混料、胎面部件和冬季用轮胎 - Google Patents

轮胎用胎面的制备方法、橡胶配混料、胎面部件和冬季用轮胎 Download PDF

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Abstract

一种胎面部件用橡胶配混料的制造方法，所述胎面部件根据使用设计为呈现具有75至800μm的孔面积的多孔表面。所述方法包括：第一混合步骤，其中将聚合物基料、回收橡胶和二氧化硅混合在一起；和第二混合步骤，其中将硫化体系添加和混合至来自所述第一混合步骤的配混料。在所述第一混合步骤中添加5至20phr的所述回收橡胶。所述回收橡胶具有75至800μm的尺寸，并且被低温预处理。并且所述聚合物基料选自SBR、BR、NR和其混合物。本发明也涉及用于生产胎面部件的橡胶配混料、胎面部件和包含所述胎面部件的冬季用轮胎。

Description

轮胎用胎面的制备方法、橡胶配混料、胎面部件和冬季用轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎胎面的制造方法。
背景技术
改善在湿路面和冬季条件下的轮胎抓地力的一个长期使用的方法是在胎面上形成多孔表面。孔增加了胎面-道路接触面积，以及能够使在胎面与路面之间形成的水层溢流。
为了获得多孔表面的胎面，橡胶工业中的惯用实践是在当其制备时向配混料中添加在硫化阶段中产生释放孔形成气体的化学反应的特定化学试剂。
该解决方案同时具有成本和加工的缺点，前者是因为添加至配混料的化学试剂，后者是因为必须在加工时持续地控制配混料的温度来防止化学试剂在硫化阶段之前反应。
因此感到需要在避免已知技术的缺点的同时，制造具有给定的多孔率的胎面的方法。
本申请人出人意料地发现：使用给定尺寸的粒剂形式的给定量的回收橡胶制造了具有所需多孔率程度的轮胎胎面，而不导致已知技术的缺点。
更具体地，本申请人已经设计了能够在实际使用中获得所需的表面多孔率的胎面部件的制造方法。
事实上，本发明的原始各方面之一在于使用与迄今采用的完全不同的方案来获得给定多孔率的胎面。即，如与现有制造具有所需冬季用轮胎的多孔率的胎面部件相对，本发明提供根据实际用途制造实现所需多孔率的胎面部件，由此省略用于在硫化阶段产生孔的化学试剂的使用。
发明内容
根据本发明，提供了一种胎面部件用橡胶配混料的制造方法，所述胎面部件根据使用设计为呈现具有75至800μm的孔面积的多孔表面；所述方法包括：第一混合步骤，其中将聚合物基料、回收橡胶和二氧化硅混合在一起；和第二混合步骤，其中将硫化体系添加和混合至来自第一混合步骤的配混料；所述方法的特征在于：在所述第一混合步骤中添加5至20phr的所述回收橡胶；所述回收橡胶具有75至800μm的尺寸，并且被低温预处理；并且所述聚合物基料选自SBR、BR、NR和其混合物。
已经发现使用超过20phr的回收橡胶制造了过度多孔化的胎面部件，多到损害了其使用。
同时，除了低温以外的处理过的回收橡胶可能通过与聚合物基料过度相互作用而不能实现所需多孔率。
此处和下文中，术语“硫化体系”意欲是指至少包含硫磺和促进剂的各成分的组合，其在最终混合阶段添加至配混料，从而一旦配混料达到硫化温度，则促进了聚合物基料的硫化。
此处和下文中，术语“可交联的不饱和链的聚合物基料”意欲是指能够呈现由使用硫磺系体系硫化的弹性体典型呈现的全部化学-物理和机械特性的天然或合成的、未交联的聚合物。
回收橡胶优选以未处理的形式，即以不伴有聚合物基料的形式添加至配混料。
术语“未处理”意欲是指回收橡胶原样并且以不与聚合物基料预混合的形式添加。当回收橡胶与部分聚合物基料预混合时，实现的使用中的胎面多孔率证明是不令人满意的。这可以通过回收橡胶与聚合物基料之间的过度相互作用来解释。
所述回收橡胶的尺寸优选范围在100和200μm之间。
回收橡胶优选轮胎橡胶。
本发明的进一步目的是一种用于制造胎面部件的橡胶配混料，所述胎面部件根据使用设计为呈现具有75至800μm的孔面积的多孔表面；所述配混料的特征在于：其包括聚合物基料、二氧化硅和5至20phr的回收橡胶；所述回收橡胶具有75至800μm的尺寸，并且被低温预处理；并且所述聚合物基料选自SBR、BR、NR和其混合物。
本发明的进一步目的是一种胎面部件，其根据使用设计为呈现具有75至800μm的孔面积的多孔表面，并且其特征在于，其由根据本发明的配混料来制成。
本发明的进一步目的一种冬季用轮胎，其包括根据本发明的胎面部件。
附图说明
以下仅为借助示出用于本发明的低温处理的回收橡胶(图1)和室温处理的回收橡胶(图2)的照片的图1和2而给出本发明的更清楚的解释的非限制性实例。图1和2的照片使用数字HiroxKH-7700显微镜和MX(G)-5040Z镜头拍摄。如图1和2中清楚地示出，不像具有更粗糙的表面和不规则的结构的室温处理的回收橡胶，低温处理的回收橡胶具有平滑的表面和规则结构。在这些表面和结构特性的情况下，图1的回收橡胶与室温处理的回收橡胶相比具有较小的表面积，进而当添加至配混料时较小的与周围橡胶基体的接触面积。
具体实施方式
实施例
六种配混料(A-F)使用根据本发明的方法来制造，它们间的仅有不同是回收橡胶的尺寸(550或150μm)和量(5、10或20phr)。
示例性配混料如下制造：
-配混料的制备-
(第一混合步骤)
在开始混合操作之前，将230-270升正切转子混合机装填有可交联的聚合物基料、回收橡胶、二氧化硅、硅烷偶联剂和炭黑至填充因子为66-72％。
在40-60rpm的速度下运行混合机，并且所得混炼胶在达到140-160℃的温度时排出。
(第二混合步骤)
将来自第一步骤的混炼胶再次在40-60rpm的速度下运行的混合机中混合，并且在达到130-150℃的温度时排出。
(最终混合步骤)
将硫磺和硫化剂添加至来自第二步骤的混炼胶至填充因子为63-67％。
在20-40rpm的速度下运行混合机，并且所得混炼胶在达到100-110℃的温度时排出。
表I示出六种配混料的以phr计的组成。
表I
使用的聚合物基料是SBR和BR橡胶的70-30的配混物。
使用的二氧化硅是Evonik销售的VN3。
使用的硅烷偶联剂是Si75。
硫化剂由MBTS和DPG组成。
使用的防老剂是6PPD。
回收橡胶(a)是低温处理的150μm的回收轮胎橡胶。
回收橡胶(b)是低温处理的550μm的回收轮胎橡胶。
胎面由以上各配混料制成；各胎面在相同的条件下进行磨耗模拟10,000km运行(磨耗快速道路试验)；然后将孔面积百分比使用数字光学显微镜分析法来测定。
表II示出孔面积百分比结果。
表II
A B C D E F
孔面积％ 9.5 20.3 40.5 5.0 9.6 20.0
如表II中清晰示出，根据本发明的方法能够使胎面的孔百分比基于用于配混料的回收橡胶的尺寸和量预先确定。
更具体地，在配混料F的情况下，胎面的孔密度是与使用已知的孔形成方法制造的胎面相当的孔程度。
根据本发明的方法具有以下优势：回收废品，其具有明显的生态和成本效益；预先确定胎面多孔率；和最后地，省略包括于已知方法中的加工控制。
重要的是强调回收轮胎橡胶用于根据本发明的方法的方式与其用于已知方法的方式之间的差别。回收橡胶越来越多地用于轮胎配混料，而是唯一地出于生态原因。并且，因为已经发现回收橡胶在轮胎的机械特性方面存在问题，对配混料的组成必须采取步骤以将轮胎的机械特性回复至标准。另一方面，用于根据本发明的方法的回收橡胶不仅实现相同的生态效益，而且也在实现给定的目标胎面特性方面是重要的方案。

Claims (9)

1.一种胎面部件用橡胶配混料的制造方法，所述胎面部件根据使用设计为呈现具有75至800μm的孔面积的多孔表面；所述方法包括：第一混合步骤，其中将聚合物基料、回收橡胶和二氧化硅混合在一起；和第二混合步骤，其中将硫化体系添加和混合至来自所述第一混合步骤的配混料；所述方法的特征在于：在所述第一混合步骤中添加5至20phr的所述回收橡胶；所述回收橡胶具有75至800μm的尺寸，并且被低温预处理；并且所述聚合物基料选自SBR、BR、NR和其混合物。
2.根据权利要求1所述的胎面部件用橡胶配混料的制造方法，其特征在于，所述回收橡胶以未处理的形式添加至配混料。
3.根据权利要求1或2所述的胎面部件用橡胶配混料的制造方法，其特征在于，所述回收橡胶具有100至200μm的尺寸。
4.根据前述权利要求任一项所述的胎面部件用橡胶配混料的制造方法，其特征在于，所述回收橡胶是轮胎橡胶。
5.一种用于制造胎面部件的橡胶配混料，所述胎面部件根据使用设计为呈现具有75至800μm的孔面积的多孔表面；所述配混料的特征在于：其包括聚合物基料、二氧化硅和5至20phr的回收橡胶；所述回收橡胶具有75至800μm的尺寸，并且被低温预处理；并且所述聚合物基料选自SBR、BR、NR和其混合物。
6.根据权利要求5所述的橡胶配混料，其特征在于，所述回收橡胶具有100至200μm的尺寸。
7.根据权利要求5或6所述的橡胶配混料，其特征在于，所述回收橡胶是轮胎橡胶。
8.一种胎面部件，其根据使用设计为呈现具有75至800μm的孔面积的多孔表面，并且特征在于，其由根据权利要求5至7任一项所述的配混料来制成。
9.一种冬季用轮胎，其包括根据权利要求8所述的胎面部件。
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