CN115109327B - 一种轮胎胎侧橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

一种轮胎胎侧橡胶组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轮胎胎侧橡胶组合物及其制备方法。本发明的轮胎胎侧橡胶组合物按重量份数计，包括如下原料组分：间规1,2聚丁二烯5~30份，天然橡胶35~70份，顺丁橡胶25~60份，炭黑40~70份，硫化剂0.75~2份，过氧化物0.1~1.5份。本发明的轮胎胎侧橡胶组合物兼具轻量化、高模量以及优异的屈挠性能，可保证轮胎轻量化、使用寿命更长、操控更安全。本发明的制备方法在间规1,2聚丁二烯中加入过氧化物后经高温混合，降低间规1,2聚丁二烯的结晶程度，增加间规1,2聚丁二烯与橡胶之间的粘合性，可制备获得兼具轻量化、高模量、优异的屈挠性能、使用寿命长的所述轮胎胎侧橡胶组合物。

Description

一种轮胎胎侧橡胶组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及汽车轮胎技术领域，具体涉及一种汽车轮胎的轮胎胎侧橡胶组合物及其制备方法。
背景技术
新能源汽车因车辆自重较同级别的燃油汽车增加20~35%，对轮胎的胎侧橡胶提出了更加苛刻的技术指标，例如轻量化、高模量、高负荷状态下的屈挠寿命。
其中，轮胎作为新能源汽车唯一与地面接触的零件，也是新能源汽车行驶阻力的重要来源；轮胎的轻量化，在一定程度上可降低汽车的行驶阻力，既能增加电池的使用效能、延长充电周期，又能降低对能源的需求。且新能源汽车用电机替代燃油机这一复杂的动力机构，意味着车辆行驶时的动力输出响应更快、瞬时扭矩更大；而轮胎作为车辆的动力输出终端，承载着高扭矩的变形，需高模量的胎侧橡胶与之匹配、减少车辆行驶方向改变时的侧向变形、提升车辆的操控性能。此外，在相同的轮胎内压情况下，新能源汽车因自身重量较同级别的燃油汽车增加20~35%，每条轮胎的承载相应增加20~35%、直接导致胎侧橡胶屈挠变形显著增加。
现有的轮胎胎侧橡胶技术中，通常采用增加配方中的硫磺用量、低炭黑填充量来实现轻量化、高模量这一目的，但同时也因硫磺用量的增加而降低了胎侧橡胶的耐老化性能、缩短轮胎的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的汽车轮胎胎侧橡胶存在轻量化、高模量、高负荷使用寿命无法兼容的问题，提供了一种轮胎胎侧橡胶组合物。
本发明的目的还在于提供制备上述所述轮胎胎侧橡胶组合物的方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种轮胎胎侧橡胶组合物，按重量份数计，包括如下原料组分：
间规1,2聚丁二烯（SPB，按干胶计算）5~30份，天然橡胶35~70份，顺丁橡胶25~60份，炭黑40~70份，硫化剂0.75~2份，过氧化物0.1~1.5份。
在优选的实施例中，所述间规1,2聚丁二烯的数均分子量Mn为（1.3~1.8）×105、分子量分布（Mw/Mn）=2.2~3.2。
在优选的实施例中，所述炭黑包括N330炭黑、N326炭黑、N375炭黑、N550炭黑和N660炭黑中的一种或多种，更优选为N330炭黑。
在优选的实施例中，所述硫化剂包括硫磺。
在优选的实施例中，所述过氧化物包括过氧化二异丙苯、1，4-双叔丁基过氧二异丙基苯、叔丁基异丙苯基过氧化物和二叔丁基过氧化物中的一种或多种。
在优选的实施例中，上述任一项所述的轮胎胎侧橡胶组合物还包括促进剂以及加工助剂，所述加工助剂包括硬脂酸、氧化锌、防老剂、抗氧剂、微晶蜡、橡胶油以及防焦剂。
进一步优选的，按重量份数计，所述的轮胎胎侧橡胶组合物还包括：促进剂0.6~1.5份、硬脂酸0.5~3份、氧化锌3~10份、防老剂1~4份，抗氧剂0.5~2份，微晶蜡0.5~2份，橡胶油3~15份以及防焦剂0.1~0.5份。
进一步优选的，所述促进剂选自噻唑类促进剂、次磺酰胺类促进剂和秋兰姆类促进剂中的一种以上，更优选为次磺酰胺类促进剂。
一种轮胎胎侧橡胶组合物的制备方法，所述轮胎胎侧橡胶组合物为上述任一项所述的轮胎胎侧橡胶组合物，包括如下步骤：
S1、预混炼：间规1,2聚丁二烯与过氧化物混合均匀后，经双螺杆挤出机于120~170℃混炼，挤出、造粒、烘干，获得预混炼胶；
S2、第一段混炼：在密炼机中加入天然橡胶、顺丁橡胶以及预混炼胶，压陀保持；再加入炭黑，压陀混炼至110~135℃，提陀保持；再次压陀混炼至145~160℃，挤压出料，获得第一段混炼胶；
S3、第二段混炼：在密炼机中加入第一段混炼胶以及硫化剂，压陀保持；提陀保持，再压陀保持；提陀保持，再次压陀混炼至95~110℃，挤压出料，获得轮胎胎侧橡胶组合物。
在优选的实施例中，所述轮胎胎侧橡胶组合物还包括促进剂以及加工助剂，所述加工助剂包括硬脂酸、氧化锌以及防老剂；
其中，所述硬脂酸、氧化锌、防老剂、抗氧剂、微晶蜡、橡胶油以及防焦剂在第一段混炼中加入至密炼机内，与所述天然橡胶、顺丁橡胶以及预混炼胶混炼；
所述促进剂在第二段混炼中加入至密炼机内，与所述第一段混炼胶以及所述硫化剂混炼。
在优选的实施例中，上述任一项所述的轮胎胎侧橡胶组合物的制备方法，S1中，所述间规1,2聚丁二烯与所述过氧化物在700~1500rpm高速混合。
在优选的实施例中，上述任一项所述的轮胎胎侧橡胶组合物的制备方法，S1中，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为25~40；所述混炼时的螺杆转速为200~500rpm。
在优选的实施例中，上述任一项所述的轮胎胎侧橡胶组合物的制备方法，S2中，所述压陀保持的时间为10~30s，所述提陀保持的时间为10~30s。
在优选的实施例中，上述任一项所述的轮胎胎侧橡胶组合物的制备方法，S3中，所述压陀保持的时间为30~60s，所述提陀保持的时间为10~30s。
在优选的实施例中，上述任一项所述的轮胎胎侧橡胶组合物的制备方法，所述预混炼与所述第一段混炼的加工间隔的时间为3~24小时；
和/或，所述第一段混炼与所述第二段混炼的加工间隔的时间为3~24小时。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
本发明的轮胎胎侧橡胶组合物中，采用特定配比的间规1,2聚丁二烯、炭黑以及过氧化物与橡胶进行组合，使该轮胎胎侧橡胶组合物轻量化、高模量以及优异的屈挠性能，其中邵A硬度达到54以上，拉伸强度达到19.8MPa以上，拉断伸长率达到586%以上，老化后的屈挠龟裂达到72万次（6级）以上，可保证轮胎轻量化、使用寿命更长、操控更安全。
本发明的轮胎胎侧橡胶组合物的制备方法，采用特定的双螺杆加工工艺，在间规1,2聚丁二烯中加入过氧化物后经高温混合，降低间规1,2聚丁二烯的结晶程度，增加间规1,2聚丁二烯与橡胶之间的粘合性，提升橡胶的屈挠性能及模量等物理机械性能，可制备获得兼具轻量化、高模量、优异的屈挠性能、使用寿命长的轮胎胎侧橡胶组合物。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
并且，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例的目的，不是旨在于限制本发明。
本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
应该理解，在本发明中使用的单数形式，如“一种”，包括复数指代，除非另有规定。此外，术语“包括”、“含有”、“具有”是开放性限定并非封闭式，即包括本发明所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。换言之，所述术语也包括“基本上由…构成”、或“由…构成”。另外，说明书中的“及其组合”指的是列举的所有项目的任意组合形式。
在本说明书中，可由本领域技术人员选择基团及其取代基以提供稳定的结构部分和化合物。当通过从左向右书写的常规化学式描述取代基时，该取代基也同样包括从右向左书写结构式时所得到的在化学上等同的取代基。
本说明书所用的章节标题仅用于组织文章的目的，而不应被解释为对所述主题的限制。本申请中引用的所有文献或文献部分包括但不限于专利、专利申请、文章、书籍、操作手册和论文，均通过引用方式整体并入本文。
除非另有规定，本文使用的所有技术术语和科学术语具有要求保护主题所属领域的标准含义。倘若对于某术语存在多个定义，则以本文定义为准。
除非另有指明，本发明采用分析化学、有机合成化学和光学的标准命名及标准实验室步骤和技术。在某些情况下，标准技术被用于化学合成、化学分析。
本发明的化合物可以在一个或多个构成该化合物的原子上包含非天然比例的原子同位素。例如，可用放射性同位素标记化合物，比如氘（2H）。本发明的化合物的所有同位素组成的变换，无论放射性与否，都包括在本发明的范围之内。
在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
如下的具体实施例中，其中采用的原料来源情况如下：
间规1,2聚丁二烯（SPB）：中国科学院长春应用化学研究所，SPB的添加量按干胶计算。
过氧化物：过氧化二异丙苯（DCP），潍坊山道化学有限公司。
天然橡胶：泰国20#标准天然橡胶STR20，泰国诗董橡胶股份有限公司。
顺丁橡胶：顺丁橡胶BR9000，中国石油化工股份有限公司茂名分公司。
炭黑：N330炭黑，江西黑猫炭黑股份有限公司。
氧化锌：氧化锌（间接法），大连氧化锌厂。
硬脂酸：十八烷酸，马来西亚天然油脂化工。
防老剂：N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺（6PPD），圣奥化学科技有限公司。
抗氧剂：防老剂RD，2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉，圣奥化学科技有限公司。
微晶蜡：微晶蜡OK2122，百瑞美特殊材料(苏州)有限公司。
橡胶油：环保芳烃油（TDAE），宁波汉圣化工有限公司。
硫磺：硫磺粉，无锡华盛橡胶新材料科技股份有限公司。
促进剂：N-环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺（CBS），科迈化工股份有限公司。
防焦剂：N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺（CTP），山东阳谷华泰化工股份有限公司。
如下的具体实施例中，性能测试的情况如下：
在25℃下，测量硫化胶的邵A硬度。
在25℃下，测量物理机械性能，拉伸速度为500mm/min。
在25℃下，测量德莫西亚（矩形胶条）屈挠性能。
热空气老化条件为70℃×72h。
以下结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的介绍，以使本领域技术人员能够清楚的了解本发明的技术方案。
实施例1-4以及对比例1的轮胎胎侧橡胶组合物的原料组成如表1所示。
表1 实施例1-4以及对比例1的轮胎胎侧橡胶组合物的原料组成（重量份数计）
原料 对比例1 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
SPB（Mn=1.6×10<sup>5</sup>、Mw/Mn=2.5） 30 5 10 20 30
过氧化物 0 0.1 0.5 1.0 1.5
天然橡胶 45 45 45 45 45
顺丁橡胶 25 50 45 35 25
炭黑 50 50 50 50 50
氧化锌 4 4 4 4 4
硬脂酸 1 1 1 1 1
防老剂 3 3 3 3 3
抗氧剂 1 1 1 1 1
微晶蜡 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
橡胶油 10 10 10 10 10
硫磺 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6
促进剂 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
防焦剂 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
制备实施例1-4及对比例1的轮胎胎侧橡胶组合物，步骤如下：
（1）双螺杆挤出机的预混炼：SPB、过氧化物经1000rpm高速混合均匀后，输送至双螺杆挤出机喂料口；双螺杆的长径比为30，螺杆转速为350rpm，混炼段温度为160℃，挤出、造粒、烘干，制备SPB预混炼胶；
（2）密炼机的第一段混炼：加入天然橡胶、顺丁橡胶、SPB预混炼胶、其他加工助剂压陀保持20s，再加入炭黑压陀混炼至130℃，提陀保持20s，再次压陀混炼至160℃，采用双螺杆挤出压片机出片；
（3）密炼机的第二段混炼：加入第一段混炼胶、硫化剂和促进剂压陀保持40s，提陀保持20s，然后压陀保持40s，提陀保持20s，再次压陀混炼至110℃，采用双螺杆挤出压片机出片。
（4）上述各段混炼的加工间隔时间为12小时。
对实施例1-4及对比例1的轮胎胎侧橡胶组合物性能进行测试，测试结果如表2所示。
表2 实施例1-4以及对比例1的轮胎胎侧橡胶组合物的性能测试结果
测试项目 对比例1 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
邵A硬度 61 55 55 58 60
拉伸强度/MPa 19.6 20.6 20.5 21.5 20.8
拉断伸长率/% 572 612 603 667 622
100%定伸应力/MPa 3.0 2.5 2.5 2.6 2.8
300%定伸应力/MPa 10.2 8.8 8.9 9.4 9.9
屈挠龟裂（老化前） 55万次/6级 106万次/6级 100万次/6级 130万次/6级 112万次/6级
屈挠龟裂（老化后） 30万次/6级 75万次/6级 72万次/6级 95万次/6级 80万次/6级
由表2的测试结果可知，SPB用量相同或不同用量的情况下，过氧化物用量多与少、对胶料的屈挠性能影响较为显著。在实施例4中，获得的轮胎胎侧橡胶组合物的屈挠龟裂次数约112万/6级；对比例1的轮胎胎侧橡胶组合物的屈挠龟裂次数约55万次/6级，表明过氧化物可显著改善SPB的结晶程度、提升胶料的耐屈挠龟裂性能。不同SPB用量时，实施例1~4的轮胎胎侧橡胶组合物均具有良好的屈挠龟裂次数，其中在SPB约20份、过氧化物约1.0份时，屈挠性能达到一个峰值。
实施例5-8以及对比例2、对比例3的轮胎胎侧橡胶组合物的原料组成如表3所示。
表3 实施例5-8以及对比例2、对比例3的轮胎胎侧橡胶组合物的原料组成（重量份数计）
原料 对比例2 对比例3 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8
SPB（Mn=1.6×10<sup>5</sup>、Mw/Mn=2.5） 5 5 5 5 10 10
过氧化物 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
天然橡胶 75 30 70 35 50 65
顺丁橡胶 20 65 25 60 40 25
炭黑 50 50 50 50 50 50
氧化锌 4 4 4 4 4 4
硬脂酸 1 1 1 1 1 1
防老剂 3 3 3 3 3 3
抗氧剂 1 1 1 1 1 1
微晶蜡 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
橡胶油 10 10 10 10 10 10
硫磺 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6
促进剂 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
防焦剂 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
制备实施例5-8及对比例2、对比例3的轮胎胎侧橡胶组合物，步骤如下：
（1）双螺杆挤出机的预混炼：SPB、过氧化物经1000rpm高速混合均匀后，输送至双螺杆挤出机喂料口；双螺杆的长径比为30，螺杆转速为350rpm，混炼段温度为160℃，挤出、造粒、烘干，制备SPB预混炼胶；
（2）密炼机的第一段混炼：加入天然橡胶、顺丁橡胶、SPB预混炼胶、其他加工助剂压陀保持20s，再加入炭黑压陀混炼至130℃，提陀保持20s，再次压陀混炼至160℃，采用双螺杆挤出压片机出片；
（3）密炼机的第二段混炼：加入第一段混炼胶、硫化剂和促进剂压陀保持40s，提陀保持20s，然后压陀保持40s，提陀保持20s，再次压陀混炼至110℃，采用双螺杆挤出压片机出片。
（4）上述各段混炼的加工间隔时间为12小时。
对实施例5-8及对比例2、对比例3的轮胎胎侧橡胶组合物性能进行测试，测试结果如表4所示。
表4 实施例5-8以及对比例2、对比例3的轮胎胎侧橡胶组合物的性能测试结果
测试项目 对比例2 对比例3 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8
邵A硬度 55 52 54 53 55 56
拉伸强度/MPa 23.7 17.5 22.9 20.2 21.7 22.8
拉断伸长率/% 640 485 620 584 608 621
100%定伸应力/MPa 2.4 2.3 2.4 2.3 2.5 2.6
300%定伸应力/MPa 8.8 8.1 8.6 8.4 9.3 9.9
屈挠龟裂（老化前） 33万次/6级 55万次/6级 78万次/6级 89万次/6级 121万次/6级 91万次/6级
屈挠龟裂（老化后） 12万次/6级 39万次/6级 64万次/6级 77万次/6级 92万次/6级 80万次/6级
由表4的测试结果可知，当SPB相同用量的情况下，天然橡胶用量过大、顺丁橡胶用量过小时或者天然橡胶用量过小、顺丁橡胶用量过大时，相应的轮胎胎侧橡胶组合物的屈挠性能均较低。而当天然橡胶用量和顺丁橡胶用量分别在35~70份以及25~60份的配比范围时，轮胎胎侧橡胶组合物具有较好的屈挠性能，且随着SPB用量的增加，轮胎胎侧橡胶组合物屈挠性能越优异。
实施例9-12以及对比例4的轮胎胎侧橡胶组合物的原料组成如表5所示。
表5 实施例9-12以及对比例4的轮胎胎侧橡胶组合物的原料组成（重量份数计）
原料 对比例4 实施例9 实施例10 实施例11 实施例12
SPB（Mn=1.2×10<sup>5</sup>、Mw/Mn=3.5） 10 0 0 0 0
SPB（Mn=1.3×10<sup>5</sup>、Mw/Mn=2.2） 0 10 0 0 0
SPB（Mn=1.3×10<sup>5</sup>、Mw/Mn=3.2） 0 0 10 0 0
SPB（Mn=1.8×10<sup>5</sup>、Mw/Mn=2.5） 0 0 0 10 0
SPB（Mn=1.8×10<sup>5</sup>、Mw/Mn=3.2） 0 0 0 0 10
过氧化物 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
天然橡胶 45 45 45 45 45
顺丁橡胶 45 45 45 45 45
炭黑 50 50 50 50 50
氧化锌 4 4 4 4 4
硬脂酸 1 1 1 1 1
防老剂 3 3 3 3 3
抗氧剂 1 1 1 1 1
微晶蜡 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
橡胶油 10 10 10 10 10
硫磺 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6
促进剂 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
防焦剂 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
制备实施例9-12以及对比例4的轮胎胎侧橡胶组合物，步骤如下：
（1）双螺杆挤出机的预混炼：SPB、过氧化物经1000rpm高速混合均匀后，输送至双螺杆挤出机喂料口；双螺杆的长径比为30，螺杆转速为350rpm，混炼段温度为160℃，挤出、造粒、烘干，制备SPB预混炼胶；
（2）密炼机的第一段混炼：加入天然橡胶、顺丁橡胶、SPB预混炼胶、其他加工助剂压陀保持20s，再加入炭黑压陀混炼至130℃，提陀保持20s，再次压陀混炼至160℃，采用双螺杆挤出压片机出片；
（3）密炼机的第二段混炼：加入第一段混炼胶、硫化剂和促进剂压陀保持40s，提陀保持20s，然后压陀保持40s，提陀保持20s，再次压陀混炼至110℃，采用双螺杆挤出压片机出片。
（4）上述各段混炼的加工间隔时间为12小时。
对实施例9-12以及对比例4的轮胎胎侧橡胶组合物性能进行测试，测试结果如表6所示。
表6 实施例9-12以及对比例4的轮胎胎侧橡胶组合物的性能测试结果
测试项目 对比例4 实施例9 实施例10 实施例11 实施例12
邵A硬度 52 54 54 55 56
拉伸强度/MPa 18.7 19.8 20.2 20.8 21.5
拉断伸长率/% 589 586 612 658 606
100%定伸应力/MPa 2.2 2.5 2.5 2.6 2.8
300%定伸应力/MPa 7.8 8.7 8.9 9.3 9.9
屈挠龟裂（老化前） 72万次/6级 106万次/6级 113万次/6级 128万次/6级 102万次/6级
屈挠龟裂（老化后） 46万次/6级 80万次/6级 88万次/6级 93万次/6级 78万次/6级
由表6的测试结果可知，SPB相同用量的情况下，不同数均分子量、不同分子量分布对胶料的屈挠性能产生不同的影响。相对于对比例4，SPB的数均分子量在1.3~1.8×105、分子量分布在2.5~3.2之间的相应实施例5~8的轮胎胎侧橡胶组合物均具有较好的屈挠性能，其中采用数均分子量1.8×105、分子量分布2.5的SPB获得的轮胎胎侧橡胶组合物的屈挠龟裂为128万次/6级，处于一个较高的水平。
实施例13-15以及对比例5-6的轮胎胎侧橡胶组合物的原料组成如表7所示。
表7 实施例13-15以及对比例5-6的轮胎胎侧橡胶组合物的原料组成（重量份数计）
原料 对比例5 实施例13 实施例14 实施例15 对比例6
SPB（Mn=1.6×10<sup>5</sup>、Mw/Mn=2.5） 20 20 20 20 20
过氧化物 0 0.5 0.5 0.5 0.5
天然橡胶 45 45 45 45 45
顺丁橡胶 35 35 35 35 35
炭黑 50 50 50 50 50
氧化锌 4 4 4 4 4
硬脂酸 1 1 1 1 1
防老剂 3 3 3 3 3
抗氧剂 1 1 1 1 1
微晶蜡 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
橡胶油 10 10 10 10 10
硫磺 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6
促进剂 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
防焦剂 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
制备实施例13-15以及对比例5-6的轮胎胎侧橡胶组合物，具体制备步骤与实施例10的轮胎胎侧橡胶组合物的制备步骤相同，区别在于预混炼工艺不同，其中SPB混炼段温度及螺杆转速如下表8所示。
表8 实施例13-15以及对比例5-6的轮胎胎侧橡胶组合物的预混炼工艺
SPB预混炼 对比例5 实施例13 实施例14 实施例15 对比例6
混炼段温度，℃ 110 120 150 170 190
螺杆转速，rpm 180 200 360 500 550
对实施例13-15以及对比例5-6的轮胎胎侧橡胶组合物性能进行测试，测试结果如表9所示。
表9 实施例13-15以及对比例5-6的轮胎胎侧橡胶组合物的性能测试结果
测试项目 对比例5 实施例13 实施例14 实施例15 对比例6
邵A硬度 57 57 58 58 57
拉伸强度/MPa 19.5 20.6 21.8 21.7 20.2
拉断伸长率/% 546 612 682 666 586
100%定伸应力/MPa 2.3 2.4 2.5 2.6 2.4
300%定伸应力/MPa 8.4 8.8 9.1 9.4 8.9
屈挠龟裂（老化前） 62万次/6级 108万次/6级 129万次/6级 121万次/6级 81万次/6级
屈挠龟裂（老化后） 35万次/6级 87万次/6级 96万次/6级 91万次/6级 46万次/6级
由表9的测试结果可知，混炼段温度与螺杆转速对胶料的屈挠性能会造成影响。当混炼段温度约110℃、螺杆转速约180rpm时，胶料的屈挠性能处于较低水平；随着混炼段温度与螺杆转速提高、胶料的屈挠性能呈逐渐上升的趋势，其中老化后的屈挠龟裂性能仍能维持在74.42%以上；但混炼段温度达到190℃、转速达到550rpm时，屈挠性能有所降低。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，本说明书为使描述简洁，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。而且，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 (7)

1.一种轮胎胎侧橡胶组合物，其特征在于，按重量份数计，包括如下原料组分：
间规1,2聚丁二烯5~30份，天然橡胶35~70份，顺丁橡胶25~60份，炭黑40~70份，硫化剂0.75~2份，过氧化物0.1~1.5份；
所述间规1,2聚丁二烯的数均分子量Mn为（1.3~1.8）×105、分子量分布（Mw/Mn）=2.2~3.2；
所述轮胎胎侧橡胶组合物按如下方法制备，包括如下步骤：
S1、预混炼：间规1,2聚丁二烯与过氧化物混合均匀后，经双螺杆挤出机于120~170℃混炼，挤出、造粒、烘干，获得预混炼胶；
所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为25~40；所述混炼时的螺杆转速为200~500rpm；
S2、第一段混炼：在密炼机中加入天然橡胶、顺丁橡胶以及预混炼胶，压陀保持；再加入炭黑，压陀混炼至110~135℃，提陀保持；再次压陀混炼至145~160℃，挤压出料，获得第一段混炼胶；
S3、第二段混炼：在密炼机中加入第一段混炼胶以及硫化剂，压陀保持；提陀保持，再压陀保持；提陀保持，再次压陀混炼至95~110℃，挤压出料，获得轮胎胎侧橡胶组合物。
2.根据权利要求1所述的轮胎胎侧橡胶组合物，其特征在于，所述炭黑包括N330炭黑、N326炭黑、N375炭黑、N550炭黑和N660炭黑中的一种或多种；
和/或，所述硫化剂包括硫磺；
和/或，所述过氧化物包括过氧化二异丙苯、1，4-双叔丁基过氧二异丙基苯、叔丁基异丙苯基过氧化物和二叔丁基过氧化物中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的轮胎胎侧橡胶组合物，其特征在于，S2中，所述压陀保持的时间为10~30s，所述提陀保持的时间为10~30s。
4.根据权利要求1所述的轮胎胎侧橡胶组合物，其特征在于，S3中，所述压陀保持的时间为30~60s，所述提陀保持的时间为10~30s。
5.根据权利要求1所述的轮胎胎侧橡胶组合物，其特征在于，所述预混炼与所述第一段混炼的加工间隔的时间为3~24小时；和/或，所述第一段混炼与所述第二段混炼的加工间隔的时间为3~24小时。
6.根据权利要求1-5任一项所述的轮胎胎侧橡胶组合物，其特征在于，按重量份数计，还包括：促进剂0.6~1.5份，硬脂酸0.5~3份，氧化锌3~10份，防老剂1~4份，抗氧剂0.5~2份，微晶蜡0.5~2份，橡胶油3~15份以及防焦剂0.1~0.5份。
7.根据权利要求6所述的轮胎胎侧橡胶组合物，其特征在于，制备所述轮胎胎侧橡胶组合物时，其中，所述硬脂酸、氧化锌、防老剂、抗氧剂、微晶蜡、橡胶油以及防焦剂在第一段混炼中加入至密炼机内，与所述天然橡胶、顺丁橡胶以及预混炼胶混炼；所述促进剂在第二段混炼中加入至密炼机内，与所述第一段混炼胶以及所述硫化剂混炼。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115975118A (zh) * 2023-02-08 2023-04-18 广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院 一种改性顺丁橡胶、耐屈挠轮胎胎侧胶料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11343359A (ja) * 1998-05-29 1999-12-14 Takiron Co Ltd 樹脂発泡体の製造方法
JP2003105139A (ja) * 2001-07-24 2003-04-09 Ube Ind Ltd ベルト用ゴム組成物
WO2009140825A1 (zh) * 2008-05-23 2009-11-26 杨浩宇 热塑性弹性体组合物、其制备方法以及由其制得的制品
CN104311908A (zh) * 2014-11-20 2015-01-28 三角轮胎股份有限公司 含1,2-间规聚丁二烯的胎侧橡胶组合物
CN111423630A (zh) * 2020-04-23 2020-07-17 江苏多肯新材料有限公司 自粘性模具清洗用橡胶混合物、制备方法及其使用方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8536262B2 (en) * 2011-12-20 2013-09-17 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire tread base containing syndiotactic-1,2-polybutadiene with diverse carbon blacks

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11343359A (ja) * 1998-05-29 1999-12-14 Takiron Co Ltd 樹脂発泡体の製造方法
JP2003105139A (ja) * 2001-07-24 2003-04-09 Ube Ind Ltd ベルト用ゴム組成物
WO2009140825A1 (zh) * 2008-05-23 2009-11-26 杨浩宇 热塑性弹性体组合物、其制备方法以及由其制得的制品
CN104311908A (zh) * 2014-11-20 2015-01-28 三角轮胎股份有限公司 含1,2-间规聚丁二烯的胎侧橡胶组合物
CN111423630A (zh) * 2020-04-23 2020-07-17 江苏多肯新材料有限公司 自粘性模具清洗用橡胶混合物、制备方法及其使用方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Improvement of thermo-mechanical and fatigue crack growth resistance of tire sidewall compound by introducing syndiotactic polybutadiene;Amit Kumar Sen等;《Journal of Applied Polymer Science》;20220514;第1-15页 *
间同1,2-聚丁二烯并用胶的加工改性研究及寿命预测分析;吴俊青;《万方数据知识服务平台》;20180801;第21-28、31-37页 *

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