CN114133640A - 一种防侧滑的发烟胶料及其制备方法 - Google Patents

一种防侧滑的发烟胶料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防侧滑的发烟胶料及其制备方法,主要成分为苯乙烯丁二烯橡胶、ExxproTM特种弹性体、低滞后炭黑N134、高生热树脂CSR6200、发烟剂、软化剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂、硫黄，树脂；将聚苯乙烯丁二烯橡胶和ExxproTM特种弹性体在密炼机中塑炼25‑35秒后，加入低滞后炭黑、高生热树脂、软化剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂在密炼机中混炼380‑420秒，制成混炼胶；将混炼胶停放4h以上后，在开炼机上加入发烟剂、促进剂、硫磺、烷基酚醛树脂制成防侧滑发烟胶料。本发明的胶料组合中使用聚苯乙烯丁二烯胶料、ExxproTM特种弹性体、高生热树脂、发烟剂提升了防侧滑的同时发烟效果比较明显。

Description

一种防侧滑的发烟胶料及其制备方法
技术领域
本发明属于一种轮胎胎面胶料组合及其制备方法，尤其涉及一种防侧滑的发烟胶料组合及其制备方法。
背景技术
轮胎胎面是由多种材料组合而成，现有轮胎使用过程因干地或者湿地防滑性能差，刹车距离长有安全隐患或造成安全事故。在社会经济高速发展的今天，人们的生活质量和安全意识均大幅提升，轮胎在使用过程中的安全性满足的同时可以有个性化的要求是轮胎工业的发展趋势。目前在轮胎行业，在轮胎的防侧滑和个性化定制是行业发展研究的方向。
CN110330705A公开了一种漂移轮胎胎面及其制备方法，以乳聚丁苯胶SBR1739、溶聚丁苯胶、炭黑N115、聚萜烯树脂、增塑剂、C5树脂、硬脂酸、氧化锌、防老剂6PPD、硫磺、促进剂、防焦剂制成；漂移轮胎胎面的制备方法包括胶片的制备与胎面的制备，解决现有漂移轮胎因抓地力不足在使用时易出现轮胎打滑、车辆失控等现象，使轮胎在短时间内迅速达到热熔效果，提高抓地力。
CN104927113A公开了一种高性能防滑雪地轮胎胎面胶料及其制备方法，以天然橡胶、高顺式顺丁橡胶、含丁晴橡胶的聚合物、炭黑、白炭黑、软化剂、活性剂、润滑剂、偶联剂、防老剂、硫化剂制成。该轮胎胎面胶硬度低、弹性好，橡胶玻璃化温度低，在较低的环境温度下仍能保持柔软，耐磨性高，冰雪路面抓地性好，有效避免在冰雪路面的打滑现象，从而避免车祸，提高行车安全性。
CN106519350A以丁苯橡胶、顺丁橡胶、炭黑、芳烃油、活性剂、防老剂、分散剂、发烟材料、促进剂、硫磺制成彩烟漂移胎胎冠橡胶组合物；发烟材料包括氧化剂、可燃剂和耐热染料，耐热染料由9-二乙胺基蔷薇引杜林酮、氨基蒽醌、1,4-二氨基-2，3-二氢蒽醌、1,4-二对甲苯氨基蒽醌中的一种或多种组成；其成烟效果好，提升汽车赛事漂移表演的观赏性和娱乐性，用于生产越野型半钢子午胎。
现有技术中对于能够防侧滑且发烟量大的轮胎研究较少，还不能满足本领域的需求。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种防侧滑的发烟胶料组合及其制备方法，本发明要解决的第一个问题是提供一种既能满足轮胎防侧滑要求，又满足在高速行驶后急速刹车时有大量的烟雾产生的胶料组合，本发明要解决的第二个问题是提供上述轮胎胎面胶料的一种制备方法。
本发明首先提供一种防侧滑的发烟胶料，主要成分包括：苯乙烯丁二烯橡胶、ExxproTM特种弹性体、低滞后炭黑N134、高生热树脂CSR6200、发烟剂、软化剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂、硫化剂(硫黄，树脂)。
本发明的一种技术方案中，各成分的用量按重量份数计量如下：聚苯乙烯丁二烯橡胶：80～100份，ExxproTM特种弹性体：20～0份，低滞后炭黑：80～100份，高生热树脂：8～15份，发烟剂：10～20份，软化剂：10～30份，氧化锌：2～3份，硬脂酸：1～1.5份，防老剂：0.5～1.0份，硫磺：2～1.5份，烷基酚醛树脂：0.8～1.0份，促进剂：1.2～1.6份。
本发明的另一种技术方案中，各成分的用量按重量份数计量如下：聚苯乙烯丁二烯橡胶：80～99.9份，ExxproTM特种弹性体：20～0.1份，低滞后炭黑：80～100份，高生热树脂：8～15份，发烟剂：10～20份，软化剂：10～30份，氧化锌：2～3份，硬脂酸：1～1.5份，防老剂：0.5～1.0份，硫磺：2～1.5份，烷基酚醛树脂：0.8～1.0份，促进剂：1.2～1.6份。
聚苯乙烯丁二烯橡胶中，苯乙烯单体含量为40wt％，乙烯基含量为37wt％。
ExxproTM特种弹性体的制备流程及结构式如下：
Figure BDA0003452197490000031
ExxproTM特种弹性体自身具有耐高温、耐氧化的特性，能适用于多种硫化方式，在本发明中，主要起到增加抓地力，抗湿滑作用。
低滞后炭黑优选炭黑N134，其特点是使轮胎变形小、生热大，作用是在行驶过程中快速生热后胶料变软使轮胎接触地面的面积更大、抓地力更大。
所述高生热树脂包括萜烯类树脂、C5树脂、C9树脂、古马隆树脂、α-甲基苯乙烯树脂及其共聚物、双环戊二烯树脂、上述任一树脂的加氢或改性产物中的任意一种。高生热树脂又叫做抗湿滑树脂。优选的，所述高生热树脂的软化点为45℃～115℃，平均分子量为500～2500。更优选的，高生热树脂选用CSR6200。
所述发烟剂优选六氯乙烷-氧化锌混合物，六氯乙烷-氧化锌混合物的组成如下：六氯乙烷,45.5wt％；氧化锌,47.5wt％；铝粉,7.0wt％；其作用是使轮胎在高速行驶后急速刹车时产生大量的烟雾。
所述软化剂为环烷油、液体异戊橡胶LIR30、石蜡油、环保芳烃油中的一种或多种，所述软化剂优选软化剂V500，软化剂V500的组成是环保芳烃油，具有和橡胶相容性更好特点，所起作用是提升胶料和填料的充分分散。
所述防老剂是防老剂TMQ、防老剂FD、防老剂SP、防老剂4020、防老剂RD、防老剂BLE-W中的一种或者多种，所述防老剂优选为防老剂4020。
所述促进剂为促进剂CZ(N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺)、促进剂DPG、促进剂DM、促进剂TBZTD、促进剂TBBS、促进剂CBS、促进剂TS、促进剂D中的一种或者多种。所述促进剂优选为促进剂CZ。
本发明的优选的技术方案各成分按重量份数计量如下：聚苯乙烯丁二烯橡胶：80份，ExxproTM特种弹性体：20份，低滞后炭黑：95份，高生热树脂：15份，发烟剂：20份，软化剂：20份，氧化锌：3份，硬脂酸：1.0份，防老剂：1.0份，硫磺：1.8份，烷基酚醛树脂：0.85份，促进剂：1.6份。
本发明提供了上述防侧滑的发烟胶料的制备方法，包括以下步骤：
1)将聚苯乙烯丁二烯橡胶和ExxproTM特种弹性体在密炼机中塑炼25-35秒后，加入低滞后炭黑、高生热树脂、软化剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂在密炼机中混炼380-420秒，制成混炼胶；
2)将步骤1)制成的混炼胶停放4h以上后，在开炼机上加入发烟剂、促进剂、硫磺、烷基酚醛树脂制成防侧滑发烟胶料。
本发明的胶料组合中使用聚苯乙烯丁二烯胶料、ExxproTM特种弹性体、高生热树脂、发烟剂提升了防侧滑的同时发烟效果比较明显。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明通过采用所述苯乙烯丁二烯橡胶(40wt％苯乙烯单体含量)和ExxproTM特种弹性体橡胶、高生热树脂、发烟剂为原料，配以合理的组合成分设计，制得轮胎胶料，其具有抓地力更好，发烟量更多的特点。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
防侧滑的发烟胶料各组分原料重量份数比是：聚苯乙烯丁二烯橡胶(40wt％苯乙烯单体含量)：90份；ExxproTM特种弹性体：10份；低滞后炭黑N134：80份；高生热树脂CSR6200：15份；发烟剂(六氯乙烷-氧化锌混合物)：10份；软化剂V500：16份；氧化锌：2.5份；硬脂酸：1.5份；防老剂4020：1份；硫磺：2.0份；烷基酚醛树脂：1.0份；促进剂CZ：1.2份。
将聚苯乙烯丁二烯橡胶和ExxproTM特种弹性体在密炼机中塑炼30秒后，加入低滞后炭黑、高生热树脂、软化剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂在密炼机中混炼400秒，制成混炼胶；将混炼胶停放4h以上后，在开炼机上加入发烟剂、促进剂、硫磺、烷基酚醛树脂制成防侧滑的发烟胶料。
实施例2
防侧滑的发烟胶料各组分原料重量份数比是：聚苯乙烯丁二烯橡胶(40％苯乙烯单体含量)：85份；ExxproTM特种弹性体橡胶：15份；低滞后炭黑N134：80份；高生热树脂CSR6200：15份；发烟剂(六氯乙烷-氧化锌混合物)：10份；软化剂V500：16份；氧化锌：2.5份；硬脂酸：1.5份；防老剂4020：1份；硫磺：2.0份；烷基酚醛树脂：1.0份；促进剂CZ：1.2份。
将聚苯乙烯丁二烯橡胶和ExxproTM特种弹性体在密炼机中塑炼30秒后，加入低滞后炭黑、高生热树脂、软化剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂在密炼机中混炼400秒，制成混炼胶；将混炼胶停放4h以上后，在开炼机上加入发烟剂、促进剂、硫磺、烷基酚醛树脂制成防侧滑的发烟胶料。
实施例3
防侧滑的发烟胶料各组分原料重量份数比是：聚苯乙烯丁二烯橡胶：80份，ExxproTM特种弹性体：20份，低滞后炭黑N134：95份，高生热树脂CSR6200：15份，发烟剂(六氯乙烷-氧化锌混合物)：20份，软化剂V500：20份，氧化锌：3份，硬脂酸：1.0份，防老剂4020：1.0份，硫磺：1.8份，烷基酚醛树脂：0.85份，促进剂CZ：1.6份。
将聚苯乙烯丁二烯橡胶和ExxproTM特种弹性体在密炼机中塑炼30秒后，加入低滞后炭黑、高生热树脂、软化剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂在密炼机中混炼400秒，制成混炼胶；将混炼胶停放4h以上后，在开炼机上加入发烟剂、促进剂、硫磺、烷基酚醛树脂制成防侧滑的发烟胶料。
对比例1
一般的防侧滑发烟配方：聚苯乙烯丁二烯橡胶(苯乙烯单体含量为40wt％)：80份，天然橡胶SVR3L：20份，高滞后炭黑：80份，C5树脂：20份，发烟剂(六氯乙烷-氧化锌混合物)：20份，氧化锌：3份，硬脂酸：1.0份，防老剂4020：1.5份，烷基酚醛树脂：0.85份,促进剂CZ：1.6份，硫磺：1.8份。
将聚苯乙烯丁二烯橡胶和天然橡胶SVR3L在密炼机中塑炼30秒后，加入高滞后炭黑、C5树脂、氧化锌、硬脂酸、防老剂在密炼机中混炼400秒，制成混炼胶；将混炼胶停放4h以上后，在开炼机上加入发烟剂、促进剂、硫磺、烷基酚醛树脂制成防侧滑的发烟胶料。
对比例2
未使用ExxproTM特种弹性体。防侧滑的发烟胶料各组分原料重量份数比是：聚苯乙烯丁二烯橡胶(苯乙烯单体含量为40wt％)：100份，低滞后炭黑N134：95份，高生热树脂：15份，发烟剂(六氯乙烷-氧化锌混合物)：20份，软化剂V500：20份，氧化锌：3份，硬脂酸：1.0份，防老剂4020：1.0份，硫磺：1.8份，烷基酚醛树脂：0.85份，促进剂CZ：1.6份。除原料差异外，制备方法与实施例3完全相同。
对比例3
使用低苯乙烯的聚苯乙烯丁二烯橡胶。防侧滑的发烟胶料各组分原料重量份数比是：聚苯乙烯丁二烯橡胶(苯乙烯单体含量为23wt％)：80份，ExxproTM特种弹性体：20份，低滞后炭黑N134：95份，高生热树脂：15份，发烟剂(六氯乙烷-氧化锌混合物)：20份，软化剂V500：20份，氧化锌：3份，硬脂酸：1.0份，防老剂4020：1.0份，硫磺：1.8份，烷基酚醛树脂：0.85份，促进剂CZ：1.6份。
将聚苯乙烯丁二烯橡胶和ExxproTM特种弹性体在密炼机中塑炼30秒后，加入低滞后炭黑、高生热树脂、软化剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂在密炼机中混炼400秒，制成混炼胶；将混炼胶停放4h以上后，在开炼机上加入发烟剂、促进剂、硫磺、烷基酚醛树脂制成防侧滑的发烟胶料。
将各实施例和对比例制备得到的防侧滑的发烟胶料依以下国家标准的要求及试验方法进行测试，检测结果见表1：
邵尔A型硬度：GBT9867-2008
拉伸强度、300％定伸、扯断伸长率、扯断永久变形：GB528-2009。
抓地力测试：橡胶粘弹测试仪测试0℃tanδ，其值越大抓地力越好。
表1各实施例和对比例的防侧滑的发烟胶料性能
Figure BDA0003452197490000081
注：“+”越多发烟量越大，“-”表示发烟量少。
从表1可以看出，实施例与对比例相比，实施例的拉伸强度、300％定伸、扯断伸长率、扯断永久变形等力学性能更好，实施例1的发烟胶料制成的轮胎抓地力与实施例1相比提升38％，发烟量更大；实施例2的发烟胶料制成的轮胎抓地力与实施例1相比提升24％，发烟量更大。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (8)

1.一种防侧滑的发烟胶料，其特征在于，包括按重量份数计量的以下成分：聚苯乙烯丁二烯橡胶：80～100份，ExxproTM特种弹性体：20～0份，低滞后炭黑：80～100份，高生热树脂：8～15份，发烟剂：10～20份，软化剂：10～30份，氧化锌：2～3份，硬脂酸：1～1.5份，防老剂：0.5～1.0份，硫磺：2～1.5份，烷基酚醛树脂：0.8～1.0份，促进剂：1.2～1.6份。
2.根据权利要求1所述的防侧滑的发烟胶料，其特征在于，包括按重量份数计量的以下成分：聚苯乙烯丁二烯橡胶：80～99.9份，ExxproTM特种弹性体：20～0.1份，低滞后炭黑：80～100份，高生热树脂：8～15份，发烟剂：10～20份，软化剂：10～30份，氧化锌：2～3份，硬脂酸：1～1.5份，防老剂：0.5～1.0份，硫磺：2～1.5份，烷基酚醛树脂：0.8～1.0份，促进剂：1.2～1.6份。
3.根据权利要求1所述的防侧滑的发烟胶料，其特征在于，所述聚苯乙烯丁二烯橡胶中苯乙烯单体含量为40wt％。
4.根据权利要求1所述的防侧滑的发烟胶料，其特征在于，所述低滞后炭黑为炭黑N134。
5.根据权利要求1所述的防侧滑的发烟胶料，其特征在于，所述高生热树脂为树脂CSR6200。
6.根据权利要求1所述的防侧滑的发烟胶料，其特征在于，所述发烟剂为六氯乙烷-氧化锌混合物。
7.根据权利要求1所述的防侧滑的发烟胶料，其特征在于，所述软化剂为软化剂V500，所述防老剂为防老剂4020，所述促进剂为促进剂CZ。
8.权利要求1-7任意一项所述的防侧滑的发烟胶料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：`
1)将聚苯乙烯丁二烯橡胶和ExxproTM特种弹性体在密炼机中塑炼25-35秒后，加入低滞后炭黑、高生热树脂、软化剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂在密炼机中混炼380-420秒，制成混炼胶；
2)将步骤1)制成的混炼胶停放4h以上后，在开炼机上加入发烟剂、促进剂、硫磺、烷基酚醛树脂制成防侧滑发烟胶料。
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