CN112143050A - 一种高耐磨跨座式城市单轨列车轮胎胎面胶料及其制法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高耐磨跨座式城市单轨列车轮胎胎面胶料，按照重量份数计，所述的胎面胶料包括天然顺1,4‑聚异戊二烯橡胶50‑100份、顺式聚丁二烯聚合物0‑50份和新型苯乙烯‑丁二烯共聚物0‑50份；炭黑N234 50‑60份，氧化锌3‑5份，硬脂酸2‑4份，防老剂6PPD 1‑4份，抗氧剂TMQ 1‑4份，蜡1‑4份，硫磺1‑3份，促进剂1‑3份。所述胎面胶料的制备方法包括一个非生产性混炼阶段和一个生产性混炼阶段。所述胎面胶料应用于跨座式城市单轨列车轮胎。所述的胎面胶料耐磨耗性能提高，胶料生热降低，滚阻性能得到了明显改善。
Description
技术领域
本发明涉及一种高耐磨跨座式城市单轨列车轮胎胎面胶料及其制法和应用，属于轮胎胎面技术领域。
背景技术
由于天然橡胶具有最好的抗撕裂性能，而合成橡胶的耐刺扎性、耐磨性能较好，但撕裂性能较差，所以在设计单轨车轮胎胎面配方时通常采用天然橡胶与合成胶并用的生胶体系。
现行胎面胶配方中的天然橡胶和合成橡胶的比例为80/20，磨耗体积为0.166cm3，耐磨性能一般。磨耗性能是通过阿克隆磨耗试验机进行检测、衡量的，行程为1.61公里。通常磨耗体积报道值越小，意味着耐磨性能越高。
由于炭黑与橡胶具有高的物理吸附能力，带来了高的耐磨耗性能，因而被轮胎行业普遍用来作为补强填充体系的填料。但随着炭黑用量的增大，胶料的耐磨性能提升的同时，轮胎的生热也会相应增大，即滚动阻力上升。作为胎面级别的炭黑普遍具有：吸碘值在110g/kg以上，DBP吸收值在110×10-5m3/kg以上，氮吸附比表面积在110×103m2/kg以上。普遍认为高吸碘值、高DBP吸收值、高氮吸附比表面积的炭黑的耐磨性能更好。滚动阻力是通过动态热机械分析仪(DMA)进行检测、衡量的，通常60℃的tanδ报道值越小，意味着滚动阻力越低。
跨座式单轨交通系统因其运量大、安全可靠、土地利用率高、低噪声低能耗、绿色环保的技术优势，能够很好地满足山地城市、中小城市和海滨城市交通发展的需要，己在国内外许多城市得到了广泛应用。但由于跨座式单轨车辆转向架构架结构特殊、轨道梁线形条件复杂以及运行过程中车辆的频繁启动、制动以及长时间连续运行，造成了单轨车辆走行轮轮胎磨损严重。
天然橡胶力学性能好，但门尼粘度高，磨耗差；传统的顺丁橡胶，生热低，磨耗低，但由于乙烯基含量低，支链少，加工难，抗湿滑性能差；传统的乳聚丁苯橡胶结合苯乙烯含量为23.5％，抗湿滑性能优异，但滞后损失大，生热高；
现行胎面配方采用天然橡胶与顺丁橡胶并用的生胶体系，炭黑为补强体系，虽然兼顾耐磨、生热和抗撕裂性能，但仍有进一步提升的空间。而新型溶聚丁苯橡胶中苯乙烯基含量低，不仅可以提高胶料的耐磨耗性能，还能降低胶料的生热、改善滚阻性能。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种高耐磨跨座式城市单轨列车轮胎胎面胶料及其制法和应用，所述的胎面胶料耐磨耗性能提高，胶料生热降低，滚阻性能得到了明显改善。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高耐磨跨座式城市单轨列车轮胎胎面胶料，按照重量份数计，所述的胎面胶料包括天然顺1,4-聚异戊二烯橡胶50-100份、顺式聚丁二烯聚合物0-50份和新型苯乙烯-丁二烯共聚物0-50份；
炭黑N234 50-60份，氧化锌3-5份，硬脂酸2-4份，防老剂6PPD 1-4份，抗氧剂TMQ1-4份，蜡1-4份，硫磺1-3份，促进剂1-3份。
优选的，按照重量份数计，所述的胎面胶料包括天然顺1,4-聚异戊二烯橡胶60份、顺式聚丁二烯聚合物10份和新型苯乙烯-丁二烯共聚物30份；
炭黑N234 53份，氧化锌4份，硬脂酸3份，防老剂6PPD 2份，抗氧剂TMQ 2份，蜡2份，硫磺1.5份，促进剂1.2份。
优选的，所述新型苯乙烯-丁二烯共聚物中苯乙烯基含量为10％～20％，所述新型苯乙烯-丁二烯共聚物中乙烯基含量为5％～15％。
优选的，所述新型苯乙烯-丁二烯共聚物的玻璃化转变温度Tg为-40℃至-110℃。
优选的，所述新型苯乙烯-丁二烯共聚物的玻璃化转变温度Tg为-60℃至-80℃。
优选的，所述新型苯乙烯-丁二烯共聚物的数均分子量Mn为20万至30万g/mol。
本发明还公开了所述高耐磨跨座式城市单轨列车轮胎胎面胶料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
(1)非生产性混炼阶段：在BR Banbury密炼机中加入天然顺1,4-聚异戊二烯橡胶、顺式聚丁二烯聚合物、新型苯乙烯-丁二烯共聚物、炭黑N234、氧化锌、硬脂酸、防老剂6PPD、抗氧剂TMQ和蜡，进行2-3min的混炼，直至橡胶温度达到160℃；
(2)生产性混炼阶段：将步骤(1)中得到的橡胶加入硫磺和促进剂，在BRBanbury密炼机中进行生产性混炼使橡胶温度达到115℃。
本发明还公开了所述胎面胶料的应用，所述的胎面胶料应用于跨座式城市单轨列车轮胎。
本发明的有益效果是：本发明的胎面胶料中使用了新型的苯乙烯-丁二烯共聚物，能够显著提高胎面胶料的耐磨耗性能能，胶料生热降低，滚阻性能可以得到明显改善。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1
在BR Banbury密炼机中制备如表1中所规定原料成分的橡胶组合物，制备过程采用橡胶混炼领域技术人员已知的方法完成，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。非生产性阶段分别进行约2-3min的混炼，直至橡胶温度达到160℃，即完成。生产性阶段的混炼时间是使橡胶温度达到115℃的时间，得到样品。
对样品在151℃硫化30min。表2给出了硫化样品A、B的物理性能。
表1
表2
| A | B | |
| 磨耗体积，cm<sup>3</sup>/1.61km | 0.166 | 0.146 |
| 60℃tanδ | 0.114 | 0.097 |
实施例2
在BR Banbury密炼机中制备如表3中所规定原料成分的橡胶组合物，制备过程采用橡胶混炼领域技术人员已知的方法完成，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。非生产性阶段分别进行约2-3min的混炼，直至橡胶温度达到160℃，即完成。生产性阶段的混炼时间是使橡胶温度达到115℃的时间，得到样品。
对样品在151℃硫化30min。表4给出了硫化样品C、D的物理性能。
表3
表4
| C | D | |
| 磨耗体积，cm<sup>3</sup>/1.61km | 0.166 | 0.144 |
| 60℃tanδ | 0.114 | 0.095 |
上述结果表明，在胎面胶料中使用了新型苯乙烯-丁二烯共聚物以后，能够显著提高胶料的耐磨耗性能、胶料生热降低，滚阻性能得到了明显改善。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种高耐磨跨座式城市单轨列车轮胎胎面胶料，其特征在于，按照重量份数计，所述的胎面胶料包括天然顺1,4-聚异戊二烯橡胶50-100份、顺式聚丁二烯聚合物0-50份和新型苯乙烯-丁二烯共聚物0-50份；
炭黑N234 50-60份，氧化锌3-5份，硬脂酸2-4份，防老剂6PPD 1-4份，抗氧剂TMQ 1-4份，蜡1-4份，硫磺1-3份，促进剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨跨座式城市单轨列车轮胎胎面胶料，其特征在于，按照重量份数计，所述的胎面胶料包括天然顺1,4-聚异戊二烯橡胶60份、顺式聚丁二烯聚合物10份和新型苯乙烯-丁二烯共聚物30份；
炭黑N234 53份，氧化锌4份，硬脂酸3份，防老剂6PPD 2份，抗氧剂TMQ 2份，蜡2份，硫磺1.5份，促进剂1.2份。
3.根据权利要求1所述的一种高耐磨跨座式城市单轨列车轮胎胎面胶料，其特征在于，所述新型苯乙烯-丁二烯共聚物中苯乙烯基含量为10％～20％，所述新型苯乙烯-丁二烯共聚物中乙烯基含量为5％～15％。
4.根据权利要求1所述的一种高耐磨跨座式城市单轨列车轮胎胎面胶料，其特征在于，所述新型苯乙烯-丁二烯共聚物的玻璃化转变温度Tg为-40℃至-110℃。
5.根据权利要求1所述的一种高耐磨跨座式城市单轨列车轮胎胎面胶料，其特征在于，所述新型苯乙烯-丁二烯共聚物的玻璃化转变温度Tg为-60℃至-80℃。
6.根据权利要求1所述的一种高耐磨跨座式城市单轨列车轮胎胎面胶料，其特征在于，所述新型苯乙烯-丁二烯共聚物的数均分子量Mn为20万至30万g/mol。
7.一种根据权利要求1-6任意一项所述的一种高耐磨跨座式城市单轨列车轮胎胎面胶料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：
(1)非生产性混炼阶段：在BR Banbury密炼机中加入天然顺1,4-聚异戊二烯橡胶、顺式聚丁二烯聚合物、新型苯乙烯-丁二烯共聚物、炭黑N234、氧化锌、硬脂酸、防老剂6PPD、抗氧剂TMQ和蜡，进行2-3min的混炼，直至橡胶温度达到160℃；
(2)生产性混炼阶段：将步骤(1)中得到的橡胶加入硫磺和促进剂，在BR Banbury密炼机中进行生产性混炼使橡胶温度达到115℃。
8.一种根据权利要求1-6任意一项所述的一种高耐磨跨座式城市单轨列车轮胎胎面胶料的应用，其特征在于，所述的胎面胶料应用于跨座式城市单轨列车轮胎。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201229 |