CN111440367A - 一种高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轮胎技术领域，具体涉及一种高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶及其制备方法，其制备方法包括塑炼一段混炼、二段混炼、终炼和冷却停放；其配方采用阴离子聚合的溶聚丁苯胶，具有低滚动阻力和高抗湿滑性能，本发明引入了两种端基改性的溶聚丁苯胶，这两种橡胶中含有不同含量的苯乙烯和乙烯基，能够兼顾滚动阻力和抗湿滑性能的要求，同时配方中添加大量的高分散白炭黑，通过这两种端基改性的溶聚丁苯胶的选用，能够改善橡胶与白炭黑的结合，本发明不仅提高了轮胎抗湿滑性能，也降低轮胎的滚动阻力，通过配方改进，使轮胎的标签上升了两个等价，滚动阻力和抗湿滑性能的轮胎分别达到了欧洲标签法规的B、B级。

Description

一种高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及轮胎技术领域，具体涉及一种高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶及其制备方法。
背景技术
随着城市道路与高速公路建设事业的发展，现代城市车辆的普及化以及汽车性能的提高，人们对轮胎的要求越来越高，安全问题是人们关心的首位。轮胎的抗湿滑性能是衡量轮胎行使安全性，尤其是在湿雨天的行使安全性的重要指标，车辆行驶在带有水膜的地面时，轮胎与地面附着力的好坏，直接影响车辆的制动性能。同时，降低滚动阻力，也可以减少废气的排放，有效降低汽车燃油消耗，增强燃料使用效率，降低二氧化碳排放。因此，有必要设计一种高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶及其制备方法，以提高轮胎的抗湿滑性能，同时降低滚动阻力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶及其制备方法，制备的轮胎具有高抗湿滑性能和低滚动阻力的特点。
一种高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶，各原料重量组份为：各原料重量组份为：天然橡胶10-15份，稀土顺丁橡胶CB24 10-20份，溶聚丁苯胶SSBR Y031 30-45份，充油溶聚丁苯胶SSBR E680 40-70份，环保塑解剂0.1-0.3份，微晶蜡1-2份，防老剂6PPD 1-2份、防老剂TMQ 1.0-2.0份，环保芳烃油2-11份，炭黑N234 5-20份，白炭黑60-80份，硅烷偶联剂6-8份，微晶石蜡0.5-1.5份、活性剂ZnO 3-3.5份、硬脂酸1-2.5份，1％充油硫磺粉S-200 1-2.2份，促进剂CZ 1-2份，促进剂DPG 0.6-2份，防焦剂CTP 0.05-0.08份。
一种高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶的制备方法，包括以下工艺步骤：
(1)塑炼：投入规定重量份数的天然橡胶、环保塑解剂进行天然胶塑炼，得天然塑炼胶，以降低天然橡胶门尼粘度；
(2)一段混炼：按重量组份称取天然塑炼胶10-15份，与规定重量份数的稀土顺丁胶CB24、溶聚丁苯胶SSBR Y031、充油溶聚丁苯胶SSBR E680投入密炼机，并投入3/4规定重量份数的高分散白炭黑和规定重量份数的硅烷偶联剂混炼，在135℃时开始浮砣，并降低密炼机转子转速，保证胶料在140-145℃条件下促使白炭黑硅烷化反应，并在148℃排胶；
(3)二段混炼：将一段混炼胶与炭黑N234、剩余1/4重量份数的白炭黑、化学防老剂6PPD、防老剂TMQ、微晶蜡、活性剂ZnO、硬脂酸一起加入进行混炼，转速为45r/min，然后加入环保芳烃油，后压栓至155℃排胶；
(4)终炼：投入二段混炼冷却后的胶片，加入1％充油硫磺粉S-200、促进剂CZ、促进剂DPG和防焦剂CTP，混炼120s，混炼温度达到102-106℃排胶；
(5)冷却停放：开炼机出片经过冷却水槽冷却方式、风扇冷却，收片停放8h后可投入使用。
进一步的，所述步骤(2)中，浮砣时间为90-120秒，所述密炼机转子转速由50r/min降低至35r/min。
进一步的，所述步骤(3)中，在110℃时加入环保芳烃油。
进一步的，所述步骤(4)中，1％充油硫磺粉S-200为硫磺粉充％1的环烷油，即不仅利于分散，还防止硫磺粉飞扬。
本发明采用阴离子聚合的溶聚丁苯胶，具有低滚动阻力和高抗湿滑性能，本发明引入了两种端基改性的溶聚丁苯胶SSBR E680和SSBRY031,这两种橡胶中含有不同含量的苯乙烯和乙烯基，能够兼顾滚动阻力和抗湿滑性能的要求，同时配方中添加大量的高分散白炭黑，通过这两种端基改性的溶聚丁苯胶的选用，能够改善橡胶与白炭黑的结合，不仅能够减少聚合物大分子的粘弹之后，也可以改善白炭黑与橡胶大分子之间的结合与脱离的滞后，另外，该胎面胶配方中也添加了硅烷偶联剂SI-75，可以进一步改善橡胶与白炭黑的结合，降低滚动阻力。通过本发明的配方设计，不仅提高了轮胎抗湿滑性能，也降低轮胎的滚动阻力，通过配方改进，使轮胎的标签上升了两个等价，滚动阻力和抗湿滑性能的轮胎分别达到了欧洲标签法规的B、B级。
本发明的技术效果：
与现有技术相比，本发明的一种高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶及其制备方法，其胎面胶采用端基改性溶聚丁苯胶和少量稀土顺丁橡胶为主体，添加大量高分散白炭黑制成的胎面胶配方，与现有技术相比，轮胎的滚动阻力得到明显的降低，抗湿滑性能得到明显的提高，同时耐磨性能和其他各项物理机械等性能也达现有轮胎标准。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
本实施例涉及的一种高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶，各原料重量组份为：天然橡胶12份，稀土顺丁橡胶CB24 15份，溶聚丁苯胶SSBR Y031 43份，充油溶聚丁苯胶SSBRE68041.25份，环保塑解剂0.1份，微晶蜡1.0份，防老剂6PPD 2.0份、防老剂TMQ 1.0份，环保芳烃油2.5份，炭黑N234 10份，白炭黑65份，硅烷偶联剂6.5份，微晶石蜡0.5份、活性剂ZnO3.0份、硬脂酸2.0份，1％充油硫磺粉S-200 1.8份，促进剂CZ 2份，促进剂DPG 1.2份，防焦剂CTP 0.06份。
本实施例所述的高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶的制备方法，包括以下工艺步骤：
(1)塑炼：投入规定重量份数的天然橡胶、环保塑解剂进行天然胶塑炼，得天然塑炼胶，以降低天然橡胶门尼粘度；
(2)一段混炼：按重量组份称取天然塑炼胶12份，与规定重量份数的稀土顺丁胶CB24、溶聚丁苯胶SSBR Y031、充油溶聚丁苯胶SSBR E680投入密炼机，并投入3/4规定重量份数的高分散白炭黑和规定重量份数的硅烷偶联剂混炼，在135℃时开始浮砣，浮砣时间为90-120秒，并将密炼机转子转速由50r/min降低至35r/min，保证胶料在142℃条件下促使白炭黑硅烷化反应，并在148℃排胶；
(3)二段混炼：将一段混炼胶与炭黑N234、剩余1/4重量份数的白炭黑、化学防老剂6PPD、防老剂TMQ、微晶蜡、活性剂ZnO、硬脂酸一起加入进行混炼，转速为45r/min，在110℃加入环保芳烃油，后压栓至155℃排胶；
(4)终炼：投入二段混炼冷却后的胶片、加入1％充油硫磺粉S-200、促进剂CZ、促进剂DPG和防焦剂CTP，混炼120s，混炼温度达到104℃排胶；
(5)冷却停放：开炼机出片经过冷却水槽冷却方式、风扇冷却，收片停放8h后可投入使用。
优选的，所述稀土顺丁胶CB24，采购于朗盛化学(中国)有限公司；所述溶聚丁苯胶SSBR Y031，采购于日本旭化成株式会社；所述充油溶聚丁苯胶SSBR E680，采购于日本旭化成株式会社；所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂Si75，采购于南京曙光化工集团有限公司。
本发明所述高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶配方中采用端基改性的溶聚丁苯胶SSBR Y031和充油端基改性溶聚丁苯胶SSBR E680，稀土顺丁胶、白炭黑等材料组成的胎面胶配方，通过选取合理的橡胶体系，配合填充大量的白炭黑，使得本发明设计胎面胶配方具有超低滚动阻力较强的抗湿滑抓地性能，同时耐磨性能和其他各项物理机械等性能也达到现有轮胎标准。
实施例2：
本实施例涉及的一种高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶，各原料重量组份为：天然橡胶12份，稀土顺丁橡胶CB24 18份，溶聚丁苯胶SSBR Y031 30份，充油溶聚丁苯胶SSBRE680 55份，环保塑解剂0.1份，微晶蜡1份，防老剂6PPD 2份、防老剂TMQ 1.0份，环保芳烃油5份，炭黑N234 15份，白炭黑72份，硅烷偶联剂7.2份，微晶石蜡0.5份、活性剂ZnO 3.0份、硬脂酸2.0份，1％充油硫磺粉S-200 1.9份，促进剂CZ 1.8份，促进剂DPG 1.5份，防焦剂CTP0.07份。
本实施例高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶的制备方法同实施例1。
实施例3：
本实施例涉及的一种高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶，各原料重量组份为：天然橡胶10份，稀土顺丁橡胶CB24 10份，溶聚丁苯胶SSBR Y031 30份，充油溶聚丁苯胶SSBRE680 68.5份，环保塑解剂0.1份，微晶蜡1份，防老剂6PPD 2份、防老剂TMQ 1.0份，环保芳烃油8.5份，炭黑N234 20份，白炭黑80份，硅烷偶联剂8份，微晶石蜡0.5份、活性剂ZnO 3.0份、硬脂酸2.0份，1％充油硫磺粉S-200 2.2份，促进剂CZ 2份，促进剂DPG 2份，防焦剂CTP0.08份。
本实施例高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶的制备方法同实施例1。
实施例4：
本实施例涉及的一种高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶，各原料重量组份为：天然橡胶10份，稀土顺丁橡胶CB24 10份，溶聚丁苯胶SSBR Y031 35份，充油溶聚丁苯胶SSBRE680 61.875份，环保塑解剂0.1份，微晶蜡1份，防老剂6PPD 2份、防老剂TMQ 1.0份，环保芳烃油8.5份，炭黑N234 20份，白炭黑80份，硅烷偶联剂8份，微晶石蜡0.5份、活性剂ZnO 3.0份、硬脂酸2.0份，1％充油硫磺粉S-200 2.2份，促进剂CZ 2份，促进剂DPG 2份，防焦剂CTP0.08份。
本实施例高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶的制备方法同实施例1。
本发明对上述实施例1-4制备的高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶进行DMA测试，测试数据如表1所示：
表1
Figure BDA0002482131110000071
测试条件：10Hz，0.25％Dynamic strain
对于胎面胶来说，0℃tanδ越大表示轮胎胎面胶的抗湿滑性能越好，60℃tanδ越小表示滚动阻力越小，即胎面胶的综合动态性能越好。从上表可以看出，本发明制备的胎面胶具有高抗湿滑性能和低滚动阻力的优点，特别是实施例1的综合性能较好。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶，其特征在于：各原料重量组份为：天然橡胶10-15份，稀土顺丁橡胶CB24 10-20份，溶聚丁苯胶SSBR Y031 30-45份，充油溶聚丁苯胶SSBR E680 40-70份，环保塑解剂0.1-0.3份，微晶蜡1-2份，防老剂6PPD 1-2份、防老剂TMQ1.0-2.0份，环保芳烃油2-11份，炭黑N234 5-20份，白炭黑60-80份，硅烷偶联剂6-8份，微晶石蜡0.5-1.5份、活性剂ZnO 3-3.5份、硬脂酸1-2.5份，1％充油硫磺粉S-200 1-2.2份，促进剂CZ 1-2份，促进剂DPG 0.6-2份，防焦剂CTP 0.05-0.08份。
2.根据权利要求1所述的高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶，其特征在于：所述胎面胶的制备方法包括以下工艺步骤：
(1)塑炼：投入规定重量份数的天然橡胶、环保塑解剂进行天然胶塑炼，得天然塑炼胶，以降低天然橡胶门尼粘度；
(2)一段混炼：按重量组份称取天然塑炼胶10-15份，与规定重量份数的稀土顺丁胶CB24、溶聚丁苯胶SSBR Y031、充油溶聚丁苯胶SSBR E680投入密炼机，并投入3/4规定重量份数的高分散白炭黑和规定重量份数的硅烷偶联剂混炼，在135℃时开始浮砣，并降低密炼机转子转速，保证胶料在140-145℃条件下促使白炭黑硅烷化反应，并在148℃排胶；
(3)二段混炼：将一段混炼胶与炭黑N234、剩余1/4重量份数的白炭黑、化学防老剂6PPD、防老剂TMQ、微晶蜡、活性剂ZnO、硬脂酸一起加入进行混炼，转速为45r/min，然后加入环保芳烃油，后压栓至155℃排胶；
(4)终炼：投入二段混炼冷却后的胶片，加入1％充油硫磺粉S-200、促进剂CZ、促进剂DPG和防焦剂CTP，混炼120s，混炼温度达到102-106℃排胶；
(5)冷却停放：开炼机出片经过冷却水槽冷却方式、风扇冷却，收片停放8h后可投入使用。
3.根据权利要求2所述的高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶，其特征在于：所述步骤(2)中，浮砣时间为90-120秒，所述密炼机转子转速由50r/min降低至35r/min。
4.根据权利要求2所述的高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶，其特征在于：所述步骤(3)中，在110℃时加入环保芳烃油。
5.根据权利要求2所述的高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶，其特征在于：所述1％充油硫磺粉S-200为硫磺粉充％1的环烷油。
6.根据权利要求1所述的高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶，其特征在于：各原料重量组份为：天然橡胶12份，稀土顺丁橡胶CB24 15份，溶聚丁苯胶SSBR Y031 43份，充油溶聚丁苯胶SSBR E680 41.25份，环保塑解剂0.1份，微晶蜡1.0份，防老剂6PPD 2.0份、防老剂TMQ1.0份，环保芳烃油2.5份，炭黑N234 10份，白炭黑65份，硅烷偶联剂6.5份，微晶石蜡0.5份、活性剂ZnO 3.0份、硬脂酸2.0份，1％充油硫磺粉S-200 1.8份，促进剂CZ 2份，促进剂DPG1.2份，防焦剂CTP 0.06份。
7.根据权利要求1所述的高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶，其特征在于：各原料重量组份为：天然橡胶12份，稀土顺丁橡胶CB24 18份，溶聚丁苯胶SSBR Y031 30份，充油溶聚丁苯胶SSBR E680 55份，环保塑解剂0.1份，微晶蜡1份，防老剂6PPD 2份、防老剂TMQ 1.0份，环保芳烃油5份，炭黑N234 15份，白炭黑72份，硅烷偶联剂7.2份，微晶石蜡0.5份、活性剂ZnO 3.0份、硬脂酸2.0份，1％充油硫磺粉S-200 1.9份，促进剂CZ 1.8份，促进剂DPG 1.5份，防焦剂CTP 0.07份。
8.根据权利要求1所述的高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶，其特征在于：各原料重量组份为：天然橡胶10份，稀土顺丁橡胶CB24 10份，溶聚丁苯胶SSBR Y031 30份，充油溶聚丁苯胶SSBR E680 68.5份，环保塑解剂0.1份，微晶蜡1份，防老剂6PPD 2份、防老剂TMQ 1.0份，环保芳烃油8.5份，炭黑N234 20份，白炭黑80份，硅烷偶联剂8份，微晶石蜡0.5份、活性剂ZnO 3.0份、硬脂酸2.0份，1％充油硫磺粉S-200 2.2份，促进剂CZ 2份，促进剂DPG 2份，防焦剂CTP 0.08份。
9.根据权利要求1所述的高抗湿滑性能和低滚动阻力胎面胶，其特征在于：各原料重量组份为：天然橡胶10份，稀土顺丁橡胶CB24 10份，溶聚丁苯胶SSBR Y031 35份，充油溶聚丁苯胶SSBR E680 61.875份，环保塑解剂0.1份，微晶蜡1份，防老剂6PPD 2份、防老剂TMQ 1.0份，环保芳烃油8.5份，炭黑N234 20份，白炭黑80份，硅烷偶联剂8份，微晶石蜡0.5份、活性剂ZnO 3.0份、硬脂酸2.0份，1％充油硫磺粉S-200 2.2份，促进剂CZ 2份，促进剂DPG 2份，防焦剂CTP 0.08份。
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