[发明专利]一种多组分轮胎胎面胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于橡胶轮胎制备技术领域，尤其涉及一种多组分轮胎胎面胶及其制备方法。 

背景技术

随着现代汽车工业的发展，对轮胎性能的要求越来越高：在保证一定抗湿滑性的基础上提高耐磨性、耐热氧老化性、减小滚动阻力、降低生热便成为研究重点。 

胎面胶是轮胎最外层与路面接触而表面印有花纹的一层胶料，能使轮胎具有高耐磨性、抗氧化性，减小滚动阻力提供牵引力，缓冲行驶时的冲击和摇摆，防止帘线层的割破和刺穿等。现有技术的胎面胶大多用天然橡胶、丁苯橡胶、顺式异戊橡胶和顺丁橡胶等生胶制造。胶料中常加入大量炭黑，以提高其物理机械性能。 

现有技术的全钢载重子午胎的胎面配方为：生胶体系全部用天然橡胶，补强体系为N110系列炭黑与白炭黑并用，Si-69作为白炭黑与橡胶结合的偶联，该配方是基于普通路面的使用状况，因此在对耐撕裂、耐切割、牵引性方面较好，但是该配方在适应高速路面所需求的高耐磨、低滚动阻力、低生热方面存在不足。 

通常来说，降低胶料的滚动阻力与提高抗湿滑性难以同时满足。为了解决这两个相互关联的性能的矛盾，目前橡胶轮胎界通常采用两种方法：一种是设计新型的橡胶，另外一种就是选取不同的结构和性能的胶料进行共混及共硫化。比如CN102863656A在天然橡胶中混合丁二烯橡胶或丁苯橡胶，以提高混合胶料的玻璃化转变温度Tg；但由于天然橡胶的存在，Tg的提高是有限的。 

本发明采采用分子设计的手段，从橡胶共混的角度出发，提供一种既有低的滚动阻力，又有高的抗湿滑性的高性能多组分轮胎胎面胶料及其生产方法。 

  

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种既有低的滚动阻力，又有高的抗湿滑性的高性能多组分轮胎胎面胶料及其生产方法。所述的多组分轮胎胎面胶料由按重量份计的以下组分制备而成： 

高反式1,4-聚异戊二烯橡胶    60-80份；

端氨基丁苯橡胶              50-60份

端羟基聚丁二烯橡胶          40-50份；

白炭黑                      30-50份；

异氰酸酯                     5-10份；

其他添加剂                    2-8份。

其他添加剂由按重量份计的以下组组成 ： 

微晶蜡  0.5-3份；

氧化锌  0.5-3份；

硬脂酸  1-2份。

上述高反式1,4-聚异戊二烯是一种动态生热和滚动阻力低、耐磨性能和动态疲劳性能优良的新型合成橡胶，是采用锂系引发剂阴离子聚合而成的，反式1,4-结构含量大于90%，且分子量分布很窄，这有利于滚动阻力性能以及低燃耗性能； 

上述端氨基丁苯橡胶为4，4′-四甲基二氨基二苯甲酮封端的丁苯橡胶，是采用溶液阴离子聚合而成，将其分子末端由亲水性基团修饰，以提高作为增强填充剂添加的白炭黑的分散性；

端羟基聚丁二烯橡胶要求乙烯基含量大于60%，由于分子链中含有大量乙烯基侧基，主链饱和度较高，因此具有优秀的抗湿滑性能和较好的耐热性，生热较低，端羟基的分子设计是为了满足填料的分散以及交联点的形成；

上述白炭黑目数为800-1200；

异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的一种或多种，可与端羟基聚丁二烯形成交联结构，增强胶料的耐磨性。

多组分轮胎胎面胶料生产工艺步骤如下： 

（1）在惰性气体保护下，依次向反应体系加入环己烷、异戊二烯单体和0.6 mol /L -2.0mol/L的正丁基锂引发剂，环己烷、异戊二烯单体和正丁基锂质量比为：1～2.5:1～2:0.01～0.02，30℃-50℃反应3-4h，后加过量乙醇清洗沉淀，得高反式1,4-聚异戊二烯胶乳；

（2）在惰性气体保护下，依次向反应体系加入四氢呋喃溶剂、丁二烯单体和萘锂引发剂，四氢呋喃溶剂、丁二烯单体和萘锂质量比为：1～2.5:1～2:0.01～0.02，-40℃至室温下反应2-3h后，加入2倍于萘锂摩尔数的环氧乙烷进行封端，后加过量乙醇清洗沉淀，得端羟基聚丁二烯胶乳；