高抗湿滑和低滚动阻力的轮胎胎面胶料及其制法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轮胎的技术领域，尤其涉及高抗湿滑和低滚动阻力的轮胎胎面胶料及 其制法和应用。
【背景技术】
[0002] 半钢轮胎胎面，其性能主要体现在高耐磨、高抗湿滑及低滚动阻力三方面。通常轮 胎的滚动阻力和抗湿滑性是相互制约的，如何提供一种低滚动阻力、高抗湿滑性能的高抗 湿滑和低滚动阻力的轮胎胎面胶料是目前急需解决的问题。
[0003] 相同的橡胶品种及配比，添加剂等的不同会使其性能发生差异。现有技术以添加 白炭黑和硅烷偶联剂来改善滚动阻力和抗湿滑性。
[0004] 公知现有半钢轮胎的白炭黑胎面配方，使用的硅烷偶联剂是如下式（1)所示的 Si69或者如下式（2)所示的Si75,其中Si69含有四个硫，属于多硫键，这种结构，在高于 160°C的时候会发生断裂；其中Si75含有两个硫，在高于165°C会发生断裂。
[0005] (EtO) 3SiCH2CH2CH2-S-S-S-S-CH 2CH2CH2Si (EtO) 3
[0006] 式（1)
[0007] (EtO) 3SiCH2CH2CH2-S-S-CH 2CH2CH2Si (EtO) 3
[0008] 式⑵
[0009] 上述硅烷偶联剂的娃烷基团与白炭黑反应慢，有硫释出，焦烧风险大，混炼完后， 白炭黑会发生再团聚，并且混炼完的胶料的粘度会上升，导致胶料的性能不稳定。
[0010] 上述白炭黑体系配方混炼工艺，促进剂是在生产性混炼段加入，这是因为促进剂 会引影响普通硅烷偶联剂双硫键或者四硫键发生断裂与橡胶分子链产生交联，造成早期焦 烧，增加生产的危险性。
【发明内容】
[0011] 本发明提供一种高抗湿滑和低滚动阻力的轮胎胎面胶料。该胎面具有高物理性 能、高抗湿滑与低滚动阻力的综合性能。
[0012] 具体来说，针对现有技术的不足，本发明提供了如下技术方案：
[0013] 本发明提供一种高抗湿滑和低滚动阻力的轮胎胎面胶料，包含下述组分：
[0014] (1)橡胶主料100重量份：包括1-60重量份顺1，4-聚异戊二烯橡胶、1-80重量份 苯乙烯-丁二烯共聚物合成橡胶；
[0015] (2)配合剂：以100重量份的橡胶主料计，所述配合剂包括1-10重量份硅烷偶联 剂。
[0016] 优选的，所述硅烷偶联剂结构式为（fohsi (R2)3SC = 0R3,其中：R1、!?2是具有1~ 5个碳原子的一价烃基，R3是具有5~10个碳原子的一价烃基。
[0017] 优选的，以100重量份橡胶主料计，该胶料的配合剂还包括炭黑9重量份、白炭黑 80重量份、白炭黑分散剂3. 5重量份、防老剂4重量份，硬脂酸2重量份、氧化锌3. 5重量 份、硫磺粉充油1. 6重量份、芳经油8重量份和促进剂3. 7重量份。
[0018] 优选的，包括下述组分重量份：45重量份顺1，4-聚异戊二烯橡胶、75. 7重量份苯 乙烯-丁二烯共聚物合成橡胶、6. 4重量份硅烷偶联剂。
[0019] 优选的，所述促进剂包括促进剂Ν，Ν' -二苯基胍1. 8重量份，促进剂N-叔丁 基-2-苯并噻唑次黄酰胺1. 9重量份。
[0020] 优选的，所述防老剂包括防老剂N(l，3二甲基丁基）-Ν'苯基对苯二胺2重量份， 防老剂2, 2, 4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物2重量份。
[0021] 有益效果：本发明硅烷偶联剂況0)说(R2)3SC = OR3的使用，综合性能高，具有高 物理性能，并显著提高胶料湿滑性能，而且保持滚阻性能不变。
[0022] 本发明还提供一种胎面胶料的制备方法，包括下述步骤：
[0023] (1)非生产性一段混炼步骤：按配比将顺1，4-聚异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯 共聚物合成橡胶、硅烷偶联剂、白炭黑、白炭黑分散剂、芳烃油进行1~3min的非生产性一 段混炼，直至胶料温度达到160°C，即完成；
[0024] (2)非生产性二段混炼步骤：在冷却后的一段混合物中按配比加入炭黑、防老剂 和硬脂酸进行1~3的非生产性二段混炼；
[0025] (3)生产性混炼步骤：按配比将步骤⑵得到的橡胶加入氧化锌、硫磺粉充油和促 进剂N-叔丁基-2-苯并噻唑次黄酰胺进行1~3min的混炼，排胶温度不超过115°C ;
[0026] 其中，所述制备方法还包括在步骤（1)中按配比加入促进剂Ν，Ν' -二苯基胍。
[0027] 使用本发明促进剂Ν，Ν' -二苯基胍的加入顺序的制备方法，更有利于提高0°C的 tan δ数值，意味着成品胎的湿滑性能将有所提升；有利于降低60°C的tan δ数值，意味着 成品胎的滚动阻力将有所降低；而且拉伸强度、撕裂强度等各方面物理性能均提高。
[0028] 本发明还提供一种胎面，通过上述胎面胶料制成。
[0029] 优选的，上述胎面为半钢子午线轮胎胎面。
[0030] 本发明还提供一种轮胎，由上述胎面制成。
[0031] 本发明还提供上述胎面胶料、上述胎面，或上述轮胎在轮胎领域的应用。
[0032] 本发明还提供上述胎面胶料、上述胎面，或上述轮胎在半钢子午线轮胎领域的应 用。
【具体实施方式】
[0033] 本发明涉及一种高抗湿滑和低滚动阻力的轮胎胎面胶料，以基于100重量份胎面 橡胶计算，包括下述组分：1-60重量份顺1，4-聚异戊二烯橡胶、1-80重量份苯乙烯-丁二 烯共聚物合成橡胶；1-10重量份硅烷偶联剂。
[0034] 其中，硅烷偶联剂況0) 3Si (R2) 3SC = OR3的使用，被认为对提高胶料高抗湿滑和低 滚动阻力性能是重要的。具体为，所述硅烷偶联剂结构式为O^OhSiO^hSC = 0R3,其中： R1、R2是具有1~5个碳原子的一价烃基，R3是具有5~10个碳原子的一价烃基。使用硅 烷偶联剂（fOhSi (R2)3SC = OR3提高0°C tan δ数值、降低60°C tan δ数值。并且本发明 硅烷联剂有较快的硅烷-白炭黑反应，分子中带有单硫键，热稳定性好，热混炼温度可达到 180°C，没有焦烧；其中的-C = 0R3是一种长链酰基，可包裹白炭黑表面，使白炭黑不会发生 再团聚，并且能够起到增塑作用。
[0035] 作为本发明的一个实施例，苯乙烯-丁二烯共聚物合成橡胶中苯乙烯含量在0~ 50%以内，丁二烯含量在0~80%以内，Tg点在-10°C~-90°C之间。
[0036] 本发明还涉及一种胎面胶料的制备方法，混炼可采用橡胶混炼领域技术人员已知 的方法完成。例如在通常情况下，将各组分在至少两个阶段中进行混炼，即至少一个非生产 性混炼阶段，随后一个生产性混炼阶段。
[0037] 优选的，作为本发明的一个实施例，将组分顺1，4-聚异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁 二烯共聚物合成橡胶、硅烷偶联剂、促进剂Ν，Ν' -二苯基胍、白炭黑、白炭黑分散剂、芳烃 油、炭黑、防老剂和硬脂酸进行非生产性混炼，将组分氧化锌、硫磺粉充油和促进剂Ν-叔丁 基-2-苯并噻唑次黄酰胺生产性混炼。其中，促进剂Ν，Ν' -二苯基胍在非生产性混炼段加 入，被认为对提高胶料的拉伸强度、撕裂强度等是重要的。
[0038] 作为本发明的一个实施例，所述炭黑包括所有类型炭黑，所述白炭黑包括不同比 表面积白炭黑，能够直接或间接的与橡胶分子发生物理和化学结合。优选的，炭黑吸碘值在 120g/kg以上，DBP吸收值在60-120cm3/100g，氮吸附比表面积在119m2/g以上；白炭黑氮吸 附比表面积在85-200g/m2以上。
[0039] 作为本发明的一个实施例，所述芳烃油为环保芳烃油，运动粘度（100 °C )/ mm2 ·