[发明专利]一种航空轮胎胎面组合物及其制备方法

说明书

本发明公开一种航空轮胎胎面组合物及其制备方法，涉及航空轮胎技术领域。本发明所述航空轮胎胎面组合物，包括以下重量份的组分：聚异戊二烯橡胶60～90份、充炭黑丁苯橡胶母胶15～60份；其中，聚异戊二烯橡胶和充炭黑丁苯橡胶母胶中丁苯橡胶的总份数为100份。本申请通过聚异戊二烯橡胶和充炭黑丁苯橡胶母胶的搭配使用，解决了目前以合成聚异戊二烯橡胶替代天然橡胶出现的强度稍低，加工性能略差等问题。本申请制备的航空轮胎胎面组合物具有改善的耐磨性能和生热性能。

技术领域

本发明涉及航空轮胎技术领域，尤其是一种航空轮胎胎面组合物及其制备方法。

背景技术

轮胎胎面作为汽车和飞机唯一接地的部件，承担着为汽车或飞机提供抓地力、抵抗路面的刮擦磨损以及抵抗轮胎的形变等功能，不同于汽车轮胎，航空轮胎在高速度高载荷的状态下起飞、滑行和着陆，对轮胎胎面胶的性能要求更为严苛，一般地，需要胎面胶具有更高的耐磨耗性能、更强的抵抗形变的能力以及更低的生热，这些性能直接影响着航空轮胎的使用及寿命，然而这些性能往往相互制约，此消彼涨，如为了提高耐磨性增加炭黑填充量往往会导致胶料生热的上升，为了降低生热填充部分白炭黑则会导致胶料强度的下降，因此开发一种高耐磨及低生热的航空轮胎胎面胶显得尤为重要。

在现有的航空轮胎胎面技术中，生胶一般使用高标号的天然橡胶，有时会为了改善磨耗性能并用部分顺丁橡胶；补强填料则以1系列和2系列的炭黑为主，如N115、N220和N234，为降低生热，可能会并用少量的白炭黑。但天然橡胶属于农产品，产品的批次稳定性受自然因素如温度、光照和湿度等的影响较大，这对胎面胶的性能和批次稳定性均有不利影响。与天然橡胶相比，合成聚异戊二烯橡胶具有生热低、产品批次稳定性好等优点，有专利技术中提到以合成聚异戊二烯橡胶替代天然橡胶，很好地解决了使用高标号的天然橡胶带来的批次稳定性差的问题，但合成聚异戊二烯橡胶的强度稍低，加工性能略差，如压出胎面挺性不好，易翘曲；通过增加填料用量来提高胶料的强度，是主要的思路，但补强好的细粒子炭黑在提高用量的同时会因为分散不好反而导致强度下降以及生热的升高。

发明内容

基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种航空轮胎胎面组合物及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种航空轮胎胎面组合物，包括以下重量份的组分：聚异戊二烯橡胶60～90份、充炭黑丁苯橡胶母胶15～60份；其中，聚异戊二烯橡胶和充炭黑丁苯橡胶母胶中丁苯橡胶的总份数为100份。

本申请通过聚异戊二烯橡胶和充炭黑丁苯橡胶母胶的搭配使用，解决了目前以合成聚异戊二烯橡胶替代高标号天然橡胶出现的强度稍低，加工性能略差等问题。本申请使用聚异戊二烯橡胶为主要原材料，相比于高标号天然橡胶批次稳定性更好，且分子柔顺性比天然橡胶好，因此动态生热更低；同时添加部分湿法制备的充炭黑丁苯橡胶母胶，改善的炭黑分散可进一步降低该组合物的生热及提高耐磨性能。

优选地，所述充炭黑丁苯橡胶母胶的制备方法，包括如下步骤：(1)备料：按以下组分及重量份配比配料：丁苯胶乳：100份(按干胶量计)；炭黑：50份；水：1500～3000份；操作油：0～30份；包覆剂：1～5份；凝聚剂：1～5份；(2)制备炭黑悬浮液：在反应釜中加入炭黑，再加入部分水调节炭黑的浓度至2～5wt％，高速搅拌分散，得到炭黑悬浮液；(3)胶乳与炭黑的混合与热处理：常温搅拌条件下往上述炭黑悬浮液中加入丁苯胶乳，混合均匀得胶乳/炭黑混合体系，加入水使所述胶乳/炭黑混合体系中的固体物总含量为3～5wt％；然后将反应釜加热至70～90℃，再加入质量浓度为1％的包覆剂的热水悬浮液，继续搅拌10～15分钟，得到热处理后的胶乳/炭黑混合体系；(4)凝聚处理：在搅拌下，向上述热处理后的胶乳/炭黑混合体系中加入计量的质量浓度为20％的凝聚剂水溶液，发生凝聚共沉现象，以粉末状析出凝聚物，继续搅拌保持温度为70～90℃，如果配方中含有操作油，在搅拌下加入操作油，继续搅拌10～15分钟；(5)凝聚物的后处理：将凝聚处理后的凝聚物经过滤布过滤得到湿粒子产物，用水洗涤三至四次，脱水，所得湿粒子产物在鼓风干燥箱中以80-90℃干燥至水分含量在1％以下，得到所述充炭黑丁苯橡胶母胶。