[发明专利]一种高抓地低滚阻且耐脆化的轮胎胎面胶组合物的筛选方法

说明书

本发明涉及轮胎制造技术领域，尤其涉及一种高抓地低滚阻且耐脆化的轮胎胎面胶组合物的筛选方法。该方法包括以下的步骤：1）使用动态机械分析仪DMA确定tanδ峰值的温度Tp；2）使用脆化温度仪确定脆化温度Tb；3）测试胎面胶组合物的溶胀度；4）轮胎胎面组合物需满足：4.1）Tb≤‑35℃，同时Tp＞‑15℃；4.2）胎面胶在甲苯中的溶胀度Swell，需满足220≤Swell≤270；4.3）橡胶以100重量份计算胎面胶填料的用量份数，需大于80phr。通过该方法和一系列关键指标的设计和筛选，设计出一种高抓地低滚阻，且耐脆化的轮胎胎面组合物。只要满足这些指标的设计要求，轮胎就能满足低滚阻、高抓地和耐脆化的要求。

技术领域

本发明涉及轮胎制造技术领域，尤其涉及一种高抓地低滚阻且耐脆化的轮胎胎面胶组合物的筛选方法。

背景技术

轮胎在抓地性能和滚阻性能其直接关系到汽车行驶时的安全性能和油耗。胎面胶的物理性能和粘弹性特性，对轮胎的抓地和滚阻起了至关重要的作用。在申请的中国发明专利ZL202011430671.3中，发明了一种橡胶组合物及其筛选方法和采用该组合物的轮胎，在该发明中介绍了一种微观相分离的组合物，两相的玻璃化转变温度T1,和T2和T1关系需满足，0℃＜T2-T1＜20℃，最终获得滚阻和磨耗平衡性较好的轮胎胎面胶橡胶组合物。但是近年来，汽车厂家对低滚阻轮胎的脆化投诉要求越多，产生这一异常的主要原因是高Tg的胎面组合物（包括天然橡胶/高苯乙烯基含量溶聚丁苯并用的设计），会导致胎面胶的脆化温度变高。因此，设计筛选在优化滚阻和抓地性能同时，并保证耐脆化要求的胎面胶设计方法，是解决此问题的关键。

申请人申请中国发明专利（公开号：CN114578034A，公开日：20220603）公开了一种评估轮胎冠部花纹沟底裂的方法。该方法包括以下的步骤：步骤1：测试冠部橡胶组合物的溶胀度；步骤2：通过动态热机械分析仪检测冠部橡胶组合物的动态性能，通过检测得出tanδ的峰值，并找出与之对应的温度Tg；若橡胶组合物的Tg≤-12℃且溶胀度≤200%时，则冠部橡胶组合物极易发生沟底裂；若橡胶组合物的Tg＞-12℃时，则冠部橡胶组合物也极易发生沟底裂；若橡胶组合物中包含有丁苯橡胶和顺丁橡胶，Tg≤-12℃且200%≤溶胀度≤320%时，则冠部橡胶组合物不易发生沟底裂；若橡胶组合物包含有天然橡胶和丁苯橡胶或全丁苯橡胶时，Tg≤-12℃且220%≤溶胀度≤320%时，则冠部橡胶组合物不易发生沟底裂。该专利为胎冠部的胶料选择方法，但是对于轮胎胎面胶还要考虑低滚阻和高抓地性能，因此如何保证在低滚阻和高抓地性能的基础下，筛选出耐脆化的轮胎胎面胶组合物还是本领域技术人员的一个难题。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种高抓地低滚阻且耐脆化的轮胎胎面胶组合物的筛选方法，通过该方法和一系列关键指标的设计和筛选，设计出一种高抓地低滚阻，且耐脆化的轮胎胎面组合物。只要满足这些指标的设计要求，轮胎就能满足低滚阻、高抓地和耐脆化的要求。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种高抓地低滚阻且耐脆化的轮胎胎面胶组合物的筛选方法，该方法包括以下的步骤：

1）将轮胎胎面胶组合物进行硫化，160℃ × 15min；

2）使用动态机械分析仪DMA确定样品tanδ峰值的温度Tp

DMA的测试条件：温度扫描范围为-50～80℃；扫描频率为：20Hz；静应变为10%，动应变为：1%；

3）使用脆化温度仪确定脆化温度Tb

3.1）把样品放入使用无水乙醇作为制冷剂的溶剂中，把仪器温度升预估脆化温度+20℃；

3.2）以0.5℃/分钟的速率降温，每隔1分钟使用冲击锤头敲击样品，若样品未敲断，继续降温，直至样品敲断的温度记录为脆化温度；

4）测试样品的溶胀度Swell；

4.1）将胎面胶组合物样品剪取成1cm长*1cm宽的胶块，并称量其质量，记为M1；