[发明专利]一种轮胎胎面胶组合物及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车轮胎的技术领域，具体涉及汽车轮胎胎面胶料及制备方法。

背景技术

轮胎实现车辆与路面的接触并保证车辆的行驶性能。轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用，因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能。同时，还要求具备高耐磨性和耐屈挠性，以及低的滚动阻力与生热性。轮胎的耐磨性是轮胎能够持久使用的一个重要指标，胶料高的耐磨性能可以延长轮胎的使用寿命；抗湿滑性能用来表征轮胎在路面的刹车制动性能，抗湿滑性能好的轮胎刹车制动距离短；滚动阻力是表征轮胎燃油经济性能的指标，滚动阻力低的胶料生产的轮胎，能够有效的降低汽车的燃油性。轮胎的耐磨性、抗湿滑性和滚动阻力三个性能之间相互制约很难同时满足，被称为轮胎的魔鬼三角。很多人和研究机构都致力于如何打破“魔鬼三角”的制约。

由于白炭黑能够明显降低橡胶的滚动阻力，在1990年开始应用于轮胎胎面，并迅速成为国内外研究的焦点。但是在白炭黑在使用过程中存在必须与硅烷偶联剂配合使用，胶料混炼能耗大，在混炼胶中分散不均匀，胶料弹性降低等弊端。本发明旨在不影响胶料的混炼加工性能和弹性的基础上使用一种新型的填料来提高轮胎的耐磨性能和抗湿滑性能，并降低滚动阻力。

发明内容

本发明的目的在于打破“魔鬼三角”的制约和胎面胶对白炭黑的依赖，提供一种提高轮胎的耐磨性和抗湿滑性，并降低其滚动阻力的轮胎胎面胶组合物及制备方法。

本发明的技术方案是：

一种轮胎胎面用胶组合物，包括有按重量份计的如下组分：溶聚丁苯96-130份；顺式丁二烯橡胶5-30份；白炭黑30-65份；炭黑25-75份；增塑剂5-15份；防老剂 6-10份；活性剂5-10份；纳米硅土GW-80 20-50份；硫黄1-4份；促进剂1.5-4份；硅烷偶联剂 1.5-3份。

优选的，所述的溶聚丁苯充37.5份芳烃油。

优选的，所述的炭黑为炭黑N234和炭黑N375的混合物，按照重量份数比1.5:1混合而成。

优选的，所述的增塑剂为环保型芳烃油，闪点不小于200℃，100℃运动粘度为16.0-18.0mm³/s。

优选的，所述的防老剂为防老剂RD和防老剂4020的混合物，按照重量份数比1:1.5混合而成。

优选的，所述的活性剂为氧化锌和硬脂酸的混合物，按照重量份数比5:2混合而成。

优选的，所述的促进剂为促进剂TBBS和促进剂DPG的混合物，按照重量份数比2:1.5混合而成。

优选的，所述的轮胎胎面用胶组合物如下组分按重量份计组成：溶聚丁苯103份；顺式丁二烯橡胶25份；白炭黑45份；炭黑N234 15份；炭黑375 10份；环保芳烃油10份；防老剂RD 3份；防老剂4020 4.5份；氧化锌5份；硬脂酸 2份；纳米硅土GW-80 35份；硫黄1.8份；促进剂TBBS 2.0份；促进剂DPG 1.5份；硅烷偶联剂 6.7份。

本发明的一种轮胎胎面用胶组合物的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：将密炼机温度升至60-70℃；

步骤2：将溶聚丁苯和顺式丁二烯橡胶投入密炼机中，混炼0.5-1分钟；

步骤3：将活性剂、防老剂投入密炼机中，混炼1分钟；

步骤4：将炭黑、白炭黑、硅烷偶联剂和环保芳烃油投入密炼机中，混炼2分钟；

步骤5：纳米硅土GW-80投入密炼机中，混炼1-2分钟；

步骤6：当胶料温度升至145℃排胶；

步骤7：在开炼机上加入硫化剂，薄通、下片，辊温50-60℃。

纳米硅土GW-80是由福建长泰万泰矿物制品有限公司利用天然大径厚比天然矿石，经再聚集、组合形成的一种高长厚比的薄片状结构，通过插层法生产工艺，将其剥离成一种径厚比大的层片，在对矿物质粉体湿法研磨、气流筛分、高温处理、机械打撒形成的一种纳米材料，其主要成分为Al₂O₃▪K₂O▪SiO₂▪2H₂O。

其各项性能指标如表1所示。