CN103374154B - 低滚动阻力轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种耐磨性能得到改善的低滚动阻力轮胎，其滚动阻力系数在10.5kg/t以下，包括由具有分体结构的胎冠、胎肩和胎侧组成的胎面，所述胎肩由包含以下组分的橡胶组合物组成：0wt％～30wt％的顺式二烯烃弹性体；15wt％～50wt％的共聚二烯烃聚合物；8wt％～30wt％的炭黑；10wt％～40wt％的白炭黑和3.5wt％～35wt％的橡胶添加剂。本发明提供的低滚动阻力轮胎的胎肩由包含8wt％～30wt％炭黑的橡胶组合物组成，炭黑的加入提高了胎肩的抗磨耗性，从而提高了轮胎整体的使用周期，延长了其使用寿命。本发明提供的轮胎还具有较好的滚动阻力、湿地抓地力和耐磨性。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎技术领域，尤其涉及一种低滚动阻力轮胎。
背景技术
汽车在行驶过程中，会产生各种各样的行驶阻力，其中近80％为空气阻力，其余20％为滚动阻力。由于滚动阻力的存在，轮胎在行驶过程中会由于摩擦生热而额外消耗燃油释放出CO2，有数据显示，目前轮胎摩擦生热过程中释放出的CO2已占全球矿物燃料释放的温室气体的3％；而且，汽车的油耗也有相当一部分是用来克服轮胎摩擦阻力的。有测定数据显示，轮胎的滚动阻力每降低7％，便可使汽车燃油消耗降低1％，同时滚动阻力的降低也可大幅降低CO2的排放量。因此，通过降低轮胎的滚动阻力来减少CO2的排放从而达到降低温室效应、减少车辆的整体能耗从而达到省油的目的，是完全可行的。
低滚动阻力轮胎是指滚动阻力系数在10.5kg/t以下的轮胎。使用低滚动阻力轮胎，对节油和减少污染产生巨大的作用，将会为全球每年节省数百万桶石油，显著减少CO2的排放量。近年来，国内外对低滚动阻力轮胎的研究较为活跃，各大轮胎公司竞相推出各自的代表性产品。例如，米其林公司推出的新低滚动阻力轮胎可让汽车行驶距离提高33％；固特异1991年7月就开始适销InvictaGFE(GreaterfuelEconomy)轮胎，该产品的滚动阻力降低了20％以上，燃料节约4％以上；德国大陆公司推出的“生态无损”轮胎，其滚动阻力比该公司常规轮胎降低了24％，燃料消耗降低了3％～4％。
低滚动阻力的轮胎在设计时在胎面橡胶组合物中使用大量的二氧化硅填料以降低轮胎的滚动阻力，然而这种填料的磨耗性能差，会缩短轮胎的使用周期；而且在轮胎的行驶过程中，会由于避让行驶或其他原因造成轮胎胎冠与胎肩部分的磨耗不均一，对胎肩部分的磨耗较严重，使得轮胎的使用周期降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低滚动阻力轮胎，本发明提供的低滚动阻力轮胎的肩部具有较高的抗磨耗性能，提高了轮胎的使用周期。
本发明提供一种低滚动阻力轮胎，其滚动阻力系数在10.5kg/t以下，包括由具有分体结构的胎冠、胎肩和胎侧组成的胎面，所述胎肩由包含以下组分的橡胶组合物组成：
0wt％～30wt％的高顺式二烯烃弹性体；
15wt％～50wt％的共聚二烯烃聚合物；
8wt％～30wt％的碳黑；
10wt％～40wt％的白炭黑；
3.5wt％～35wt％的橡胶添加剂。
优选的，所述胎肩的接地部位为顶部宽度大于等于10.0mm，底部宽度大于等于5.0mm、厚度大于等于5.0mm的上述技术方案所述的橡胶组合物组成的周向橡胶环。
优选的，所述胎肩位的周向橡胶环为单侧或双侧。
优选的，所述胎冠由包含以下组分的橡胶组合物组成：
0wt％～25wt％的高顺式二烯烃弹性体；
15wt％～50wt％的共聚二烯烃聚合物；
0.5wt％～12wt％的碳黑；
20wt％～50wt％的白炭黑；
3.5wt％～35wt％的橡胶添加剂。
优选的，所述高顺式二烯烃弹性体为高顺式顺丁橡胶、高顺式聚异戊二烯弹性体、高顺式氯丁二烯弹性体或高顺式丁钠橡胶。
优选的，所述共聚二烯烃聚合物为丁苯橡胶、丁腈橡胶或丙烯丁二烯共聚物。
优选的，所述胎面的花纹为对称花纹或不对称性花纹。
优选的，包括设置于所述胎面底部的支撑层。
优选的，所述橡胶添加剂包含以下组分：
0.5wt％～8wt％的偶联剂；
2wt％～25wt％的制程油；
0.3wt％～6wt％的硬脂酸；
0.3wt％～6wt％的蜡；
0.3wt％～6wt％的锌氧粉；
0.3wt％～8wt％的防老剂；
0.3wt％～6wt％的促进剂；
0.3wt％～8wt％的硫磺。
本发明提供一种低滚动阻力轮胎，其滚动阻力系数在10.5kg/t以下，包括由具有分体结构的胎冠、胎肩和胎侧组成的胎面，所述胎肩由包含以下组分的橡胶组合物组成：0wt％～30wt％的顺式二烯烃弹性体；15wt％～50wt％的共聚二烯烃聚合物；8wt％～30wt％的碳黑；10wt％～40wt％的白炭黑和3.5wt％～35wt％的橡胶添加剂。本发明以高顺式二烯烃弹性体、共聚二烯烃聚合物、碳黑、白炭黑和橡胶添加剂为原料，制得了一种高抗磨耗性能的橡胶组合物，将其用于低滚动阻力轮胎的胎肩处，得到具有较高磨耗性能的低滚动阻力轮胎。本发明以含有白炭黑和炭黑的橡胶组合物为原料制备轮胎，其具有较低的滚动阻力、湿地抓地力和良好的耐磨性能，其中，轮胎的胎肩采用的橡胶组合物中含有8wt％～30wt％的碳黑，碳黑的加入提高了胎肩位的抗磨耗性能，使其具有较长的使用寿命；同时，胎肩耐磨性能的提高能够有效提高轮胎的整体抗磨耗性能，延长整个轮胎的使用周期。
附图说明
图1为本发明提供的胎面底部有支撑层的低滚动阻力轮胎的结构示意图；
图2为本发明提供的胎面底部无支撑层的低滚动阻力轮胎的结构示意图；
图3为本发明提供的具有对称性胎肩设计且胎面底部有支撑层的低滚动阻力轮胎的胎面主视图；
图4为本发明提供的具有对称性胎肩设计且胎面底部无支撑层的低滚动阻力轮胎的胎面主视图；
图5为本发明提供的具有不对称性胎肩设计且胎面底部有支撑层的低滚动阻力轮胎的胎面主视图；
图6为本发明提供的具有不对称性胎肩设计且胎面底部无支撑层的低滚动阻力轮胎的胎面主视图。
具体实施方式
本发明提供一种低滚动阻力轮胎，其滚动阻力系数在10.5kg/t以下，包括由具有分体结构的胎冠、胎肩和胎侧组成的胎面，所述胎肩由包含以下组分的橡胶组合物组成：
0wt％～30wt％的高顺式二烯烃弹性体；
15wt％～50wt％的共聚二烯烃聚合物；
8wt％～30wt％的碳黑；
10wt％～40wt％的白炭黑；
3.5wt％～35wt％的橡胶添加剂。
低滚动阻力轮胎是指滚动阻力系数在10.5kg/t以下的轮胎。低滚动阻力轮胎的使用能够降低汽车的燃油消耗，能够降低CO2的排放，能够有效地实现低能减排。
参看图1，图1为本发明提供的胎面底部有支撑层的低滚动阻力轮胎的结构示意图，其中1为胎冠、21和22为胎肩、31和32为胎侧、5为支撑层、6为带束层。在本发明中，所述胎冠1设置于低滚动阻力轮胎胎面的中部；所述胎冠1的两侧分别设置胎肩21和胎肩22，所述胎肩21与所述胎肩22关于所述胎冠1对称；所述胎侧31与所述胎肩21相连接，所述胎侧32与所述胎侧22相连接；所述胎冠1、胎肩21、胎肩22、胎侧31和胎侧32组成了低滚动阻力轮胎的胎面，所述支撑层5设置于所述胎面的底层；所述带束层6设置于所述支撑层5的底层。
参看图2，图2为本发明提供的胎面底部有支撑层的低滚动阻力轮胎的结构示意图，如图2所示，本发明提供的低滚动阻力轮胎的结构中也可以没有支撑层5，其他结构与图1所示低滚动阻力轮胎的结构相同。
参看图3，图3为本发明提供的具有对称性胎肩设计且胎面底部有支撑层的低滚动阻力轮胎的胎面主视图，如图3所示，在本发明中，低滚动阻力轮胎的胎肩21和胎肩22可以具有对称的设计，即所述胎肩21和所述胎肩22处具有对称的花纹。在图3所示的结构中，所述胎面底部有支撑层，也可以如图4所示，所述胎面的底部无支撑层，图4为本发明提供的具有对称性胎肩设计且胎面底部无支撑层的低滚动阻力轮胎的胎面主视图。通过改变胎肩的设计，可以改变低滚动轮胎的滚动阻力和湿地抓地力等轮胎性能，从而使本发明提供的低滚动阻力轮胎具有较低的滚动阻力和较好的湿地抓地力。
参看图5，图5为本发明提供的具有不对称性胎肩设计且胎面底部有支撑层的低滚动阻力轮胎的胎面主视图，如图5所示，在本发明中，低滚动阻力轮胎的胎肩21和胎肩22也可以具有不对称的设计，即所述胎肩21和所述胎肩22具有不对称的花纹。在图5所示的结构中，所述胎面底部有支撑层，也可以如图6所示，所述胎面的底部无支撑层，图6为本发明提供的具有不对称性胎肩设计且胎面底部无支撑层的低滚动阻力轮胎的胎面主视图。通过采用不对称性胎肩的设计，得到具有不同结构的胎肩，从而可以通过改变胎肩的结构改变低滚动阻力轮胎的滚动阻力和湿地抓地力等轮胎性能，从而更进一步降低了本发明提供的低滚动阻力轮胎的滚动阻力，进一步提高了其湿地抓地力。
本发明提供的低滚动阻力轮胎中，其胎肩由上述橡胶组合物组成，不仅具有较低的滚动阻力，而且具有良好的抗磨耗性能，能够提高轮胎的使用周期。
在本发明中，所述橡胶组合物包括高顺式二烯烃弹性体，高顺式二烯烃弹性体具有较高的耐寒性、耐磨性和弹性，动负荷下发热少，耐屈挠性好，有利于提高低滚动阻力轮胎的综合性能。在本发明中，所述高顺式二烯烃弹性体优选为高顺式顺丁橡胶、高顺式聚异戊二烯弹性体、高顺式氯丁二烯弹性体或高顺式丁钠橡胶，更优选为高顺式顺丁橡胶或高顺式聚异戊二烯弹性体，最优选为高顺式顺丁橡胶，所述高顺式顺丁橡胶即为顺式1，4-丁二烯的结构含量在96％以上的顺丁橡胶。本发明对所述高顺式顺丁橡胶的来源没有特殊的限定，本发明所述高顺式顺丁橡胶包含但不限于以下厂家生产的高顺式顺丁橡胶，如其可以为上海高桥公司生产的、牌号为BR9000的顺丁橡胶，也可以为台橡宇部公司生产的、牌号为BR0150的顺丁橡胶等。在本发明中，所述高顺式二烯烃弹性体的含量为0wt％～30wt％，优选为5wt％～25wt％，更优选为5wt％～20wt％。
所述橡胶组合物还包括共聚二烯烃聚合物，共聚二烯烃聚合物具有良好的力学性能、电性能、化学性能，能够提高橡胶组合物的耐磨性、耐自然老化性、耐水性，从而能够提高轮胎的综合性能。本发明对所述共聚二烯烃聚合物没有特殊限制，可以为丁二烯与苯乙烯聚合得到的丁二烯和苯乙烯的共聚物，即丁苯橡胶，也可以为丁二烯与丙烯腈聚合得到的丁二烯和丙烯腈的共聚物，即丁腈橡胶，还可以为丁二烯与丙烯聚合得到的丙烯丁二烯共聚物；本发明对所述丁苯橡胶的来源没有特殊的限制，本发明所述丁苯橡胶包含但不限于以下厂家生产的丁苯橡胶，其可以为日本合成橡胶公司(JSR)生产的、牌号为SBR1502的丁苯橡胶，或牌号为HP755的丁苯橡胶，也可以为申华化学公司生产的、牌号为SBR1723的丁苯橡胶，在本发明中，所述共聚二烯烃聚合物优选至少包含一种牌号为SBR的丁苯橡胶；所述共聚二烯烃聚合物的含量为15wt％～50wt％，优选为20wt％～45wt％，最优选为25wt％～40wt％。
本发明所述橡胶组合物还包括碳黑。碳黑，又名炭黑，是一种无定形碳，为轻、松而极细的黑色粉末，具有极小的粒径，作为增强材料能够提高橡胶组合物的模量、抗张强度、屈服强度和伸长率等性能，碳黑的加入使得橡胶组合物具有良好的抗磨耗性能。本发明所述橡胶组合物中包含碳黑，提高了橡胶组合物的碳含量，从而能够提高橡胶组合物的润滑性能，即提高了其抗磨耗性。对于碳黑来说，碳黑的粒径越小，对橡胶组合物的补强效果越明显，但是分散越难，同时提高碳黑的结构能够提高其分散性，碳黑的结构越高，表现为邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收值越高，因此本发明优选采用高结构低粒径的碳黑。本发明优选采用DBP吸油值为90-130mL/100g的碳黑，更优选为100-125mL/100g，如所述碳黑可以为N100系列的碳黑，也可以为N200系列的碳黑，还可以为N300系列的碳黑。本发明对所述碳黑的来源没有特殊的限制，本发明所述碳黑包含但不限于以下厂家生产的碳黑，如其可以为上海卡博特生产的牌号为N110的碳黑，也可以为上海卡博特生产的牌号为N220、N234、N330或N339的碳黑。在本发明中，所述碳黑的含量为8wt％～30wt％，优选为10wt％～25wt％，更优选为12wt％～20wt％。
本发明提供的低滚动阻力轮胎的胎肩由包含8wt％～30wt％的碳黑的橡胶组合物组成，碳黑的加入，提高了橡胶组合物的碳含量，使得到的橡胶组合物的抗磨耗性得到较大的提高，将其用于低滚动阻力轮胎的胎肩位，使得胎肩的抗磨耗性增强，提高了低滚动阻力轮胎的整体抗磨耗性能，从而使得到的低滚动阻力轮胎具有较长的使用周期，延长了其使用寿命。
本发明所述橡胶组合物还包含白炭黑。白炭黑是白色粉末状X-射线无定型硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑能提高轮胎在潮湿的路面上的抓地力，有利于安全行驶。同时白炭黑的加入能够较好地降低轮胎的滚动阻力，得到低滚动阻力的轮胎，从而提高了本发明提供的低滚动阻力轮胎的综合性能。白炭黑对橡胶组合物的补强性能主要取决于其表面积(或粒径)、结构和表面化学性质。本发明优选采用粒径BET表面积为80-300m2/g的高分散性白炭黑，更优为100-250m2/g。本发明对所述白炭黑没有特殊的限定，本发明所述白炭黑包含但不限于以下厂家生产的白炭黑，其可以为UnitedSilica公司的牌号为Ultrasil7000GR的白炭黑，也可以为连吉化学公司的牌号为HISIL-255GL的白炭黑。所述白炭黑的含量为10wt％～40wt％，优选为15wt％～35wt％，更优选为18wt％～30wt％，最优选为20wt％～25wt％。
本发明橡胶组合物还包含3.5wt％～35wt％的橡胶添加剂，优选为5wt％～30wt％，更优选为10wt％～25wt％，最优选为15wt％～20wt％，本发明对所述橡胶添加剂没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的用于橡胶组合物中的橡胶添加剂即可，在本发明中，所述橡胶添加剂优选包含以下组分：
0.5wt％～8wt％的偶联剂；
2wt％～25wt％的制程油；
0.3wt％～6wt％的硬脂酸；
0.3wt％～6wt％的蜡；
0.3wt％～6wt％的锌氧粉；
0.3wt％～8wt％的防老剂；
0.3wt％～6wt％的促进剂；
0.3wt％～8wt％的硫磺。
本发明为提高白炭黑在橡胶组合物中的分散性，在橡胶混合过程中添加偶联剂，所述偶联剂的含量优选为所述橡胶组合物总重量的0.5wt％～8wt％，更优选为1.0wt％～7wt％。在本发明中，所述偶联剂能够与所述白炭黑表面的羟基基团反应，也能够与所述高顺式二烯烃弹性体和共聚二烯烃聚合物反应，所述偶联剂优选为烷氧基甲硅烷基聚硫化物，更优选为双-(3-三烷氧基硅烷丙基)聚硫化物，最优选为双-(3-三乙氧基硅烷丙基)聚硫化物，其中，所述聚硫化物中优选平均含有2个～8个硫原子，更优选为含有3.5个～4个硫原子。
本发明所述橡胶添加剂包含制程油，所述制程油的含量优选为所述橡胶组合物总重量的2wt％～25wt％，更优选为4wt％～20wt％，本发明对所述制程油没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用于橡胶组合物中的制程油即可。
本发明所述橡胶添加剂包括硬脂酸，所述硬脂酸的含量优选为所述橡胶组合物总重量的0.3wt％～6wt％的硬脂酸，更优选为0.5wt％～4wt％。本发明对所述硬脂酸没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用于橡胶组合物中的硬脂酸即可。
本发明所述橡胶添加剂包含蜡，所述蜡的含量优选为所述橡胶组合物总重量的0.3wt％～6wt％，更优选为0.5wt％～5wt％。本发明对所述蜡没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用于橡胶组合物中的蜡即可。
本发明所述橡胶添加剂包括锌氧粉，所述锌氧粉的含量为所述橡胶组合物总重量的0.3wt％～6wt％，更优选为0.5wt％～5wt％。本发明对所述锌氧粉没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用于橡胶组合物中的锌氧粉即可。
本发明所述橡胶添加剂包括防老剂，所述防老剂的含量优选为所述橡胶组合物总重量的0.3wt％～8wt％，更优选为0.5wt％～5wt％。本发明对所述防老剂没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用于橡胶组合物中的防老剂即可，在本发明中，所述防老剂优选为胺类防老剂、二芳基仲胺类防老剂或酮胺类防老剂。
本发明所述橡胶添加剂包含促进剂，所述促进剂的含量优选为所述橡胶组合物总重量的0.3wt％～6wt％，更优选为0.5wt％～5wt％。本发明所述促进剂优选为胍类促进剂和磺胺类促进剂中的一种或多种。
本发明所述橡胶添加剂包含硫磺，所述硫磺的含量优选为所述橡胶组合物总重量的0.3wt％～8wt％，更优选为0.5wt％～5wt％。本发明对所述硫磺没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用于橡胶组合物中的硫磺即可。
本发明将上述技术方案所述的橡胶组合物所包含的组分优选在120℃～180℃下混合，更优选为125℃～170℃，得到用于低滚动阻力轮胎胎肩的橡胶组合物，将其用于低滚动阻力轮胎的制造，得到具有高抗磨耗性胎肩的低滚动阻力轮胎。
本发明提供的低滚动阻力轮胎的胎肩由含有8wt％～30wt％的碳黑的橡胶组合物组成，其具有较高的碳含量，从而增强了橡胶组合物的抗磨耗性，将得到的具有较高抗磨耗性的橡胶组合物用于低滚动轮胎的胎肩，从而提高了胎肩的抗磨耗性，提高了轮胎的整体抗磨耗性能，延长了低滚动阻力轮胎的使用周期。
为了提高轮胎的整体使用寿命，本发明提供的低滚动阻力轮胎的胎冠优选由包含以下组分的橡胶组合物组成：
0wt％～25wt％的高顺式二烯烃弹性体；
15wt％～50wt％的共聚二烯烃聚合物；
0.5wt％～12wt％的碳黑；
20wt％～50wt％的白炭黑；
3.5wt％～35wt％的橡胶添加剂。
本发明所述胎冠采用的橡胶组合物包含0wt％～25wt％的高顺式二烯烃弹性体，更优选为5wt％～20wt％，最优选为8wt％～18wt％，本发明对所述高顺式二烯烃弹性体的来源没有特殊的限制，优选采用与上述技术方案所述高顺式二烯烃弹性体相同的高顺式二烯烃弹性体。
本发明所述胎冠采用的橡胶组合物包含15wt％～50wt％的共聚二烯烃聚合物，更优选为20wt％～45wt％，最优选为25wt％～40wt％，本发明对所述共聚二烯烃聚合物的来源没有特殊的限制，优选采用与上述技术方案所述共聚二烯烃聚合物相同共聚二烯烃聚合物。
本发明所述胎冠采用的橡胶组合物包含0.5wt％～12wt％的碳黑，更优选为2wt％～8wt％，本发明对所述碳黑的来源没有特殊限制，优选采用与上述技术方案所述碳黑相同的碳黑。
本发明所述胎冠采用的橡胶组合物包含20wt％～50wt％的白炭黑，更优选为25wt％～45wt％，本发明对所述白炭黑的来源没有特殊限制，优选采用与上述技术方案所述白炭黑相同的白炭黑。
本发明所述胎冠采用的橡胶组合物包含3.5wt％～35wt％的橡胶添加剂，更优选为5wt％～30wt％，最优选为8wt％～25wt％，本发明对所述橡胶组合物没有特殊的限制，优选采用与上述技术方案所述橡胶组合物相同的橡胶组合物。
本发明优选将上述技术方案所述的橡胶组合物包含的组分在120℃～180℃下混合，更优选为125℃～170℃，得到用于低滚动阻力轮胎胎冠的橡胶组合物。
本发明以上述技术方案提供的用于低滚动阻力轮胎胎肩和胎冠的橡胶组合物为原料，制造得到低滚动阻力轮胎的胎冠和胎肩，与胎肩连接处设置胎侧，所述胎冠、胎肩和胎侧组成了轮胎的胎面，在所述胎面的底层设置支撑层，在所述支撑层的底层设置带束层，得到如图1所示结构的低滚动阻力轮胎。本发明提供的低滚动阻力轮胎的胎肩位采用的橡胶组合物包括8wt％～30wt％的碳黑和10wt％～40wt％的白炭黑，使其具有较高的抗磨耗性能和较低的滚动阻力，提高了低滚动阻力轮胎的整体磨耗性能，因此提高了其使用周期。
得到低滚动阻力轮胎后，本发明对得到的低滚动阻力轮胎的性能进行测试。在本发明提供的低滚动阻力轮胎中，组成所述胎肩和所述胎冠的橡胶组合物为轮胎与地面的直接作用面，其磨耗性能和抓地性能能直接反映轮胎的磨耗和抓地性能。因此，可通过测试轮胎所用的橡胶组合物的性能来表征轮胎的性能。
本发明对得到的低滚动阻力轮胎所用橡胶组合物进行性能测试，结果表明，本发明提供的组成低滚动阻力轮胎胎肩和胎冠的橡胶组合物的Lambourn(兰伯恩)磨耗值分别为0.345～0.365cm3和0.390～0.410cm3；在0℃时，用于制造低滚动阻力轮胎胎肩和胎冠的橡胶组合物的Tanδ分别为0.320～0.350和0.350～0.390；在60℃时，用于制造低滚动阻力轮胎胎肩和胎冠的橡胶组合物的Tanδ分别为0.090～0.120和0.080～0.110；在90℃时，用于制造低滚动阻力轮胎胎肩和胎冠的橡胶组合物的Tanδ分别为0.080～0.100和0.060～0.090。由此可以看出，本发明提供的低滚动阻力轮胎的胎肩具有更高的抗磨耗性能，使其具有较长的使用寿命；而且胎肩抗磨耗性能的提高也使得轮胎整体的抗磨耗性得到提高，从而延长了低滚动阻力轮胎的使用周期。
本发明提供一种低滚动阻力轮胎，其滚动阻力系数在10.5kg/t以下，包括由具有分体结构的胎冠、胎肩和胎侧组成的胎面，所述胎肩由包含以下组分的橡胶组合物组成：0wt％～30wt％的高顺式二烯烃弹性体；15wt％～50wt％的共聚二烯烃聚合物；8wt％～30wt％的碳黑；10wt％～40wt％的白炭黑和3.5wt％～35wt％的橡胶添加剂。本发明提供的低滚动阻力轮胎胎肩由包含8wt％～30wt％的碳黑的橡胶组合物组成，其具有较高的碳含量，碳含量的提升增加了其耐磨性能，使得胎肩具有较高的抗磨耗性能，延长了其使用寿命；而且，胎肩抗磨耗性能的提高也提高了轮胎的整体抗磨耗性，从而增加了轮胎的使用周期。
为了进一步说明本发明，下面通过实施例对本发明提供的低滚动阻力轮胎进行详细地描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将350gJSR公司生产的牌号为SBR1502的丁苯橡胶、150g上海高桥公司生产的牌号为BR9000的顺丁橡胶、175g上海卡博特公司生产的牌号为N234的碳黑、250gUnitedSilica公司生产的牌号为7000GR的白炭黑、20gDEGUSSA公司生产的双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物、100gH&RGROUP公司生产的牌号为VIVATEC500的制程油、10g硬脂酸、10g合成蜡、10g锌氧粉和10g泰安圣奥化工生产的牌号为6PPD的防老剂在机械容器里在高转速下进行预混合30s，然后将得到的混合物在中转速下混合3min，最后在145℃时卸出，冷却，放置4h。然后将得到的混合物与4g山东尚舜化工生产的牌号为DPG的促进剂、9g镇江振邦公司生产的牌号为CBS的促进剂和9.5g硫磺在低转速下混合40s后在100℃时卸出，得到用于胎肩的橡胶组合物。
将400gJSR公司生产的牌号为SBR1502的丁苯橡胶、100g上海高桥公司生产的牌号为BR9000的顺丁橡胶、50g上海卡博特公司生产的牌号为N234的碳黑、350gUnitedSilica公司生产的牌号为7000GR的白炭黑、28gDEGUSSA公司生产的双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物、100gH&RGROUP公司生产的牌号为VIVATEC500的制程油、10g硬脂酸、10g合成蜡、10g锌氧粉和10g泰安圣奥化工生产的牌号为6PPD的防老剂在机械容器里在高转速下进行预混合30s，然后将得到的混合物在中转速下混合3min，最后在155℃时卸出，冷却，放置4h。然后将得到的混合物与6.5g山东尚舜化工生产的牌号为DPG的促进剂、10g镇江振邦公司生产的牌号为CBS的促进剂和9.5g硫磺在低转速下混合40s后在100℃时卸出，得到用于胎冠的橡胶组合物。
本发明对用于低滚动阻力轮胎的橡胶组合物的滚动阻力和湿地抓地力进行了测定，结果表明，本发明提供的低滚动阻力轮胎的橡胶组合物具有较低的滚动阻力和较好的湿地抓地力。
本发明对组成低滚动阻力轮胎的橡胶组合物的抗磨耗性能进行了测试，测试结果如下：
本实施例提供的低滚动阻力轮胎的胎肩部位的橡胶组合物的Lambourn(兰伯恩)磨耗值为0.355cm3，其Tanδ的值在0℃、60℃和90℃时分别为0.340、0.108和0.098，测试结果说明，本实施例提供的低滚动阻力轮胎的胎肩具有较高的抗磨耗性能；
本实施例提供的低滚动阻力轮胎的胎冠部位的橡胶组合物的Lambourn(兰伯恩)磨耗值为0.405cm3，其Tanδ的值在0℃、60℃和90℃时分别为0.362、0.091和0.078，测试结果表明，本实施例提供的低滚动阻力轮胎的胎冠同样具有较好的抗磨耗性能，与胎肩位的测试结果相比，胎肩具有比胎冠更优的抗磨耗性能；
依照本实施例制备用于胎肩的橡胶组合物和用于胎冠的橡胶组合物的方法制备原料，并以此为原料得到低滚动阻力轮胎的胎冠和胎肩，在与胎肩连接处设置胎侧，所述胎冠、胎肩和胎侧组成了轮胎的胎面，在所述胎面的底层设置支撑层，在所述支撑层的底层设置带束层，得到如图1所示结构的低滚动阻力轮胎。由以上测试数据可知，本实施例得到的低滚动阻力轮胎的胎肩与胎冠都具有较高的抗磨耗性能，而且胎肩的抗磨耗性优于胎冠的抗磨耗性能，提高了轮胎的整体抗磨耗性，从而延长了其使用周期。
实施例2
将250gJSR公司生产的牌号为SBR1502的丁苯橡胶、206gJSR公司生产的牌号为HP755的丁苯橡胶、100g上海高桥公司生产的牌号为BR9000的顺丁橡胶、50g上海卡博特公司生产的牌号为N234的碳黑、450gUnitedSilica公司生产的牌号为7000GR的白炭黑、36gDEGUSSA公司生产的含有双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物、44gH&RGROUP公司生产的牌号为VIVATEC500的制程油、10g硬脂酸、10g合成蜡、10g锌氧粉和10g泰安圣奥化工生产的牌号为6PPD的防老剂在机械容器里先在高转速下进行预混合30s，然后将得到的混合物在中转速下混合3min后在155℃时卸出，冷却，放置4h。然后将得到的混合物与7.5g山东尚舜化工生产的牌号为DPG的促进剂、10g镇江振邦公司生产的牌号为CBS的促进剂和5.5g硫磺在低转速下混合搅拌40s后在100℃下卸出，得到用于胎冠的橡胶组合物。
本发明对组成低滚动阻力轮胎的橡胶组合物的滚动阻力和湿地抓地力进行了测定，结果表明，本发明提供的低滚动阻力轮胎具有较低的滚动阻力和较好的湿地抓地力。
本发明对得到的低滚动阻力轮胎的橡胶组合物的抗磨耗性能进行了测试，测试结果如下：
本实施例提供的低滚动阻力轮胎的胎冠部位的橡胶组合物的Lambourn(兰伯恩)磨耗值为0.395cm3，其Tanδ的值在0℃、60℃和90℃时分别为0.384、0.096和0.079，测试结果表明，本实施例提供的低滚动阻力轮胎的胎冠同样具有较好的抗磨耗性能，与胎肩位的测试结果相比，胎肩具有比胎冠更优的抗磨耗性能；
依照实施例1制备用于胎肩的橡胶组合物和本实施例制备用于胎冠的橡胶组合物的方法制备原料，按照实施例1提供的制造方法，得到如图1所示结构的低滚动阻力轮胎。由以上测试数据可知，本实施例得到的低滚动阻力轮胎的胎肩与胎冠都具有较高的抗磨耗性能，而且胎肩的抗磨耗性优于胎冠的抗磨耗性能，提高了轮胎的整体抗磨耗性，从而延长了其使用周期。
实施例3
将200gJSR公司生产的牌号为SBR1502的丁苯橡胶、275gJSR公司生产的牌号为HP755的丁苯橡胶、100g上海高桥公司生产的牌号为BR9000的顺丁橡胶、200g上海卡博特公司生产的牌号为N234的碳黑、250gUnitedSilica公司生产的牌号为7000GR的白炭黑、20gDEGUSSA公司生产的双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物、25gH&RGROUP公司生产的牌号为VIVATEC500的制程油、10g硬脂酸、10g合成蜡、10g锌氧粉和10g泰安圣奥化工生产的牌号为6PPD的防老剂在机械容器里先在高转速下进行预混合30s，然后将得到的混合物在在中转速下混合3min后在145℃时卸出，冷却，放置4h。然后将得到的混合物与4g山东尚舜化工生产的牌号为DPG的防老剂、9g镇江振邦公司生产的牌号为CBS的防老剂和9.5g硫磺在低转速下混合40s后在100℃时卸出，得到用于胎肩的橡胶组合物。
本发明对组成低滚动阻力轮胎的橡胶组合物的滚动阻力和湿地抓地力进行了测定，结果表明，本发明提供的低滚动阻力轮胎具有较低的滚动阻力和较好的湿地抓地力。
本发明对组成低滚动阻力轮胎的橡胶组合物的抗磨耗性能进行了测试，测试结果如下：
本实施例提供的低滚动阻力轮胎的胎肩位的橡胶组合物的Lambourn(兰伯恩)磨耗值为0.345cm3，其Tanδ的值在0℃、60℃和90℃时分别为0.335、0.098和0.087，测试结果说明，本实施例提供的低滚动阻力轮胎的胎肩具有较高的抗磨耗性能；
本实施例提供的低滚动阻力轮胎的胎冠部位的橡胶组合物的Lambourn(兰伯恩)磨耗值为0.401cm3，其Tanδ的值在0℃、60℃和90℃时分别为0.358、0.095和0.080，测试结果表明，本实施例提供的低滚动阻力轮胎的胎冠同样具有较好的抗磨耗性能，与胎肩位的测试结果相比，胎肩具有比胎冠更优的抗磨耗性能；
依照本实施例制备用于胎肩的橡胶组合物和实施例1制备用于胎冠的橡胶组合物的方法制备原料，按照实施例1提供的制造方法，得到如图1所示结构的低滚动阻力轮胎。由以上测试数据可知，本实施例得到的低滚动阻力轮胎的胎肩与胎冠都具有较高的抗磨耗性能，而且胎肩的抗磨耗性优于胎冠的抗磨耗性能，提高了轮胎的整体抗磨耗性，从而延长了其使用周期。
实施例4
依照实施例3制备用于胎肩的橡胶组合物和实施例2制备用于胎冠的橡胶组合物的方法制备原料，按照实施例1提供的方法，得到如图1所示结构的低滚动阻力轮胎。
本发明对组成低滚动阻力轮胎的橡胶组合物的滚动阻力和湿地抓地力进行了测定，结果表明，本发明提供的低滚动阻力轮胎具有较低的滚动阻力和较好的湿地抓地力。
本发明对组成低滚动阻力轮胎的橡胶组合物的抗磨耗性能进行了测试，测试结果如下：
本实施例提供的低滚动阻力轮胎的胎肩位橡胶组合物的Lambourn(兰伯恩)磨耗值为0.342cm3，其Tanδ的值在0℃、60℃和90℃时分别为0.338、0.105和0.095，测试结果说明，本实施例提供的低滚动阻力轮胎的胎肩具有较高的抗磨耗性能；
本实施例提供的低滚动阻力轮胎的胎冠部位橡胶组合物的Lambourn(兰伯恩)磨耗值为0.398cm3，其Tanδ的值在0℃、60℃和90℃时分别为0.389、0.095和0.076，测试结果表明，本实施例提供的低滚动阻力轮胎的胎冠同样具有较好的抗磨耗性能，与胎肩位的测试结果相比，胎肩具有比胎冠更优的抗磨耗性能；
由以上测试数据可知，本实施例得到的低滚动阻力轮胎的胎肩与胎冠都具有较高的抗磨耗性能，而且胎肩的抗磨耗性优于胎冠的抗磨耗性能，提高了轮胎的整体抗磨耗性，从而延长了其使用周期。
由以上实施例可知，本发明提供的低滚动阻力轮胎包括由具有分体结构的胎冠、胎肩和胎侧组成的胎面，所述胎肩由包含以下组分的橡胶组合物组成：0wt％～30wt％的高顺式二烯烃弹性体；15wt％～50wt％的共聚二烯烃聚合物；8wt％～30wt％的碳黑；10wt％～40wt％的白炭黑和3.5wt％～35wt％的橡胶添加剂。本发明提供的低滚动阻力轮胎的胎肩由包含8wt％～30wt％的碳黑的橡胶组合物组成，碳黑的加入提高了其抗磨耗性能，使得本发明提供的低滚动阻力轮胎的胎肩具有较高的抗磨耗性能，从而延长了胎肩的使用寿命；而且胎肩抗磨耗性能的提高也提高了轮胎的整体抗磨耗性能，从而提高了低滚动阻力轮胎的使用周期。另外，本发明提供的低滚动阻力轮胎具有较低的滚动阻力和较好的湿地抓地力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种低滚动阻力轮胎，其滚动阻力系数在10.5kg/t以下，包括由具有分体结构的胎冠、胎肩和胎侧组成的胎面，所述胎肩由包含以下组分的橡胶组合物组成：
0wt％～30wt％的高顺式二烯烃弹性体；
15wt％～50wt％的共聚二烯烃聚合物；
12wt％～20wt％的碳黑；
15wt％～35wt％的白炭黑；
3.5wt％～35wt％的橡胶添加剂；
所述胎冠由包含以下组分的橡胶组合物组成：
0wt％～25wt％的高顺式二烯烃弹性体；
15wt％～50wt％的共聚二烯烃聚合物；
2wt％～8wt％的碳黑；
20wt％～50wt％的白炭黑；
3.5wt％～35wt％的橡胶添加剂。
2.根据权利要求1所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述胎肩的接地部位为顶部宽度大于等于10.0mm、底部宽度大于等于5.0mm、厚度大于等于5.0mm的权利要求1中组成胎肩的橡胶组合物组成的周向橡胶环。
3.根据权利要求2所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述胎肩的周向橡胶环为单侧或双侧。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述高顺式二烯烃弹性体为高顺式顺丁橡胶、高顺式聚异戊二烯弹性体、高顺式氯丁二烯弹性体或高顺式丁钠橡胶。
5.根据权利要求1～3任意一项所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述共聚二烯烃聚合物为丁苯橡胶、丁腈橡胶或丙烯丁二烯共聚物。
6.权利要求1所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述胎面的花纹为对称花纹或不对称性花纹。
7.根据权利要求1所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，还包括设置于所述胎面底部的支撑层。
8.根据权利要求1～3任意一项所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述橡胶添加剂包含以下组分：
0.5wt％～8wt％的偶联剂；
2wt％～25wt％的制程油；
0.3wt％～6wt％的硬脂酸；
0.3wt％～6wt％的蜡；
0.3wt％～6wt％的锌氧粉；
0.3wt％～8wt％的防老剂；
0.3wt％～6wt％的促进剂；
0.3wt％～8wt％的硫磺。
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