CN107828097A - 一种可用于漂移比赛的uhpt胎面胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，包括：乳聚丁苯橡胶：50～70phr、溶聚丁苯橡胶30～50phr、炭黑50～80phr、白炭黑20～50phr、硅烷偶联剂2～5phr、油30～50phr，功能性树脂8～16phr、氧化锌2～4phr、硬脂酸1～3phr、硫磺1.5～2.5phr、促进剂2.0～3.0phr、其它组分4～7phr。该配方创新性的使用了改性溶聚丁苯、高比表面积的高分散白炭黑及功能性树脂，同时合理调整填料比例以及胶料的混炼工艺，兼顾了日常行驶及漂移赛事使用性能要求：与普通UHPT胎面胶相比，胎面胶干抓地、操控性能十分优异，与专业漂移胎面相比，使用寿命显著提升，湿抓地也有较好改善，能够满足平时驾驶及漂移比赛的多用途要求。

Description

一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶

技术领域

本发明属于汽车轮胎材料技术领域，具体涉及一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶。

背景技术

轮胎是汽车与路面接触的唯一部件，汽车行驶过程之中，通过胎面与地面接触传递牵引力或者制动力。汽车赛事一直是推动轮胎技术发展的重要运动，各大轮胎公司在赛车胎领域均有较大的研发力量和资金投入。近年来，汽车漂移赛因超强的观赏性在国内外发展迅速、影响日渐增大。在速度与激情的吸引下，很多追求刺激的消费者对漂移比赛跃跃欲试，但昂贵奢华的专业比赛门槛，普通民众难以逾越，一些跑车及改装车便适应了这一市场，越来越多的非专业赛事陡然兴起。专业的漂移胎对抓地性能、操控性能要求苛刻，但轮胎寿命一般只有几十或几百公里，无法与普通的UHPT轮胎动辄上万公里的行驶里程相比，且湿抓地性能一般，湿滑路面行驶安全无法保障，不适用于日常驾驶，而且需要频繁更换轮胎。而普通UHPT轮胎的抓地与操控性能无法满足漂移驾驶需求，不适合赛事使用。如何平衡轮胎各方面性能，使其既能满足漂移赛事对抓地、操控性能的需求，又可满足日常驾驶对轮胎寿命及湿抓地性能的要求，成为轮胎工作者难以克服的一道难题。

发明内容

针对现有技术中轮胎对使用寿命(磨耗性能)及湿抓地性能有较高要求的技术问题，本发明的目的在于提供的一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，本专利就是设计可用于非专业漂移赛事的UHPT胎面配方。胎面胶的生胶体系选用高苯乙烯乳聚丁苯与中苯乙烯、高乙烯基溶聚丁苯并用；补强体系选用超耐磨炭黑与高比表面高分散白炭黑并用；选用高抓地低生热的动态性能改善树脂并填充大量工艺油；以期达到高干抓性能、高操控性能、高耐磨性能并平衡湿抓地性能的目的。

本发明采取的技术方案为：

一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，该胎面胶按重量百分比计由包括以下组分的材料混炼而成：

所述乳聚丁苯橡胶中苯乙烯占聚合物总量的30％～50％；所述溶聚丁苯橡胶中苯乙烯含量占聚合物总量的25％～35％，乙烯基占丁二烯总量的50％～65％；所述炭黑选用平均粒径11～19nm的超耐磨炉黑；所述白炭黑选用氮吸附比表面积(NSA)在200～250m²/g的高比表面积的高分散白炭黑；所述芳烃油CA：35％～45％、CN：20％～35％、CP：20％～35％；所述功能性树脂的软化点在80℃～120℃。

作为优先，该胎面胶按重量百分比计由包括以下组分的材料混炼而成：

乳聚丁苯橡胶50～60phr、溶聚丁苯橡胶40～50phr、炭黑60～70phr、白炭黑30～40phr、硅烷偶联剂3～4phr、芳烃油35～45phr、功能性树脂8～12phr，、氧化锌3～4phr、硬脂酸1～2phr、硫磺2～2.5phr、促进剂3.0～3.5phr、其它组分5～6phr。

作为再优选，所述乳聚丁苯橡胶中苯乙烯占聚合物总量的35％～45％；所述溶聚丁苯橡胶中苯乙烯含量占聚合物总量的25％～30％，乙烯基占丁二烯总量的55％～65％。

作为最优选，所述乳聚丁苯橡胶选用苯乙烯占聚合物总重的40％，Tg-30℃；溶聚丁苯选用双端基改性，苯乙烯占聚合物总量的28％，乙烯基占丁二烯总量的60％，Tg-28℃。

为了满足漂移比赛需要，采用全丁苯橡胶设计，以获得优异的抓地及操控性能。为平衡磨耗、湿抓地性能，采用乳聚丁苯与溶聚丁苯并用设计，乳聚丁苯橡胶苯乙烯含量最好高于35％，高苯乙烯含量有利于抓地性能的提升，溶聚丁苯橡胶苯乙烯含量最好在25％-35％之间，而乙烯基最好在55％-65％之间，且为双端基改性产品：中苯乙烯高乙烯基溶聚丁苯可更好的平衡轮胎抓地与生热性能，双端基改性可有效提升填料与橡胶的键合，改善填料分散，提升模量并降低生热。

作为再优选，所述炭黑选用平均粒径11～19nm的超耐磨炉黑；所述白炭黑选用氮吸附比表面积(NSA)在200～250m²/g的高比表面高分散白炭黑。作为最优选炭黑选用N110、N115和N134中的一种；白炭黑选用200MP、9100GR中的一种。

补强体系采用超耐磨炭黑与高比表面高分散白炭黑并用，填料总分数90-110phr，高填充可有效提升抓地及磨耗性能。炭黑选用SAF，粒径小，干抓地、操控、磨耗性能优异；白炭黑选用NSA在200～250m²/g的高比表面高分散白炭黑，干抓地、操控、磨耗性能优异，湿抓地性能较好。同时，炭黑、白炭黑并用可更好的平衡抓地、操控、磨耗及湿抓地性能。

作为再优选，所述功能性树脂为苯乙烯类或萜烯酚类树脂，软化点在80℃～120℃。作为最优选树脂选用苯乙烯类，软化点在80℃～100℃。

作为再优选，配方中其它组分为防老剂，包括防老剂RD、防老剂4020和防护蜡，防老剂RD为2.0～3.0phr，防老剂4020为1.5～2.5phr，防护蜡为1.5～2.5phr。

为进一步提升抓地性能，采用8-16phr动态性能改善树脂，该树脂与丁苯橡胶具有很好的相容性，抓地性能优异且对生热性能影响很小，软化点在80℃-120℃之间，固体树脂可保证胎面橡胶常温下正常行驶时所需的刚性，提升抓地降低磨损，同时较低的软化点有利于在漂移比赛时较快的达到工作温度，树脂软化，大幅提升抓地性能。

本发明的有益效果为：

本发明中的溶聚丁苯橡胶为双端基改性产品，其特点为：白炭黑、炭黑体系均适用，分散好，生热低，磨耗性能优异；分子量大，操控性能优异；抓地性能优异。本发明中的白炭黑为高比表面高分散产品，其特点为：补强性能好；操控性能好；磨耗性能优异；干湿地性能均衡。

本发明设计的可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，选用了双端基改性的溶聚丁苯橡胶与乳聚丁苯并用的生胶体系，抓地、操控、磨耗性能更加均衡；补强体系选用SAF与高比表面积的白炭黑并用的填充体系，与生胶体系协调统一，抓地性能、磨耗性能优异。

与现有技术相比，本发明兼顾了日常行驶及漂移赛事使用性能要求：与普通UHPT胎面胶相比，本发明胎面胶干抓地、操控性能十分优异；与专业漂移胎面胶相比，使用寿命显著提升，湿抓地也有较好改善。

具体实施方式

对于本申请的用于漂移比赛的UHPT胎面胶的设计原理做进一步的说明。

橡胶配方较软的轮胎可提供较强的抓地力，但是相对的磨损也较快。轮胎的接地面积增加了轮胎和路面接触的面积。随着轮胎技术水平的提升，配方设计理念的完善及新型橡胶材料的应用已经能够更好的平衡轮胎的各项性能，使其更大程度地满足消费者的不同要求。本申请中的生胶体系选用高苯乙烯乳聚丁苯与中苯乙烯、高乙烯基溶聚丁苯并用既能满足漂移赛事对抓地、操控性能的需求，又可满足高磨耗性能，乳聚丁苯橡胶、溶聚丁苯橡胶经过不断的研发，采用特殊比例进行混合，其与高抓地低生热的动态性树脂并填充大量工艺油协同作用，使胎面胶的抓地、操控、磨耗性能得到更好的提升和平衡，从而使赛事、公路两用的UHPT胎面胶料得以实现。

抓地力通常可以分为横向和纵向抓地力，横向抓地力是指轮胎的转弯能力，纵向抓地力可以用制动性能或加速性能等来衡量。同时，我们还会用湿地和干地的抓地力来评判轮胎的抓地力。就胶料性能而言，通常使用20℃下损耗因子(tanδ(20℃))表征干抓地性能，0℃下损耗因子(tanδ(0℃))表征湿抓地性能，损耗因子越大，抓地性能越好。两者相关性已被配方工作者通过大量实验得以验证。当然，比较主观的感受体验比如操控性能，就是由大部分的抓地力来提供的。比如常见的光头胎干地的抓地能力非常强大，而对于湿地相对较弱，反之亦然。现有技术中白炭黑的应用几乎都是应用在轮胎湿抓地领域，并降低滚动阻力，本领域技术人员很难将其很好的融合到干地抓着力领域，其达不到干地的抓地能力，而本申请采用的是超耐磨炭黑与高比表面高分散白炭黑并用的补强体系，高填充可有效提升抓地及磨耗性能。超耐磨炭黑，干抓地、操控、磨耗性能优异，生热较大；高比表面高分散白炭黑，干抓地、操控、磨耗性能优异，湿抓地性能较好，生热相对较低。其与动态性能改善树脂的协同作用，使轮胎的生热性能保持在最佳状态，有利于在漂移比赛时较快的达到工作温度，树脂软化，即软化点在80℃-120℃之间，胎面***，大幅提升干抓地性能，同时可保证胎面橡胶常温下正常行驶时所需的刚性。另一方面，通过如上组分的优化，胎面的耐磨性能较专业漂移胎提升一倍，与普通UHPT轮胎相当。

下面结合具体实施例进一步说明本发明。

实施例1

一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，所述的混炼胶按照重量份组成如下：乳聚丁苯橡胶55phr、溶聚丁苯橡胶45phr、炭黑60phr、白炭黑40phr、硅烷偶联剂4phr、芳烃油35phr、功能性树脂10phr、氧化锌3phr、硬脂酸2phr、硫磺2phr、促进剂3.0phr、其它组分5phr。

实施例2

一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，所述的混炼胶按照重量份组成如下：乳聚丁苯橡胶60phr、溶聚丁苯橡胶40phr、炭黑70phr、白炭黑30phr、硅烷偶联剂3phr、芳烃油40phr、功能性树脂8phr、氧化锌3phr、硬脂酸2phr、硫磺2phr、促进剂3.0phr、其它组分5phr。

实施例3

一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，所述的混炼胶按照重量份组成如下：乳聚丁苯橡胶：50phr、溶聚丁苯橡胶20phr、炭黑50phr、白炭黑20phr、硅烷偶联剂2phr、芳烃油30phr，功能性树脂8phr、氧化锌2phr、硬脂酸1phr、硫磺1.5phr、促进剂2.5phr、其它组分4phr。

实施例4

一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，所述的混炼胶按照重量份组成如下：乳聚丁苯橡胶：80phr、溶聚丁苯橡胶50phr、炭黑80phr、白炭黑50phr、硅烷偶联剂5phr、芳烃油50phr，功能性树脂16phr、氧化锌4phr、硬脂酸3phr、硫磺2.5phr、促进剂3.5phr、其它组分7phr。

一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶的混炼方法包括以下步骤：

(1)一段混炼：混炼在密炼机中进行，加乳聚丁苯橡胶和溶聚丁苯橡胶组成的生胶、炭黑，压上顶栓20-30s，提砣，加硅烷偶联剂、白炭黑压上顶栓20-25s，提砣，加油料，压栓20-30s，提砣，压上顶栓25-30s；密炼机转速30-50rpm；150℃排胶；

(2)二段混炼：混炼在密炼机中进行，加一段混炼胶料，压上顶栓30-40s，提砣，压上顶栓20-35s，提砣，压上顶栓20-35s；密炼机转速35-45rpm；150℃排胶；

(3)母炼胶密炼机排胶后，胶料由双螺杆挤出压片机压片、经隔离剂池后冷却、建垛；

(4)终炼胶混炼：混炼在密炼机中进行，加二段混炼母胶、终炼药品压上顶栓20-30s，提砣，压上顶栓20-30s，提砣，压上顶栓20-30s；密炼机转速25-35转/分；100℃排胶；

(5)终炼胶密炼机排胶后，胶料由双螺杆挤出压片机压片、在开炼机上左右切刀各3次、经隔离剂池后冷却、建垛。

实施例2的配方与常规配方性能对比如下表1所示：

表1为实施例2的配方与常规配方的物理机械性能对比表

从上表数据可以看出，试验配方tanδ(20℃)数据与专业漂移胎面配方相当，说明其干抓性能与专业漂移配方相当；磨耗性能较漂移胎面配方提升一倍以上，与普通UHPT胎面配方相当。湿地性能优势较明显。满足漂移赛事需要的同时，各项性能均得到较好平衡。

(2)轮胎性能测试如下表2所示，轮胎测试规格为265/35R18；

表2为轮胎性能测试表

从以上表可以看出，试验配方可以满足轮胎性能要求。

以上所述并非是对本发明的限制，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实质范围的前提下，还可以做出若干变化、改型、添加或替换，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，其特征在于，所述的混炼胶按照重量份组成如下：

乳聚丁苯橡胶：50～80phr、溶聚丁苯橡胶20～50phr、炭黑50～80phr、白炭黑20～50phr、硅烷偶联剂2～5phr、芳烃油30～50phr，功能性树脂8～16phr、氧化锌2～4phr、硬脂酸1～3phr、硫磺1.5～2.5phr、促进剂2.5～3.5phr、其它组分4～7phr。

2.根据权利要求1所述一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，其特征在于，所述的混炼胶按照重量份组成如下：乳聚丁苯橡胶50～60phr、溶聚丁苯橡胶40～50phr、炭黑60～70phr、白炭黑30～40phr、硅烷偶联剂3～4phr、芳烃油35～45phr、功能性树脂8～12phr，、氧化锌3～4phr、硬脂酸1～2phr、硫磺2～2.5phr、促进剂3.0～3.5phr、其它组分5～6phr。

3.根据权利要求1或2所述一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，其特征在于，所述乳聚丁苯橡胶中苯乙烯占聚合物总量的30％～50％；所述溶聚丁苯橡胶中苯乙烯含量占聚合物总量的25％～35％，乙烯基占丁二烯总量的50％～65％。

4.根据权利要求3所述一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，其特征在于，所述乳聚丁苯橡胶选用苯乙烯占聚合物总重的40％，Tg-30℃；溶聚丁苯选用双端基改性，苯乙烯占聚合物总量的28％，乙烯基占丁二烯总量的60％，Tg-28℃。

5.根据权利要求1或2所述一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，其特征在于，所述炭黑选用平均粒径11～19nm的超耐磨炉黑；所述白炭黑选用氮吸附比表面积NSA在200～250m²/g的高分散白炭黑。

6.根据权利要求5所述一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，其特征在于，所述炭黑选用N110、N115和N134中的一种；白炭黑选用200MP、9100GR中的一种。

7.根据权利要求1或2所述一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，其特征在于，所述芳烃油CA：35％～45％、CN：20％～35％、CP：20％～35％。

8.根据权利要求1或2所述一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，其特征在于，所述功能性树脂为苯乙烯类树脂或萜烯酚类树脂，软化点在80℃～120℃。

9.根据权利要求1或2所述一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，其特征在于，所述促进剂为次磺酰胺类促进剂，所述其它组分为：喹啉类防老剂、胺类防老剂和防护蜡。

10.根据权利要求1或2所述一种可用于漂移比赛的UHPT胎面胶，其特征在于，其胶胶料的混炼方法包括以下步骤：

(1)一段混炼：混炼在密炼机中进行，加乳聚丁苯橡胶和溶聚丁苯橡胶组成的生胶、炭黑，压上顶栓20-30s，提砣，加硅烷偶联剂、白炭黑压上顶栓20-25s，提砣，加油料，压栓20-30s，提砣，压上顶栓25-30s；密炼机转速30-50rpm；150℃排胶；

(2)二段混炼：混炼在密炼机中进行，加一段混炼胶料，压上顶栓30-40s，提砣，压上顶栓20-35s，提砣，压上顶栓20-35s；密炼机转速35-45rpm；150℃排胶；

(3)母炼胶密炼机排胶后，胶料由双螺杆挤出压片机压片、经隔离剂池后冷却、建垛；

(4)终炼胶混炼：混炼在密炼机中进行，加二段混炼母胶、终炼药品压上顶栓20-30s，提砣，压上顶栓20-30s，提砣，压上顶栓20-30s；密炼机转速25-35转/分；100℃排胶；

(5)终炼胶密炼机排胶后，胶料由双螺杆挤出压片机压片、在开炼机上左右切刀各3次、经隔离剂池后冷却、建垛。