CN107099071B - 轮胎胎面及其制造方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种轮胎胎面，其包括沿轮胎圆周方向延伸的二氧化硅棒，其中二氧化硅棒的上部暴露于胎冠，以便于接触道路。该轮胎胎面改善了湿路面上的抓地性能，从而提供了适合于高速行驶的轮胎。

Description

轮胎胎面及其制造方法

技术领域

本发明涉及具有改进的吸收性和渗透性(排水性)以及在湿路面上增强的抓地性能的轮胎胎面。

背景技术

当高速赛车时，驾驶员遭遇例如轮胎在雨中恶化的渗透性(排水性)和抓地性能的问题。在这种情况下，使用湿轮胎以增强抓地性能。然而，在雨中以及雨后湿气仍留在潮湿的道路上，或者没有合适的替代方案来湿润在其表面上水分不可见的道路。

在常规方法中，增加二氧化硅的含量以改善在湿路面上的渗透性和抓地性能。当胎面的二氧化硅含量增加时(相对于100重量份的基础橡胶增加至100重量份或以上)，由于分散性差可能难以混合。当通过对轮胎施加过大的空气压力而在胎面上形成排水线以便克服这个问题时，轮胎内部热量可能在连续行驶期间引起膨胀，因此可能对车身施加高负荷。

此外，因为在湿路面上行驶容易受热，所以难以仅利用提高渗透性来提高赛车性能。

虽然使用了干轮胎和湿轮胎之间的中间轮胎，但是在行驶期间完全干燥的道路可能由于温度升高而快速磨损，并且取决于道路和空气的条件，可能难以确定是否使用轮胎。

因此，需要开发即使在湿路面上高速行驶期间也提供优异抓地性能的轮胎。

发明内容

技术问题

因此，本发明的目的是提供具有改善的吸收性和渗透性以及在湿路面上增强的抓地性能的轮胎胎面。

技术方案

根据本发明的一个方面，可通过提供一种轮胎胎面来实现上述和其它目的，该轮胎胎面包括沿轮胎圆周方向延伸的二氧化硅棒，其中二氧化硅棒的上部暴露于胎面，以便于接触道路。

二氧化硅棒可具有0.2-30mm的宽度和0.2-30mm的高度。

基于胎面基部，二氧化硅棒的插入角度可为5-90°。

二氧化硅棒可包括设置在胎面厚度方向上的上部和下部的具有不同粒径的二氧化硅，其中粒径为1.5-3.0μm的二氧化硅存在于二氧化硅棒的上部，粒径为3.5-5.0μm的二氧化硅存在于二氧化硅棒的下部。

二氧化硅棒的上部可设置在胎冠中，并且二氧化硅棒的下部可设置在胎面基部中。

二氧化硅棒的上部和下部可设置在胎冠中。

二氧化硅棒可使用包含100重量份的基础橡胶、30-180重量份的二氧化硅以及5-50重量份的超细颗粒炭黑的母料来制备。

包括二氧化硅棒的胎面可包括胎冠和胎面基部，其中除了二氧化硅棒之外的胎冠包括100重量份的基础橡胶和50-80重量份的二氧化硅。

包括二氧化硅棒的胎面可包括胎冠和胎面基部，其中除了二氧化硅棒之外的胎面基部包括100重量份的基础橡胶和10-20重量份的二氧化硅。

基础橡胶可包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、共轭二烯芳族乙烯基共聚物、腈共轭二烯共聚物、氢化丁腈橡胶、烯烃橡胶、用马来酸改性的乙烯丙烯橡胶、丁基橡胶、异丁烯和芳族乙烯基的共聚物、异丁烯和二烯单体的共聚物、丙烯酸橡胶、卤化橡胶、氯丁二烯橡胶及其混合物。

轮胎胎面还可包括相对于100重量份的基础橡胶的0.5-4.0重量份的硫化剂、0.5-2.0重量份的硫化促进剂和0.5-2.0重量份的抗氧化剂。

轮胎胎面可以是光滑轮胎胎面。

在本发明的另一方面，提供了制造轮胎胎面的方法，其包括制造二氧化硅棒，精炼以棒的形式的轮胎胎面组合物，在成型框架中交替地设置以棒的形式精炼的轮胎胎面组合物和二氧化硅棒以及通过挤出而制造胎面。

本发明的效果

根据本发明，可提高轮胎胎面的吸收性和渗透性。

本发明提供了一种在湿路面上具有改善的抓地性能的轮胎胎面。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点，在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的轮胎胎面的一部分的结构；

图2是示出了根据本发明实施方式的轮胎胎面的一部分的横截面的平面图；以及

图3是示出了根据本发明的另一实施方式的轮胎胎面的一部分的横截面的平面图。

具体实施方式

在下文中，将更详细地描述本发明。

图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的轮胎胎面的一部分的结构。

图1仅提供作为用于说明本发明的示例，并且本发明不限于此。

根据本发明的轮胎胎面包括沿轮胎100的圆周方向延伸的二氧化硅棒120，其中二氧化硅棒120的上部暴露于胎面110的外侧以接触道路。

二氧化硅棒120暴露并直接接触道路，以进一步提高胎面110的吸收性和渗透性。

二氧化硅棒120可具有宽度为0.2-30mm和高度为0.2-30mm的棒、条或绳的形状。

二氧化硅棒120可基于胎面基部以5-90°的角度插入，并且最优选地垂直插入到胎面基部中。也就是说，二氧化硅棒120可相对于胎面基部和胎冠之间的接口以5-90°的角度插入。

二氧化硅棒120可包括设置在胎面厚度方向110上的上部和下部的具有不同尺寸的颗粒的二氧化硅，并且可包括在其上部的粒径为1.5-3.0μm的二氧化硅和在其下部的粒径为3.5-5.0μm的二氧化硅。

图2和图3是示出了根据本发明实施方式的轮胎胎面的一部分的横截面的平面图。胎面110可包括与道路接触的胎冠111和设置在胎冠111下面的胎面基部112。类似地，二氧化硅棒120可包括上部二氧化硅棒121和下部二氧化硅棒122。

在这种情况下，在二氧化硅棒120中，直接接触道路的上部二氧化硅棒121包括比下部二氧化硅棒122更小的二氧化硅。上部二氧化硅棒121包括更小的二氧化硅，从而增加了二氧化硅的含量。因此，可提高抓地性能并且可以解决混合问题。

当上部二氧化硅棒121的二氧化硅粒径小于1.5μm时，抓地性能没有改善，并且当上部二氧化硅棒121的二氧化硅粒径超过3.0μm时，由于劣化的分散性可能发生混合问题。

下部二氧化硅棒122包括比上部二氧化硅棒121更大的二氧化硅颗粒，从而更快地吸收道路上的水，并且通过由下部二氧化硅棒122上的颗粒之间的摩擦产生的压力快速地排出水。

此外，不同尺寸的二氧化硅颗粒之间的反复摩擦改善了在湿路面上的不足的抓地性能，从而提高了轮胎100的性能。

在这种情况下，上部二氧化硅棒121可设置在胎冠111处，并且下部二氧化硅棒122可设置在胎面基部112处(图2)，或者上部二氧化硅棒121和下部二氧化硅棒122可设置在胎冠111处(图3)。

二氧化硅棒120可包括100重量份的基础橡胶、30-180重量份的二氧化硅和5-50重量份的超细颗粒炭黑。二氧化硅棒120可使用包括100重量份的基础橡胶、30-180重量份的二氧化硅和5-50重量份的超细颗粒炭黑的母料来制造。

除了二氧化硅棒之外的胎面110可使用用于轮胎胎面的普通组合物来形成，胎冠111和胎面基部112可具有相同或不同的组合物。具体地，除了二氧化硅棒120之外的胎冠111可包括100重量份的基础橡胶和50-80重量份的二氧化硅。此外，除了二氧化硅棒120之外的胎面基部112可包括100重量份的基础橡胶和10-20重量份的二氧化硅。

在下文中，将详细描述用于制造胎面的橡胶组合物。

(1)基础橡胶

基础橡胶可以是选自由以下材料组成的组中的任意一种：聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、共轭二烯芳族乙烯基共聚物、腈共轭二烯共聚物、氢化丁腈橡胶、烯烃橡胶、用马来酸改性的乙烯丙烯橡胶、丁基橡胶、异丁烯和芳族乙烯基的共聚物、异丁烯和二烯单体的共聚物、丙烯酸橡胶、卤化橡胶、氯丁二烯橡胶及其混合物。

(2)二氧化硅

二氧化硅可具有210-680m²/g的每克(N₂SA)的氮表面积，其为常规使用二氧化硅颗粒的表面积的3.5倍或更多倍。通过使用具有大表面积的二氧化硅，可由于改善的吸水率而防止湿路滑胎。

二氧化硅可通过湿法或干法制备，并且市售的二氧化硅产品包括Ultrasil VN2(Degussa Ag有限公司)、Ultrasil VN3(Degussa Ag有限公司)、Z1165MP(Rhodia公司)、Z165GR(Rhodia公司)等。

相对于100重量份的基础橡胶，二氧化硅可以以30-180重量份的量存在，优选以30-100重量份的量存在，更优选以60-100重量份的量存在。当二氧化硅的含量小于30重量份时，不能充分改善橡胶的强度，并且轮胎的制动性能可能劣化，并且当二氧化硅的含量超过180重量份时，耐磨性可能劣化。

为了提高二氧化硅的分散性，还可以含有偶联剂。

偶联剂可包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：硫化硅烷化合物、巯基硅烷化合物、乙烯基硅烷化合物、氨基硅烷化合物、缩水甘油氧基硅烷化合物、硝基硅烷化合物、氯硅烷化合物、甲基丙烯酸硅烷化合物及其组合，并且优选为硫化硅烷化合物。

硫化硅烷化合物可选自由以下材料组成的组中的任意一种：双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)四硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)四硫化物、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、双(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)三硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、双(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、双(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)三硫化物、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、双(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)二硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、双(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)二硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基-N,N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物、3-三乙氧基甲硅烷基丙基-N,N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物、2-三乙氧基甲硅烷基乙基-N,N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物、2-三甲氧基甲硅烷基乙基-N,N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑基四硫化物、3-三乙氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑四硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯一硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯一硫化物及其组合。

巯基硅烷化合物可包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、2-巯基乙基三甲氧基硅烷、2-巯基乙基三乙氧基硅烷及其组合。乙烯基硅烷化合物可包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷及其组合。氨基硅烷化合物可包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷及其组合。

缩水甘油氧基硅烷化合物可包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：γ-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷及其组合。硝基硅烷化合物可包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：3-硝基丙基三甲氧基硅烷、3-硝基丙基三乙氧基硅烷及其组合。氯硅烷化合物可包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、2-氯乙基三甲氧基硅烷、2-氯乙基三乙氧基硅烷及其组合。

甲基丙烯酸硅烷化合物可包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲基甲氧基硅烷及其组合。

偶联剂可以相对于100重量份的基础橡胶以1-20重量份的量存在。当偶联剂的含量小于1重量份时，不能充分改善二氧化硅的分散性，并且橡胶的加工性或燃料效率可能劣化，并且当偶联剂的含量超过20重量份时，燃料效率是优越的，但是由于二氧化硅和橡胶之间过强的相互作用，制动性能可能明显劣化。

(3)超细颗粒炭黑

根据本发明，为了解决在使用二氧化硅进行混合以提高抓地性能时发生的加工性和分散性变差的问题，可将具有优异互补性的超细颗粒炭黑与具有优异分散性的粉末型植物性树脂组合使用。

通过与超细颗粒炭黑组合使用，可促进橡胶组合物的混合，同时保持二氧化硅的益处。

超细颗粒炭黑可具有200-1000mg/g的碘吸附值和150-800ml/100g的DBP吸油值。

(4)其它添加剂

任选地，轮胎橡胶组合物还可包括各种添加剂，例如硫化剂、硫化促进剂、抗氧化剂、活化剂和软化剂。添加剂的种类可以是选自本发明所属领域中通常使用的添加剂中的任一种。添加剂的含量取决于用于轮胎的普通橡胶组合物的混合比，并且没有特别限制。

可用于本发明的硫化剂的示例包括硫磺硫化剂、有机过氧化物、树脂硫化剂和诸如氧化镁的金属氧化物。

可用于本发明的硫磺硫化剂的示例包括：无机硫化剂，例如粉末状硫(S)、不溶性硫(S)、沉淀硫(S)和胶态硫(S)；以及有机硫化剂，例如二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)、二硫化四乙基秋兰姆(TETD)和二硫代二吗啉。具体地，可用于本发明的硫磺硫化剂的示例包括元素硫、例如二硫化胺的产生硫的硫化剂、聚合硫等。

有机过氧化物可包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、甲基乙基酮过氧化物、氢过氧化枯烯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、1,3-双(叔丁基过氧丙基)苯、二叔丁基过氧-二异丙基苯、叔丁基过氧苯、2,4-二氯苯甲酰过氧化物、1,1-二丁基过氧-3,3,5-三甲基硅氧烷、正丁基-4,4-二叔丁基过氧戊酸酯及其组合。

考虑到基础橡胶对热不太敏感且具有化学稳定性的合适硫化效应，硫化剂优选地相对于100重量份的基础橡胶以0.5-4.0重量份的量存在。

硫化促进剂是指在初始硫化期间促进硫化速度或促进延迟的促进剂。

硫化促进剂可包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：次磺酰胺、噻唑、秋兰姆、硫脲、胍、二硫代氨基甲酸酯、醛-胺、醛-氨、咪唑啉、黄原酸酯及其组合。

例如，次磺酰胺硫化促进剂可包括选自由以下次磺酰胺化合物组成的组中的任意一种：N-环己基-2-苯并噻唑磺酰胺(CBS)、N-叔丁基-2-苯并噻唑磺酰胺(TBBS)、N,N-二环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺、N-氧基二乙烯基-2-苯并噻唑亚磺酰胺、N,N-二异丙基-2-苯并噻唑亚磺酰胺及其组合。

例如，噻唑硫化促进剂可包括选自由以下噻唑化合物组成的组中的任意一种：2-巯基苯并噻唑(MBT)、二苯并噻唑二硫化物(MBTS)和2-巯基苯并噻唑的钠盐，2-巯基苯并噻唑的锌盐，2-巯基苯并噻唑的铜盐，2-巯基苯并噻唑、2-(2,4-二硝基苯基)巯基苯并噻唑、2-(2,6-二乙基-4-吗啉代硫代)苯并噻唑的环己胺盐及其组合。

例如，秋兰姆硫化促进剂可包括选自由以下秋兰姆化合物组成的组中的任意一种：四甲基秋兰姆二硫化物(TMTD)、四乙基秋兰姆二硫化物、四甲基秋兰姆一硫化物、二五亚甲基秋兰姆二硫化物、二五亚甲基秋兰姆一硫化物、二五亚甲基秋兰姆四硫化物、二五亚甲基秋兰姆六硫化物、四丁基秋兰姆二硫化物、五亚甲基秋兰姆四硫化物及其组合。

例如，硫脲硫化促进剂可包括选自由以下硫脲化合物组成的组中的任意一种：硫脲、二乙基硫脲、二丁基硫脲、三甲基硫脲、二邻甲苯基硫脲及其组合。

例如，胍硫化促进剂可包括选自由以下胍化合物组成的组中的任意一种：二苯基胍、二邻甲苯基胍、三苯基胍、邻甲苯基双胍、邻苯二甲酸二苯基胍及其组合。

例如，二硫代氨基甲酸酯硫化促进剂可包括选自由以下二硫代氨基甲酸酯化合物组成的组中的任意一种：乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、丁基苯基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸钠、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二戊基二硫代氨基甲酸锌、二丙基二硫代氨基甲酸锌、五亚甲基二硫代氨基甲酸锌和哌啶的复合盐、十六烷基异丙基二硫代氨基甲酸锌、十八烷基异丙基二硫代氨基甲酸锌、二苄基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸钠、五亚甲基二硫代氨基甲酸酯哌啶、二甲基二硫代氨基甲酸硒、二乙基二硫代氨基甲酸碲、二戊基二硫代氨基甲酸镉及其组合。

例如，醛-胺或醛-氨硫化促进剂可包括选自由以下醛-胺或醛-氨化合物组成的组中的任意一种：乙醛-苯胺反应产物、丁醛-苯胺缩合产物、六亚甲基四胺、乙醛-氨反应产物及其组合。

例如，咪唑啉硫化促进剂可包括诸如2-巯基咪唑啉的咪唑啉化合物，并且例如，黄原酸酯硫化促进剂可以是诸如二丁基黄原酸锌的黄原酸酯化合物。

相对于100重量份的基础橡胶，硫化促进剂可以以0.5-2.0重量份的量存在，以基于改进的硫化速度使生产效率的提高和橡胶物理性能的改善最大化。

硫化促进剂活化剂是与硫化促进剂组合使用以完成其加速效果的添加剂，并且包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：无机硫化促进剂活化剂、有机硫化促进剂活化剂及其组合。

无机硫化促进剂活化剂可包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：氧化锌(ZnO)、碳酸锌、氧化镁(MgO)、氧化铅、氢氧化钾及其组合。有机硫化促进剂活化剂可包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：硬脂酸、硬脂酸锌、棕榈酸、亚油酸、油酸、月桂酸、油酸二丁基铵、其衍生物及其组合。

特别的，氧化锌和硬脂酸的组合可用作硫化促进剂活化剂。在这种情况下，氧化锌溶解在硬脂酸中以与硫化促进剂形成有效的络合物，其在硫化期间产生有利的硫并有利于橡胶的交联。

当组合使用氧化锌和硬脂酸时，相对于100重量份的基础橡胶，它们可分别以1-5重量份和0.5-3重量份的量使用，以赋予其作为硫化促进剂活化剂的作用。

抗氧化剂是用于阻止在轮胎自动被氧气氧化期间的链反应的添加剂。抗氧化剂可包括适当地选自由以下材料组成的组中的任意一种：胺、苯酚、喹啉、咪唑、氨基甲酸金属盐、蜡及其组合。

胺抗氧化剂可以是选自由以下材料组成的组中的任意一种：N-苯基-N'-(1,3-二甲基)-对苯二胺、N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对苯二胺、N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺、N,N'-二苯基-对苯二胺、N,N'-二芳基-对苯二胺、N-苯基-N'-环己基对苯二胺、N-苯基-N'-辛基-对苯二胺及其组合。苯酚抗氧化剂可以是选自由以下苯酚组成的组中的任意一种，例如2,2'-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2'-亚异丁基-双(4,6-二甲基苯酚)、2,6-二叔丁基对甲酚及其组合。喹啉抗氧化剂可以是2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉及其衍生物，具体可包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉、6-苯胺基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉、6-十二烷基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉及其组合。蜡优选是蜡质烃。

抗氧化剂需要抗老化活性以及在橡胶中的高溶解性、低挥发性和对橡胶不具有活性，同时不抑制硫化。考虑到这些要求，相对于100重量份的基础橡胶，抗氧化剂可以0.5-2.0重量份的量存在。

软化剂是指用于混合或生产橡胶的其它油性材料，其添加到橡胶组合物中以赋予橡胶可塑性，从而促进加工或降低硫化橡胶的硬度。软化剂是指包含在橡胶组合物中的加工油或其它油。软化剂可以是选自由以下材料组成的组中的任意一种：石油、植物油及其组合，但本发明不限于此。

石油可以是选自由以下材料组成的组中的任意一种：石蜡油、环烷油、芳香油及其组合。

石蜡油的代表性示例包括由Michang Oil有限公司生产的P-1、P-2、P-3、P-4、P-5、P-6等，环烷油的代表性示例包括由Michang Oil有限公司生产的N-1、N-2、N-3等，以及芳香油的代表性示例包括由Michang Oil有限公司生产的A-2、A-3等。

然而，近年来，随着对环境问题关注的增加，已知的是当芳香油中的多环芳香族烃(以下称为“PAHs”)的含量为3wt％或以上时，导致癌症的可能性很高，优选使用经处理的馏分芳族萃取物(TDAE)油、温和萃取溶剂化物(MES)油、残余芳族萃取物(RAE)油或重质环烷油。

特别地，优选地，用作软化剂的油相对于油的总重量具有3wt％或以下的总PAH成分，并且运动粘度为95或以上(210°F SUS)，并且包括在软化剂中的15-25wt％的芳族成分、27-37wt％的环烷成分和38-58wt％的链烷烃成分。

TDAE油赋予包含TDAE油的轮胎胎面以优异的低温特性和燃料消耗效率，并且在环境因素例如PAH的致癌性方面是有利的。

植物油可包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：蓖麻油、棉籽油、亚麻子油、菜籽油、大豆油、棕榈油、椰子油、花生油、松油、松焦油、妥尔油、球果油、米糠油、红花油、芝麻油、橄榄油、向日葵油、棕榈仁油、山茶油、霍霍巴油(Jojoba oil)、澳洲坚果油、藏红花油(Saffola oil)、桐油及其组合。

制造轮胎胎面的方法包括制造二氧化硅棒、以棒的形式精炼轮胎胎面组合物、在成型框架中交替地设置以棒的形式精炼的轮胎胎面组合物和二氧化硅棒，并且通过挤出制造胎面。

精炼和挤出可在合适的混合器中进行，包括以下步骤：第一步，在最高温度为110-190℃、优选在130-180℃的高温下进行热机械处理或混合(称为“非制造”步骤)；和第二步，通常在低于110℃——例如在40-100℃——的低温下进行机械处理(称为“制造”步骤)；但是本发明不限于此。

轮胎胎面适用于所有轮胎。最优选地，当轮胎应用于光面轮胎时，可施加改善的抓地性能。该光面轮胎包括具有图案化光面的轮胎。

根据本发明的另一个实施方式，该轮胎包括轮胎胎面。

制造包括轮胎胎面的轮胎的方法可通过用于制造轮胎的任意常规方法进行，并且将不给出其详细描述。

轮胎的示例包括但不限于用于越野赛车的轮胎、用于小卡车的轮胎(LTR)和用于客车的轮胎。

在下文中，将详细描述本发明的示例，使得具有本发明所属领域的普通知识的人员可实施本发明。然而，本发明可以各种不同的形式实现，并且不限于本文所述的示例。

制造示例1：二氧化硅棒的制造

将由二氧化硅、硅烷偶联剂、基础橡胶、二氧化硅和超细颗粒炭黑组成的母料以及添加剂混合，以制备宽度为0.2mm、高度为3m、长度等于轮胎弧的二氧化硅棒。

制造二氧化硅棒，使得不同尺寸的二氧化硅颗粒设置在胎面厚度方向的上部和下部，并且设置在二氧化硅棒的上部的二氧化硅的直径为2μm，以及设置在二氧化硅棒的下部的二氧化硅的直径为4μm。

制造示例2：轮胎胎面橡胶组合物的制备

制备包含根据制造示例1的二氧化硅棒的轮胎用橡胶组合物。橡胶组合物的制备根据制备橡胶组合物的常规方法来进行，本发明没有特别限制。

表1

(单位：重量份)

1)基础橡胶：苯乙烯-丁二烯橡胶。

2)促进剂1：TT(秋兰姆类硫化促进剂)

3)促进剂2：DPG

4)二氧化硅棒：施加表1中的示例和比较例中制备的二氧化硅棒。通过二氧化硅棒的数量来控制二氧化硅棒的含量。

[制造示例3：轮胎胎面及包含所述轮胎胎面的轮胎的制造]

使用该橡胶组合物制造胎面，并且通过通常的制造方法来制造尺寸为280/640R18Z207、空气压力为200kPa的轮胎。

[试验示例：轮胎性能的评价]

使用在示例和比较例中制备的橡胶组合物，去除包括胎面的轮胎，并测量其物理性能。结果示于下表2中。

1)通过对比较例和示例之间的混合图和温度条件进行比较来评价混合/混配性能。

*混合/混配性能分数表：1(非常差)-10(非常好)

2)通过测试混合后的混合机中的吸收/排放时间和加工性来评价吸收/排放性能。

*吸收/排放性能分数表：1(非常差)-10(非常好)

3)抓地性能：当试验驾驶员在湿路面条件下、在200kPa的空气压力下使用尺寸为280/640R18Z207且包括使用橡胶组合物制备的胎面的轮胎连续驾驶环形路线(2km)10次时，通过测量每次驾驶的实验时间来评价初始抓地性能和抓地性能连续性。

*抓地性能得分表：1(非常差)-10(非常好)

4)根据ISO 37质量标准测量300％模量和伸长率。

5)根据JIS K6264测定耐磨性。

表2

从表2可以看出，随着二氧化硅棒的含量增加，吸收性和渗透性以及湿路面上的抓地性能提高。

尽管为了说明性的目的已公开了本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换是可能的。

Claims (13)

1.一种轮胎胎面，包括沿轮胎圆周方向延伸的二氧化硅棒，

其中，所述二氧化硅棒的上部暴露于胎面，以便于接触道路，

所述二氧化硅棒具有0.2-30mm的宽度和0.2-30mm的高度，

所述二氧化硅棒包括设置在胎面厚度方向上的上部和下部的具有不同粒径的二氧化硅，

粒径为1.5-3.0µm的二氧化硅存在于所述二氧化硅棒的上部，并且

粒径为3.5-5.0µm的二氧化硅存在于所述二氧化硅棒的下部。

2.根据权利要求1所述的轮胎胎面，其中，基于胎面基部，所述二氧化硅棒的插入角度为5-90°。

3.根据权利要求1所述的轮胎胎面，其中，所述二氧化硅棒的所述上部设置在胎冠中，并且所述二氧化硅棒的所述下部设置在胎面基部中。

4.根据权利要求1所述的轮胎胎面，其中，所述二氧化硅棒的所述上部和所述下部设置在胎冠中。

5.根据权利要求1所述的轮胎胎面，其中，所述二氧化硅棒使用包含100重量份的基础橡胶，30-180重量份的二氧化硅以及5-50重量份的超细颗粒炭黑的母料来制备。

6.根据权利要求1所述的轮胎胎面，其中，包括所述二氧化硅棒的所述胎面包括：

胎冠；和

胎面基部，

其中，除了所述二氧化硅棒之外的所述胎冠包括：

100重量份的基础橡胶；和

50-80重量份的二氧化硅。

7.根据权利要求1所述的轮胎胎面，其中，包括所述二氧化硅棒的所述胎面包括：

胎冠；和

胎面基部，

其中，除了所述二氧化硅棒之外的所述胎面基部包括：

100重量份的基础橡胶；和

10-20重量份的二氧化硅。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的轮胎胎面，其中，所述基础橡胶包括选自由以下材料组成的组中的任意一种：腈共轭二烯共聚物、烯烃橡胶、用马来酸改性的乙烯丙烯橡胶、丙烯酸橡胶、卤化橡胶及其混合物。

9.根据权利要求5-7中任一项所述的轮胎胎面，其中，所述轮胎胎面相对于100重量份的基础橡胶还包括：

0.5-4.0重量份的硫化剂；

0.5-2.0重量份的硫化促进剂；和

0.5-2.0重量份的抗氧化剂。

10.根据权利要求1所述的轮胎胎面，其中，所述轮胎胎面是光滑轮胎胎面。

11.根据权利要求8所述的轮胎胎面，其中，所述烯烃橡胶为以下任意一种：聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、共轭二烯芳族乙烯基共聚物、异丁烯和芳族乙烯基的共聚物、异丁烯和二烯单体的共聚物及其混合物；所述腈共轭二烯共聚物为氢化丁腈橡胶；所述卤化橡胶为氯丁二烯橡胶。

12.根据权利要求11所述的轮胎胎面，其中，所述异丁烯和二烯单体的共聚物为丁基橡胶。

13.一种制造轮胎胎面的方法，包括：

制造二氧化硅棒；

以棒的形式精炼轮胎胎面组合物；

在成型框架中交替地设置以棒的形式精炼的轮胎胎面组合物和二氧化硅棒；以及

通过挤出而制造胎面，

其中，所述二氧化硅棒具有0.2-30mm的宽度和0.2-30mm的高度，

所述二氧化硅棒包括设置在胎面厚度方向上的上部和下部的具有不同粒径的二氧化硅，

粒径为1.5-3.0µm的二氧化硅存在于所述二氧化硅棒的上部，并且

粒径为3.5-5.0µm的二氧化硅存在于所述二氧化硅棒的下部。