[发明专利]一种轮胎胎面橡胶组合物的制备方法及橡胶组合物

说明书

本发明提出一种轮胎胎面橡胶组合物的制备方法，属于轮胎橡胶组合物技术领域，能够解决现有技术中巯基硅烷偶联剂反应活性难以灵活调整以适应不同配方需求的问题。本发明制备方法包括一段混炼、二段混炼、三段混炼，其中，在一段母胶混炼中加入巯基保护剂，在二段母胶混炼中加入巯基解封剂，能够解决含巯基硅烷偶联剂影响橡胶加工性能的技术问题。

技术领域

本发明属于轮胎橡胶组合物技术领域，尤其涉及一种轮胎胎面橡胶组合物的制备方法及橡胶组合物。

背景技术

目前，乘用车胎面橡胶设计中，为了进一步降低滚动阻力，往往采用改性溶聚丁苯橡胶橡胶、高填充白炭黑和高反应活性偶联剂的配方体系，使得在混炼过程中白炭黑与橡胶之间产生化学链接，从而改善白炭黑的分散性，降低混炼胶的滚动阻力。然而，这种强烈的化学作用也显著地降低了混炼胶的流动性，混炼胶门尼粘度上升的同时自粘性下降，易造成混炼困难、打滑散料、下片断料、压出表面不平、成型接头不粘等诸多工艺问题，严重影响生产效率。其中，含巯基的高活性硅烷偶联剂对胶料加工性能影响最为明显，为此，轮胎企业和偶联剂制造商研究了诸多方案来解决上述问题。

CN1807434A中国发明专利中公开了一种巯基硅烷，采用长链醚基团对巯基进行物理屏蔽，然而在实际应用中该物理屏蔽作用并不足以将橡胶加工性能改善至令人满意的程度；CN1735621A、CN102344462A、CN104011057A、CN111116634A等中国发明专利中采用将巯基上的活泼氢用封端基团取代的方式，来降低巯基硅烷活性，此类方案虽然改善了胶料的加工性，但是在降低胶料滚动阻力和改善耐磨性方面，不及未对巯基处理的硅烷偶联剂。

由于不同配方体系下对胶料加工性能需求不同，而偶联剂的选择需要在滚动阻力、耐磨性等使用性能，门尼粘度、自粘性等加工性能中做出取舍，但是增加偶联剂的种类对于降低生产成本也是不利的。因此，如何针对不同配方体系的需求，灵活地调整和控制巯基硅烷偶联剂的反应活性，进而达到最优化的胶料加工性能与使用性能的平衡，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的含巯基硅烷偶联剂影响橡胶加工性能的技术问题，提出了一种含巯基硅烷偶联剂的轮胎胎面橡胶组合物，能够针对不同配方体系的需求，灵活地调整和控制巯基硅烷偶联剂的反应活性，进而达到胶料加工性能与使用性能的平衡的目的。

为了达到上述目的，本发明一方面提供了一种轮胎胎面橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

一段混炼：将共轭二烯系橡胶、巯基保护剂、高分散白炭黑、巯基硅烷偶联剂、增塑剂添加至密闭炼胶机中，吃料均匀后升温至135-170℃恒温混炼1-5分钟，排胶后压片冷却，得到一段母胶；

二段混炼：将一段母胶与巯基解封剂、防老剂、硫化活化剂添加至密闭炼胶机中，吃料均匀后升温至135-170℃恒温混炼1-5分钟，排胶后压片冷却，得到二段母胶；

三段混炼：将二段母胶与硫化剂、硫化促进剂添加至密闭炼胶机中，混炼均匀后排胶，得到终炼胶。

进一步，按照重量份数计，共轭二烯系橡胶为100份、巯基保护剂为0.1-2份、高分散白炭黑为50-150份、巯基硅烷偶联剂为4-12份、增塑剂为5-100份、巯基解封剂为0.2-4份、防老剂为3-8份、硫化活化剂为3-8份、硫化剂为1-4份、硫化促进剂为2-6份。

进一步，共轭二烯系橡胶包括丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、天然橡胶、集成橡胶中的一种或几种的组合。

进一步，高分散白炭黑具有80m²/g-220m²/g的BET比表面积。