[发明专利]一种橡胶组合物和轮胎胎面胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶组合物和轮胎胎面胶及其制备方法。

背景技术

随着汽车工业和运输业的发展，人们对汽车轮胎的性能要求越来越高，在确保轮胎在行驶过程中安全性的前提下，对轮胎使用寿命、降低汽车燃油消耗引起了高度重视，胎面胶是轮胎的重要组成部分，其在行驶过程中直接与路面接触，因此胎面胶性能对整个轮胎性能、轮胎行驶过程中的安全性及节油效果起着至关重要的作用。胎面胶首先要求有较好的物理机械性能，其物理机械性能包括拉伸强度、扯断伸长率、定伸应力、永久变形、硬度、耐撕裂性、耐疲劳性、耐热性、耐磨耗、耐老化等。同时要求在确保其物理机械性能的前提下降低滚动阻力、提高抗湿滑性，或者是二者有较好的平衡。

另外，随着人们环保意识的加强，世界各国对环保要求越来越高，立法也越来越严格，如欧盟Reach法案要求2010年后出口到欧盟的橡胶制品中不能含对人体有害的芳烃类物质，这些物质会随轮胎的磨损与橡胶颗粒一起进入大气而对环境造成污染。

传统胎面胶加工过程中常用芳烃类低分子油作增塑剂或软化剂，这些增塑剂不仅会降低硫化胶的物理机械性能等，而且在高温下易挥发，多数具有污染性，在使用过程中易迁移到制品表面或被溶剂抽出，从而使制品体积收缩、变形而影响使用寿命。另外，这些芳烃类低分子油的加入还会降低硫化胶的耐磨性、耐老化性，增加轮胎行驶过程中的热累积，降低轮胎使用寿命。

采用反应性增塑剂如液体橡胶可以赋予橡胶良好的加工性能，而且因其具有与主体材料相同或相似的链结构，硫化时能参与交联成为硫化胶网络中的组成部分，使硫化胶具有优良的物理性能和化学稳定性，且可节省混炼能耗，提高挤出效率和挤出物尺寸稳定性，改善挤出和压延胶料表面质量及改善未硫化胶片的粘性。反应性增塑剂还能降低硫化胶的压缩疲劳温升、永久变形和滚动阻力，有利于轮胎节能，同时可减少环境污染。

CN102134336A采用液体异戊二烯橡胶用作轮胎三角胶组合物，该发明在保证三角胶胶料主要物理性能、部件尺寸稳定性、工艺粘性不降低的前提下，降低压出升温高、提高生产效率、降低工艺损耗。但该发明的液体异戊二烯橡胶是用于轮胎三角胶的制备，而未涉及其在轮胎胎面胶中的应用，轮胎三角胶和胎面胶的用途不同，对其性能要求完全不同，而且该发明三角胶配方中炭黑用量大，要求胶料的硬度大、压缩生热低，但对耐磨性、滚动阻力、抗湿滑性没有要求，且主体橡胶全部为天然橡胶，还要添加含高芳烃的工艺油和增粘树脂。由于含高芳烃工艺油的使用，轮胎在使用过程中仍然会对环境造成污染。

JP2000142016A中介绍了一种可改善加工性能并用白炭黑补强的轮胎胎面胶组合物，该胶料由100重量份主体橡胶，3-40重量%的液体异戊二烯与乙烯基吡啶的嵌段共聚物（其中相对于异戊二烯，乙烯基吡啶的含量为3%-30%，Mn为2000-50000），和20-150份SiO₂组成，例如天然橡胶35份，SBR60份，异戊二烯/乙烯基吡啶为100∶5的液体异戊二烯-乙烯基吡啶共聚物（Mn为36000）5份，SiO₂45份及其它传统添加剂组成的胶料具有良好的挤出性能，硫化胶具有良好的耐磨性和较低的滚动阻力。该发明虽然可以得到性能较好的轮胎胎面胶组合物，但该发明胎面胶组合物中的液体橡胶包含二种单体：异戊二烯和乙烯基吡啶，该液体橡胶的制备过程较复杂，单体乙烯基吡啶的价格较贵，致使该液体橡胶的价格较贵，且要用到价格相对较贵的SiO₂作为补强剂，致使轮胎的制造成本较高。另外该发明中并未提到该胎面胶组合物用作轮胎胎面胶时对滚动阻力、抗湿滑性、生热及耐老化性能的改善结果。

发明内容

本发明的目的是为了克服了现有技术中轮胎胎面胶存在的缺点，提供了一种橡胶组合物和轮胎胎面胶组合物及其制备方法。本发明制备的得到的轮胎胎面胶在具备良好的综合性能的同时，压缩生热及动态生热低低、永久变形小、抗湿滑性能较好和滚动阻力小。

本发明提供了一种橡胶组合物，该组合物含有主体橡胶、硫化剂、硫化促进剂、活化剂和增强剂，其中，所述组合物还含有液体聚异戊二烯橡胶，所述主体橡胶含有天然橡胶、顺丁橡胶和溶聚丁苯橡胶。

本发明还提供了一种轮胎胎面胶的制备方法，该方法包括将上述的橡胶组合物进行混炼，得到混炼胶；并将所述混炼胶硫化，得到胎胎面胶。

本发明进一步提供了一种轮胎胎面胶，其中，该轮胎胎面胶由上述方法制备得到。