CN109796647B - 一种高抓地力性能低滚动阻力轮胎胎面胶料及其合成方法 - Google Patents
一种高抓地力性能低滚动阻力轮胎胎面胶料及其合成方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高抓地力性能低滚动阻力轮胎胎面胶料,以重量百分比计,所述高抓地力性能低滚动阻力轮胎胎面胶料包括:溶聚丁苯胶SSBR6270 40~44%、天然橡胶SIR20 12~15%、高分散白炭黑26~30%、防老剂2.0~3.0%、偶联剂X‑50S 3~5%、活性剂1~3%、增塑剂2~4%、硫化剂0.6~0.9%、促进剂1.2~1.6%和防焦剂0.07~0.1%,所述溶聚丁苯胶SSBR6270结合苯乙烯含量为23.5~26.5%,含油量为25.8~28.8%,所述高分散白炭黑的比表面积为200~230m2/g,各组分含量之和为100%。通过上述方式,本发明提供的技术其干地抓地力性能强,过弯操控能力较强,行驶滚动阻力小,同时还具有较好的湿地抓地力,湿地操控性,冰雪地抓地力,能够提高湿地行驶安全系数,耐性能达标。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶制品技术领域,特别是涉及一种高抓地力性能低滚动阻力轮胎胎面胶料及其合成方法。
背景技术
汽车在行驶过程中会产生各种行驶阻力,其中80%为空气阻力,其余20%为滚动阻力,有数据显示:目前轮胎摩擦生热过程中释放的CO2已占据全球矿物燃料释放的温室气体的3%,汽车油耗有相当一部分用于克服轮胎摩擦阻力。欧盟委员会的数据显示:汽车轮胎滚动阻力所需能耗占到整车油耗的20%左右,换言之,相当于每加五次油,就有一次完全是为轮胎而加的。据测定,轮胎滚动阻力每降低7%,便使汽车燃油消耗降低1%,同时也可以大幅降低CO2排放量;如果使用滚动阻力小的轮胎,则在行驶中脚踩汽车油门的程度也随之降低,也就意味着节约油耗。因此,通过降低轮胎滚动阻力不仅可以达到省油的目的,而且还减少了 CO2温室气体的排放,对环境保护也起到了良好的促进作用。
轮胎滚动阻力的影响受到材料特性、轮胎结构、轮胎生产制造工艺和使用条件等诸多因素影响,其中某些因素又相互影响,单纯的降低轮胎滚动阻力并不是很难,但是通常要牺牲轮胎的某些性能,特别是抗湿滑性能,而从安全角度出发,轮胎应该保持较高的抗湿滑性能,所以选择材料和轮胎结构设计是降低轮胎滚动阻力的重要途径,因此必须从轮胎胎面胶配方设计上进行突破。
现有技术中普通的低滚阻胎面胶,虽然有着低滚动阻力,却存在着胶料不耐磨、抓地力性能较差等缺点;若在提升干地抓地力的情况下,耐磨性能却下降的较快。因此,若发明出低滚动阻力,同时保持良好的耐磨性和抗湿滑性能的胎面胶配方对于降低轮胎滚动阻力有着重大意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种高抓地力性能低滚动阻力轮胎胎面胶料及其合成方法,其干地抓地力性能强,过弯操控能力较强,行驶滚动阻力小,同时还具有较好的湿地抓地力,湿地操控性,冰雪地抓地力,能够提高湿地行驶安全系数,耐性能达标。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种高抓地力性能低滚动阻力轮胎胎面胶料,以重量百分比计,所述高抓地力性能低滚动阻力轮胎胎面胶料包括:溶聚丁苯胶SSBR627040~44%、天然橡胶SIR20 12~15%、高分散白炭黑26~30%、防老剂2.0~3.0%、偶联剂X-50S 3~5%、活性剂1~3%、增塑剂2~4%、硫化剂0.6~0.9%、促进剂 1.2~1.6%和防焦剂0.07~0.1%,各组分含量之和为100%。
通过上述方案,溶聚丁苯胶与天然橡胶并用,降低胶料硬度,提高抗湿滑性能,溶聚丁苯胶和天然胶的比例可以优化配方抗撕裂性能,拉伸强度提高到19MPa,并保证与高分散白黑炭的结合效果,达到非常优秀的低滚动阻力目标;溶聚丁苯胶和高分散白炭黑结合,可以确保胶料硬度不会太高,提高抓地力,保证抗湿滑性能;偶联剂与高分散白炭黑结合,可降低胶料木尼粘度,充分对高分散白炭黑进行改善,表面改性提高白炭黑补强效果,提高胶料抗湿滑性能;偶联剂与橡胶结合,大大提升定伸应力、拉伸强度、动态模量和耐磨性能,同时与高分散白炭黑作用,可取得低滚阻、低生热、良好的抓地力和耐磨性之间的最佳平衡;另外,配合使用的防老剂用于对热氧老化、臭氧老化和疲劳老化具有较好的防护效果;配合使用的活性剂用于提高硫化胶的交联密度和耐老化性能;配合使用的增塑剂用于降低橡胶的玻璃化温度和提高耐寒性;配合使用的硫化剂用于橡胶分子链起交联反应,使线形分子形成立体网状结构,可塑性降低,弹性剂强度增加;配合使用的防焦剂用于提升硫化延迟性,延长焦烧时间。上述各配方一起结合,共同作用,能够产生特殊的粘弹性体橡胶,不仅使橡胶大大降低了行驶的滚动阻力,而且在干地和湿地的抓地力都能变现优异。
优选的,所述溶聚丁苯胶SSBR6270结合苯乙烯含量为23.5~26.5%,含油量为25.8~28.8%。
通过上述方案,择优参数溶聚丁苯胶结合苯乙烯含量为23.5~26.5%,填充油量为25.8~28.8%,使配方能够在保持良好混炼效果和胶料良好机械性能的前提下,提升胶料的抓地力性能,尤其是提高干地抓地力性能。
优选的,所述高分散白炭黑的比表面积为200~230m2/g。
通过上述方案,上述高分散白炭黑能够改善抗崩花性能,提高抗机械损伤能力,并极大的降低滚动阻力,磨耗性能也能有效提升,而且本方案中高分散白炭黑为全部的补强体系,不使用黑炭黑,可以大大提高轮胎胎面湿地抓地和湿地操控性能。
本发明还提供一种高抓地力性能低滚动阻力轮胎胎面胶料的合成方法,所述合成方法如下:
(1)投入溶聚丁苯胶SSBR、天然橡胶、高分散白炭黑、增塑剂、防老剂、偶联剂X-50S、活性剂、硫化剂、促进剂、防焦剂,混练时间280~320 秒,混炼温度150℃,压力0.45~0.60Mpa;
(2)出片经过冷却,冷却方式:风扇冷却0.5H,自然冷却16H;
(3)投入冷却好的胶片,混炼90~110秒,混炼温度150℃,压力 0.45~0.60Mpa;
(4)出片经过冷却,冷却方式:风扇冷却0.5H,自然冷却16H;
(5)投入冷却好的胶片、硫化剂、促进剂、防焦剂,混炼80~100秒,混炼温度95~115℃,压力0.45~0.60Mpa;
(6)出片经过冷却,冷却方式:风扇冷却0.5H,自然冷却16H;
(7)将冷却好的胶片经过挤出机机制成胎面。
本发明的有益效果是:本发明提供的一种高抓地力性能低滚动阻力轮胎胎面胶料,在滚动阻力、湿地抓地力、湿地操控、冰雪地抓地力方面都大大优于普通轮胎胎面胶料,其制成的轮胎具有较低的行驶滚动阻力,生热低,损耗慢,耐久性能优异,并且其干地抓地力性能强,过弯操控能力较强,能够提高湿地行驶安全系数,耐磨性能达标,其综合性能远远优于现有技术中的普通低滚动阻力轮胎胎面胶料。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1:
原料组分:95份溶聚丁苯胶SSBR6270、31份天然橡胶、63份高分散白炭黑9000GR、7.0份加工油、5.5份增塑剂、4.6份防老剂(2.0份 6PPD、1.1份RD、1.5份B2055)、9.0份偶联剂X-50S、5.3份活性剂(3.0 份ZnO、2.3份SA)、2.0份硫化剂、3.5份促进剂(2.6份CZ、0.70份DPG、0.20份TT)、0.20份防焦剂。
制备过程(本过程在270L密炼机进行):
第一步:投入溶聚丁苯胶SSBR、天然橡胶、高分散白炭黑、增塑剂、防老剂、偶联剂X-50S、活性剂、硫化剂、促进剂、防焦剂,混练时间 280~320秒,混炼温度150℃,压力0.45~0.60Mpa;
第二步:出片经过冷却,冷却方式:风扇冷却0.5H,自然冷却16H;
第三步:投入冷却好的胶片,混炼90~110秒,混炼温度150℃,压力0.45~0.60Mpa;
第四步:出片经过冷却,冷却方式:风扇冷却0.5H,自然冷却16H;
第五步:投入冷却好的胶片、硫化剂、促进剂、防焦剂,混炼80~100 秒,混炼温度95~115℃,压力0.45~0.60Mpa;
第六步:出片经过冷却,冷却方式:风扇冷却0.5H,自然冷却16H;
第七步:将冷却好的胶片经过挤出机机制成胎面。
根据上述获得的轮胎胎面胶料相关参数,见表1所示;由上述制成的胎面胶料制备的轮胎的技术指标,见表2所示。
表1:主要技术指标
通过表1可看出:本发明所制备的一种高抓地力及低滚动阻力特性的轮胎胎面胶料,在滚动阻力、干湿地抓地力、湿地操控方面都大大优于普通轮胎胎面胶料,并且在综合性能方面优于普通低滚动阻力轮胎胎面胶料。
由上述实施例1制成的胎面胶料所制备的轮胎的技术指标,如表2 所示:
表2:主要技术指标
注:RRC是指滚动阻力系数kg/t;
通过表2可看出:表明本发明制成的胎面胶料所制备的轮胎具有较低的滚动阻力,以及优秀的耐久性能,生热低,损耗慢,最终轮胎制品高速可到250Km/h,滚动阻力可达到A级。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理。
Claims (1)
1.一种高抓地力性能低滚动阻力轮胎胎面胶料,其特征在于,按照重量份计,所述高抓地力性能低滚动阻力轮胎胎面胶料包括,溶聚丁苯胶SSBR6270:95份;天然橡胶SIR20:31份;高分散白炭黑9000GR:63份;加工油:7.0份;增塑剂:5.5份;防老剂:4.6份;偶联剂X-50S:9.0份;活性剂:5.3份;硫化剂:2.0份;促进剂:3.5份和防焦剂:0.20份;
其中:防老剂包括6PPD:2.0份;RD:1.1份;B2055:1.5份;活性剂包括ZnO:3.0份;SA:2.3份;促进剂包括CZ:2.6份;DPG:0.70份;TT:0.20份。
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