[发明专利]一种全钢子午线轮胎用胎面橡胶组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全钢子午线轮胎用胎面橡胶组合物及其制备方法。

背景技术

全钢丝子午线轮胎一般用于载重及工程机械车辆上。由于炭黑与橡胶具有高的物理吸附能力，带来了高的磨耗性能(磨耗性能是通过阿克隆磨耗试验机进行检测、衡量的，通常磨耗体积报道值越小，意味着耐磨性能越高)，因而被轮胎行业普遍用来作为补强填充体系的填料。但随着炭黑用量的增大，胶料的耐磨性能提升的同时，轮胎的生热也会相应增大，即滚动阻力上升(滚动阻力是通过动态热机械分析仪进行检测、衡量的，通常60℃的tanδ报道值越小，意味着滚动阻力越低)。白炭黑并用硅烷偶联剂的体系替换部分炭黑，与橡胶混合，能够大幅降低胶料的生热，改善轮胎的滚阻性能，因而被广泛应用到对滚阻性能要求高的全钢子午线轮胎。但是由于白炭黑的耐磨性能和耐切割性能不及炭黑，这使得轮胎的磨耗性能和耐切割性能(耐切割性能是通过切割试验机进行检测、衡量的，通常切割体积越小，意味着耐切割性能越高)下降。

因此，有必要提出有效的技术方案，解决上述问题。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种全钢子午线轮胎用胎面橡胶组合物。该组合物兼顾耐磨、耐切割和滚阻三方面的性能。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种全钢子午线轮胎用胎面橡胶组合物，所述组合物包括下述组分：氧化还原法制得的石墨烯0.5-3重量份，超耐磨炭黑40-60重量份，白炭黑1-15重量份。

优选地，所述组合物还包括下述组分：顺1,4-聚异戊二烯橡胶100重量份，硅烷偶联剂0.8重量份，防老剂3重量份，硬脂酸2重量份，氧化锌3.5重量份，硫磺1.5重量份和促进剂1重量份。

优选地，所述防老剂包括防老剂N(1,3二甲基丁基)-N’苯基对苯二胺1重量份，防老剂2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物1重量份，防老剂微晶蜡12重量份。

优选地，所述氧化还原法制得的石墨烯比表面积为2630m³/g，单层厚度为0.34nm，单层比例≥90％。本申请使得石墨烯极高的补强能力。使用本发明方法解决了超高的比表面积带来的加工困难、不易分散问题。

优选地，所述超耐磨炭黑高比表面积、易分散，具有高比表面积高结构度，吸碘值在110g/kg以上，DBP吸收值在115×10^-5m³/kg以上，氮吸附比表面积在130×10³m²/kg以上。

优选地，所述白炭黑的氮吸附比表面积在150×10³m²/kg以上。

本发明还提供一种全钢子午线轮胎用胎面橡胶组合物的制备方法，包括下述步骤：

(1)以4‰的重量比例将石墨烯均匀混合在水溶液中，再与白炭黑在搅拌机中混匀，得到白炭黑/氧化还原法制得的石墨烯的水溶液预混合物；

(2)将顺1,4-聚异戊二烯橡胶，硅烷偶联剂，防老剂，硬脂酸，超耐磨炭黑，以及步骤(1)得到的白炭黑/氧化还原法制得的石墨烯的水溶液预混合物进行约2-3min的混炼，直至橡胶温度达到160℃，即完成；

(3)将步骤(2)得到的橡胶加入氧化锌、硫磺和促进剂进行1～3min的混炼，排胶温度不超过115℃。

进一步的，所述氧化还原法制得的石墨烯的水溶液和白炭黑的重量比为0.5:1-1:1。

有益效果：本发明采用氧化还原法制得的石墨烯、炭黑和白炭黑并用的补强体系，兼顾耐磨、耐切割和滚阻三方面的性能。

具体实施方式

本发明涉及一种全钢子午线轮胎用胎面橡胶组合物，所述组合物包括下述组分：氧化还原法制得的石墨烯0.5-3重量份，超耐磨炭黑40-60重量份，白炭黑1-15重量份。

作为本发明的一个实施例，所述氧化还原法制得的石墨烯比表面积为2630m³/g，单层厚度为0.34nm，单层比例≥90％。本申请使得石墨烯极高的补强能力。使用本发明方法解决了超高的比表面积带来的加工困难、不易分散问题。

作为本发明的一个实施例，所述超耐磨炭黑高比表面积、易分散，具有高比表面积高结构度，吸碘值在110g/kg以上，DBP吸收值在115×10^-5m³/kg以上，氮吸附比表面积在130×10³m²/kg以上。