CN113801383A - 一种能够改善轮胎胎面及胎侧耐热氧老化的胎面胶料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能够改善轮胎胎面及胎侧耐热氧老化的胎面胶料。所述胶料的原料组分包括：天然橡胶20‑50份，合成橡胶50‑80份，杜仲树脂1‑10份。有益效果：本发明能有效地改善老化后重要力学性能，如拉伸强度、撕裂强度、耐切割性能、阿克隆磨耗等，并且够提升0℃tanδ，降低60℃tanδ。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够改善轮胎胎面及胎侧耐热氧老化的胎面胶料。
背景技术
轮胎外露橡胶部分的耐热氧老化性能直接影响着轮胎使用的安全，通常情况，会在橡胶中加入一些防老剂来提升耐热氧老化性能，但是通过实验发现，即便是引入防老化剂，其经过热氧化老化后，力学性能均有大幅的降低，因此有必要寻找一种新方法来缓解热氧老化后重要力学性能大幅下降。专利CN101759892提到柯莱树脂引入到农用胎可以大幅度提升老化后强伸积；专利CN102101926B同样提到将含有烷基-苯酚类树脂、苯并呋喃-茚类树脂和烯烃树脂混合物引入到轮胎气密层中，可以提升气密层耐热氧老化性能；专利CN103665285B指出采用含有三烯或共轭三烯酸的长链脂肪酸改性酚醛树脂可提高胶料的抗老化性，延长橡胶制品的使用寿命；专利CN103665331B提到一种烯烃改性的苯酚-DCPD-树脂可以提高橡胶抗撕裂强度、耐热氧老化及耐磨耗性能。以上专利均提到树脂对改善橡胶耐热氧老化性能的作用，这些树脂特点为是通过化学改性或者将几种类型树脂混合使用来提升橡胶耐热氧老化性能，基于以上专利的特点，联想到天然树脂自身就是一种多种基团的混合型树脂，其复杂成份可能会对橡胶耐热氧老化起到一定的作用，因此需要找出一种天然树脂，其耐老化性能能媲美合成树脂。
发明内容
基于上述现有技术的不足，本发明提供一种能够改善轮胎胎面及胎侧耐热氧老化的胎面胶料。
一种能够改善轮胎胎面及胎侧耐热氧老化的胎面胶料，所述胶料的原料组分包括：天然橡胶20-50份，合成橡胶50-80份，杜仲树脂1-10份。
所述胶料的原料组分还包括：氧化锌1-5份，硬脂酸1-4份，炭黑或者白炭黑20-120份，防老剂0.5-3份，硫化体系1-4份，促进剂0.5-3份。
所述硫化体系是过氧化物硫化体系或硫磺硫化体系。
有益效果：本发明能有效地改善老化后重要力学性能，如拉伸强度、撕裂强度、耐切割性能、阿克隆磨耗等，并且够提升0℃tanδ，降低60℃tanδ。
附图说明
图1为本发明实施例1和参比样1的耐动态臭氧老化性能对比图，其中S0为参比样1的耐动态臭氧老化性能图；S1为实施例1的耐动态臭氧老化性能图。
具体实施方式
本发明将杜仲树脂以一定比例引入到胎侧或者胎面配方中，该树脂能有效地改善老化后重要力学性能，如拉伸强度、撕裂强度、耐切割性能、阿克隆磨耗等。
杜仲树脂是从杜仲树中提取的一种天然树脂，是一种含有羧酸基团，以及亚甲基、烯烃长链的混合物，其具体物理性质，见下表1。将杜仲树脂1～10份以助剂的形式引入到轮胎胎面或者胎侧配方中，采用普通的混炼工艺即可满足混炼要求，使用密炼机或者开炼机进行混炼，硫化过程中控制硫化温度于130-180℃，硫化时间为10-60分钟。杜仲树脂是一种含有羧酸基团，以及亚甲基、烯烃长链等混合型天然树脂，将其以一定比例引入到胎侧或者胎面配方中，该树脂能有效地改善老化后重要力学性能，如拉伸强度、撕裂强度、耐切割性能、阿克隆磨耗等。
表1杜仲树脂物理参数
| 外观 | 墨绿色 |
| 形态 | 发粘固体 |
| 密度(g/cm<sup>3</sup>) | 0.94-0.98 |
| 软化温度/℃ | 50-100 |
| 数均分子量 | <7000 |
杜仲树脂是提取杜仲橡胶所产生的副产物，天生具有与非极性的橡胶材料(如顺丁橡胶，丁苯橡胶，天然橡胶)相容性好的特点，并且其包含分子量从几百到几千不等的成分，并且含有双键的组分，其对改善胶料耐老化性能的主要机理为：小分子物质会迁移出表面阻止氧气进入橡胶内部，而大分子成分会与橡胶结合，保护一些橡胶分子链不与氧气接触，并且含烯烃类组分可以消耗掉因老化产生的自由基。此外，杜仲资源又是一种生物可再生资源，这使得杜仲树脂具有可再生性。因此从某种意义上来说杜仲树脂相对合成树脂来说，是一种生物基可再生树脂。
将杜仲树脂，按照每100份橡胶：包括天然橡胶及合成橡胶，加入1-10份杜仲树脂，其它助剂为常用助剂，如：氧化锌1-5份，硬脂酸1-4份，炭黑或者白炭黑20-120份，防老剂0.5-3份，硫化体系1-4份，促进剂0.5-3份，共混后得到杜仲树脂改性的炭黑体系或者白炭黑体系共混橡胶。
实施例1
表2实施例1胎面胶料配方表
实施例1老化前后力学性能测结果如表3所示。
表3老化前后重要力学性能对比
表3实验结果表明，与参比样相比，老化前，杜仲树脂各项力学性能未出现明显的优势，但是经过老化后，含杜仲树脂的断裂伸长率、拉伸强度、撕裂强度、耐切割性能、阿克隆磨耗性能均优于参比样，其中断裂伸长率、耐切割指数、DIN磨耗指数及阿克隆磨耗指数明显优于参比样。说明杜仲树脂的引入可有效防止橡胶复合材料老化后力学性能大幅下降。
下表4为抗张积老化系数对比，抗张积老化系数计算公式为老化后拉伸强度和断裂伸长率乘积与老化前拉伸强度和断裂伸长率乘积的比值，其值越大，则说明耐老化性能越好。
表4耐老化能量系数对比
| 样品 | 实施一 | 参比样1 | 参比样2 |
| 抗张积老化系数 | 0.8542 | 0.7224 | 0.7952 |
由表4可知，杜仲树脂的抗张积老化系数最高，并且优于合成酚醛树脂，证明了杜仲树脂应用于轮胎胎面抗耐老化性能的优势。
实施例2
表5实施例2胎面胶料配方表
实施例2老化前后力学性能对比如表6所示。
表6老化前后重要力学性能对比
如表6实验结果表明，老化后，参比样的邵氏硬度明显增加，断裂伸长率、拉断伸长率及撕裂强度大幅下降，引入杜仲树脂后，虽然力学性能同样有所下降，但是断裂伸长率及撕裂强度明显优于参比样。
表7抗张积老化系数对比
| 样品 | 实施例2 | 参比样1 | 参比样2 |
| 耐老化能量系数 | 0.7182 | 0.6326 | 0.6890 |
如表7实验结果表明，在胎侧中引入杜仲树脂，其抗张积老化系数最大，优于参比样与C5树脂。证明了杜仲树脂在胎侧配方中耐热氧老化的优势。
动态臭氧老化测试
测试方法：GB/T 13642；臭氧浓度：100pphm；最大伸长率：20％；老化周期：72h；测试温度：40℃；拉伸方式：动态；拉伸频率：0.5Hz。
由图1可知，经过动态臭氧老化后，参比样边缘表面产生明显裂纹，而引入杜仲树脂后，边缘裂纹长度最小，进一步证明杜仲树脂引入胎侧配方后，具有优异的耐老化性能。
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在本发明的权利要求书的范围内。
Claims (3)
1.一种能够改善轮胎胎面及胎侧耐热氧老化的胎面胶料，其特征在于，所述胶料的原料组分包括：天然橡胶20-50份，合成橡胶50-80份，杜仲树脂1-10份。
2.如权利要求1所述的胎面胶料，其特征在于，所述胶料的原料组分还包括：氧化锌1-5份，硬脂酸1-4份，炭黑或者白炭黑20-120份，防老剂0.5-3份，硫化体系1-4份，促进剂0.5-3份。
3.如权利要求1所述的胎面胶料，其特征在于，所述硫化体系是过氧化物硫化体系或硫磺硫化体系。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211217 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |