CN111995801A - 一种支撑胶橡胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种支撑胶橡胶组合物。本发明提供的支撑胶橡胶组合物配方包括生胶100重量份、炭黑30～120重量份、高分散白炭黑1～30重量份和多功能交联剂1～30重量份，所述生胶为顺式‑1，4‑聚异戊二烯橡胶和顺式‑1，4‑聚丁二烯橡胶的混合物。通过在上述配方中应用多功能交联剂并配合高分散白炭黑的使用，可有效提高胶料的模量、降低胶料的生热。

Description

一种支撑胶橡胶组合物
技术领域
本发明属于轮胎橡胶制品领域，特别涉及一种支撑胶橡胶组合物。
背景技术
现行半钢胎侧支撑胶配方一般采用炭黑补强体系和抗硫化返原剂来提高胶料的模量。该支撑胶配方虽然可以满足支撑胶的基本性能要求，但由于支撑胶使用条件较为苛刻，对其模量和生热的要求非常高，使用上述方法来提高胶料的模量时，炭黑用量较大，胶料生热高，影响成品轮胎的性能。
由此可见，如何提高支撑胶胶料的模量并降低胶料生热，以满足成品轮胎的性能要求，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于现有技术半钢胎侧支撑胶配方中采用炭黑补强体系和抗硫化返原剂来提高胶料的模量，存在炭黑用量较大，胶料生热高，影响成品轮胎的性能等缺点，本发明提供了一种支撑胶橡胶组合物，所述橡胶组合物配方包括：
生胶100重量份、炭黑30～120重量份、高分散白炭黑1～30重量份和多功能交联剂1～30重量份；
所述生胶为顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶和顺式-1，4-聚丁二烯橡胶的混合物。
优选的，所述生胶中所述顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶与所述顺式-1，4-聚丁二烯橡胶的重量份比例为1∶4～3∶2。
优选的，所述顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶的顺式含量在97％以上，所述顺式-1，4-聚丁二烯橡胶的顺式含量在95％以上。
优选的，所述炭黑氮吸附比表面积在70m2/g以上，DBP吸油值在80cm3/100g以上。
优选的，所述高分散白炭黑BET比表面积在100m2/g以上，DBP吸油值在1.0cm3/g以上。
优选的，所述多功能交联剂具有促进作用和抗硫化返原性能。
由此可见，与现有技术相比，本发明提供的支撑胶橡胶组合物配方包括生胶100重量份、炭黑30～120重量份、高分散白炭黑1～30重量份和多功能交联剂1～30重量份，所述生胶为顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶和顺式-1，4-聚丁二烯橡胶的混合物。通过在上述配方中应用多功能交联剂并配合高分散白炭黑的使用，可有效提高胶料的模量、降低胶料的生热。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的橡胶组合物中多功能交联剂的结构式图；
图2为本发明实施例提供的橡胶组合物混炼样品配方图；
图3为本发明实施例提供的橡胶组合物混炼后的样品检测结果图。
具体实施方式
鉴于现有技术半钢胎侧支撑胶配方中一般采用炭黑补强体系和抗硫化返原剂来提高胶料的模量，存在炭黑用量较大，胶料生热高，影响成品轮胎的性能等缺点，本发明提供了一种支撑胶橡胶组合物，其配方包括生胶100重量份、炭黑30～120重量份、高分散白炭黑1～30重量份和多功能交联剂1～30重量份，所述生胶为顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶和顺式-1，4-聚丁二烯橡胶的混合物。通过在上述配方中应用多功能交联剂并配合高分散白炭黑的使用，可有效提高胶料的模量、降低胶料的生热。下面将结合实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
本发明提供了一种支撑胶橡胶组合物，所述橡胶组合物配方包括：
生胶100重量份、炭黑30～120重量份、高分散白炭黑1～30重量份和多功能交联剂1～30重量份。
具体的，所述生胶为未硫化的橡胶胶料，所述生胶具体为顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶和顺式-1，4-聚丁二烯橡胶的混合物。通过在上述配方中应用多功能交联剂并配合高分散白炭黑，可有效降低胶料的生热、提高胶料的模量。
为了提高支撑胶橡胶的性能，在本申请的优选实施例中，所述生胶中所述顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶与所述顺式-1，4-聚丁二烯橡胶的重量份比例为1∶4～3∶2。
具体的，以生胶100重量份为基准，所述生胶为顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶20～60重量份和顺式-1，4-聚丁二烯橡胶40～80重量份。
为了提高支撑胶橡胶的性能，在本申请的优选实施例中，所述顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶的顺式含量在97％以上，所述顺式-1，4-聚丁二烯橡胶的顺式含量在95％以上。
为了提高支撑胶橡胶的性能，在本申请的优选实施例中，所述炭黑氮吸附比表面积在70m2/g以上，DBP吸油值在80cm3/100g以上。
炭黑作为补强材料，能够提高橡胶的拉伸性能、抗撕裂能力、耐磨性和弹性等性能，使橡胶制品经久耐用。
为了提高支撑胶橡胶的性能，在本申请的优选实施例中，所述高分散白炭黑BET比表面积在100m2/g以上，DBP吸油值在1.0cm3/g以上。
传统炭黑补强，碳碳键的破坏和重组会产生大量的热量，是轮胎生热的主要原因。而高分散白炭黑是一种酸性氧化物，能与橡胶离子通过硅烷偶联剂反应形成具有较强键能的化学键，具有较强结合力，因此在保证橡胶补强效果的前提下，使用高分散白炭黑的支撑胶配方在轮胎滚动时生热较低。
为了提高支撑胶橡胶的性能，在本申请的优选实施例中，所述多功能交联剂具有促进作用和抗硫化返原性能。
图1所示为本申请实施例提出的多功能交联剂的结构式，多功能交联剂为硫化体系材料，其含有促进基团，具有促进作用，同时具有抗硫化返原性能，能与聚合物发生交联反应，能够有效提升胶料的模量。
下面将结合具体实施场景，用具体实施例进一步对本发明提供的支撑胶橡胶组合物进行详细说明。
支撑胶的制备过程中需要对橡胶组合物进行混炼，在通常情况下，在至少两个阶段中进行混炼，即至少一个非生产性混炼阶段，和一个生产性混炼阶段。填充材料与橡胶在一个或多个非生产性混炼阶段进行混炼。混炼方法可采用橡胶混炼领域技术人员已知的方法完成，在此不再赘述。
在本申请优选实施例中，在Banbury密炼机中制备规定配方的橡胶组合物样品，制备过程采取两个分开的加料混炼阶段，即一个非生产性混炼阶段和一个生产性混炼阶段。非生产性混炼阶段进行约2-3min的混炼，直至橡胶温度达到140℃完成混炼。生产性混炼阶段的混炼时间是使橡胶温度达到115℃的时间。
实施例1
支撑胶橡胶组合物配方包括：
非生产性混炼阶段配方：顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶30重量份、顺式-1，4-聚丁二烯橡胶70重量份、炭黑30重量份、高分散白炭黑20重量份、硬脂酸2重量份、氧化锌5重量份、辛基酚醛增粘树脂5重量份、防老剂6PPD 3重量份；
生产性混炼阶段配方：促进剂NS 2重量份、硫磺4重量份、多功能交联剂2重量份。
实施例2
支撑胶橡胶组合物配方包括：
非生产性混炼阶段配方：顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶35重量份、顺式-1，4-聚丁二烯橡胶65重量份、炭黑35重量份、高分散白炭黑15重量份、硬脂酸2重量份、氧化锌5重量份、辛基酚醛增粘树脂5重量份、防老剂6PPD 3重量份；
生产性混炼阶段配方：促进剂NS 2重量份、硫磺4重量份、多功能交联剂1.5重量份。
实施例3
支撑胶橡胶组合物配方包括：
非生产性混炼阶段配方：顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶30重量份、顺式-1，4-聚丁二烯橡胶70重量份、炭黑50重量份、硬脂酸2重量份、氧化锌5重量份、辛基酚醛增粘树脂5重量份、防老剂6PPD 3重量份；
生产性混炼阶段配方：促进剂NS 2重量份、硫磺4重量份、抗硫化返原剂WK901 2重量份。
实施例4
支撑胶橡胶组合物配方包括：
非生产性混炼阶段配方：顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶35重量份、顺式-1，4-聚丁二烯橡胶65重量份、炭黑50重量份、硬脂酸2重量份、氧化锌5重量份、辛基酚醛增粘树脂5重量份、防老剂6PPD 3重量份；
生产性混炼阶段配方：促进剂NS 2重量份、硫磺4重量份、抗硫化返原剂WK901 2重量份。
图2所示为上述实施例提供的橡胶组合物混炼的配方图，实施例1和实施例2为本申请的实验样，其配方分别采用本申请提出的支撑胶橡胶组合物的一种优选方案；实施例3为实施例1的对比样，实施例4为实施例2的对比样，上述对比样配方中不使用高分散白炭黑与多功能交联剂，仍采用现有技术中的炭黑补强体系和抗硫化返原剂。
图3所示为上述实施例橡胶组合物混炼后的样品检测结果图，上述实施例样品经混炼完成后，在151℃中进行硫化，硫化时间6min时，用硫化仪检测样品MH与MH-ML；硫化时间30min时，检测样品60℃tanδ与硬度。
其中，样品硬度、60℃ tanδ可根据轮胎工业可接受的测试方法GB/T531.1进行，样品MH、ML可根据轮胎工业可接受的测试方法GB/T16584进行。60℃tanδ值越低，意味着胶料的生热越低；硬度、MH、MH-ML值越高，意味着胶料的模量越高。
由此可见，与现有技术相比，本发明提供的支撑胶橡胶组合物配方包括生胶100重量份、炭黑30～120重量份、高分散白炭黑1～30重量份和多功能交联剂1～30重量份，所述生胶为顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶和顺式-1，4-聚丁二烯橡胶的混合物。通过在上述配方中应用多功能交联剂并配合高分散白炭黑的使用，可有效提高胶料的模量、降低胶料的生热。
上述实施例的具体实施场景仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围。上述序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中，文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范作用。如非另行定义，文中所用的所有专业和科学用语与本领域技术人员所熟悉的意义相同。
以上公开的仅为本发明实施例的具体实施场景，并非是对本发明作其它形式的限制，本发明实施例并非局限于此。任何熟悉本领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种支撑胶橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物配方包括：
生胶100重量份、炭黑30～120重量份、高分散白炭黑1～30重量份和多功能交联剂1～30重量份；
所述生胶为顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶和顺式-1，4-聚丁二烯橡胶的混合物。
2.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述生胶中所述顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶与所述顺式-1，4-聚丁二烯橡胶的重量份比例为1∶4～3∶2。
3.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶的顺式含量在97％以上，所述顺式-1，4-聚丁二烯橡胶的顺式含量在95％以上。
4.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述炭黑氮吸附比表面积在70m2/g以上，DBP吸油值在80cm3/100g以上。
5.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述高分散白炭黑BET比表面积在100m2/g以上，DBP吸油值在1.0cm3/g以上。
6.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述多功能交联剂具有促进作用和抗硫化返原性能。
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