CN107216503B

CN107216503B - 一种环保型四季胎的胎面胶

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Publication number: CN107216503B
Application number: CN201710601257.6A
Authority: CN
Inventors: 林丛海; 张碧俊; 丁金刚; 吉年康; 覃进明
Original assignee: ZHAOQING SONNY INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: ZHAOQING SONNY INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2018-04-03
Anticipated expiration: 2037-07-21
Also published as: CN107216503A

Abstract

本申请属于轮胎制造技术领域，具体涉及一种环保型四季胎的汽车轮胎胎面胶。该轮胎胎面胶包括溶聚丁苯胶、天然橡胶、顺丁胶、溴化丁基橡胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂、防护蜡、环保芳烃油、软化剂、白炭黑、炭黑、硅烷偶联剂、聚乙二醇、特种硫磺、促进剂NS、促进剂CBS、促进剂DPG、防焦剂CTP。本申请提供的汽车轮胎胎面胶适用条件广，在低温下(低于7度)仍然能保持柔软度，不易发硬开裂；在高温下(60℃，30天)变形率低，实施例1提供的胎面胶变形率仅为4％，远低于对比例(≥10％)，具有较强的抗氧化能力；而且高温氧化前后力学性能保持性好。

Description

一种环保型四季胎的胎面胶

技术领域

本发明属于轮胎制造技术领域，具体涉及一种环保型四季胎的胎面胶。

背景技术

随着汽车工业和交通运输业的高速发展、公路建设特别是高速公路的迅猛发展，迫切需要各种高性能轮胎。先后出现了所谓的安全轮胎、节能轮胎、高性能轮胎、夏季轮胎、冬季轮胎、绿色轮胎以及环保型四季轮胎。普通轮胎，如夏季轮胎在低温下橡胶会***失去摩擦力，为了保证安全，每年需更换两次轮胎，长此以往，不仅费时费力，还可能会对轮毂的性能造成影响。

四季胎则是应用范围广，全年可用，在干地和湿地上耐高温、耐磨，散热好；在雪地和冰面上行驶时能提供良好的抓地力，牵引力和制动力高。这就要求四季胎在配方上能实现冬季仍然能保持柔软度，不易发硬开裂；同时在高温下抗老化性能增强，具有较好的使用寿命。

现有持术中有较多关于汽车轮胎的相关研究，但未并见符合上述四季胎性能要求的胎面胶的文献报道。如中国专利申请201310343659.2《一种汽车轮胎外胎胎面胶》公开了一种汽车轮胎外胎胎面胶。该发明的汽车轮胎外胎胎面胶，由如下原料组成：天然橡胶、丁苯橡胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂4010NA、防老剂H、防护蜡、中超耐磨炭黑、硅烷偶联剂、二甘醇、石油系软化剂、促进剂NOBS、促进剂DM、促进剂CZ、硫磺。该胎面胶具有良好的耐切割、耐刺扎、抗裂口扩展和抗撕裂掉块性能，该发明的汽车轮胎外胎胎面胶特别适宜施工过程中在路面条件较差和较高速度条件下使用，但该发明的汽本轮胎在湿滑的雪地里难以达到抗滑性能的要求。

中国专利申请201610512571.2《一种抗湿滑的雪地胎胎面及其制备方法》公开了一种抗湿滑的雪地胎胎面及其制备方法。该发明通过调整聚丁苯胶、天然橡胶、顺丁胶、环保芳烃油和促进剂等组分的用量，降低胎面硬度，提高胎面胶的抗湿滑性能，有效提高了胎面胶耐磨性、抗撕裂、拉伸强度等物理机械性能，尤其胎面胶的抗湿滑性能得到了显著的提高。但该胎面胶在温度较高时的抗氧化性能较差，夏天容易变形，影响了轮胎的整体使用寿命。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本申请的发明目的在于提供一种干地、湿地、雪地和冰面上均具有较高性能、具有较好抗氧化性能的环保型四季胎的汽车轮胎胎面胶。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种环保型四季胎的汽车轮胎胎面胶，其包括以下重量份的各组分：

优选地，所述天然橡胶为顺式天然聚异戊二烯橡胶SMR20#；

优选地，所述顺丁胶为稀土顺丁胶；

优选地，所述防老剂为N-苯基-α-苯胺、N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺、N-N'-二苯基-对苯二胺和N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺中的至少一种。

进一步优选地，所述防老剂为N-苯基-α-苯胺、N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺、N-N'-二苯基-对苯二胺按重量份为1：1：1混合。

优选地，所得胶料的密度为1-1.5kg/dm³；进一步优选为1-1.3kg/dm³；更进一步优选为1-1.2kg/dm³；最优选为1.01-1.188kg/dm³；如1.086kg/dm³，1.088kg/dm³或1.09kg/dm³。

优选地，所述软化剂为环保油，其中，环保油的主要成分为环烷油。

优选地，所述硅烷偶联剂为双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物。

优选地，所述聚乙二醇的平均分子量为380～420，粘度为37～45mm²/s。

优选地，所述防护蜡为OKERIN 11018。

优选地，所述特种硫磺为颗粒状，有效成分硫含量为80％，在橡胶里具有较好的混溶性，胶料在存放期间内不喷霜，保持胶料组分和性能均一；可克服因喷霜造成胶料粘合力差的缺点；还具有高温稳定性。

进一步优选地，所述环保型四季胎的汽车轮胎胎面胶包括下述重量份数的各组分：

更进一步优选地，所述环保型四季胎的汽车轮胎胎面胶包括下述重量份数的组分：

其中，本申请采用溶聚丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁胶和溴化丁苯橡胶四种橡胶并用，具有较好的混溶性，可显著改进炭黑、白炭黑、防老剂等成分在橡胶体系中的分散，从而能明显降低轮胎的滚动阻力和生热，使制得的轮胎具有优良的耐磨性、耐屈挠性、耐热性、耐低温性、耐沟纹龟裂性，回弹性好，永久变形小、硬度适中等优点；而且对湿路面抓着力大，耐热性及在高温下长时间暴露后的耐屈挠性良好，滚动阻力低，抗湿滑性能和湿牵引性能优异。

所述的硬脂酸具有以下四个方面的作用：1)软化和增塑作用；2)外部润滑剂；3)促进炭黑、白炭黑和氧化锌的分散；4)和氧化锌反应促进其活性，用作硫化促进助剂。

加入的白炭黑和硅烷偶联剂，形成的微观粗糙度可通过刺破水膜而提高轮胎的抗湿滑性；改善耐磨性，提高轮胎寿命。

所述聚乙二醇可在橡胶中形成网络结构，和硅烷偶联剂共同作用提高白炭黑的活性和分散性。

本申请的促进剂采用促进剂NS、促进剂CBS、促进剂DPG三者混合具有较好的分散性能，可在促进胶料硫化的同时避免制品表面雾化、喷霜；进而有利于提高产品的耐高温、抗氧化性能和力学性能。试验结果表明，在其它条件不变的情况下，仅将促进剂DPG替换为促进剂DZ，产品的高温变形(60℃，30天老化试验)率升高5％-20％。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供的四季胎胎面胶适用条件广，在低温下(低于7度)仍仍然能保持柔软度，不易发硬开裂；在高温下(60℃，30天)变形率低，实施例1提供的胎面胶变形率仅为4％，远低于对比例(≥10％)，具有较强的抗氧化能力；而且高温氧化前后力学性能保持性好。

(2)本申请提供的四季胎胎面胶对湿路面，如雪地和冰面上，行驶时能提供优异的抓地力。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步阐述。这些实施例仅是出于解释说明的目的，而不限制本发明的范围和实质。如无特别说明，本发明中组分的表示方式均为重量份。下表1为实施例1-6的四季型汽车轮胎胎胎面胶配方：

其中，所述溶聚丁苯胶的型号为SSBRF3438A；所述溴化丁苯基橡胶的型号为BrIIR1301；所述天然橡胶为天然橡胶SMR20#；所述顺丁胶为稀土顺丁胶，生产型号为NdBR60；所述白炭黑的型号为HCSIL-900MP(购于无锡恒诚硅业有限公司)；所述软化剂为环保油；所述硅烷偶联剂为双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物；所述聚乙二醇的平均分子量为380～420，粘度为37～45mm²/s；所述防护蜡为OKERIN 11018；所述防老剂为N-苯基-α-苯胺、N-苯基-N’-异丙基-对苯二胺、N-N’-二苯基-对苯二胺按重量份为1：1：1混合。

表1汽车轮胎胎面胶配方列表

配方	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							溶聚丁苯胶	25	30	35	40	50	55
天然橡胶	15	25	30	20	10	15
							顺丁胶	50	15	20	10	28	15
溴化丁基胶	10	30	15	30	12	15
							氧化锌	4	4.5	3	3.5	4	2.5
硬脂酸	3.5	2	2.5	2.2	2.5	2.0
							防老剂	3.5	4.5	2.5	2.3	4	4.5
防护蜡	2	2	3.5	3.8	2.5	2.5
							环保芳烃油	10	25	30	28	25	15
软化剂	2.5	2.5	3	2	2.5	2.5
							白炭黑	35	45	50	50	55	65
炭黑	35	25	15	15	20	10
							硅烷偶联剂	3.5	4.5	5	5	5.5	6.5
聚乙二醇	1.5	2	3	1	1.3	1.8
							特种硫磺	3	2.4	2.5	2.8	4.5	3.8
促进剂NS	1.2	2.5	2.3	2.4	2.5	2.2
							促进剂CBS	1.1	1.3	2.4	2.8	3	3.6
促进剂DPG	1.1	1.2	1.4	1.6	1.6	1.8
							防焦剂CTP	2.2	1.5	0.5	1.2	2.5	1.8

注：表中数字都为重量份数。

汽车轮胎胎面胶的制备工艺如下：

1、根据表1中的配方，在密炼机中加入溶聚丁苯胶、天然橡胶、顺丁胶、溴化丁基胶、防老剂、防护蜡、环保芳烃油、软化剂、白炭黑、炭黑和硅烷偶联剂，混合10-30min并升温到180-200℃，获得母炼胶，然后逐步降温到65-75℃；

2、同样根据表1中的配方，在开炼机中向步骤1得到的母炼胶中加入氧化锌、硬脂酸、促进剂NS、促进剂CBS、促进剂DPG和特种硫磺，并在55-60℃的温度下，对上述混合物混炼10-30min，从而得到相应的混炼胶；

3、将由上述方法制得的混炼胶在平板硫化机上成型，制成橡胶平板或薄片(样品)，用来进行物理化学性质的测试。

对比例1

一种汽车轮胎胎面胶，包括以下重量份的各组分：

汽车轮胎胎面胶的制备工艺同实施例1。

对比例2

一种汽车轮胎胎面胶，包括下述重量份数的组分：

汽车轮胎胎面胶的制备工艺基本同实施例1，按上述原料配比配料，通过密炼机混炼，制造出混炼胶，用挤出机挤出的方式将混炼胶制成胎面半成品。

对比例3

一种汽车轮胎胎面胶，其与实施例1不同之处在于，不含防焦剂。

对比例4

一种汽车轮胎胎面胶，其与实施例1不同之处在于，

促进剂NS 1.2

促进剂CBS 1.1。

对比例5

一种汽车轮胎胎面胶，其与实施例1不同之处在于

高分散性硫磺(硫含量≥95)3。

验证实施例

1、MDA检测

将实施例1、5与对比例1-5所制得的胎面胶样品进行对比试验。

试验要求:对硫化试样单独存放做好标识，硫化试样各10个样做MDA检测，统计10个数据平均值进行对比，结果如下表2所示。(注：60℃及以上tand值越小越好；60℃以下tand值越大越好。)

表2硫化试样MDA检测统计结果

由表2数据可以看出，本申请提供的胎面胶在冰面、湿地、干地上的抓地性能均优于对比例。

2、成品胎机床性能试验

取实施例1胎面胶和对比例1-5进行室内高速试验，试验结果如表下3所示。

表3成品胎室内高速性能试验结果

由表3数据可以看出，本申请提供的轮胎胎面胶耐磨性能性，寿命长。

3、胎面胶抗氧化性能试验

试验方法：对实施例1、5和对比例1-5制得的半成品和成型胎胚要单独存放做好标识，每组样品数为500个。在60℃条件下，老化30天。试验前和试验开始30天内的成品外观质量检验数据进行对比结果如下表4所示；对实施例1制得的样品测定试验前和开始后30天时的力学性能，测定结果如下表5所示。

表4成品胎外观质量统计

表5实施例1制得的胎面胶力学性能检测结果

由表4、表5的测定结果可以看出，本申请提供的胎面胶在高温(60℃，30g天)条件下具有较好的抗变形能力，均优于对比例1-5；而且胎面胶的力学性能在老化前后保持性好。

上述实施例仅作为解释本发明的目的，本发明的范围不受此限制。对本领域的技术人员来说所做的修改是显而易见的，本发明仅受所附权利要求范围的限制。

Claims

1.一种环保型四季胎的汽车轮胎胎面胶，其包括以下重量份的各组分：

2.根据权利要求1所述的汽车轮胎胎面胶，包括下述重量份数的各组分：

3.根据权利要求1或2所述的汽车轮胎胎面胶，所述天然橡胶为顺式天然聚异戊二烯橡胶SMR20#。

4.根据权利要求1或2所述的汽车轮胎胎面胶，所述防老剂为N-苯基-α-苯胺、N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺、N-N'-二苯基-对苯二胺和N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的汽车轮胎胎面胶，所述防老剂为N-苯基-α-苯胺、N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺、N-N'-二苯基-对苯二胺按重量份比为1：1：1混合。

6.根据权利要求1或2所述的汽车轮胎胎面胶，所得胶料的密度为1-1.5kg/dm³。

7.根据权利要求1或2所述的汽车轮胎胎面胶，所述硅烷偶联剂为双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物。

8.根据权利要求1或2所述的汽车轮胎胎面胶，所述聚乙二醇的平均分子量为380～420，粘度为37～45mm²/s。

9.根据权利要求1或2所述的汽车轮胎胎面胶，所述防护蜡为OKERIN 11018。

10.根据权利要求1或2所述的汽车轮胎胎面胶，所述软化剂为环保油。