CN113929989A - 一种组合物、混炼胶及其制备方法、轮胎 - Google Patents

一种组合物、混炼胶及其制备方法、轮胎 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种组合物、混炼胶及其制备方法、轮胎，属于轮胎技术领域。组合物包括100重量份橡胶、60～150重量份白炭黑、0～35重量份炭黑和1～35重量份碳纳米管。橡胶包括0～50重量份天然橡胶、0～50重量份顺丁橡胶和0～100重量份丁苯橡胶。碳纳米管的平均管径为5～25nm。碳纳米管的平均长度为40～65μm。碳纳米管的比表面积为100～360m2/g。本申请的组合物以碳纳米管替代部分或全部炭黑，采用具有特定平均管径、特定平均长度和特定比表面积的碳纳米管制成的轮胎具有较好的导静电性能和较高的耐磨性，从而提高行车的安全性能，以及提高轮胎的使用寿命。

Description

一种组合物、混炼胶及其制备方法、轮胎
技术领域
本申请涉及轮胎技术领域，具体而言，涉及一种组合物、混炼胶及其制备方法、轮胎。
背景技术
乘用车子午线轮胎(Passenger Car Radial Tire，PCR)是轮胎的一种构造模式，其具有用于牵引、制动、防滑和减震的胎面，耐屈挠的胎体，用于箍紧胎体和支撑胎面的带束层，用于保护胎体和耐屈挠的胎侧，内衬层，无内胎轮胎气密封气体作用，有内胎轮胎起保护胎体，防止胎体和内胎的摩擦，用于增加轮胎高速性能的冠带层，以及用于过渡胎侧和胎圈的应力的三角胶。
对于乘用车子午线轮胎而言，耐磨性是很重要的性能，耐磨性好能够增加轮胎的使用寿命。对于很多提高轮胎耐磨性的方法而言，虽然能够提高耐磨性，但是将会导致其他性能大幅下降，不能够满足需求。
发明内容
本申请提供了一种组合物、混炼胶及其制备方法、轮胎，其具有较好的导静电性能和较高的耐磨性。
本申请的实施例是这样实现的：
在第一方面，本申请示例提供了一种组合物，其包括：100重量份橡胶、 60～150重量份白炭黑、0～35重量份炭黑和1～35重量份碳纳米管。
橡胶包括0～50重量份天然橡胶、0～50重量份顺丁橡胶和0～100重量份丁苯橡胶。
碳纳米管的平均管径为5～25nm。
碳纳米管的平均长度为40～65μm。
碳纳米管的比表面积为100～360m2/g。
在上述技术方案中，本申请的组合物以碳纳米管替代部分或全部炭黑，采用具有特定平均管径、特定平均长度和特定比表面积的碳纳米管制成的轮胎具有较好的导静电性能和较高的耐磨性，从而提高行车的安全性能，以及提高轮胎的使用寿命。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述碳纳米管包括阵列形碳纳米管和/或缠绕形碳纳米管。
可选地，碳纳米管为阵列形碳纳米管。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第二种可能的示例中，上述碳纳米管包括多壁碳纳米管和/或单壁碳纳米管。
可选地，碳纳米管为多壁碳纳米管。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第三种可能的示例中，上述碳纳米管的平均管径为7～13nm，碳纳米管的比表面积为230～280m2/g。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第四种可能的示例中，上述组合物还包括4～15重量份硅烷偶联剂、0～35重量份液体橡胶、0～6重量份增粘树脂、6～60重量份抗湿滑树脂、3～4重量份氧化锌、1～2重量份硬脂酸、2～10重量份加工助剂、0～30重量份操作油、0.5～5.5重量份防护蜡和 1.2～4.5重量份防老剂。
在上述示例中，抗湿滑树脂能够使制成的轮胎具有较高的抗湿滑性，从而提高车辆的安全性。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第五种可能的示例中，上述组合物还包括0.5～2.5重量份硫黄和0.5～3.5重量份硫化促进剂。
在第二方面，本申请示例提供了一种混炼胶的制备方法，其包括：将 100重量份橡胶、60～150重量份白炭黑、0～35重量份炭黑、1～35重量份碳纳米管、4～15重量份硅烷偶联剂、0～35重量份液体橡胶、0～6重量份增粘树脂、6～60重量份抗湿滑树脂、3～4重量份氧化锌、1～2重量份硬脂酸、 2～10重量份加工助剂和0～30重量份操作油混合进行一段混炼，得到一段混炼胶，再将一段混炼胶、0.5～5.5重量份防护蜡和1.2～4.5重量份防老剂混合进行二段混炼得到二段混炼胶，然后将二段混炼胶、0.5～2.5重量份硫黄和0.5～3.5重量份硫化促进剂混合进行三段混炼，制得混炼胶。
在上述技术方案中，本申请的混炼胶的制备方法简便，制得的混炼胶具有较好的导静电性能和较高的耐磨性。
结合第二方面，在本申请的第二方面的第一种可能的示例中，上述一段混炼的时间为7～9min，二段混炼的时间为3～5min，三段混炼的时间为 6～8min。
在第三方面，本申请示例提供了一种混炼胶，其根据上述的混炼胶的制备方法制得。
在上述技术方案中，本申请的混炼胶具有较好的导静电性能和较高的耐磨性，能够用于制备轮胎的胎面，特别适用于制作乘用车子午线轮胎的胎面。
在第四方面，本申请示例提供了一种轮胎，其胎面采用上述的混炼胶硫化并成型。
可选地，轮胎为乘用车子午线轮胎。
在上述技术方案中，本申请的轮胎具有较好的导静电性能和较高的耐磨性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例的R07G的500倍SEM照片；
图2为本申请实施例的R07G的5000倍SEM照片；
图3为本申请实施例的CP1002M的200倍SEM照片；
图4为本申请实施例的R09的500倍SEM照片；
图5为本申请实施例的FN09500倍SEM照片。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
碳纳米碳管由1991年日本科学家Sumio Iijima发现，碳纳米碳管具有优良的场发射性能，能够制作成阴极显示管、储氢材料。1992年，科研人员发现碳纳米管随管壁卷曲结构不同而呈现出半导体或良导体的特异导电性；1995年，科学家研究并证实了其优良的场发射性能；1996年，我国科学家实现碳纳米管大面积定向生长；1998年，科研人员应用碳纳米管作电子管阴极；1998年，科学家使用碳纳米管制作室温工作的场效应晶体管； 1999年，韩国一个研究小组制成碳纳米管阴极材料显示器样管；2000年，日本科学家制成高亮度的碳纳米管场发射显示器样管。同年，中国香港科技大学物理系两位博士合成出全球最细的纳米碳管。
我国科学家不仅在世界上合成出最长的碳纳米管，而且加紧了碳纳米管的应用研究，研制出具备良好储氢性能的碳纳米管和具备初步显示功能的碳纳米管显示器，并在利用其电子发射性能研制发电器件。
然而，从纳米碳管的发现到20年后，依然没有看到当初科学家为纳米碳管所秒回的应用前景。可以归纳为以下原因：
1、获得高纯的纳米碳管非常困难。
众所周知，纳米碳管不是单一的分子形态，传统的分离纯化方法对它不起任何作用。同时碳管有单壁、多壁，长短，粗细，金属非金属之分，这些都为纳米碳管的分离纯化设置了难以逾越的障碍。
2、宏观与微观的差异。
纳米碳管在微观领域有非常优异的力学、电子、热力学等特性。但是，现实生活中的应用是在宏观领域，如果把纳米碳管组装成宏观的器件或工具，它的那些在微观领域所具有的优良性能不能继续保存。
以下针对本申请实施例的一种组合物、混炼胶及其制备方法、轮胎进行具体说明：
本申请提供一种组合物，其包括：100重量份橡胶、60～150重量份白炭黑、0～35重量份炭黑和1～35重量份碳纳米管。
其中，橡胶包括0～50重量份天然橡胶(NR)、0～50重量份顺丁橡胶 (BR)和0～100重量份丁苯橡胶(SBR)。
可选地，丁苯橡胶为溶聚丁苯橡胶(SSBR)。
需要说明的是，当丁苯橡胶为溶聚丁苯橡胶时，其重量份是指其除去填充油的重量。
白炭黑的比表面积为125～255m2/g。
可选地，白炭黑包括VN3、7000GR和9000GR中的任意一种或多种。
炭黑的CTAB吸附表面积35～141m2/g。
可选地，炭黑包括N550、N330、N326、N234、N220、N110、N115 和N134中的任意一种或多种。
碳纳米管的平均管径为5～25nm，碳纳米管的平均长度为40～65μm，碳纳米管的比表面积为100～360m2/g。
可选地，碳纳米管的平均管径为7～13nm，碳纳米管的平均长度为40～65μm，碳纳米管的比表面积为230～280m2/g。
碳纳米管包括阵列形碳纳米管和/或缠绕形碳纳米管。
可选地，碳纳米管为阵列形碳纳米管。
碳纳米管包括多壁碳纳米管和/或单壁碳纳米管。
可选地，碳纳米管为多壁碳纳米管。
碳纳米管包括碳纳米管粉体、碳纳米管颗粒和碳纳米管母胶粒中的任意一种或多种。
其中，碳纳米管颗粒的粒径为1～5mm，碳纳米管母胶粒的粒径为 3～7mm。
可选地，碳纳米管为哈尔滨金纳科技有限公司的R07G造粒的碳纳米管，R07G为阵列碳纳米管，R07G造粒的碳纳米管的性能如表1所示，其 SEM照片如图1和2所示。
表1 R07G性能
基本性能 测试方法 数据单位 测试数据
平均管径 SEM/TEM nm 7～13
平均长度 SEM μm 40～65
堆密度 ASTM D7481 g/mL 0.10～0.15(颗粒)
比表面积 BET m<sup>2</sup>/g 230～280
可选地，碳纳米管的添加量为组合物总量的2w％。
组合物还包括4～15重量份硅烷偶联剂、0～35重量份液体橡胶、0～6重量份增粘树脂、6～60重量份抗湿滑树脂、3～4重量份氧化锌、1～2重量份硬脂酸、2～10重量份加工助剂、0～30重量份操作油、0.5～5.5重量份防护蜡和1.2～4.5重量份防老剂。
硅烷偶联剂包括Si-69、Si-75、Si-363、NXT747、Z41和Z45以及含硫醇或巯基的硅氧烷。
液体橡胶包括液体异戊二烯橡胶、液体异戊二烯橡胶的改性化合物、液体顺丁橡胶、液体顺丁橡胶改性化合物、液体丁苯橡胶和液体丁苯橡胶的改性化合物中的任意一种或多种。
增粘树脂包括脂肪烃C5树脂、芳香烃C9树脂、丁基化酚醛树脂、辛基化酚醛树脂、烷基酚乙炔树脂和萜烯酚树脂中的任意一种或多种。
抗湿滑树脂包括聚α-甲基苯乙烯树脂、氢化双环戊二烯树脂和萜烯酚树脂中的人任意一种或多种。
可选地，抗湿滑树脂的用量与白炭黑对应。
加工助剂包括生物基脂肪酸皂、生物基脂肪酸醇酯和生物基脂肪酸酰胺中的任意一种或多种。
其中，生物基脂肪酸皂包括棕榈油脂肪酸锌(钙、镁)皂、菜籽油脂肪酸锌(钙、镁)皂、牛油脂肪酸锌(钙、镁)皂、大豆油脂肪酸锌(钙、镁)皂和米糠油脂肪酸锌(钙、镁)皂中的任意一种或多种。
生物基脂肪酸醇酯包括棕榈油脂肪酸甘油酯、菜籽油脂肪酸季戊四醇酯、牛油脂肪酸甘油酯、大豆油脂肪酸甘油酯和米糠油脂肪酸甘油酯中的任意一种或多种。
生物基脂肪酸酰胺包括棕榈油脂肪酸酰胺、菜籽油酸酰胺、牛油脂肪酸酰胺、大豆油脂肪酸酰胺和米糠油脂肪酸酰胺中的任意一种或多种。
操作油包括石油基操作油和/或生物基操作油。
其中，石油基操作油包括TDAE、石蜡油、RAE、MES、DAE、环烷油和石蜡油中的任意一种或多种。
生物基操作油包括大豆油、玉米油、葵花籽油、米糠油、芥菜油及其衍生物中的任意一种或多种。
防护蜡包括单峰蜡、双峰蜡和三峰蜡中的任意一种或多种。
防老剂包括1～2重量份第一防老剂和0.2～2.5重量份第二防老剂。
其中，第一防老剂包括防老剂4020、防老剂4030、防老剂3100和防老剂TMQ中的任意一种或多种。
第二防老剂为防老剂RD。
组合物还包括0.5～2.5重量份硫黄和0.5～3.5重量份硫化促进剂。
硫黄包括普通硫黄粉和/或不溶性硫黄。
硫化促进剂包括促进剂CZ、促进剂DZ、促进剂DPG、促进剂NS和促进剂TBzTD中的任意一种或多种。
可选地，组合物包括100重量份橡胶、60～136重量份白炭黑、0～15重量份炭黑、3～10重量份碳纳米管、6～13重量份硅烷偶联剂、20～25重量份液体橡胶、4～6重量份增粘树脂、8～45重量份抗湿滑树脂、3～4重量份氧化锌、1～2重量份硬脂酸、3～6重量份加工助剂、0～20重量份操作油、1～2 重量份防护蜡、2～4重量份防老剂、1～2重量份硫黄和2～4重量份硫化促进剂。
可选地，组合物由100重量份橡胶、60～136重量份白炭黑、0～15重量份炭黑、3～10重量份碳纳米管、6～13重量份硅烷偶联剂、20～25重量份液体橡胶、4～6重量份增粘树脂、8～45重量份抗湿滑树脂、3～4重量份氧化锌、1～2重量份硬脂酸、3～6重量份加工助剂、0～20重量份操作油、1～2重量份防护蜡、2～4重量份防老剂、1～2重量份硫黄和2～4重量份硫化促进剂组成。
在本申请的组合物中，以碳纳米管替代部分或全部炭黑，采用具有特定平均管径、特定平均长度和特定比表面积的碳纳米管制成的轮胎具有较好的导静电性能和较高的耐磨性，从而提高行车的安全性能，以及提高轮胎的使用寿命。
本申请还提供一种混炼胶的制备方法，其包括：一段混炼、二段混炼和三段混炼。
其中，一段混炼的工艺包括：在85rpm下，先将100重量份橡胶加入到密炼机中混炼，40s时提栓，50s时加入0～35重量份炭黑、40～100重量份白炭黑(三分之二的量)和4～15重量份硅烷偶联剂混炼，110s时提栓，120s时加入20～50重量份白炭黑(余下三分之二的量)、1～35重量份碳纳米管、6～60重量份抗湿滑树脂、0～35重量份液体橡胶、0～6重量份增粘树脂、3～4重量份氧化锌、1～2重量份硬脂酸、2～10重量份加工助剂和0～30 重量份操作油混炼，180s时清扫，硅烷化反应5min，总混炼时间为8min，然后室温停放8h，制得一段混炼胶。
二段混炼的工艺包括：在85rpm下，将上述制得的一段混炼胶、0.5～5.5 重量份防护蜡和1.2～4.5重量份防老剂加入到密炼机中混炼，120s时提栓，总混炼时间为4min，排胶温度为150～160℃，制得二段混炼胶。
可选地，排胶温度为155℃。
三段混炼的工艺包括：将上述制得的二段混炼胶加入到开炼机中混炼， 30s时加入0.5～2.5重量份硫黄和0.5～3.5重量份硫化促进剂混炼，总混炼时间为7min，出片温度为55～65℃。
可选地，出片温度为60℃。
可选地，出片2mm。
本申请还提供一种混炼胶，其根据上述的混炼胶的制备方法制得。
本申请还提供一种轮胎，其胎面采用上述的混炼胶硫化并成型。
可选地，轮胎为乘用车子午线轮胎。
以下结合实施例对本申请的一种组合物、混炼胶及其制备方法、轮胎作进一步的详细描述。
实施例1～2和对比例1～4的配方如表2所示。
表2实施例1～2和对比例1～4的配方
Figure BDA0003369486730000091
Figure BDA0003369486730000101
其中，CP1002M购自LG化学，CP1002M为阵列碳纳米管，CP1002M 碳纳米管的性能如表3所示，其SEM照片如图3所示。
表3 CP1002M碳纳米管的性能
基本性能 测试方法 数据单位 测试数据
平均管径 SEM/TEM nm 12
平均长度 SEM μm 50
堆密度 ASTM D7481 g/mL 0.12
比表面积 BET m<sup>2</sup>/g 250
多功能加工助剂ProCuce D3购自彤程华奇化工；
多功能加工助剂ProCuce D3是基于叔胺基多元醇的功能添加剂，用于有效活化白炭黑表面并改善白炭黑在SSBR橡胶中的分散；降低胶料的门尼粘度、增加胶料门尼粘度稳定性；提高胶料硫化效率的同时增加硫化安全性能；改善胶料物理力学性能和耐热老化稳定；降低胶料的动态生热和胶料滞后损失；提高胶料的耐磨性；平衡胎面Tanδ@0℃抗湿滑和Tanδ@60℃滚动阻力。
多功能加工助剂ProCuce D3的化学式如下：
Figure BDA0003369486730000111
抗湿滑树脂SL-6083N购自彤程华奇化工；
抗湿滑树脂SL-6083N的化学式如下：
Figure BDA0003369486730000112
其中，x＝1～2，y＝4～8，z＝2～6。
环保油P50S购自道达尔；
防护蜡SL-10255购自彤程华奇化工。
对比例5～10的配方如表4所示
表4对比例5～10的配方
Figure BDA0003369486730000113
Figure BDA0003369486730000121
其中，R09购自哈尔滨金纳科技有限公司，R09为缠绕形碳纳米管， R09碳纳米管的性能如表5所示，其SEM照片如图4所示。
表5 R09碳纳米管的性能
基本性能 测试方法 数据单位 测试数据
平均管径 SEM/TEM nm 7～10
平均长度 SEM μm 3～10
堆密度 ASTM D7481 g/mL 0.05～0.08
比表面积 BET m<sup>2</sup>/g 230～260
FN09购自哈尔滨金纳科技有限公司，FN09为缠绕形碳纳米管，FN09 碳纳米管的性能如表6所示，其SEM照片如图5所示。
表6 FN09碳纳米管的性能
基本性能 测试方法 数据单位 测试数据
平均管径 SEM/TEM nm 8～10
平均长度 SEM μm 3～10
堆密度 ASTM D7481 g/mL 0.06～0.1
比表面积 BET m<sup>2</sup>/g 230～300
将实施例1～2和对比例1～10的配方按照以下方法混炼：
一段混炼：在85rpm下，先将1、2和3(序号1、2和3代表的原料及用量，下同)加入到密炼机中混炼，40s时提栓，50s时加入三分之二的4、5和6，混炼，110s时提栓，120s时加入余下三分之一的4、7、8、9、10、 11和12混炼，180s时清扫，硅烷化反应5min，总混炼时间为8min，然后室温停放8h，制得一段混炼胶。
二段混炼：在85rpm下，将上述制得的一段混炼胶、13和14加入到密炼机中混炼，120s时提栓，总混炼时间为4min，排胶温度为155℃，制得二段混炼胶。
三段混炼：将上述制得的二段混炼胶加入到开炼机中混炼，30s时加入 15、16和17混炼，总混炼时间为7min，出片温度为60℃，出片2mm。
实施例3和对比例11的配方如表7所示。
表7实施例3和对比例11的配方
Figure BDA0003369486730000131
Figure BDA0003369486730000141
加工助剂SL5044购自彤程华奇化工；
加工助剂SL5044是由不同极性的脂肪酸衍生物所组成的混合物：
增粘树脂KORESIN购自巴斯夫；
增粘树脂KORESIN的化学式如下：
Figure BDA0003369486730000142
其中，n为7～8。
防护蜡SL10140购自彤程华奇化工；
将实施例3和对比例11的配方按照以下方法混炼：
一段混炼：在85rpm下，先将1加入到密炼机中混炼，40s时提栓，50s 时加入三分之二的5、3和6，混炼，110s时提栓，120s时加入余下三分之一的5、2、4、7、8、9、11和12混炼，180s时清扫，硅烷化反应5min，总混炼时间为8min，然后室温停放8h，制得一段混炼胶。
二段混炼：在85rpm下，将上述制得的一段混炼胶、10、13、14和15 加入到密炼机中混炼，120s时提栓，总混炼时间为4min，排胶温度为155℃，制得二段混炼胶。
三段混炼：将上述制得的二段混炼胶加入到开炼机中混炼，30s时加入 16、17、18和19混炼，总混炼时间为7min，出片温度为60℃，出片2mm。
试验例1
测试采用实施例1～2和对比例1～10制得的混炼胶的力学性能，结果如表8～9所示。
硫化条件为160℃*30min；检测标准为GB/T 528-2009和GB/T 531.1-2008。
表8实施例1～2和对比例1～4的力学性能
项目 实施例1 实施例2 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
50％定伸(MPa) 2 2.1 1.3 2 2 2.3
100％定伸(MPa) 3.2 3.5 2.1 3.5 3.3 3.9
300％定伸(MPa) 9.1 9.7 7.7 10.9 9.2 10.1
拉伸强度(MPa) 14 14.4 14.6 13.2 13.7 12.4
扯断伸长率(％) 459 444 520 363 452 387
抗张积 6426 6393 7592 4792 6192 4798
硬度(Shore A) 71 72 64 70 70 72
表9对比例5～10的力学性能
项目 对比例5 对比例6 对比例7 对比例8 对比例9 对比例10
50％定伸(MPa) 1.7 1.8 2 1.7 1.8 1.8
100％定伸(MPa) 3.1 3.2 3.5 3.1 3.2 3.3
300％定伸(MPa) 10.8 10.8 11.5 10.7 11 11.5
拉伸强度(MPa) 13.8 11.8 12.6 13.3 11.9 14.4
扯断伸长率(％) 377 328 329 370 323 369
抗张积 5203 3870 4145 4921 3844 5203
硬度(Shore A) 69 70 71 69 69 69
由表8～9可知，碳纳米管对胶料的定伸和硬度影响较大，其中100％以下的小定伸越高，胶料的耐磨和耐切割越好。采用R07G碳纳米管制成的混炼胶的拉伸强度和伸长率较高。包含碳纳米管的胶料中，包含R07G的胶料的抗张积最高。
试验例2
测试采用实施例1～3和对比例1～11制得的混炼胶的耐磨性能，结果如表10所示。
硫化条件为160℃*30min；检测标准为GB/T 9867-2008、GB/T 533-2008 和GB/T1689-2014；DIN磨耗检测条件为检测负荷10N，耐磨行程40M，方法B，2号标准胶；兰伯恩磨耗检测条件为检测负荷10N，耐磨行程40M，方法B，2号标准胶。
表10实施例1～2和对比例1～10的耐磨性能
Figure BDA0003369486730000161
DIN磨耗指数越高，耐磨越好。兰伯恩磨耗的体积相对比例越低越好。
由表10可知，加入碳纳米管后，混炼胶的耐磨性能提高，且当碳纳米管为R07G，碳纳米管加入的量相同时，混炼胶的耐磨性能最好。
试验例3
测试采用实施例1～3和对比例1～11制得的混炼胶的电阻率，结果如表 11所示。
硫化条件为160℃*30min；检测标准为ASTM D257-2014；检测条件为 25℃，35％RH。
表11实施例1～2和对比例1～10的电阻率
项目 体积电阻率(Ω.com)
实施例1 5.40E+06
实施例2 1.27E+05
对比例1 3.02E+12
对比例2 5.31E+10
对比例3 7.38E+05
对比例4 2.59E+05
对比例5 5.37E+10
对比例6 6.40E+06
对比例7 1.34E+06
对比例8 5.37E+10
对比例9 5.29E+06
对比例10 1.37E+06
实施例3 3.48E+07
对比例11 3.31E+11
由表11可知，加入碳纳米管后混炼胶的体积电阻率明显下降，且当碳纳米管为R07G，碳纳米管加入的量相同时，混炼胶的体积电阻率最低。
试验例4
测试采用实施例1～2和对比例1～10制得的混炼胶的压缩生热，结果如表12所示。
硫化条件为160℃*40min；检测标准ASTM D623-07(2014)；检测条件为恒温室温度50℃，预热时间30min，试验时间25min，负荷245N，频率30Hz，冲程4.45mm。
实施例1～2和对比例1～10的压缩生热差异百分比以没有添加碳纳米管的对比例1的温升和永久变形作为100％，计算得到其他对比例和实施例的压缩生热差异百分比。
其中，温升(％)＝实施例(对比例)温升(℃)/对比例1温升(℃) *100％；
永久变形(％)＝实施例(对比例)温升永久变形(％)/对比例1永久变形(％)*100％。
表12实施例1～2和对比例1～10的压缩生热差异百分比
项目 底部温升(％) 中部温升(％) 中部终温(％) 永久变形(％)
实施例1 119 107 113 132
实施例2 131 106 111 144
对比例1 100 100 100 100
对比例2 113 105 110 133
对比例3 127 110 117 151
对比例4 135 112 121 160
对比例5 109 99 99 118
对比例6 109 102 103 133
对比例7 117 104 108 159
对比例8 104 101 102 109
对比例9 113 102 104 120
对比例10 117 103 105 134
由表12可知，加入碳纳米管后混炼胶的压缩生热增加，但是增幅不大，可以满足轮胎的需求。
综上所述，本申请实施例的一种组合物、混炼胶及其制备方法、轮胎，以碳纳米管替代部分或全部炭黑，采用具有特定平均管径、特定平均长度和特定比表面积的碳纳米管制成轮胎，在满足力学性能以及压缩生热的基础上，其具有较好的导静电性能和较高的耐磨性，从而提高行车的安全性能，以及提高轮胎的使用寿命。
以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种组合物，其特征在于，所述组合物包括：100重量份橡胶、60～150重量份白炭黑、0～35重量份炭黑和1～35重量份碳纳米管；
所述橡胶包括0～50重量份天然橡胶、0～50重量份顺丁橡胶和0～100重量份丁苯橡胶；
所述碳纳米管的平均管径为5～25nm；
所述碳纳米管的平均长度为40～65μm；
所述碳纳米管的比表面积为100～360m2/g。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述碳纳米管包括阵列形碳纳米管和/或缠绕形碳纳米管；
可选地，所述碳纳米管为阵列形碳纳米管。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述碳纳米管包括多壁碳纳米管和/或单壁碳纳米管；
可选地，所述碳纳米管为多壁碳纳米管。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述碳纳米管的平均管径为7～13nm，所述碳纳米管的比表面积为230～280m2/g。
5.根据权利要求1～4任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括4～15重量份硅烷偶联剂、0～35重量份液体橡胶、0～6重量份增粘树脂、6～60重量份抗湿滑树脂、3～4重量份氧化锌、1～2重量份硬脂酸、2～10重量份加工助剂、0～30重量份操作油、0.5～5.5重量份防护蜡和1.2～4.5重量份防老剂。
6.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括0.5～2.5重量份硫黄和0.5～3.5重量份硫化促进剂。
7.一种混炼胶的制备方法，其特征在于，所述混炼胶的制备方法包括：将100重量份橡胶、60～150重量份白炭黑、0～35重量份炭黑、1～35重量份碳纳米管、4～15重量份硅烷偶联剂、0～35重量份液体橡胶、0～6重量份增粘树脂、6～60重量份抗湿滑树脂、3～4重量份氧化锌、1～2重量份硬脂酸、2～10重量份加工助剂和0～30重量份操作油混合进行一段混炼，得到一段混炼胶，再将所述一段混炼胶、0.5～5.5重量份防护蜡和1.2～4.5重量份防老剂混合进行二段混炼得到二段混炼胶，然后将所述二段混炼胶、0.5～2.5重量份硫黄和0.5～3.5重量份硫化促进剂混合进行三段混炼，制得所述混炼胶。
8.根据权利要求7所述的混炼胶的制备方法，其特征在于，所述一段混炼的时间为7～9min，所述二段混炼的时间为3～5min，所述三段混炼的时间为6～8min。
9.一种混炼胶，其特征在于，所述混炼胶根据权利要求7或8所述的混炼胶的制备方法制得。
10.一种轮胎，其特征在于，所述轮胎的胎面采用权利要求9所述的混炼胶硫化并成型；
可选地，所述轮胎为乘用车子午线轮胎。
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