CN111796084B - 一种缺气保用轮胎支撑胶及其筛选方法和轮胎 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及轮胎制造领域，尤其涉及一种缺气保用轮胎支撑胶的筛选方法及获得的支撑胶和含该支撑胶的轮胎。一种缺气保用轮胎支撑胶的筛选方法，该方法包括如下步骤：1）对支撑胶用橡胶加工分析仪器进行时间扫描测试；2）取支撑胶在时间扫描下的初始弹性模量G'初始和支撑胶测试初始弹性模量和测试结束弹性模量的差值ΔG'（G'初始‑G'结束）；3）选取4000kpa≥G'初始≥3000kpa，且500kpa≥ΔG'≥0的支撑胶，ΔG'值越小，则支撑胶稳定性和支撑胶性能越好。该检测方法结合支撑胶在轮胎中实际运行情况，检测准确，能够准确评价支撑胶性能。
Description
技术领域
本申请涉及轮胎制造领域，尤其涉及一种缺气保用轮胎支撑胶的筛选方法及获得的支撑胶和含该支撑胶的轮胎。
背景技术
随着轮胎工业的迅速发展，人们对使用轮胎的安全要求日益提高。传统轮胎在刺穿情况下，会马上失压，轮胎在数秒内脱离轮辋，使车辆失去支撑平衡，给行车安全带来严重威胁。缺气保用轮胎能在轮胎失压的情况下保证汽车在80km/h速度下稳定行驶一定里程，从而提高轮胎使用的安全性。
目前市场上以自体支撑型缺气保用轮胎为主，如图1所示，其主要原理是在轮胎胎侧部位设置一个具备一定支撑力的部件，称为胎侧支撑胶。在轮胎跑气失压的情况下，支撑胶能有效防止胎侧折叠，保证轮胎维持在一定下沉量，保证车身平衡行驶。
胎侧支撑胶是自体支撑型轮胎的关键，其主要作用是在轮胎失压下支撑起轮胎，因其在轮胎使用功能和使用位置特殊性，支撑胶有高模量、低生热、高硬度的要求，开发更优的支撑胶为提升缺气保用轮胎性能的关键。在开发支撑胶配方时，单纯从胶料的物性，硫变，DMA上获取有效数据有限，而且与实际支撑胶使用情况有一定差异。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本申请的一个目的是提供一种缺气保用轮胎支撑胶的筛选方法，该检测方法结合支撑胶在轮胎中实际运行情况，检测准确，能够准确评价支撑胶性能。
为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：
一种缺气保用轮胎支撑胶的筛选方法，该方法包括如下步骤：
1）对支撑胶用橡胶加工分析仪器进行时间扫描测试；
2）支撑胶在最大应变下，取时间扫描的初始弹性模量G'初始和支撑胶测试初始弹性模量与测试结束弹性模量的差值ΔG'（G'初始-G'结束）；
3）选取4000kpa≥G'初始≥3000kpa，且500kpa≥ΔG'≥0的支撑胶，ΔG'值越小，则支撑胶稳定性和支撑胶性能越好。
优选，最大应变为10%-20%，优选为18%。最大应变为根据有限元计算，支撑胶在使用过程中的最大变形。
优选，所述的橡胶加工分析仪器采用美国阿尔法公司生产的仪器RPA2000。
再优选，所述的RPA2000的时间扫描测试条件为：硫化温度140-160℃，硫化时间10min-20min；2）温度130-160℃，最大应变10%-20%，频率0-20HZ；扫描时间10min-1h。
进一步，本申请还提供了一种缺气保用轮胎支撑胶，该支撑胶具有以下的特性：
4000kpa≥G'初始≥3000kpa，且500kpa≥ΔG'≥0；
所述的G'初始为支撑胶在最大应变下，取时间扫描的初始弹性模量；ΔG'为支撑胶测试初始弹性模量G'初始和测试结束弹性模量G'结束的差值。
优选，3500kpa≥G'初始≥3000kpa，且200kpa≥ΔG'≥0。
优选，最大应变为10%-20%，优选为18%。
优选，G'初始和ΔG'采用美国阿尔法公司生产的仪器RPA2000测得。
再优选，所述的RPA2000的时间扫描测试条件为：硫化温度140-160℃，硫化时间10min-20min；2）温度130-160℃，最大应变10%-20%，频率0-20HZ；扫描时间10min-1h。
进一步，本申请还提供了一种缺气保用轮胎，该缺气保用轮胎采用所述的支撑胶。
本申请因轮胎不同规格外径不同，但是同一规格外径稳定，轮胎在失压情况下，按80km/h行驶时，根据轮胎的外径可以计算出支撑胶变形的频率，红外测温仪测量可得零气压行驶下支撑胶的实际温度（℃），经验零气压下支撑胶最大形变量（%），即可根据所得条件设定对应频率、温度、应变，进行RPA时间扫描，所得弹性模量G'即为缺气保用轮胎支撑胶在实际应用中的模量表征。为此，该检测方法结合支撑胶在轮胎中实际运行情况，检测准确，比硬度和生热的相关性更好，能够准确评价支撑胶性能。
附图说明
图1为自体支撑型缺气保用轮胎的结构示意图。
图2为对支撑胶原胶料进行时间扫描，作模量G'/时间time图。
具体实施方式
下面通过具体实例来进一步说明本测试方法以我司在生产规格225/55R17为例，仅为列举，测试条件不限于实例：
支撑胶的变形频率=10.1hz；
红外测温支撑胶机床实际最高温度150℃；
最大变形量15%。
以上条件转换时间扫描的条件为：硫化160℃*15min，温度150℃；应变15%；频率10HZ；时间扫描范围0.5-28min。测试可以得到支撑胶模量初值（G'），以及在28min内支撑胶模量的变化情况，以我司开发支撑胶5个配方为例。对支撑胶原胶料进行时间扫描，每2min取一个点，记录G'。作模量G'/时间time图（图2），ΔG'/kPa为0.5min和28min的弹性模量G'差值（G'0.5min- G'28min），零气压耐久性以实例4为参考基准。
表1
| 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 实例5 | |
| G'<sub>0.5min</sub>/kpa | 3439.37 | 2933.05 | 2328.94 | 3499.13 | 3363.82 |
| ΔG'/kPa | 251.37 | 52.95 | 48.86 | 379.72 | 122.68 |
| 零气压耐久性 | 122% | 78% | 64% | 100% | 163% |
对比图2，表1可得，实例2、3 G'0.5min＜3000kpa，模量初值未满足≥3000kpa，性能较差。实例1、4、5 G'0.5min＞3000kpa，模量差值ΔG'/kPa 实例4＞实例1＞实例5，因支撑胶会高温老化及硫化返原，随着时间推移，支撑胶模量会有所下降，会导致形变量加大，导致热力学破坏，ΔG'用于表征支撑胶模量的稳定性，值越小支撑胶稳定性越好。由G'和ΔG'得到支撑胶的综合性能实例5＞实例1＞实例4＞实例2，3，这是支撑胶测试结果，为了验证其在轮胎中表现，安排生产225/55R17规格缺气保用轮胎，测试零气压下耐久性能，对比零气压行驶时间，测试结果如（表1）。零气压耐久性对比，实例5较实例4提升约60%，实例1较实例4提升约20%，实例2较实例4下降约20%，实例3较实例4下降约40%，即零气压实际耐久性 实例5＞实例1＞实例4＞实例2＞实例3，与支撑胶测试结果完全一致。该支撑胶测试方法模拟实际轮胎行驶过程中支撑胶的运行环境，准确性高。实际测试条件可以根据轮胎规格、行驶时间要求、支撑胶作用温度进行调整，分析方法同上。
以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.一种缺气保用轮胎支撑胶的筛选方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1）对支撑胶用橡胶加工分析仪器进行时间扫描测试；橡胶加工分析仪器采用美国阿尔法公司生产的仪器RPA2000；RPA2000的时间扫描测试条件为：硫化温度140-160℃，硫化时间10min-20min；温度130-160℃，最大应变10%-20%，频率0-20HZ；扫描时间10min-1h；
2）支撑胶在最大应变下，取时间扫描的初始弹性模量G'初始和支撑胶测试初始弹性模量与测试结束弹性模量的差值ΔG'；
3）选取4000kpa≥G'初始≥3000kpa，且500kpa≥ΔG'≥0的支撑胶，ΔG'值越小，则支撑胶稳定性和支撑胶性能越好。
2.根据权利要求1所述的一种缺气保用轮胎支撑胶的筛选方法，其特征在于，3500kpa≥G'初始≥3000kpa，且200kpa≥ΔG'≥0。
3.一种缺气保用轮胎支撑胶，其特征在于，该支撑胶采用权利要求1-2任一项权利要求所述的方法筛选获得。
4.一种缺气保用轮胎，其特征在于，该缺气保用轮胎采用权利要求3所述的支撑胶。
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