CN111925577A - 一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物，属于轮胎技术领域。它包括按照重量份数计的以下成分：双末端改性溶聚丁苯橡胶70～90份、二烯橡胶10～30份、炭黑5～10份、中低比表面积白炭黑50～70份、单硫硅烷偶联剂3‑5份、增粘树脂2～5份、氧化锌5～10份、硬脂酸1～2份、防老剂2～4份、硫磺1.5～3份、促进剂1～3份、分散剂1～3份、抗湿滑材料1～3份。使用该发明的产品提高了在湿滑路面的通过性和安全性，第三方湿地路面测试数据达到湿滑级别为A级；同时在室内滚阻试验机上测的数据也达到滚阻A级。

Description

一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物
技术领域
本发明属于轮胎技术领域，具体涉及一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物。
背景技术
标签法的要求逼着国内各轮胎生产厂家进行相关的性能升级，主要是降低轮胎的滚阻阻力，以提高车辆燃油或电池效率，提高轮胎的抓地力，特别是湿滑地面的抓地力。
胎面作为直接与地面接触的轮胎部件，其对轮胎在滚动阻力和抗湿滑性能方面影响在轮胎本身结构设计之外就显得非常大，因此胎面胶的配方设计显得特别重要。目前行业内各轮胎厂家虽然有研究开发低滚阻、高湿滑的胎面胶配方，但实际测试及在相关文献期刊上有通报的数据也只是滚阻A级+湿滑B级或湿滑A级+滚阻B级。
随着中国绿色轮胎走向国际化和全球化，往欧美出口量逐年增加，轮胎的技术要求需要与全球顶尖企业进行竞争，而目前的技术水平还无法满足竞争。
发明内容
为解决目前国内现有技术的不足，特别设计一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物，采用该橡胶组合物和制备方法所制备轮胎的滚动阻力及抓地力(抗湿滑)等级均可达到A级。本发明采用以下技术方案：
一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物，包括按照重量份数计的以下成分：双末端改性溶聚丁苯橡胶70～90份、二烯橡胶10～30份、炭黑5～10份、中低比表面积白炭黑50～70份、单硫硅烷偶联剂3-5份、增粘树脂2～5份、氧化锌5～10份、硬脂酸1～2份、防老剂2～4份、硫磺1.5～3份、促进剂1～3份、分散剂1～3份、抗湿滑材料1～3份。
所述双末端改性溶聚丁苯橡胶是F2743、5251H、NS624其中任意两种组合物。
所述二烯橡胶是杜仲橡胶与顺丁橡胶的混合物。
所述炭黑是SAF炭黑N115、ISAF炭黑N234、HAF炭黑N339其中一种或几种的混合物。
所述中低比表面积白炭黑是高分散白炭黑HD1118MP、HD1115MP其中一种。
所述单硫硅烷偶联剂是NXT363、NXT245、C996中任一种。
所述防老剂是防老剂4020、防老剂RD、防老剂FD中任意两项或三项的混合物。
所述促进剂是促进剂CBS、促进剂TS、促进剂D中任意两项或三项的混合物。
所述分散剂是BFS-3或B205。
所述的抗湿滑材料是叔丁基树脂、乙炔树脂与无机材料复配而成的复合材料。
上述的各种材料均选用PAHs之BaP小于1ppm，总含量小于10ppm的产品，以确保生产的产品能符合标签法的环保要求。
该配方材料使用密炼机F370+开炼机连动作业(低温一步法混炼流程)，其在密炼机作业的混炼手法，强调先高转速后低转速，使得胶温升到近125℃后即采用低转速延长胶料温度升到145℃的时间，密炼作业得到的混合胶用有皮带自动翻切料装置的开炼机进行捣炼均匀后，再加入硫磺促进剂继续翻炼均匀，完成终炼。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
通过使用DMA对本发明生产的产品进行测试，其验证项目测试数据较市场上多类产品有了明显的提升。使用该发明的产品提高了在湿滑路面的通过性和安全性，第三方湿地路面测试数据达到湿滑级别为A级；同时在室内滚阻试验机上测的数据也达到滚阻A级。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1：
杜仲橡胶：8份、丁苯橡胶F2743：75份、丁苯橡胶5251H：15份、顺丁橡胶：5份、N234：8份、白炭黑HD1115MP：60份、NXT363：4份、氧化锌：3份、硬脂酸1810：1.5份、防老剂4020：2.5份、防老剂RD：1.5份、硫磺99(1％充油):2.0份、促进剂CBS:0.8份、促进剂TS：0.15份、促进剂D:1.45份，分散剂BFS-3:3份、抗湿滑材料SY100：2份。
本发明还提供了上述配方混合物的制备方法：
将所有橡胶投入F370密炼机，使用55RPM转速混炼20秒，提上顶栓分别从投料门及填料输送管将硫磺、促进剂以外已称量好的所有助剂投入密炼机混炼，当温度升到120℃(考虑设备升温，设定提前5℃开始)提上顶栓上升到位自动低压压缩空气对上顶栓进行吹扫，同时将转速降到25RPM再降上顶栓进行加压混炼，直到温度达到145℃后将混炼胶从密炼机排到有皮带自动翻切料装置的开炼机上进行翻炼，待胶料温度降到约90℃后投入硫磺及促进剂翻炼均匀后，挤出压片冷却收胶交后工程作业产品。
使用本发明的配方胶料在用热动态分析仪DMA测试，玻璃化转变温度Tg在-18.6℃，0℃时的Tanδ达到了0.769，60℃时的Tanδ仅有0.043。
使用本发明的配方胶料作业的成品C1轮胎在室内滚阻试验机上测得滚动阻力值为6.24(kg/ton)≤6.5(kg/ton)，属于A等级,在室外湿地路面测得湿抓地系数为1.63(G)≥1.55(G)，属于A等级。
实施例2：
杜仲橡胶：10份、丁苯橡胶F2743：70份、丁苯橡胶NS624：20份、顺丁橡胶：4份、N234：10份、白炭黑HD1115MP：70份、NXT363：5份、氧化锌：5份、硬脂酸1810：1.5份、防老剂4020：1份、防老剂RD：1份、硫磺99(1％充油):1.5份、促进剂CBS:1.2份、促进剂TS：0.15份、促进剂D:1.05份，分散剂BFS-3:2份、抗湿滑材料SY100：2份。
制备方法同实施例1。
使用本发明的配方胶料在用热动态分析仪DMA测试，玻璃化转变温度Tg在-19.3℃，0℃时的Tanδ达到了0.772，60℃时的Tanδ仅有0.044。
使用本发明的配方胶料作业的成品C1轮胎在室内滚阻试验机上测得滚动阻力值为6.32(kg/ton)≤6.5(kg/ton)，属于A等级,在室外湿地路面测得湿抓地系数为1.57(G)≥1.55(G)，属于A等级。
实施例3：
杜仲橡胶：5份、丁苯橡胶F2743：60份、丁苯橡胶5251H：30份、顺丁橡胶：8份、N234：10份、白炭黑HD1115MP：50份、NXT363：3份、氧化锌：2.5份、硬脂酸1810：1.5份、防老剂4020：1份、防老剂RD：1.5份、硫磺99(1％充油):3份、促进剂CBS:1.2份、促进剂TS：0.15份、促进剂D:1.05份，分散剂BFS-3:1份、抗湿滑材料SY100：3份。
制备方法同实施例1。
使用本发明的配方胶料在用热动态分析仪DMA测试，玻璃化转变温度Tg在-18.5℃，0℃时的Tanδ达到了0.760，60℃时的Tanδ仅有0.040。
使用本发明的配方胶料作业的成品C1轮胎在室内滚阻试验机上测得滚动阻力值为6.38(kg/ton)≤6.5(kg/ton)，属于A等级,在室外湿地路面测得湿抓地系数为1.59(G)≥1.55(G)，属于A等级。
本发明通过在大量使用的末端改性溶聚丁苯橡胶及少量二烯橡胶中加入一定量的中低比表面积(BET比表面积小于140m2/g)白炭黑辅以适量的单硫硅烷偶联剂在管控的条件下进行混炼得以实现。
由于多硫键容易断链，会参与硫化反应，容易焦烧，而单硫键在耐高温上有较好的稳定性，故选择单硫基的硅烷偶联剂；同时由于中低表面积白炭黑表面活泼的羟基较少，交联分解而产生的乙醇(挥发物VOC)也可有效降低约80％，可保证胶料产生的气孔得以有效改善。单硫硅烷偶联剂属于长链巯基硅烷偶联剂，X链段通过位阻效应可以防止白炭黑粒子附聚，有利于长时间高温混炼，以保证充分硅烷化，将产生的乙醇在合适的温度下予以排放，保证混炼胶料的致密性。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (10)

1.一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物，其特征在于，包括按照重量份数计的以下成分：双末端改性溶聚丁苯橡胶70～90份、二烯橡胶10～30份、炭黑5～10份、中低比表面积白炭黑50～70份、单硫硅烷偶联剂3-5份、增粘树脂2～5份、氧化锌5～10份、硬脂酸1～2份、防老剂2～4份、硫磺1.5～3份、促进剂1～3份、分散剂1～3份、抗湿滑材料1～3份。
2.根据权利要求1所述的一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物，其特征在于，所述双末端改性溶聚丁苯橡胶是F2743、5251H、NS624其中任意两种组合物。
3.根据权利要求1所述的一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物，其特征在于，所述二烯橡胶是杜仲橡胶与顺丁橡胶的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物，其特征在于，所述炭黑是SAF炭黑N115、ISAF炭黑N234、HAF炭黑N339其中一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物，其特征在于，所述中低比表面积白炭黑是高分散白炭黑HD1118MP、HD1115MP其中一种。
6.根据权利要求1所述的一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物，其特征在于，所述单硫硅烷偶联剂是NXT363、NXT245、C996中任一种。
7.根据权利要求1所述的一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物，其特征在于，所述防老剂是防老剂4020、防老剂RD、防老剂FD中任意两项或三项的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物，其特征在于，所述促进剂是促进剂CBS、促进剂TS、促进剂D中任意两项或三项的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物，其特征在于，所述分散剂是BFS-3或B205。
10.根据权利要求1所述的一种低滚阻高抓地力环保轮胎胎面胶混合物，其特征在于，所述的抗湿滑材料是叔丁基树脂、乙炔树脂与无机材料复配而成的复合材料。
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