[发明专利]一种添加高硫磺含量混炼胶提高胎面胶耐磨性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在轿车胎或载重胎的胎面胶料混炼过程中加入一定量高硫磺含量且具有一定热历史的混炼胶，达到提高胎面用胶料的耐磨性能的方法。

背景技术

目前大多数提高胎面胶耐磨性能的手段大多是通过改变配方、添加新材料等方法，但是这些方法往往存在难以分散、实验室结果难以放大、后期工业化生产调试周期长、配方变动使胶料其他如力学性能及耐热老化性能等关键性能指标下降等问题，因此需要一种简便易行普适的方法。

结合胶是紧密吸附于填料表面、在常温下即使有良溶剂作用也很难被抽出的橡胶分子，是由于填料与橡胶之间的强相互作用而形成的，在经过剪切混炼之后，处于热力学不稳定状态，会出现填料的二次聚集，形成强的填料/橡胶网络结构，又称填料的絮凝。絮凝受到温度和时间的影响，Choi（Choi S. S. Influence of storage time and temperature and silane coupling agent on bound rubber formation in filled styrene-butadiene rubber compounds[J].Polymer Testing,2002,21(1);201～208）研究了炭黑/丁苯橡胶体系和白炭黑/丁苯橡胶的结合胶体积分数在贮存的过程中与温度和时间的关系，结果表明，混炼体系中的结合胶体积分数随着时间增加、温度升高都发生明显增加。Pu(Pu Z. C., Mark J. E., Jethmalani J. M., et al．Effects of dispersion and aggregation of silica in the reinforcement of poly(methyl actylate)  elastomers [J].Chem. Mater,1997,9(8): 2442～2447)等将在表面接枝三甲氧基硅基丙烯酸酯的白炭黑与丙烯酸单体共混，然后采用不同的聚合方法制备了填料在基体中无规分散、规整排列、显著聚集等3种不同分散等级的填料/橡胶复合材料。结果表明：填料的分散性并非越均匀越好，填料分散性越好，复合体系的弹性模量越高；分散性越差，复合材料具有更高的扯断伸长率。主要是由于填料在一定的聚集后形成的强的网络结构具有更高的能量分散作用。这说明不只是达到最佳分散时，复合材料才具有最好的综合性能。因此，需要通过混合工艺来控制填料在橡胶体系中的分散性，才能获得预期的填料/橡胶复合材料的性能。由于在轮胎厂的生产过程中需要控制库存积压、减少混炼能耗等生产成本的考虑，以及生产技术及其管理的不到位，因此很难实现有效的控制。

为了方便达到填料分散状态的控制，我们采用添加高硫磺含量胶料的方法。该方法具有普适性，在多个轮胎厂的乘用车胎和载重胎胎面配方中应用此法，均得到了良好的效果。

发明内容

在常规生产的轿车胎或载重胎胎面胶中额外增加1~3份硫磺（以橡胶为100份）得到的高硫磺含量混炼胶，将得到的高硫磺含量胶料以原料形式加入到常规生产的轿车胎或载重胎胎面胶混炼过程中，控制排胶温度为150~170℃。在排胶温度150-170℃范围内，高硫磺含量胶料迅速达到T10的硫化状态即产生一定焦烧结构，所需时间很短。而加入的过程中，基体胶是不含硫磺的胶料，高硫磺含量加料达T10硫化状态时速度快，可以控制高硫磺含量胶料的硫磺有效硫化分得到需要得到的结构而不是被来不及硫化分散到整体胶料中。

一种添加高硫磺含量混炼胶提高胎面胶耐磨性能的方法，其特征在于：

添加的高硫磺含量混炼胶是指在常规生产的轿车胎或载重胎胎面胶中以橡胶为100份为基准，额外增加1~3份硫磺得到的高硫磺含量混炼胶；

将高硫磺含量混炼胶以原料形式加入到常规生产的轿车胎或载重胎胎面胶混炼过程中，添加的高硫磺含量混炼胶的加入量是以其中含有的基础橡胶进行计算的，在新形成的混炼胶100份基础橡胶中含有高硫磺含量混炼胶基础橡胶1-5份；

加入高硫磺含量混炼胶的方法为：在胶料混炼过程中加入该高硫磺含量混炼胶进行混炼，控制排胶温度为150~170℃。