CN115260606A - 一种斜交轮胎胎面胶料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于轮胎技术领域，公开了一种斜交轮胎胎面胶料，基于100重量份橡胶组分计算，所述胎面胶料包括：30～100phr天然橡胶、0～70phr顺式聚丁二烯聚合物，40～60phr炭黑，1～6phr抗撕裂树脂，0.5～2phr多功能交联剂。本发明制备得到的斜交轮胎胎面胶料具有拉伸强度高、扯断伸长率高，耐磨性能好、耐撕裂性能和耐刺扎性能优异以及动态生热低、耐热稳定性好的性能特点。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎技术领域，更具体的说是涉及一种斜交轮胎胎面胶料及其制备方法和应用。
背景技术
航空轮胎作为飞机在地面上最主要的操纵系统，向跑道传递制动力、为转向提供侧向力；承载飞机在地面上的所有重量，缓冲飞机起飞、降落和滑行时产生的震动和冲击力，辅助飞机在地面上滑行；具有负荷大、速度高、下沉量大、变形大，充气压力高等特性，因此航空轮胎必须具有优异的抗冲击、耐撕裂、耐磨耗、耐刺扎等性能，这就要求胶料具有较高的拉伸强度、定伸应力、扯断伸长率、撕裂强度以及较低的生热等特性，以使其能够承受飞机高速起飞产生的强大的离心力和着陆接地瞬间巨大冲击力的要求。
现行斜交飞机轮胎胎面胶配方采用天然橡胶与顺丁橡胶并用的生胶体系,炭黑为补强体系，虽然兼顾耐磨、抗撕裂性能和耐刺扎性能，但仍有进一步提升的空间。
因此，如何在保证胶料的耐磨耗性能的前提下，提高斜交飞机轮胎胎面胶料的抗撕裂性能和耐刺扎性能，以提高成品轮胎的使用寿命是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种斜交轮胎胎面胶料及其制备方法，不仅保证了胶料的耐磨性能，而且胶料的抗撕裂性能和耐刺扎性能显著提高。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种斜交轮胎胎面胶料，基于100重量份橡胶组分计算，所述胎面胶料包括：30～100phr天然橡胶、0～70phr顺式聚丁二烯聚合物，40～60phr炭黑，1～6phr抗撕裂树脂，0.5～2phr多功能交联剂；
优选的，在上述一种斜交轮胎胎面胶料中，所述抗撕裂树脂为歧化松香树脂和/或DCPD树脂。
优选的，在上述一种斜交轮胎胎面胶料中，所述抗撕裂树脂的软化点为160℃～175℃。
在本发明中，抗撕裂树脂不仅保证了胶料的耐磨耗性能，而且能显著提高胶料的抗撕裂性能和耐刺扎性能；天然橡胶具有最好的抗撕裂性能，顺丁橡胶的耐磨性能较好但撕裂性能较差，因此本发明在斜交轮胎胎面的配方中采用天然橡胶与顺丁橡胶并用的生胶体系；同时炭黑与橡胶具有高的物理吸附能力，带来了高的磨耗性能，二者协同作用作为补强填充体系的填料。
优选的，在上述一种斜交轮胎胎面胶料中，所述多功能交联剂为交联剂WY9188。
在本发明中，多功能交联剂的应用可以降低胶料的生热，同时使硫化胶料具有良好的热稳定性和抗硫化返原性，可明显提高胎面胶料的热稳定性和耐磨耗性能。具体的，所述多功能交联剂一端含有促进基团，具有促进剂的作用，同时具有较好的抗硫化返原性能，其参与硫化交联反应，该交联体系综合了单/双硫键耐热、抗返原、压缩变形小，多硫键高强度、高弹性、耐撕裂、耐疲劳的优点，也避免了单/双硫键动态性能差的特点、以及多硫键耐热、耐老化差的缺点。
优选的，在上述一种斜交轮胎胎面胶料中，所述天然橡胶为进口RSS1#。
天然胶RSS1#综合性能良好，具有拉伸强度、撕裂强度和扯断伸长率高，生热低的特性，综合性能良好。
优选的，在上述一种斜交轮胎胎面胶料中，所述顺式聚丁二烯聚合物Tg点为-110～-40℃。
优选的，在上述一种斜交轮胎胎面胶料中，所述炭黑的吸碘值大于110g/kg；DBP吸收值大于110×10-5m3/kg，优选为115×10-5m3/kg；氮吸附比表面积大于110×103m2/kg，优选为130×103m2/kg。高吸碘值、高DBP吸收值、高氮吸附比表面积的炭黑的耐磨性能更好。
优选的，在上述一种斜交轮胎胎面胶料中，还包括3～6phr氧化锌，1～3phr硬脂酸，3～6phr防老剂，2～4phr防护蜡，0.8～2.0phr硫磺，0.8～2.0phr促进剂。
本发明还公开了一种上述斜交轮胎胎面胶料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将除硫磺、促进剂和多功能交联剂之外的原料全部加入密炼机中进行混炼，达到170-180℃后排胶；
(2)将步骤(1)排出的胶料再次放入密炼机进行混炼，混炼到155-165℃后排胶；
(3)将步骤(2)排出的胶料再次放入密炼机进行混炼，混炼到150-160℃后排胶；
(4)加入剩余原料进行硫化，即得斜交轮胎胎面胶料。
优选的，在上述一种上述斜交轮胎胎面胶料的制备方法中，所述密炼机的转速为30-50r/min。
本发明还公开了上述斜交轮胎胎面胶料在航空轮胎中的应用。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种斜交轮胎胎面胶料，具有以下优点：
本发明制备得到的斜交轮胎胎面胶料具有拉伸强度高、扯断伸长率高，耐磨性能好、耐撕裂性能和耐刺扎性能优异以及动态生热低、耐热稳定性好的性能特点。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是：本发明各物质添加量用重量百分比表示，符号为phr；且防老剂、防护蜡和促进剂均是市面上常规购买得到的。
实施例1
一种斜交轮胎胎面胶料，基于100重量份橡胶组分计算，胎面胶料包括：80phr天然橡胶、20phr顺式聚丁二烯聚合物，50phr炭黑N234，2phr抗撕裂树脂，0.5phr多功能交联剂，3phr氧化锌，3phr硬脂酸，3phr防老剂，4phr防护蜡，0.8phr硫磺，2.0phr促进剂。
其中，所述天然橡胶为进口RSS1#；所述顺式聚丁二烯聚合物Tg点为-110～-40℃；所述炭黑的吸碘值大于110g/kg，DBP吸收值大于110×10-5m3/kg，氮吸附比表面积大于110×103m2/kg；所述抗撕裂树脂的软化点为160℃～175℃；所述抗撕裂树脂为歧化松香树脂；所述多功能交联剂为交联剂WY9188。
实施例2
一种斜交轮胎胎面胶料，基于100重量份橡胶组分计算，胎面胶料包括：80phr天然橡胶、20phr顺式聚丁二烯聚合物，50phr炭黑N234，4phr抗撕裂树脂，0.5phr多功能交联剂，6phr氧化锌，1phr硬脂酸，6phr防老剂，2phr防护蜡，2.0phr硫磺，0.8phr促进剂。
其中，所述天然橡胶为进口RSS1#；所述顺式聚丁二烯聚合物Tg点为-110～-40℃；所述炭黑的吸碘值大于110g/kg，DBP吸收值大于110×10-5m3/kg，氮吸附比表面积大于110×103m2/kg；所述抗撕裂树脂的软化点为160℃～175℃；所述抗撕裂树脂为DCPD树脂；所述多功能交联剂为交联剂WY9188。
实施例3
一种斜交轮胎胎面胶料，基于100重量份橡胶组分计算，胎面胶料包括：30phr天然橡胶、70phr顺式聚丁二烯聚合物，40phr炭黑N234，1phr抗撕裂树脂，1phr多功能交联剂，4phr氧化锌，2phr硬脂酸，4phr防老剂，3phr防护蜡，1.2phr硫磺，1.2phr促进剂。
其中，所述天然橡胶为进口RSS1#；所述顺式聚丁二烯聚合物Tg点为-110～-40℃；所述炭黑的吸碘值大于110g/kg，DBP吸收值大于110×10-5m3/kg，氮吸附比表面积大于110×103m2/kg；所述抗撕裂树脂的软化点为160℃～175℃；所述抗撕裂树脂为重量比1:1的歧化松香树脂和DCPD树脂的混合物；所述多功能交联剂为交联剂WY9188。
实施例4
一种斜交轮胎胎面胶料，基于100重量份橡胶组分计算，胎面胶料包括：100phr天然橡胶、60phr炭黑N234，6phr抗撕裂树脂，2phr多功能交联剂，5phr氧化锌，2phr硬脂酸，5phr防老剂，3phr防护蜡，1.6phr硫磺，1.6phr促进剂。
其中，所述天然橡胶为进口RSS1#；所述顺式聚丁二烯聚合物Tg点为-110～-40℃；所述炭黑的吸碘值大于110g/kg，DBP吸收值大于110×10-5m3/kg，氮吸附比表面积大于110×103m2/kg；所述抗撕裂树脂的软化点为160℃～175℃；所述抗撕裂树脂为重量比1:1.5的歧化松香树脂和DCPD树脂的混合物；所述多功能交联剂为交联剂WY9188。
对比例1
一种斜交轮胎胎面胶料，基于100重量份橡胶组分计算，胎面胶料包括：80phr天然橡胶、20phr顺式聚丁二烯聚合物，50phr炭黑N234，0.5phr多功能交联剂，6phr氧化锌，1phr硬脂酸，6phr防老剂，2phr防护蜡，2.0phr硫磺，0.8phr促进剂。
其中，所述天然橡胶为进口RSS1#；所述顺式聚丁二烯聚合物Tg点为-110～-40℃；所述炭黑的吸碘值大于110g/kg，DBP吸收值大于110×10-5m3/kg，氮吸附比表面积大于110×103m2/kg；所述抗撕裂树脂的软化点为160℃～175℃；所述抗撕裂树脂为DCPD树脂；所述多功能交联剂为交联剂WY9188。
上述实施例1-4及对比例1的斜交轮胎胎面胶料均通过以下方法制备得到：
(1)将除硫磺、促进剂、防焦剂和多功能交联剂之外的原料全部加入密炼机中进行混炼，达到170-180℃后排胶，停放一定时间后进行第二步混炼；
(2)将步骤(1)排出的胶料再次放入密炼机进行混炼，混炼到155-165℃后排胶，停放一定时间后进行第三步混炼；
(3)将步骤(2)排出的胶料再次放入密炼机进行混炼，混炼到150-160℃排胶，停放一定时间后进行下一步；
(4)加入剩余原料进行硫化，即完成胶料制备。
并且本发明还对实施例1-4及对比例1得到的斜交轮胎胎面的关键性能进行了测试，测试结果参见表1。
表1性能测试结果
需要注意的是，在表1中，磨耗体积表征胶料的耐磨性能，值越低表征耐磨耗性能越好；耐切割指数表征胶料的耐切割性能，值越高表征耐切割性能即耐刺扎性能越好；60℃tanδ值表征胶料生热的值，值越低表征胶料的生热越低。
通过表1的测试结果可以得出的是：在胎面胶料中使用了抗撕裂树脂后，不仅能够保证胶料的耐磨耗性能，并且胶料的抗撕裂性能和耐刺扎性能明显提高；而且本发明制备的斜交飞机轮胎胎面胶料具有拉伸强度高、扯断伸长率高，耐磨性能好、耐撕裂性能和耐刺扎性能优异以及动态生热低、耐热稳定性好的性能特点。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方案而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种斜交轮胎胎面胶料，其特征在于，所述胎面胶料包括：30～100phr天然橡胶、0～70phr顺式聚丁二烯聚合物，40～60phr炭黑，1～6phr抗撕裂树脂，0.5～2phr多功能交联剂。
2.根据权利要求1所述的一种斜交轮胎胎面胶料，其特征在于，所述抗撕裂树脂的软化点为160℃～175℃。
3.根据权利要求1所述的一种斜交轮胎胎面胶料，其特征在于，所述天然橡胶为RSS1#。
4.根据权利要求1所述的一种斜交轮胎胎面胶料，其特征在于，所述顺式聚丁二烯聚合物的Tg点为-110～-40℃。
5.根据权利要求1所述的一种斜交轮胎胎面胶料，其特征在于，所述炭黑的吸碘值大于110g/kg，DBP吸收值大于110×10-5m3/kg，氮吸附比表面积大于110×103m2/kg。
6.根据权利要求1所述的一种斜交轮胎胎面胶料，其特征在于，所述抗撕裂树脂为歧化松香树脂和/或DCPD树脂；所述多功能交联剂为交联剂WY9188。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种斜交轮胎胎面胶料，其特征在于，还包括3～6phr氧化锌，1～3phr硬脂酸，3～6phr防老剂，2～4phr防护蜡，0.8～2.0phr硫磺，0.8～2.0phr促进剂。
8.一种权利要求1-7任一项所述的斜交轮胎胎面胶料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将除硫磺、促进剂和多功能交联剂之外的原料全部加入密炼机中进行混炼，达到170-180℃后排胶；
(2)将步骤(1)排出的胶料再次放入密炼机进行混炼，混炼到155-165℃后排胶；
(3)将步骤(2)排出的胶料再次放入密炼机进行混炼，混炼到150-160℃后排胶；
(4)加入剩余原料进行硫化，即得斜交轮胎胎面胶料。
9.根据权利要求8所述的一种斜交轮胎胎面胶料的制备方法，其特征在于，所述密炼机的转速为30-50r/min。
10.一种权利要求1-7任一项所述的斜交轮胎胎面胶料在航空轮胎中的应用。
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