CN116218048A - 一种低滚阻高操控且抗撕裂性能优异的基部胶、混炼方法和轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮胎制造新材料技术领域，具体地说，涉及一种低滚阻高操控且抗撕裂性能优异的基部胶、混炼方法和轮胎。该基部胶原料包括由以下组分的原料混炼制备得到：天然橡胶60~100phr；顺丁橡胶0~40phr；炭黑30~70phr；该基部胶的混炼原料还包括以下组分：间苯二酚‑甲醛预缩合树脂1.0~8.0phr，六次甲基四胺与丁苯胶的混合物1.0~6.0phr；所述六次甲基四胺与丁苯胶的混合物，其中丁苯胶质量分数为25~40%，六次甲基四胺质量分数为60~75%，游离甲醛≤0.5%。本发明在基部胶中添加六次甲基四胺与丁苯胶的混合物及非自固型改性苯酚树脂，弥补因添加较低炭黑导致的模量下降，增加基部胶的硬度，改善基部胶的抗撕裂性能，将该基部胶实际应用到轮胎中，改善轮胎的操控及制动性能。

Description

一种低滚阻高操控且抗撕裂性能优异的基部胶、混炼方法和 轮胎

技术领域

本发明涉及轮胎制造新材料技术领域，具体地说，涉及一种低滚阻高操控且抗撕裂性能优异的基部胶、混炼方法和轮胎。

背景技术

轿车子午线轮胎胎面一般由胎面胶、基部胶、胎肩胶和导电胶(胎面导电性能较差时增加)组成。其中基部胶的主要作用是：传递车辆牵引力和制动力，提高轮胎的高速性能，吸收轮胎行驶中产生的震动，改善轮胎舒适性，防止胎体受损，缓冲轮胎行驶过程中承受的冲击。随着轮胎的行驶，基部胶形变频率较快，所以需要要求基部胶的生热低、抗撕裂性能较优。

综上，一款优异的基部胶应具备物理性能、抗撕裂性能、滚阻性能较优且模量较高等特点。

行业从业者开发轮胎基部胶，一般选用较低结构炭黑，且炭黑填充量较低，这样既有利于降低基部胶的生热还可改善胶料的加工性能。这种基部胶一般滚阻性能较优，但抗撕裂性能较差，同时胶料的模量较低，模量低导致车辆牵引力与制动力传递较慢，轮胎响应不足，即间接影响到轮胎的操控及制动性能。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种低滚阻、高模量且抗撕裂性能优异的基部胶，在基部胶中添加六次甲基四胺与丁苯胶的混合物及间苯二酚-甲醛预缩合树脂，弥补因添加较低炭黑导致的模量下降，增加基部胶的硬度，改善基部胶的抗撕裂性能；进一步，本发明同时将该基部胶实际应用到轮胎中，改善轮胎的操控及制动性能。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种低滚阻高操控且抗撕裂性能优异的基部胶，该基部胶原料质量以橡胶组分总和为100份质量百分比计，包括由以下组分的原料混炼制备得到：

天然橡胶60～100phr；

顺丁橡胶0～40phr；

炭黑30～70phr；

该基部胶的混炼原料还包括以下组分：

间苯二酚-甲醛预缩合树脂1.0～8.0phr，六次甲基四胺与丁苯胶的混合物1.0～6.0phr；所述六次甲基四胺与丁苯胶的混合物，其中丁苯胶质量分数为25～40％，六次甲基四胺质量分数为60～75％，游离甲醛≤0.5％。

作为优选，该基部胶包括由以下组分的原料混炼制备得到：

天然橡胶70～85phr；

顺丁橡胶15～30phr；

炭黑40～60phr；

间苯二酚-甲醛预缩合树脂2.0～5.0phr；

六次甲基四胺与丁苯胶的混合物1.5～3.0phr。

作为优选，所述间苯二酚-甲醛预缩合树脂属于非自交联型改性酚醛树脂，软化点为90～115℃，常温动态粘度为800～1800mPa.s。

作为优选，所述六次甲基四胺与丁苯胶的混合物，其中丁苯胶质量分数为30～35％，六次甲基四胺质量分数为65～70％。

作为优选，所述顺丁橡胶选用高分子量的钕系顺丁橡胶。

作为优选，所述炭黑的吸油值大小在80～30ml/100g，氮吸附表面积在30～50m2/g。

作为优选，所述基部胶的硬度(shore A)为62～68，硬度过低可能会影响轮胎的操控及制动性能；轮胎成型时基部胶厚度为2.0～4.0mm，厚度过小可能会影响轮胎滚阻性能，反之，可能会影响轮胎的乘坐舒适性；基部胶与胎面的邵氏硬度差值在±5以内，相差太大会导致该橡胶组合物对轮胎的操控及制动性能影响下降。

作为优选，该基部胶的混炼原料还包括活性剂、增塑剂、防老剂、促进剂和硫化剂中的一种或多种。

作为优选，该基部胶的混炼原料还包括氧化锌2.0～4.0phr；硬脂酸1.0～4.0phr；防老剂6PPD1.0～3.0phr；辛基苯酚甲醛增树脂1.0～3.5phr；防老剂TMQ 0.5～2.0phr；促进剂CZ 1.0～5.0phr；硫磺0.5～4.0phr。

进一步，本发明还提供了一种低滚阻高操控且抗撕裂性能优异的基部胶的混炼方法，该方法包括以下步骤：

(1)混炼段：采用密炼机进行混炼，将基部胶中的天然橡胶、顺丁橡胶、炭黑、间苯二酚-甲醛预缩合树脂和其他化工助剂(除硫磺、促进剂、六次甲基四胺与丁苯胶的混合物之外)进行预混炼，混炼时间达到150～230秒，排胶温度在150～165℃之间，得到母胶；

(2)终炼段：采用密炼机进行混炼，将母胶、硫磺、促进剂、六次甲基四胺与丁苯胶的混合物进行混炼，混炼时间达到60～180秒，排胶温度在95～105℃之间，得到基部胶。

进一步，本发明还提供了一种低滚阻高操控的轮胎，该轮胎基部胶部分采用所述的基部胶硫化制备得到。

本发明的有益效果为：在基部胶中添加六次甲基四胺与丁苯胶的混合物及间苯二酚-甲醛预缩合树脂，弥补因添加较低炭黑导致的模量下降，增加基部胶的硬度，改善轮胎操控性和抗撕裂性能，将该基部胶实际应用到轮胎中，改善轮胎的操控及制动性能。。

具体实施方式

下面结合本发明实施例，将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，都属于本发明保护范围。

对比例与实施例1～5，如表1所示。

表1中基部胶均通过同一混炼方法，混炼方法如下：

(1)混炼段：采用密炼机进行混炼，将基部胶中的天然橡胶、顺丁橡胶、炭黑、间苯二酚-甲醛预缩合树脂和其他化工助剂(除硫磺、促进剂、六次甲基四胺与丁苯胶的混合物之外)进行预混炼，混炼时间达到150～230秒，排胶温度在150～165℃之间，得到母胶；

(2)终炼段：采用密炼机进行混炼，将母胶、硫磺、促进剂、六次甲基四胺与丁苯胶的混合物进行混炼，混炼时间达到60～180秒，排胶温度在95～105℃之间，得到基部胶。

基部胶的硬度与抗撕裂性能按照国标通用方法实施。

轮胎滚阻的测试实施方式：使用规格为245/45R19的轮胎，胎面胶为同一种橡胶组合物，硬度(shore A)为64；

轮胎的滚阻按照ISO2850测试。

轮胎操控的测试实施方式：操控性能由专业车手主观评价。

表1中，以参考例的轮胎滚阻和轮胎操控结果为100，其余对比例和实施例按照与参考例的百分比打分，分值越高，代表该项性能越好。

表1中，硬度(shore A)：该值越大，模量越高。

表1中，抗撕裂性能(KN/M)：该值越大，抗撕裂性能越好。

表1对比例与实施例1～5的配方和性能测试对比

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其中表1中的原料来源如下：

天然橡胶：越南产品

镍系普通顺丁：中石油大庆石化分公司产品

钕系顺丁：波兰Synthos公司产品

N375炭黑：上海卡博尔化工有限公司产品

N660炭黑：上海卡博尔化工有限公司产品

六次甲基四胺与丁苯胶的混合物，六次甲基四胺与丁苯胶的配比为：(六次甲基四胺重量份数为65％，丁苯胶SBR1500重量份数为35％)山东阳谷华泰化工股份有限公司产品

间苯二酚-甲醛预缩合树脂：彤程新材料集团股份有限公司产品

氧化锌：石家庄志亿锌业有限公司产品

硬脂酸：百利有限公司(马来西亚)产品

防老剂6PPD：中国石化集团南京化学工业有限公司产品

对特辛基酚醛树脂：彤程新材料集团股份有限公司产品

防老剂TMQ：科迈化工股份有限公司产品

促进剂CZ：科迈化工股份有限公司产品

硫磺：江西建博士橡胶助剂有限公司产品。

以上实施例、对比例和参考例均采用采用本发明提供的混炼方法所得。

通过对比例1和对比例2对比，钕系顺丁对于提高基部胶抗撕裂性能效果优于镍系普通顺丁。

通过对比例2、对比例3、对比例4和实施例1对比，六次甲基四胺与丁苯胶的混合物和间苯二酚-甲醛预缩合树脂单独添加不具备提高基部胶抗撕裂性能、提高模量的功效，两者组合添加则可有效提高基部胶抗撕裂性能和轮胎模量。

通过实施例1、实施例2、实施例3对比，六次甲基四胺与丁苯胶的混合物和间苯二酚-甲醛预缩合树脂组合质量比为9phr时，综合效果反而相对较差，实施例3不是优选方案；实施例1和实施例2对比，基部胶综合性能相差不大，但实施例2方案成本更高，因此实施例1是最优方案。

通过实施例1、实施例4、实施例5对比，顺丁橡胶的增加导致基部胶抗撕裂性能的下降，天然橡胶的增加导致轮胎滚阻性能的下降，实施例1综合性能最优，实施例1是优选方案。

以上为对本发明实施例的描述，通过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列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种低滚阻高操控且抗撕裂性能优异的基部胶，该基部胶原料质量以橡胶组分总和为100份质量百分比计，包括由以下组分的原料混炼制备得到：

天然橡胶60~100phr；

顺丁橡胶0~40phr；

炭黑30~70phr；

其特征在于，该基部胶的混炼原料还包括以下组分：

间苯二酚-甲醛预缩合树脂1.0~8.0phr，六次甲基四胺与丁苯胶的混合物1.0~6.0phr；所述六次甲基四胺与丁苯胶的混合物，其中丁苯胶质量分数为25~40%，六次甲基四胺质量分数为60~75%，游离甲醛≤0.5%。

2.根据权利要求1所述的一种低滚阻高操控且抗撕裂性能优异的基部胶，其特征在于，该基部胶包括由以下组分的原料混炼制备得到：

天然橡胶70~85phr；

顺丁橡胶15~30phr；

炭黑40~60phr；

间苯二酚-甲醛预缩合树脂2.0~5.0phr；

六次甲基四胺与丁苯胶的混合物1.5~3.0phr。

3.根据权利要求1或2所述的一种低滚阻高操控且抗撕裂性能优异的基部胶，其特征在于，所述间苯二酚-甲醛预缩合树脂属于非自交联型改性酚醛树脂，软化点为90~115℃，常温动态粘度为800~1800mPa.s。

4.根据权利要求1或2所述的一种低滚阻高操控且抗撕裂性能优异的基部胶，其特征在于，所述六次甲基四胺与丁苯胶的混合物，其中丁苯胶质量分数为30~35%，六次甲基四胺质量分数为65~70%。

5.根据权利要求1或2所述的一种低滚阻高操控且抗撕裂性能优异的基部胶，其特征在于，所述顺丁橡胶选用高分子量的钕系顺丁橡胶；优选，所述炭黑的吸油值大小在80~30ml/100g，氮吸附表面积在30~50 m²/g。

6.根据权利要求1或2所述的一种低滚阻高操控且抗撕裂性能优异的基部胶，其特征在于，所述基部胶的硬度shore A为62~68；轮胎成型时基部胶厚度为2.0~4.0mm，与胎面的邵氏硬度差值在±5以内。

7.根据权利要求1或2所述的一种低滚阻高操控且抗撕裂性能优异的基部胶，其特征在于，该基部胶的混炼原料还包括活性剂、增塑剂、防老剂、促进剂和硫化剂中的一种或多种。

8.根据权利要求1或2所述的一种低滚阻高操控且抗撕裂性能优异的基部胶，其特征在于，该基部胶的混炼原料还包括氧化锌2.0~4.0phr；硬脂酸1.0~4.0phr；防老剂6PPD1.0~3.0 phr；辛基苯酚甲醛增树脂1.0~3.5phr；防老剂TMQ0.5~2.0phr；促进剂CZ1.0~5.0phr；硫磺0.5~4.0phr。

9.根据权利要求1~8任意权利要求所述的一种低滚阻高操控且抗撕裂性能优异的基部胶的混炼方法，该方法包括以下步骤：

（1）混炼段：采用密炼机进行混炼，将基部胶中的天然橡胶、顺丁橡胶、炭黑、间苯二酚-甲醛预缩合树脂和除硫磺、促进剂、六次甲基四胺与丁苯胶的混合物之外的其他化工助剂进行预混炼，混炼时间达到150~230秒，排胶温度在150~165℃之间，得到母胶；

（2）终炼段：采用密炼机进行混炼，将母胶、硫磺、促进剂、六次甲基四胺与丁苯胶的混合物进行混炼，混炼时间达到60~180秒，排胶温度在95~105℃之间，得到基部胶。

10.一种低滚阻高操控的轮胎，其特征在于，该轮胎基部胶部分采用权利要求1~9任意一项权利要求所述的基部胶硫化制备得到。