CN112143056A - 一种胎面橡胶组合物及其在漂移用赛车胎生产中的应用 - Google Patents

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Abstract

本申请属于橡胶轮胎制造领域，尤其涉及一种胎面橡胶组合物及其在漂移用赛车胎生产中的应用。一种胎面橡胶组合物，该胎面橡胶组合物配方体系包括如下重量份数的组分：纯橡胶100重量份，橡胶内充增塑剂30‑55重量份，外加增塑剂45‑65重量份；所述纯橡胶为单一的非改性溶聚丁苯橡胶，外加增塑剂包括热塑性低分子量烃树脂。使用此橡胶组合物生产的赛车胎具有极高的干地抓地力，且在轮胎温度升高时半热熔化，从而进一步提高抓地性能。

Description

一种胎面橡胶组合物及其在漂移用赛车胎生产中的应用
技术领域
本申请属于橡胶轮胎制造领域，尤其涉及一种胎面橡胶组合物及其在漂移用赛车胎生产中的应用。
背景技术
赛车运动主要分为两大类，包括场地赛车和非场地赛车，起源距今已超过100多年。顾名思义，非场地赛车的比赛场地基本上是不封闭的，包括拉力赛、越野赛、登山赛、沙滩赛等；场地赛车在规定的封闭场地中进行，包括方程式赛、轿车赛、短道拉力赛、场地越野赛、漂移赛等。目前，世界上主要的四大漂移赛事包括日本D1 GRAND PRIX(全日本职业漂移比赛)、美国FOMURA D(FOMURA漂移赛)、欧洲EUROPEAN DRIFT CHAMPIONSHIP(欧洲漂移锦标赛)、澳大利亚DRIFT NATIONALS(澳大利亚地区巡回赛)。自2016年开始，D1GRAND PRIX飘移赛正式进入中国，为飘移爱好者提供了一个更好的平台来认识飘移、参与飘移。
漂移是一种驾驶技巧，又称“甩尾”，是车手以过度转向的方式令车子侧滑行走。漂移比赛中，既要求赛车达到大角度的漂移入弯，同时要求入弯速度要快、生烟效果好，这就要求与其匹配的轮胎需要一些特定的属性。由此，热熔、半热熔的赛车胎应运而生。赛车胎的高抓地性、良好的生烟效果，为漂移比赛提供了更佳的观赏性。
随着汽车工业的快速发展以及汽车改装技术的不断成熟，目前主流的漂移赛车已经从前几年前的四缸、400-500匹马力发动机向八缸、1000匹马力以上发动机发展，大大提高了汽车的前进动力。同时，比赛赛道的提速直道距离及热胎距离也在缩短，汽车需在短距离内迅速提速，这就要求赛车胎在热胎前就具有较高的抓地力，同时轮胎升温后，需进一步大幅提高抓地性能。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请开发一种胎面橡胶组合物，使用此橡胶组合物生产的赛车胎具有极高的干地抓地力，且在轮胎温度升高时半热熔化，从而进一步提高抓地性能。
为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：
一种胎面橡胶组合物，该胎面橡胶组合物配方体系包括如下重量份数的组分：纯橡胶100重量份，橡胶内充增塑剂30-55重量份，外加增塑剂45-65重量份；所述纯橡胶为单一的非改性溶聚丁苯橡胶，外加增塑剂包括热塑性低分子量烃树脂；
所述热塑性低分子量烃树脂为高软化点树脂，环球法软化点高于165℃，数均分子量低于800，具有Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ结构中的一种或多种：
Figure BDA0002662137220000021
(Ⅰ)双环戊二烯(Ⅱ)5,6二氢二环戊二烯(Ⅲ)四氢双环戊二烯
热塑性低分子量烃树脂为10-40重量份；优选为20-25重量份。
进一步，本申请所述的外加增塑剂还包括环保芳烃油、植物油和苯并呋喃-茚树脂中的一种或多种混合。
优选，所述的环保芳烃油的使用量为5-20重量份。
优选，所述的植物油选取硫磺改性大豆油，硫磺改性大豆油的使用量为5-10重量份。改性方式为100份大豆油采用3-9重量份的硫磺140℃以上高温改性。
优选，所述的苯并呋喃-茚树脂选取苯并呋喃与碳氢树脂合成的液体树脂，具有Ⅳ和Ⅴ所示的结构，
Figure BDA0002662137220000022
按DIN 53019标准在25℃下粘度为6000-10000mPa*s，在橡胶组合物中的使用量为20-25重量份。
进一步，外加增塑剂由所述热塑性低分子量烃树脂、硫磺改性大豆油和苯并呋喃-茚树脂构成；热塑性低分子量烃树脂为20-25重量份，硫磺改性大豆油的使用量为5-10重量份，苯并呋喃-茚树脂的使用量为20-25重量份。本申请选取了不同品类的外加增塑剂的协同作用，以改性植物油提高胶料的伸长率，以液体苯并呋喃-茚树脂提高常温抓地性能，以高软化点热塑性低分子量烃树脂提高高温抓地性能，从而使得制备的赛车轮胎性能更优异。
优选，所述的非改性溶聚丁苯橡胶中结合苯乙烯占聚合物总重的35-45％，乙烯基占丁二稀总重的35-45％；橡胶内充增塑剂选用填充油，填充油加入到所述的非改性溶聚丁苯橡胶中。
再优选，所述的填充油选用直链烃油、环烷油和芳烃油中的一种或多种。
进一步，本申请所述的橡胶组合物还包括炭黑80-110重量份，氧化锌2.0-3.0重量份，硬脂酸1.0-2.0重量份，防老剂2.0-4.0重量份，微晶蜡1.5-2.5重量份，硫化促进剂1.0-3.0重量份，硫磺1.0-3.0重量份。
优选，所述的防老剂采用防老剂TMQ0.5-1.0重量份，防老剂6PPD1.5-2.5重量份。
进一步，本申请还提供了一种漂移用赛车轮胎，该轮胎的胎面采用所述的橡胶组合物硫化制得。
本申请提供的一种漂移用赛车胎胎面橡胶组合物，可作为赛车胎胎面胶直接生产漂移比赛用轮胎，较常规轮胎比，该赛车轮胎具有极高的干地抓地性能及优异的操控性能。
采用本技术方案的有益效果是：本申请单用一种溶聚丁苯橡胶，且选用非改性品，在保证橡胶组合物良好的物理机械性能的同时，减少了由于胶料并用导致的相分离及填料和助剂的偏析，以此提高橡胶、填料、助剂间的分散及相容性。本申请填充了大量的增塑剂，可以改善赛车轮胎在常温条件下的硬度及伸长率，增加胎面与赛道的接触面积，提高轮胎的干地抓地力。进一步，本申请选取了不同品类的增塑剂的协同作用，以改性植物油提高胶料的伸长率，以液体苯并呋喃-茚树脂提高常温抓地性能，以高软化点热塑性低分子量烃树脂提高高温抓地性能，从而使得制备的赛车轮胎性能更优异。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清查、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。给予本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请所采用的原料明细如下：乳聚丁苯橡胶，SBR1739，申华化学工业有限公司；改性溶聚丁苯橡胶，旭化成株式会社；炭黑，N234，卡博特(中国)投资有限公司；α-甲基苯乙烯类树脂，SYLVATRAXX 4401，科腾化学有限公司；非改性溶聚丁苯橡胶，JSR株式会社；高软化点热塑性低分子量烃树脂，Neville化学；液体苯并呋喃-茚树脂，吕特格(上海)贸易有限公司；改性大豆油，安徽固瑞特新材料科技有限公司；其他为市售常规橡胶添加剂。
参比例
原材料组成：85.0份乳聚丁苯橡胶，15.0份改性溶聚丁苯橡胶，100.0份炭黑，15.0份环保芳烃油，15.0份α-甲基苯乙烯类树脂，2.5份氧化锌，1.5份硬脂酸，0.8份防老剂TMQ，2.0份防老剂6PPD，2.0份微晶蜡，2.4份促进剂CZ，2.0份硫磺。
其中，乳聚丁苯胶、溶聚丁苯橡胶按纯胶计，不含所充的油。
实施例1
原材料组成：100.0份非改性溶聚丁苯橡胶，100.0份炭黑，15.0份环保芳烃油，15.0份高软化点热塑性低分子量烃树脂，2.5份氧化锌，1.5份硬脂酸，0.8份防老剂TMQ，2.0份防老剂6PPD，2.0份微晶蜡，2.4份促进剂CZ，2.0份硫磺。
其中，溶聚丁苯橡胶按纯胶计，不含所充的油。溶聚丁苯橡胶中结合苯乙烯占聚合物总重的35-45％，乙烯基占丁二稀总重的35-45％，充油37.5重量份。
实施例2
原材料组成：100.0份非改性溶聚丁苯橡胶，100.0份炭黑，5.0份环保芳烃油，15.0份高软化点热塑性低分子量烃树脂，15.0份液体苯并呋喃-茚树脂，2.5份氧化锌，1.5份硬脂酸，0.8份防老剂TMQ，2.0份防老剂6PPD，2.0份微晶蜡，2.4份促进剂CZ，2.0份硫磺。
其中，溶聚丁苯橡胶按纯胶计，不含所充的油。溶聚丁苯橡胶中结合苯乙烯占聚合物总重的35-45％，乙烯基占丁二稀总重的35-45％，充油37.5重量份。
实施例3
原材料组成：100.0份非改性溶聚丁苯橡胶，100.0份炭黑，5.0份改性大豆油，20.0份高软化点热塑性低分子量烃树脂，20.0份液体苯并呋喃-茚树脂，2.5份氧化锌，1.5份硬脂酸，0.8份防老剂TMQ，2.0份防老剂6PPD，2.0份微晶蜡，2.4份促进剂CZ，2.0份硫磺。
其中，溶聚丁苯橡胶按纯胶计，不含所充的油。溶聚丁苯橡胶中结合苯乙烯占聚合物总重的35-45％，乙烯基占丁二稀总重的35-45％，充油37.5重量份。
由参比例、实施例获得的橡胶组合物相关性能参数见表1。表1中除硬度结果外，其余皆以参比例性能为100％对实施例数据进行处理。
采用DMA测试的方法表征橡胶组合物的动态粘弹性能，以0℃下tanδ表征橡胶组合物的湿地抓地性能，数值越高越佳；以20℃下tanδ表征橡胶组合物的常温干地抓地性能，数值越高越佳；以100℃下tanδ表征橡胶组合物的高温干地抓地性能，数值越高越佳；以20℃下Eˊ表征橡胶组合物的操控性能，数值越高越佳。
表1实施例和对比例胶料相关性能参数
Figure BDA0002662137220000041
对参比例及性能最佳的实施例3进行轮胎试制，并通过专业漂移车手对其抓地性能及热胎时间进行主观评价，评价结果见表2。主观评价结果以参比例性能为100％对实施例数据进行处理。
表2实施例和对比例轮胎主观评价结果(轮胎规格285/35ZR18)
Figure BDA0002662137220000051
上述胶料的测试结果可以说明，一种漂移用赛车胎胎面橡胶组合物具有极佳的拉断伸长率和更适宜的硬度，通过DMA预测的干地抓地性能、操控性能优异。使用此橡胶组合物试制的赛车轮胎，热胎时间明显缩短，常温下的干地抓地性能优异，热胎后抓地力更有大幅提升，可以更好的满足比赛的快增速、高速转弯等需求。
以上为对本申请实施例的描述，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申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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 (10)

1.一种胎面橡胶组合物，其特征在于，该胎面橡胶组合物配方体系包括如下重量份数的组分：纯橡胶100重量份，橡胶内充增塑剂30-55重量份，外加增塑剂45-65重量份；所述纯橡胶为单一的非改性溶聚丁苯橡胶，外加增塑剂包括热塑性低分子量烃树脂；
所述热塑性低分子量烃树脂为高软化点树脂，环球法软化点高于165℃，数均分子量低于800；具有Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ结构中的一种或多种：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_IMAGE006
（Ⅰ）双环戊二烯 （Ⅱ）5,6二氢二环戊二烯 （Ⅲ）四氢双环戊二烯
热塑性低分子量烃树脂为10-40重量份。
2.根据权利要求1所述胎面橡胶组合物，其特征在于，所述的外加增塑剂还包括环保芳烃油、植物油和苯并呋喃-茚树脂中的一种或多种混合。
3.根据权利要求2所述胎面橡胶组合物，其特征在于，环保芳烃油的使用量为5-20重量份。
4.根据权利要求2所述胎面橡胶组合物，其特征在于，所述的植物油选取硫磺改性大豆油，硫磺改性大豆油的使用量为5-10重量份。
5.根据权利要求2所述胎面橡胶组合物，其特征在于，所述的苯并呋喃-茚树脂选取苯并呋喃与碳氢树脂合成的液体树脂，具有Ⅳ和Ⅴ所示的结构，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
（Ⅳ） （Ⅴ）
按DIN 53019标准在25℃下粘度为6000-10000 mPa*s，在橡胶组合物中的使用量为20-25重量份。
6.根据权利要求2所述胎面橡胶组合物，其特征在于，外加增塑剂由所述热塑性低分子量烃树脂、硫磺改性大豆油和苯并呋喃-茚树脂构成；热塑性低分子量烃树脂为20-25重量份，硫磺改性大豆油的使用量为5-10重量份，苯并呋喃-茚树脂选取苯并呋喃与碳氢树脂合成的液体树脂，具有Ⅳ和Ⅴ所示的结构，
Figure 267636DEST_PATH_IMAGE008
（Ⅳ） （Ⅴ）
按DIN 53019标准在25℃下粘度为6000-10000 mPa*s，在橡胶组合物中的使用量为20-25重量份。
7.根据权利要求1所述胎面橡胶组合物，其特征在于，非改性溶聚丁苯橡胶中结合苯乙烯占聚合物总重的35-45%，乙烯基占丁二稀总重的35-45%；橡胶内充增塑剂选用填充油，填充油加入到所述的非改性溶聚丁苯橡胶中。
8.根据权利要求6所述胎面橡胶组合物，其特征在于，填充油选用直链烃油、环烷油和芳烃油中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述胎面橡胶组合物，其特征在于，该橡胶组合物还包括炭黑80-110重量份，氧化锌2.0-3.0重量份，硬脂酸1.0-2.0重量份，防老剂2.0-4.0重量份，微晶蜡1.5-2.5重量份，硫化促进剂1.0-3.0重量份，硫磺1.0-3.0重量份。
10.一种漂移用赛车轮胎，其特征在于，该轮胎的胎面采用权利要求1-9任意一项权利要求所述的橡胶组合物硫化制得。
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