高速轎車子午線輪胎胎冠膠的制作方法
【專利摘要】高速轎車子午線輪胎胎冠膠，本發(fā)明屬于輪胎制造【技術領域】，具體涉及一種汽車輪胎胎冠膠。汽車輪胎胎冠膠包括下述的組分：溶聚丁苯橡膠、順丁橡膠、白炭黑、炭黑、硫黃、芳烴油、納米氧化鋅防老劑、高耐磨爐黑、硅烷偶聯(lián)劑、防焦劑、瓦斯炭黑、促進劑、硬脂酸、抗硫化返原劑，所述的白炭黑的粒度為400-600目，為經(jīng)過超微粉碎后的白炭黑。采用上述重量份數(shù)所組成的配方，輪胎胎冠膠具有優(yōu)越的耐磨性，膠料的硬度大，定伸應力和撕裂強度高，抗?jié)窕阅芎?，磨耗性能也較好，成品輪胎的耐久性能和高速性能均達到了較高的水平。
【專利說明】高速轎車子午線輪胎胎冠膠
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于輪胎制造【技術領域】，具體涉及一種汽車輪胎胎冠膠。
【背景技術】
[0002]輪胎是汽車的重要部件之一，它直接與路面接觸，和汽車懸架共同來緩和汽車行駛時所受到的沖擊，保證汽車有良好的乘座舒適性和行駛平順性；保證車輪和路面有良好的附著性，提高汽車的牽引性、制動性和通過性；承受著汽車的重量，輪胎在汽車上所起的重要作用越來越受到人們的重視。汽車輪胎在汽車的使用中，尤其重要，汽車輪胎關系到汽車的安全性能。
[0003]在1895年隨著汽車的出現(xiàn)，充氣輪胎得到廣泛的發(fā)展，首批汽車輪胎樣品是1895年在法國出現(xiàn)，這是由平紋帆布制成的單管式輪胎，雖有胎側膠但無花紋。
[0004]1892年英國的伯利密爾發(fā)明了簾布，1910年用于生產，這一成就除改進了輪胎質量，擴大了輪胎品種外，還使外胎具備了模制的可能性。隨著對輪胎質量要求的提高，簾布質量也得到改進，棉簾布由人造絲代替，50年代末人造絲又被強力性能更好、耐熱性能更高的尼龍、聚酯簾線所代替，而且鋼絲簾線隨著子午線輪胎的發(fā)展，具有很強的競爭力。
[0005]1904年馬特創(chuàng)造了炭黑補強橡膠，大規(guī)模用于補強胎側膠是在輪胎采用簾布之后，因為在這之前，帆布比胎面在輪胎使用中損壞得還要快，炭黑在膠料中的用量增長很快，30年代每100份生膠中使用的炭黑也不過20份左右，這時主要在胎面上采用炭黑，胎體不用，已達50份以上。胎面中摻用炭黑以前，輪胎大約只行駛6000km就磨光了，摻用炭黑后，輪胎的行駛里程很快就得到顯著的提高。一組貨車輪胎大約可行駛10萬km，在好的路面上，甚至可達20萬km。
.[0006]1913-1926年，因發(fā)明了簾線和炭黑輪胎技術，為輪胎工業(yè)發(fā)展奠定了基礎。輪胎外緣的標準化，制造工藝的逐漸完善，生產速度比以前提高了，輪胎的產量與日俱增。
[0007]隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，輪胎技術一直不斷地改進與提高，如20年代初至30年代中期轎車胎由低壓輪胎過渡到超低壓輪胎；40年代開始輪胎逐步向寬輪輞過渡；40年代末無內胎輪胎的出現(xiàn)；50年代末低斷面輪胎問世等等。許多新技術的出現(xiàn)都莫過于1948年法國米西林公司首創(chuàng)的子午線結構輪胎，這種輪胎由于使用壽命和使用性能的顯著提高，特別是在行駛中可以節(jié)省燃料，而被譽為輪胎工業(yè)的革命，在這里簡略介紹一下當今發(fā)展的主要幾種輪胎特征。
[0008]橡膠作為輪胎生產中的主要原料，影響著汽車輪胎的品質。橡膠或橡膠制品在加工、貯存和使用過程中，由于受到各種外界因素的作用，而逐步失去原有的優(yōu)良性能，以致到最后喪失了使用價值。因此要針對橡膠的老化性進行改進和設計，創(chuàng)造一種防老化性，能延長汽車輪胎使用壽命且安全系數(shù)更高的輪胎。
[0009]汽車輪胎胎冠部分直接與路面接觸，因此根據(jù)使用條件不同，胎冠膠料需要綜合考慮滾動阻力、牽引性能、磨耗性能、生熱性能，抗崩花掉塊性能和抗滑性能。作為輪胎胎冠配方的主要原材料一橡膠，具有粘彈特性，其玻璃化較變溫度(Tg)滯后損失對輪胎滾動阻力、生熱、耐磨性、耐低溫等性能影響很大，滯后損失是輪胎受力變形、再恢復其原形形狀的能量損失，動態(tài)變形受應力和彈性模量的影響，受力越大或彈性模量越小，動態(tài)變形越大。
[0010]通過動態(tài)試驗就能確定不同橡膠品牌的損耗因子，從而確定滯后損失，橡膠的損耗因子與玻璃化轉變溫度有很大的關系，在輪胎使用條件下的滯的損失就越大。
[0011]BR的Tg極低，為105°C，具有優(yōu)異的耐磨性能，其動態(tài)生熱低，耐動態(tài)下裂口增長性好，且耐寒性能最佳。在30°C以上其損耗因子也較低，表明BR是低滾動阻力和低生熱輪胎的最佳原材料，但是其抗?jié)窕阅茌^差，耐刺扎性不佳。
[0012]NR的Tg為_72°C，其低溫屈撓性能和耐磨性能都不如BR，但是在同樣低的滾動阻力和生熱下，其抗?jié)窕阅茌^好，天然膠的生膠強度、拉伸強度、撕裂強度也較高，半成品粘性好，為綜合性能最好的膠種。
[0013]苯乙烯質量分數(shù)為23.5%的SBR的Tg較高，為_54°C，因而其低溫性能明顯降低，特別是牽引和調整下的制動性能極好。由以上的比較可以看出，不同胎冠膠的配方其適用性也不同。

【發(fā)明內容】

[0014]為了解決上述的技術問題，本發(fā)明提供了一種具有優(yōu)越的耐磨性，較高的拉伸和撕裂強度，良好的耐老化、耐屈撓、耐熱、抗刺扎和抗花紋溝裂口等性能的汽車輪胎胎冠膠。
[0015]本發(fā)明汽車輪·胎胎冠膠是通過下述的技術方案來實現(xiàn)的:
高速轎車子午線輪胎胎冠膠，包括下述重量份數(shù)的組分:
溶聚丁苯橡膠10-60順丁橡膠10-40
白炭黑20-60炭黑10-30
硫黃5-20芳烴油1-10
納米氧化鋅1-8防老劑1-10
高耐磨爐黑1-20硅烷偶聯(lián)劑5-30
防焦劑0.1-5瓦斯炭黑1-20
促進劑1-10硬脂酸1-20
抗硫化返原劑1-20
所述的白炭黑的粒度為400-600目，為經(jīng)過超微粉碎后的白炭黑。
[0016]優(yōu)選的，高速轎車子午線輪胎胎冠膠包括下述重量份數(shù)的組分:
溶聚丁苯橡膠10-50順丁橡膠10-30
白炭黑20-50炭黑10-25
硫黃5-15芳烴油1-8
納米氧化鋅1-7防老劑1-8
高耐磨爐黑1-15硅烷偶聯(lián)劑5-25
防焦劑0.1-4瓦斯炭黑1-15
促進劑1-10硬脂酸1-15
抗硫化返原劑1-15
所述的白炭黑的粒度為400-600目，為經(jīng)過超微粉碎后的白炭黑。[0017]更優(yōu)選的，高速轎車子午線輪胎胎冠膠包括下述重量份數(shù)的組分:
溶聚丁苯橡膠40順丁橡膠20
白炭黑40炭黑15
硫黃10芳烴油6
納米氧化鋅5防老劑5
聞耐磨爐黑10娃燒偶聯(lián)劑15
防焦劑I瓦斯炭黑12
促進劑8硬脂酸12
抗硫化返原劑10
所述的白炭黑的粒度為400目，為經(jīng)過超微粉碎后的白炭黑。
[0018]上述的防老劑為6-乙氧基-2,2,4-二甲基-1,2 _ 氧化喧琳、2,2,4-二甲基I,
2-二氫化喹聚合體、二芳基仲胺類防老劑、對苯二胺類、酮胺類、SP中的至少一種。
[0019]上述的防老劑為N-苯基- α -苯胺、N-苯基-N’ -異丙基-對苯二胺、Ν_Ν’ - 二苯基-對苯二胺、防老劑4020 、防老劑RD中的至少一種。
[0020]上述的抗硫化返原劑為六亞甲基-1，6- 二硫代硫酸二鈉鹽、N，N'-間亞苯基雙馬來酰亞胺、1，3_ (檸糠酰亞胺甲基)苯、雙(Υ-3-三乙氧基硅烷丙基)四硫化物、二烷基二硫代磷酸鋅、二水合六亞甲基-1，6- 二硫代硫酸二鈉鹽。
[0021]上述的促進劑為NOBS、促進劑D、促進劑DM、促進劑NS、促進劑CBS、促進劑MBS中的至少一種。
[0022]上述的防焦劑為苯甲酸、鄰苯二甲酸、水楊酸、N-亞硝基-二苯胺，N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺中的任一種。
[0023]上述的汽車輪胎胎冠膠，其特征在于，所述的胎冠膠還包括下述的增粘劑中的至少一種:環(huán)烷酸鈷、硬酯酸鈷、癸酸鈷,總重量份數(shù)為1-10。
[0024]作為本發(fā)明的一種改進，胎冠膠包括下述重量份數(shù)的組分:
溶聚丁苯橡膠40順丁橡膠20
白炭黑40炭黑15
硫黃10芳烴油6
納米氧化鋅5N-苯基-N’ -異丙基-對苯二胺5
聞耐磨爐黑10娃燒偶聯(lián)劑15
水楊酸I瓦斯炭黑12
促進劑NOBS 8硬脂酸12
雙(Y-3-三乙氧基硅烷丙基)四硫化物10
環(huán)烷酸鈷6
所述的白炭黑的粒度為400目，為經(jīng)過超微粉碎后的白炭黑。
[0025]白炭黑與炭黑相比較，白炭黑粒徑更小，表面積更大，在胎面膠中加入白炭黑可以改善膠料的滯后性能和抗撕裂性能，抗刺扎性能，同時具有較好的濕牽性能，較低的滾動阻力、較低的生熱，但是白炭黑應用于胎冠膠也存在明顯的問題，比如白炭黑表面極性強，其與橡膠聚合物相互作用弱，造成其在橡膠中的分散性差，耐磨性能不如炭黑，因此需要加入硅烷偶聯(lián)以降低其表面極性，改善其分散性能和磨耗性能，并增加混煉段數(shù)。[0026]氧化鋅與硬脂酸生成可以溶性的鋅鹽，鋅鹽與交聯(lián)先驅體鰲合，保護了弱鍵，使硫化生成較短的交聯(lián)鍵，并增加了新的交聯(lián)鍵，提高了交聯(lián)密度，納米氧化鋅具有普通氧化鋅作用的同時，因其粒徑小，比表面積大，活性高，在減量使用的情況下仍然能使膠料達到甚至超過使用普通氧化鋅膠料的綜合性能。
[0027]硫化膠在使用過程中，多硫鍵斷裂，生成的硫化氫會加速橡膠的老化，但是氧化鋅和硫化氫作用生成硫化鋅，消耗硫化氫，減少了硫化氫對交聯(lián)網(wǎng)絡的催化分解，且氧化鋅能縫合斷開的硫鍵，提高硫化膠的耐老化性能，納米氧化鋅除了具有上述作用以外，因其高活性及小尺寸效應對膠料的補強作用在減量使用的情況下仍然能使膠料具有優(yōu)異的抗老化性能。
[0028]抗硫化返原劑為六亞甲基-1，6-二硫代硫酸二鈉鹽、N，N'-間亞苯基雙馬來酰亞胺、1，3_ (檸糠酰亞胺甲基)苯、雙(Y-3-三乙氧基硅烷丙基)四硫化物、二烷基二硫代磷酸鋅、二水合六亞甲基-1，6- 二硫代硫酸二鈉鹽。
[0029]加入抗硫化返原劑后，使其在硫化反應中能夠連接橡膠大分子主鏈的硫鍵之間嵌入柔順六亞甲基基團，形成復合的交聯(lián)結構，這樣的“復合”交聯(lián)結構可有效改善交聯(lián)鍵的熱穩(wěn)定性，使膠料的抗返原性提高。另外，引入_(CH2)6_這樣的長基團提高了交聯(lián)鍵的柔順性，能夠大大改善硫化膠在動態(tài)條件下的屈撓性能。
[0030]本發(fā)明的配方可顯著的改善提高高事轎車子午線輪胎的胎冠膠性能，表現(xiàn)為膠料的硬度、定伸應力和撕裂強度較高，輪胎生熱、滾動陰車降低而抗?jié)窕暂^好，磨耗性也能保持一定水平，成品輪胎的耐久性能和高速性能均達到較高的水平。
[0031]本發(fā)明的有益效果在于，采用上述重量份數(shù)所組成的配方，輪胎胎冠膠具有優(yōu)越的耐磨性，膠料的硬度大，定伸應力和撕裂強度高，抗?jié)窕阅芎?，磨耗性能也較好，成品輪胎的耐久性能和高速性能均達到了較高的水平。
【具體實施方式】.
[0032]下面結合具體實施例對本發(fā)明作更進一步的說明，以便本領域的技術人員更了解本發(fā)明，但并不因此限制本發(fā)明。
[0033]實施例1
高速轎車子午線輪胎胎冠膠，包括下述重量份數(shù)的組分:
溶聚丁苯橡膠40順丁橡膠20
白炭黑40炭黑15
硫黃10芳烴油6
納米氧化鋅5N-苯基-N’ -異丙基-對苯二胺5
聞耐磨爐黑10娃燒偶聯(lián)劑15
水楊酸I瓦斯炭黑12
促進劑NOBS 8硬脂酸12
雙(Y-3-三乙氧基硅烷丙基)四硫化物10 環(huán)烷酸鈷6
白炭黑的粒度為400目，為經(jīng)過超微粉碎后的白炭黑。
[0034]對比例I高速轎車子午線輪胎胎冠膠，包括下述重量份數(shù)的組分:
溶聚丁苯橡膠40順丁橡膠20
白炭黑40炭黑15
硫黃10芳烴油6
納米氧化鋅5N-苯基-N’ -異丙基-對苯二胺5
高耐磨爐黑10
水楊酸I瓦斯炭黑12
促進劑NOBS 8硬脂酸12
雙(Y-3-三乙氧基硅烷丙基)四硫化物10 環(huán)烷酸鈷6
白炭黑的粒度為40目，未經(jīng)過超微粉碎，而且未加入硅烷偶聯(lián)劑。
[0035]對比例2
高速轎車子午線輪胎胎·冠膠，包括下述重量份數(shù)的組分:
溶聚丁苯橡膠40順丁橡膠20
硫黃10芳烴油6
納米氧化鋅5N-苯基-N’ -異丙基-對苯二胺5
高耐磨爐黑10炭黑55
水楊酸I瓦斯炭黑12
促進劑NOBS 8硬脂酸12
雙(Y-3-三乙氧基硅烷丙基)四硫化物10
環(huán)烷酸鈷6。
[0036]與對比例I的區(qū)別是，未加入白炭黑和硅烷偶聯(lián)劑，將白炭黑替換為等量15份的
炭黑O
[0037]胎冠膠試驗結果
【權利要求】
1.高速轎車子午線輪胎胎冠膠，其特征在于，所述的胎冠膠包括下述重量份數(shù)的組分: 溶聚丁苯橡膠10-60順丁橡膠10-40 白炭黑20-60炭黑10-30 硫黃5-20芳烴油1-10 納米氧化鋅1-8防老劑1-10 高耐磨爐黑1-20硅烷偶聯(lián)劑5-30 防焦劑0.1-5瓦斯炭黑1-20 促進劑1-10硬脂酸1-20 抗硫化返原劑1-20 所述的白炭黑的粒度為400-600目，為經(jīng)過超微粉碎后的白炭黑。
2.如權利要求1所述的高速轎車子午線輪胎胎冠膠，其特征在于，所述的胎冠膠包括下述重量份數(shù)的組分: 溶聚丁苯橡膠10-50順丁橡膠10-30 白炭黑20-50炭黑10-25` 硫黃5-15芳烴油1-8 納米氧化鋅1-7防老劑1-8 高耐磨爐黑1-15硅烷偶聯(lián)劑5-25 防焦劑0.1-4瓦斯炭黑1-15 促進劑1-10硬脂酸1-15 抗硫化返原劑1-15 所述的白炭黑的粒度為400-600目，為經(jīng)過超微粉碎后的白炭黑。
3.如權利要求1所述的高速轎車子午線輪胎胎冠膠，其特征在于，所述的胎冠膠包括下述重量份數(shù)的組分: 溶聚丁苯橡膠40順丁橡膠20 白炭黑40炭黑15 硫黃10芳烴油6 納米氧化鋅5防老劑5 聞耐磨爐黑10娃燒偶聯(lián)劑15 防焦劑I瓦斯炭黑12 促進劑8硬脂酸12 抗硫化返原劑10 所述的白炭黑的粒度為400目，為經(jīng)過超微粉碎后的白炭黑。
4.如權利要求1所述的高速轎車子午線輪胎胎冠膠，其特征在于，所述的防老劑為6-乙氧基_2，2，4_三甲基_1，2 二氫化喹啉、2，2，4_三甲基1，2-二氫化喹聚合體、二芳基仲胺類防老劑、對苯二胺類、酮胺類、SP中的至少一種。
5.如權利要求3所述的汽車輪胎胎冠膠，其特征在于，所述的防老劑為N-苯基-α-苯胺、N-苯基-N’ -異丙基-對苯二胺、Ν-Ν’ - 二苯基-對苯二胺、防老劑4020、防老劑RD中的至少一種。
6.如權利要求1所述的高速轎車子午線輪胎胎冠膠，其特征在于，所述的抗硫化返原劑為六亞甲基-1，6-二硫代硫酸二鈉鹽、N，N'-間亞苯基雙馬來酰亞胺、I，3-(檸糠酰亞胺甲基)苯、雙(Y-3-三乙氧基硅烷丙基)四硫化物、二烷基二硫代磷酸鋅、二水合六亞甲基-1，6- 二硫代硫酸二鈉鹽。
7.如權利要求1所述的高速轎車子午線輪胎胎冠膠，其特征在于，所述的促進劑為NOBS、促進劑D、促進劑DM、促進劑NS、促進劑CBS、促進劑MBS中的至少一種。
8.如權利要求1所述的高速轎車子午線輪胎胎冠膠，其特征在于，所述的防焦劑為苯甲酸、鄰苯二甲酸、水楊酸、N-亞硝基-二苯胺，N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺中的任一種。
9.如權利要求1所述的高速轎車子午線輪胎胎冠膠，其特征在于，所述的汽車輪胎胎冠膠，其特征在于，所述的胎冠膠還包括下述的增粘劑中的至少一種:環(huán)烷酸鈷、硬酯酸鈷、癸酸鈷，總重量份數(shù)為1-10。
10.如權利要求1所述的高速轎車子午線輪胎胎冠膠，其特征在于，所述的汽車輪胎胎冠膠，其特征在于，所述的胎冠膠包括下述重量份數(shù)的組分: 溶聚丁苯橡膠40順丁橡膠20 白炭黑40炭黑15 硫黃10芳烴油6 納米氧化鋅5N-苯基-N’ -異丙基-對苯二胺5 聞耐磨爐黑10娃燒偶聯(lián)劑15 水楊酸I瓦斯炭黑12 促進劑NOBS 8硬脂酸12 抗硫化返原劑10環(huán)烷酸鈷6 所述的白炭黑的粒度為400目，為經(jīng)過超微粉碎后的白炭黑。
【文檔編號】C08K3/36GK103435872SQ201310345621
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權日:2013年8月9日
【發(fā)明者】尤曉明, 張國棟, 王顯濤, 延云峰, 魏文祥 申請人:山東永泰化工有限公司