CN112980060A - 一种防止轮胎变色的橡胶组合物和轮胎 - Google Patents

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Abstract

本申请提出了一种防止轮胎变色的橡胶组合物和轮胎，所述橡胶组合物以质量份计，包括：100份基体橡胶，40‑60份炭黑，3‑7份活性剂，4‑8份防老剂，1‑5份粘合剂，1.5‑3.5份硫化剂，0.5‑5份非离子型表面活性剂；所述非离子型表面活性剂为聚乙二醇脂肪醇醚和/或聚乙二醇脂肪酸酯。与现有技术相比，本申请使用非离子型表面活性剂使防老剂在配方中均匀分散，提升防老剂在基体橡胶中的溶解度，能在不影响轮胎胎侧性能的同时，改善轮胎胎侧外观，解决胎侧变色问题。

Description

一种防止轮胎变色的橡胶组合物和轮胎
技术领域
本发明属于轮胎橡胶制品领域，特别涉及一种防止轮胎变色的橡胶组合物和轮胎。
背景技术
中国汽车工业今年来飞速发展，私家车主及经销商对轮胎外观逐步重视，由于轮胎胎侧在需要保证物理机械性能及动态力学性能的同时，还需要兼顾抗热氧老化、抗臭氧老化性能，所以轮胎胎侧配方中需要添加较大用量的防老剂及防护蜡，这些物质从轮胎内迁移至轮胎表面会造成轮胎表面变色，影响轮胎外观。
为解决轮胎胎侧变色的问题，现有技术中常用的解决方案是降低轮胎胎侧配方中防老剂的用量。虽然通过改变配方设计，使用低不饱和卤化丁基橡胶可以降低防老剂的用量，使轮胎外观长时间不变色，但是该方法在胶料挤出时会造成挤出麻面、破边等问题。且随着防老剂用量的降低，橡胶耐老化性能逐渐降低，因此单纯的降低防老剂的用量只会降低轮胎的使用寿命。
因此，如何使轮胎胎侧橡胶组合物在不影响轮胎胎侧性能的同时，改善轮胎胎侧外观，成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的技术问题，本申请提供了一种防止轮胎变色的橡胶组合物，以在不影响轮胎胎侧性能的同时，改善轮胎胎侧外观，解决胎侧变色问题。所述橡胶组合物以质量份计，包括：100份基体橡胶，40-60份炭黑，3-7份活性剂，4-8份防老剂，1-5份粘合剂，1.5-3.5份硫化剂，0.5-5份非离子型表面活性剂；所述非离子型表面活性剂为聚乙二醇脂肪醇醚和/或聚乙二醇脂肪酸酯。
优选的，所述非离子型表面活性剂中脂肪酸段为12～18个碳原子的脂肪酸，所述脂肪酸含有0～3个不饱和双键；所述非离子型表面活性剂中聚乙二醇段的聚合度为1～15。
优选的，所述炭黑包括硬质炭黑和软质炭黑；
所述硬质炭黑的吸碘值为70-90g/kg，吸油值为90-110×10-5m3/kg；
所述软质炭黑的吸碘值为40-50g/kg，吸油值为110-130×10-5m3/kg。
优选的，所述基体橡胶为40-60份的天然橡胶和40-60份的顺丁橡胶，所述基体橡胶的总质量份数为100份。
优选的，所述顺丁橡胶为顺式含量大于96％的高顺式聚丁二烯橡胶。
相应的，本申请还提供了一种轮胎，所述轮胎使用上述的橡胶组合物制备而成。
本申请提供了一种防止轮胎变色的橡胶组合物和轮胎，所述橡胶组合物以质量份计，包括：100份基体橡胶，40-60份炭黑，3-7份活性剂，4-8份防老剂，1-5份粘合剂，1.5-3.5份硫化剂，0.5-5份非离子型表面活性剂；所述非离子型表面活性剂为聚乙二醇脂肪醇醚和/或聚乙二醇脂肪酸酯。与现有技术相比，本申请使用非离子型表面活性剂使防老剂在配方中均匀分散，提升防老剂在基体橡胶中的溶解度，能在不影响轮胎胎侧性能的同时，改善轮胎胎侧外观，解决胎侧变色问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，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申请的一些实施例，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为本申请对比例提供的橡胶组合物制备的轮胎经试验后的外观；
图2为本申请实施例1提供的橡胶组合物制备的轮胎经试验后的外观。
具体实施方式
鉴于现有技术中存在的技术问题，本申请提供了一种防止轮胎变色的橡胶组合物，所述橡胶组合物以质量份计，包括：
Figure BDA0002924458510000031
其中，非离子型表面活性剂为聚乙二醇脂肪醇醚和/或聚乙二醇脂肪酸酯。
本申请提供的橡胶组合物主要应用于轮胎胎侧，通过使用聚乙二醇脂肪醇醚与聚乙二醇脂肪酸酯两种非离子型表面活性剂，能够在不影响现有橡胶配方、不变更基体橡胶类别、不降低耐臭氧老化性能、不降低耐热空气老化性能、不降低耐屈挠龟裂性能的情况下解决轮胎胎侧变色问题。
为了保证橡胶组合物具有良好的性能，在本申请的优选实施例中，所述非离子型表面活性剂中脂肪酸(醇)段为12～18个碳原子的脂肪酸(醇)，所述脂肪酸(醇)含有0～3个不饱和双键；所述非离子型表面活性剂中聚乙二醇段的聚合度为1～15。非离子型表面活性剂能使防老剂在橡胶组合物配方中均匀分散，提升防老剂在基体橡胶中的溶解度，能在不影响现有橡胶配方，不降低轮胎胎侧性能的同时，改善轮胎胎侧外观，解决胎侧变色问题。
在橡胶组合物配方中，聚乙二醇脂肪醇醚与聚乙二醇脂肪酸酯可分别单独使用，也可同时使用。单独使用一种非离子型表面活性剂时，其用量为0.5-5质量份；同时使用两种非离子型表面活性剂时，二者用量之和为0.5-5质量份。非离子型表面活性剂用量过高，会使胶料玻璃化转变温度降低、生热降低、扯断伸长率提升、定伸应力降低，最重要的是会影响胎侧胶粘性，使胶料粘性降低，影响工艺性能。而非离子型表面活性剂用量太低则达不到防止变色的效果，轮胎易出现变色。
为了保证橡胶组合物具有良好的性能，在本申请的优选实施例中，所述基体橡胶为40-60份的天然橡胶和40-60份的顺丁橡胶，所述基体橡胶的总质量份数为100份。在橡胶组合物配方中，若天然橡胶用量过大，则会增加生热，耐屈挠龟裂性能会降低；若顺丁橡胶用量过大，则会使拉伸强度、定伸应力降低，抗割口增长性能下降。
天然橡胶的具体品类来源在此不作限定，可以选择标准橡胶、烟片胶、全乳胶等常规市场销售的天然橡胶。
顺丁橡胶为顺式含量大于96％的高顺式聚丁二烯橡胶，且可根据具体实施情况自行选用钕系顺丁橡胶和镍系顺丁橡胶。
为了保证橡胶组合物具有良好的性能，在本申请的优选实施例中，所述炭黑包括硬质炭黑和软质炭黑；所述硬质炭黑的吸碘值为70-90g/kg，吸油值为90-110×10-5m3/kg；所述软质炭黑的吸碘值为40-50g/kg，吸油值为110-130×10-5m3/kg。硬质炭黑与软质炭黑的优选配比在4-9:6之间，更优选配比为1:1左右。
为了保证橡胶组合物具有良好的耐老化性能，在本申请的优选实施例中，防老剂优选采用微晶蜡、防老剂3100、防老剂RD、防老剂4020并用的体系，其中防老剂3100能够防止橡胶早期老化，防老剂4020能够使橡胶耐臭氧老化性能优异，防老剂RD能够有力防止橡胶后期老化，几种防老剂并用，可达到防护作用。同时为使防护效果不降低，本申请中防老剂用量与常规轮胎胎侧配方用量相当，不需要降低防老剂用量，以解决轮胎变色问题。
本申请中的活性剂为不同于非离子型表面活性剂的普通活性剂，可选用氧化锌和硬脂酸等常规活性剂。
需要说明的是，本申请中的所有原料，除特殊说明外，均可选用本领域常规配方原料，原料来源也不做特殊限定，均为市售原料即可。
下面将结合具体实施场景，用具体实施例进一步对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
如表一所示，为本申请实施例1和对比例提供的橡胶组合物配方表(原料用量单位为质量份数)。
表一
实施例1 对比例
天然橡胶 40 40
顺丁橡胶 60 60
炭黑N330 30 30
炭黑N550 25 25
活性剂 5 5
防老剂 6 6
操作油 5 5
增粘树脂 5 5
硫化剂 3 3
聚乙二醇脂肪酸醚 2 0
聚乙二醇脂肪酸酯 2 0
实施例1为采用本申请方案的橡胶组合物，其配方中使用了非离子型表面活性剂聚乙二醇脂肪酸醚和聚乙二醇脂肪酸酯，基体橡胶选用天然橡胶和顺丁橡胶，炭黑选用N330和N550，防老剂选用微晶蜡、防老剂3100、防老剂RD、防老剂4020混合，粘合剂选用增粘树脂，活性剂、硫化剂、操作油(软化剂)均选用常规市售试剂。
对比例与实施例1相比，仅配方中未使用非离子型表面活性剂聚乙二醇脂肪酸醚和聚乙二醇脂肪酸酯，其余原料组分一致，可视为普通(不防变色)的高性能橡胶组合物。
本申请所提供的橡胶组合物使用固化、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。
(性能测试)
将实施例1和对比例的橡胶组合物进行性能测试。如表二所示，为实施例1与对比例的性能测试结果。
表二
Figure BDA0002924458510000061
(外观比对)
将实施例1和对比例的橡胶组合物制备的轮胎，进行高速、耐久试验，并存放三个月后，进行外观对比(轮胎原始外观为黑色)。
如图1所示为对比例轮胎的外观，轮胎出现明显变色，呈黄褐色；
如图2所示为实施例1轮胎的外观，轮胎未出现明显变色。
结果表明，使用非离子型表面活性剂聚乙二醇脂肪醇醚和聚乙二醇脂肪酸酯的橡胶组合物配方能够改善轮胎胎侧外观，使其经长时间使用存放不变色，同时其具有优异的物理性能、抗老化性能，与普通高性能轮胎相比未出现明显差异。因此，本申请技术方案能够在不影响轮胎胎侧性能的同时，有效改善轮胎胎侧外观，解决胎侧变色问题。
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，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，本申请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。上述序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。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。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)

1.一种防止轮胎变色的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物以质量份计，包括：100份基体橡胶，40-60份炭黑，3-7份活性剂，4-8份防老剂，1-5份粘合剂，1.5-3.5份硫化剂，0.5-5份非离子型表面活性剂；
所述非离子型表面活性剂为聚乙二醇脂肪醇醚和/或聚乙二醇脂肪酸酯。
2.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述非离子型表面活性剂中脂肪酸段为12～18个碳原子的脂肪酸，所述脂肪酸含有0～3个不饱和双键；所述非离子型表面活性剂中聚乙二醇段的聚合度为1～15。
3.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述炭黑包括硬质炭黑和软质炭黑；
所述硬质炭黑的吸碘值为70-90g/kg，吸油值为90-110×10-5m3/kg；
所述软质炭黑的吸碘值为40-50g/kg，吸油值为110-130×10-5m3/kg。
4.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述基体橡胶为40-60份的天然橡胶和40-60份的顺丁橡胶，所述基体橡胶的总质量份数为100份。
5.如权利要求4所述的橡胶组合物，其特征在于，所述顺丁橡胶为顺式含量大于96％的高顺式聚丁二烯橡胶。
6.一种轮胎，其特征在于，所述轮胎使用如权利要求1-5任一项所述的橡胶组合物制备而成。
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