[发明专利]一种低锌高耐磨的橡胶组合物及其应用

说明书

本发明在于提供一种低锌高耐磨的橡胶组合物，其具有更好的耐磨性，该橡胶组合物，含有如下质量份的组分：100质量份的橡胶组分，30‑110质量份的炭黑，1‑20质量份的多酚改性酚醛树脂，1‑10质量份的活性剂，0.5‑10质量份的烷基苯酚含硫化合物，该橡胶组合物中加入了活化剂组分可以起到促进橡胶的硫化交联，其可以替代部分或者全部的氧化锌和硬脂酸，同时改善了橡胶的耐磨性能。另外本发明还涉及使用该橡胶组合物制备的充气轮胎。

技术领域

本发明属于橡胶组合物领域，具体涉及一种低锌高耐磨橡胶组合物以及使用该橡胶组合物的充气轮胎。

背景技术

随着大众对于环保问题的日益关注，轮胎行业也是如此。在传统的橡胶硫化过程中，需要添加活性剂，从而提高胶料的硫化效率，改善硫化胶的性能。在用硫磺/促进剂组成的硫化体系中，常用氧化锌和硬脂酸作为活性剂。由于在轮胎配方中锌的大量使用氧化锌，轮胎在生产、使用与废弃轮胎的循环利用过程中释放出大量的锌，锌元素尤其对水生生物造成不利影响，按照欧盟2003/105/EC指令，氧化锌被划分为N类物质，即对环境有害物质。因此，越来越多的轮胎厂开始采用低锌的配方。另外，轮胎的胎面，子口，胎侧在使用过程中会受到来自地面，轮辋等的磨蚀，需要提高其耐磨性来提升轮胎的使用寿命。

中国专利CN 101589099B中介绍在胎面中加入羧酸锌(RCOO)₂Zn，其在不损耗橡胶性质的前提下，同时显著降低橡胶制品中的锌含量。但是配方中增加了硫和硫化促进剂的用量，以保证橡胶硫化过程中形成足够的硫桥，由此会导致该橡胶配方的抗硫化返原性能下降。在橡胶硫化过程中，会生成大量的交联键，如单硫结构(C-S-C)、双硫结构(C-S-S-C)、多硫结构(C-S_x-C)，其中比较稳定的为单硫结构和双硫结构，多硫结构在热氧老化的过程中会发生分解。硫磺用量增加，会生成大量的多硫结构，导致橡胶交联键中会存在大量的双硫键或多硫键，且多余的硫磺会渗透到胶料的表面，不仅老化性能不佳，也会影响使用性能。

发明内容

为解决现有技术的不足之处，本发明提供了一种低锌的橡胶组合物，该橡胶组合物中加入了活化剂组分可以起到促进橡胶的硫化交联，其可以替代部分或者全部的氧化锌和硬脂酸，同时改善了橡胶的耐磨性能。

本发明的目的之一在于提供一种橡胶组合物，以100重量份的橡胶为基准，包括如下组分：100质量份的橡胶组分，30-110质量份的炭黑，1-20质量份的多酚改性酚醛树脂，1-10质量份的活性剂，0.5-10质量份的烷基苯酚含硫化合物。

所述的橡胶组分，选自各种天然橡胶(NR)，异戊橡胶(IR)，各种聚丁二烯橡胶(BR)，各种聚苯乙烯－丁二烯共聚物橡胶(SBR)，至少选取其中的一种橡胶。

使用的炭黑选自HAF、ISAF、SAF或它们的组合。以100质量份的橡胶组分为基准，炭黑的用量在30-110质量份之间，优选在40-90质量份。

所述的多酚改性酚醛树脂是以多酚化合物、苯酚、醛为原料在酸性催化剂作用下制备的。多酚改性酚醛树脂的用量在1-20质量份，优选在2-8质量份。

所述的活性剂用量为1-10质量份，优选在2-8质量份。该活性剂的主要成分为脂肪酸金属化合物、纳米氧化锌和分散剂，脂肪酸金属化合物含量为50％-70％，纳米氧化锌的含量为10％-20％，分散剂为酯类，含量为10％-20％。

活性剂中脂肪酸金属化合物中的脂肪酸选自碳原子数为2-20的直链或者带有支链的脂肪酸，金属选自锌、钴、铜、镧、铈、钇、铯、钕等金属中的一种或多种，优选为锌；

活性剂中的分散剂为脂肪酸酯类化合物，优选为多元酸酯类化合物，优选为碳原子数为2-40的直链或者带有支链的二元酸或三元酸的酯类化合物，可以选自丙二酸二乙酯、丁二酸二乙酯、己二酸二辛酯、癸二酸二异丙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯等中的一种或者多种。

所述的烷基苯酚含硫化合物结构如下