CN109517238A - 一种半钢子午线轮胎用含微米级微孔材料的胎面橡胶组合物 - Google Patents

一种半钢子午线轮胎用含微米级微孔材料的胎面橡胶组合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种半钢子午线轮胎用含微米级微孔材料的胎面橡胶组合物。包括下述组分：1～50份顺式丁二烯橡胶，1～50份天然橡胶，1～80重量份苯乙烯‑丁二烯共聚物合成橡胶、50～90重量份高比表面积的高分散白炭黑、1～15重量份高耐磨炭黑和1～15重量份微孔材料。本发明微米级微孔材料分散在胎面胶料中，轮胎硫化后形成若干个微小气孔。轮胎行驶时，随着胎面胶料接触地面，路面水膜被压入气孔；在胎面胶料驶离地面时，随着轮胎转动离心力，气孔内水被甩出。该方法可以更加有效提高轮胎湿滑性能，同时使轮胎轻量化、降低轮胎滚阻。

Description

一种半钢子午线轮胎用含微米级微孔材料的胎面橡胶组合物
技术领域
本发明涉及轮胎橡胶制品领域，尤其涉及一种半钢子午线轮胎用含微米级微孔材料的胎面橡胶组合物。
背景技术
自轮胎标签法实施后，半钢子午线轮胎对轮胎的湿滑性能及滚阻性能要求越来越高。通常轮胎的滚动阻力和抗湿滑性是相互制约的，如何在保证轮胎滚动阻力的条件下提高轮胎湿滑性能是目前急需解决的问题。通常使用动态热机械分析仪(DMA)对胶料检测0℃tanδ数值及60℃tanδ数值，一般认为0℃tanδ数值越大，表征湿滑性能越好；60℃tanδ数值越小，表征滚动阻力越低。为更准确的测试轮胎湿滑及滚阻性能，可以对整胎进行实车测试湿滑制动距离，通过滚动阻力测试仪对轮胎进行滚阻测试。
半钢子午线轮胎胎面配方生胶体系一般使用NR、BR、SBR胶种，现行提高胎面湿滑性能大多数采用调整生胶配比或使用改性SSBR的方法来达到配方高湿滑的目的。
采用调整配方生胶配比的方式主要是提高SBR用量，该方法虽然能提高配方的湿滑性能，但同时也能提升60℃tanδ数值，即降低轮胎滚阻等级；在白炭黑配方中使用改性SSBR的方法，虽有可能保持滚阻的前提下提高湿滑性能。但改性SSBR的Tg点一般较低，使用后会明显提升配方Tg点，对配方的冬季性能会有不良影响同时缩小原胎面配方的可使用环境温度。这两种方法对配方性能均有影响，且湿滑性能提升程度有限。
发明内容
为解决上述现有技术的不足，本发明提供一种半钢子午线轮胎用含微米级微孔材料的胎面橡胶组合物。该橡胶组合物可以更加有效提高轮胎湿滑性能，同时使轮胎轻量化、降低轮胎滚阻。
一种半钢子午线轮胎用含微米级微孔材料的胎面橡胶组合物，包括下述组分：1～50份顺式丁二烯橡胶，1～50份天然橡胶，1～80重量份苯乙烯-丁二烯共聚物合成橡胶、50～90重量份高比表面积的高分散白炭黑、1～15重量份高耐磨炭黑和1～15重量份微孔材料；所述微孔材料为预膨胀亚微球98DU-50/SBR。
进一步的，所述高分散白炭黑的氮吸附比表面积在150m2/g以上。
进一步的，所述高耐磨炭黑的氮吸附比表面积在70m2/g以上、DBP吸油值在80cm3/100g以上。
有益效果：
本发明微米级微孔材料分散在胎面胶料中，轮胎硫化后形成若干个微小气孔。轮胎行驶时，随着胎面胶料接触地面，路面水膜被压入气孔；在胎面胶料驶离地面时，随着轮胎转动离心力，气孔内水被甩出。该橡胶组合物可以更加有效提高轮胎湿滑性能，同时使轮胎轻量化、降低轮胎滚阻。
附图说明
图1为样品A及样品B成品胎分别进行400公里实车磨耗预磨，预磨后轮胎表面外观图。
图2为样品1的电镜照片图。
图3为样品2的电镜照片图。
图4为样品3的电镜照片图。
具体实施方式
本发明涉及一种半钢子午线轮胎用含微米级微孔材料的胎面橡胶组合物，包括下述组分：1～50份顺式丁二烯橡胶，1～50份天然橡胶，1～80重量份苯乙烯-丁二烯共聚物合成橡胶、50～90重量份高比表面积的高分散白炭黑、1～15重量份高耐磨炭黑和1～15重量份微孔材料；所述微孔材料为预膨胀亚微球98DU-50/SBR，其购买厂家为：是倍裕科技的预膨胀亚微球98DU-50/SBR。
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的半钢子午线轮胎用含微米级微孔材料的胎面橡胶组合物及其制备方法。
本发明橡胶组合物的混炼可采用克虏伯一次法混炼设备技术及相关工艺完成，具体工艺如下：
1.在上密炼机中加入生胶，压坨进行塑炼；加入白炭黑、Si-75及白炭黑分散剂ST，压坨至155℃保温60秒；加入防护小料、炭黑，压坨至160℃排胶；
2.胶料排到下密炼机后恒温在155℃保持100秒，排胶至开炼机；
3.胶料在0#开炼机冷却压片混炼20S，排送至加硫开炼机；在加硫开炼机捣胶压片50秒，加入造粒硫化剂及微孔材料，开炼机捣胶混炼，充分混炼均匀排胶；压片开炼机压片收胶。
实例1
在克虏伯一次法密炼机中采用以上工艺制备如表1中所规定成分的橡胶组合物，该橡胶组合物在这里被称之为样品A、样品B。样品A在这里被当作对比样，即在橡胶组合物中未使用微孔材料。
表1实施例一中各原料添加量(单位：phr)
表2给出了硫化样品A和B的表观和物理性能。对各样品进行物理性能检测，具体测试数值如下：
表2硫化样品A和B的表观和物理性能
151℃*30min硫化 样品A 样品B
SHORE A硬度 62 60
比重(g/cm<sup>3</sup>) 1.173 1.163
300％定伸强度(MPa) 10.0 9.6
使用实例1所生产的样品A与样品B试制试验胎225/45R17 94WGreen-Max HP010规格轮胎。轮胎其他半部件配方及结构不变，分别使用样品A与样品B生产试验胎面。在轮胎进行湿滑制动距离测试前，对样品A及样品B成品胎分别进行400公里实车磨耗预磨，预磨后轮胎表面外观如图1所示。
轮胎测试数据如下表3所示：
表3轮胎测试数据
A B
轮胎重量(kg) 10.12 10.03
滚动阻力系数(N/kN) 8.45 8.28
湿滑制动距离(m) 26.0 25.1
实例1的胶料测试数据如表2，轮胎测试数据如表3，结果表明：微孔材料加入配方中后，胶料的比重下降，同时硬度及定伸也有不同程度的下降。这是由于微孔材料经硫化后在胶料中形成气孔，反映在轮胎上的效果就是降低整胎重量，使轮胎轻量化，从而降低了滚动阻力系数。更重要的是，轮胎在预磨后，胎面表面形成很多微米级别的气孔。这些气孔随着轮胎滚动不断的吸水、放水，从而有效的缩短了湿滑制动距离。
实例2
在克虏伯一次法密炼机中采用以上工艺制备如表4中所规定成分的橡胶组合物，该橡胶组合物在这里被称之为样品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微孔材料。
表4
表5给出了硫化样品1、样品2、样品3的表观和物理性能。对各样品进行物理性能检测，具体测试数值如下：
表5硫化样品1、样品2、样品3的表观和物理性能
151℃*30min硫化 样品1 样品2 样品3
SHORE A硬度 62 61 59
比重(g/cm<sup>3</sup>) 1.173 1.166 1.160
300％定伸强度(MPa) 10.0 9.8 9.2
图2、图3和图4分别是样品1、样品2、样品3的电镜照片图。
实例2的胶料测试结果表明：微孔材料用量越多，胶料的比重下降越多，轮胎轻量化越显著，这将有益于轮胎滚动阻力。同时随用量增多，胶料的硬度及定伸随之下降且胶料硫化后气孔越多，且尺寸稍有增大。因此，在实际应用时，考虑不同胎面配方需求，选择合适的微孔材料用量对配方性能很重要，建议在胎面配方中用量在3～10phr。
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 (3)

1.一种半钢子午线轮胎用含微米级微孔材料的胎面橡胶组合物，其特征在于，包括下述组分：
1～50份顺式丁二烯橡胶，1～50份天然橡胶，1～80重量份苯乙烯-丁二烯共聚物合成橡胶、50～90重量份高比表面积的高分散白炭黑、1～15重量份高耐磨炭黑和1～15重量份微孔材料；
所述微孔材料为预膨胀亚微球98DU-50/SBR。
2.如权利要求1所述的白色胎侧底胶，其特征在于，所述高分散白炭黑的氮吸附比表面积在150m2/g以上。
3.如权利要求1所述的白色胎侧底胶，其特征在于，所述高耐磨炭黑的氮吸附比表面积在70m2/g以上、DBP吸油值在80cm3/100g以上。
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