CN111518321A - 一种低滚阻轮胎的胎侧橡胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低滚阻轮胎的胎侧橡胶组合物，包括：天然橡胶40～80重量份；改性聚丁二烯橡胶20～60重量份；炭黑30～80重量份；氧化锌1.5～5重量份；硬脂酸0.5～10重量份；石蜡1～4重量份；增粘树脂1～3重量份；防老剂0.4～11.5重量份；硫磺0.5～5重量份；促进剂0.4～2重量份。与现有技术相比，本发明提供的橡胶胶组合物的添加改性聚丁二烯橡胶，同时加入炭黑分散于橡胶中，从而大幅降低橡胶组合物的滞后性能，可降低胎侧形变导致的能量损失，还可降低胎侧发热，进而降低了轮胎的滚动阻力，从而使其可良好反应轮胎结构设计的操控与舒适性能，并且使用该橡胶组合物制备的轮胎胎侧不易龟裂，延长了使用寿命。

Description

一种低滚阻轮胎的胎侧橡胶组合物
技术领域
本发明属于轮胎制造技术领域，尤其涉及一种低滚阻轮胎的胎侧橡胶组合物。
背景技术
轮胎是汽车的重要部件之一，它直接与路面接触，具有重要作用，首先和汽车悬架共同作用，来缓和汽车行驶时所受到的冲击，保证汽车有良好的乘座舒适性和行驶平顺性；同时还要保证车轮和路面有良好的附着性，提高汽车的牵引性、制动性和通过性；另外承受着汽车的重量等等，轮胎在汽车上所起的重要作用越来越受到人们的重视。
节能是未来汽车的发展方向，目前，欧盟各成员国、美国等已纷纷立法，对轮胎的滚动阻力提出限值要求，希望通过轮胎的技术进步，进一步降低汽车的燃料消耗和废气排放。低滚阻轮胎是指比现有的子午线轮胎滚动阻力更小、耗油更低、更耐磨、车辆乘坐更舒适的新一代轮胎产品，凸现了环保、节能、新工艺、新材料等多方面的优势，是轮胎技术进步的集中体现。
轮胎的滚动阻力与其花纹形式、质量、结构设计、配方设计以及所用材料等有关。但目前对低滚阻轮胎的研究主要集中在胎面的研究，而相邻胎面的保护侧面帘布层、起缓冲作用的胎侧的橡胶组合物多为耐疲劳、耐老化与防爆性能的研究，对于如何降低滞后性能与降低滚阻较少提及，改善方式也以如何增加二氧化硅于橡胶中的分散性能为主。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种可降低轮胎胎侧滞后性能、减少轮胎发热的低滚阻轮胎的胎侧橡胶组合物。
本发明提供了一种低滚阻轮胎的胎侧橡胶组合物，包括：
Figure BDA0002534699930000011
Figure BDA0002534699930000021
优选的，所述改性聚丁二烯橡胶的末端基团为锂离子。
优选的，所述改性聚丁二烯橡胶中顺式成分低于50％。
优选的，所述改性聚丁二烯橡胶选自BR1250H。
优选的，0.4～11.5重量份的防老剂包括0.2～10重量份的防老剂6PPD与0.2～1重量份的防老剂RD。
优选的，0.4～2重量份的促进剂包括0.2～1重量份的促进剂CBS与0.2～1.5重量份的促进剂DPG。
优选的，所述炭黑的比表面积为35～45m2/g。
优选的，所述石蜡中C18～C45烷烃的含量为93％；C45以上烷烃的含量为7％。
优选的，包括：
Figure BDA0002534699930000022
本发明提供了一种低滚阻轮胎的胎侧橡胶组合物，包括：天然橡胶40～80重量份；改性聚丁二烯橡胶20～60重量份；炭黑30～80重量份；氧化锌1.5～5重量份；硬脂酸0.5～10重量份；石蜡1～4重量份；增粘树脂1～3重量份；防老剂0.4～11.5重量份；硫磺0.5～5重量份；促进剂0.4～2重量份。与现有技术相比，本发明提供的橡胶胶组合物的添加改性聚丁二烯橡胶，同时加入炭黑充分分散于橡胶中，从而大幅降低橡胶组合物的滞后性能，从而可降低胎侧形变导致的能量损失，还可降低胎侧发热，进而降低了轮胎的滚动阻力，从而使其可良好反应轮胎结构设计的操控与舒适性能，并且使用该橡胶组合物制备的轮胎胎侧不易龟裂，延长了使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例及比较例得到的橡胶臭氧老化性能测试图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种低滚阻轮胎的胎侧橡胶组合物，包括：
Figure BDA0002534699930000031
本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
本发明提供的胎侧橡胶组合物中以天然橡胶与改性聚丁二烯橡胶为主要橡胶成分，其中所述天然橡胶的含量优选为40～70重量份，更优选为40～60重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述天然橡胶的含量优选为40重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述天然橡胶的含量优选为50重量份；在本发明提供的另一些实施例中，所述天然橡胶的含量优选为60重量份。
所述改性聚丁二烯橡胶优选为低顺式改性聚丁二烯橡胶；所述改性聚丁二烯橡胶的末端集团优选为锂离子；所述改性聚丁二烯橡胶中顺式成分优选低于50％；在本发明中，所述改性聚丁二烯橡胶最优选为BR1250H；所述改性聚丁二烯橡胶的含量优选为30～60重量份，更优选为40～60重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述改性聚丁二烯橡胶的含量优选为60重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述改性聚丁二烯橡胶的含量优选为50重量份；在本发明提供的另一些实施例中，所述改性聚丁二烯橡胶的含量40重量份。
所述炭黑的比表面积优选为35～45m2/g；通过选择特定比表面积的炭黑，使其充分分散于橡胶中；在本发明中最优选为炭黑N-550；本发明提供的胎侧橡胶组合物中，所述炭黑的含量优选为40～70重量份，更优选为45～65重量份，再优选为50～60重量份。
按照本发明，所述氧化锌的含量优选为2～4重量份，更优选为2.5～3.5重量份。
所述硬脂酸的含量优选为1～9重量份，更优选为1～8重量份，再优选为2～6重量份，再优选为2～4重量份，再优选为2～3重量份。
所述石蜡的含量优选为0.8～3重量份，更优选为1～2.5重量份，再优选为1.5～2重量份；所述石蜡中C18～C45烷烃的含量优选为93％；C45以上烷烃的含量为7％。
所述增粘树脂优选为ESCOREZ 1102；所述增粘树脂的含量优选为1.5～2.5重量份。
本发明提供的胎侧橡胶组合物包括0.4～11.5重量份的防老剂，优选包括0.2～10重量份的防老剂6PPD与0.2～1.5重量份的防老剂RD；其中，所述防老剂6PPD的含量优选为1～8重量份，更优选为2～7重量份，再优选为4～6重量份；所述防老剂RD的含量优选为0.4～0.8重量份更优选为0.4～0.6重量份。
所述硫磺的含量优选为1～4重量份，更优选为2～3重量份。
本发明提供的胎侧橡胶组合物包括0.4～2重量份的促进剂，其优选包括0.2～1重量份的促进剂CBS与0.2～1重量份的促进剂DPG；所述促进剂CBS的含量优选为0.4～1重量份，更优选为0.6～1重量份；所述促进剂DPG的含量优选为0.2～0.8重量份，更优选为0.2～0.6重量份，再优选为0.2～0.4重量份。
本发明提供的橡胶胶组合物的添加改性聚丁二烯橡胶，同时加入炭黑充分分散于橡胶中，从而大幅降低橡胶组合物的滞后性能，从而可降低胎侧形变导致的能量损失，还可降低胎侧发热，进而降低了轮胎的滚动阻力，从而使其可良好反应轮胎结构设计的操控与舒适性能，并且使用该橡胶组合物制备的轮胎胎侧不易龟裂，延长了使用寿命。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种低滚阻轮胎的胎侧橡胶组合物进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售；其中，天然橡胶为RSS#3厂家为新高深；改性聚丁二烯橡胶ZENO的BR1250H生胶；炭黑为N-550厂家为上海卡博特公司；硬脂酸为SA厂家为丰益油脂；石蜡为OKERIN 2122H厂家为苏州Paramelt；增粘树脂为ESCOREZ1102厂家为上海金森；氧化锌厂家为陆昌化工；防老剂1为RD厂家为山东尚舜化工；防老剂2为6PPD厂家为山东圣奥；硫磺厂家为京海化工；促进剂1为DPG厂家为山东尚舜化工；促进剂2为CBS厂家为山东尚舜化工。
实施例1～3
按照表1的配方进行制备。
表1橡胶组合物配方表
Figure BDA0002534699930000051
Figure BDA0002534699930000061
制备方法：
母炼胶：将所述生胶、低顺式聚丁二烯橡胶、炭黑、氧化锌、硬脂酸、石蜡、增粘树脂、防老剂依次加入班伯理密炼机，于130℃密炼120秒，于160℃排胶。
终炼胶：将母炼胶、硫磺、促进剂加入密炼机内，于105℃混合120秒后泄料，得到橡胶组合物。
试炼条件及组合物性能验证
将橡胶组合物硫化后进行性能检测。橡胶组合物硫化条件：以160℃加热20分钟，使橡胶组合物成物性试片，测试其性能，得到结果见表2，由表2可明显可得使用低顺式聚丁二烯橡胶可有效降低橡胶组合物滚阻之结论。
表2性能检测结果
Figure BDA0002534699930000062
Figure BDA0002534699930000071
其中，以USHIMA黏弹试验机测Tanδ60℃；扯断强度及扯断伸长率依据GB/T528-2009/ISO37:2005进行测试；屈曲疲劳实验设备：UESHIMA FT-3103；样品：用屈曲专用模具加硫，并打孔(孔径为2.5～3.0mm)；屈曲疲劳测试条件：实验温度40℃，试片预热30min；实验频率为5±0.17HZ；夹具间距离为18mm；偏心轮行程为57mm。
将硫化后的橡胶组合物进行臭氧老化测试，臭氧老化条件见表3。
表3 O3老化条件
温度/℃ 湿度/％ O<sub>3</sub>浓度/pphm
40±2 55±5 50±5
测试条件：试片拉伸20％，拉伸前夹具两端间试样的长度不少于4 0mm，放置于室温下(23±2℃)24时以上，相对湿度为55±5RH％；且量测数据时亦应保持于此条件下，除非有其它特别的指定条件。
测试方法：
a.取样时视情况而定，以不伤及表面为主，取适当之试片：
长：100±10mm；宽：10±0.5mm；高：2±0.2mm；
b.将试片分别固定拉伸于夹具上。
c.将试片放置于无臭氧、温度在23±2℃下24小时后放入臭氧试验箱。
d.(1)静态测试：将试片静置于臭氧实验箱；(2)动态测试：将试片置于臭氧实验箱旋转架上，使试片在臭氧中运动；
判定：臭氧测试经24小时以上观察表面无龟裂，即判定合格。
臭氧老化性能测试结果见图1。

Claims (9)

1.一种低滚阻轮胎的胎侧橡胶组合物，其特征在于，包括：
Figure FDA0002534699920000011
2.根据权利要求1所述的胎侧橡胶组合物，其特征在于，所述改性聚丁二烯橡胶的末端基团为锂离子。
3.根据权利要求1所述的胎侧橡胶组合物，其特征在于，所述改性聚丁二烯橡胶中顺式成分低于50％。
4.根据权利要求1所述的胎侧橡胶组合物，其特征在于，所述改性聚丁二烯橡胶选自BR1250H。
5.根据权利要求1所述的胎侧橡胶组合物，其特征在于，0.4～11.5重量份的防老剂包括0.2～10重量份的防老剂6PPD与0.2～1.5重量份的防老剂RD。
6.根据权利要求1所述的胎侧橡胶组合物，其特征在于，0.4～2重量份的促进剂包括0.2～1重量份的促进剂CBS与0.2～1重量份的促进剂DPG。
7.根据权利要求1所述的胎侧橡胶组合物，其特征在于，所述炭黑的比表面积为35～45m2/g。
8.根据权利要求1所述的胎侧橡胶组合物，其特征在于，所述石蜡中C18～C45烷烃的含量为93％；C45以上烷烃的含量为7％。
9.根据权利要求1所述的胎侧橡胶组合物，其特征在于，包括：
Figure FDA0002534699920000012
Figure FDA0002534699920000021
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