本发明公开了一种耐磨型复合胎面胶，属于高分子材料
技术领域：
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背景技术：
：轮胎的质量水平与整体配方设计有着密切关系。其中，胎面胶的性能不仅与轮胎的耐磨性有直接关系，对轮胎的整体性能也起着关键作用。随着汽车与公路的发展以及超载现象的普遍出现，轮胎的设计针对使用条件作了许多改进。轮胎胎面胶位于轮胎的最外层，具有承受载荷、驱动制动、缓冲减震等诸多功能，是汽车部件中唯一与路面直接接触的部分，因此，它与汽车行驶过程中的安全性、舒适性和节能性等密切相关。这就要求轮胎胎面胶具有优异的耐摩擦磨损、抗湿滑和低滚动阻力特性，这3项性能人们称之为“魔三角”性能。目前，在高性能轮胎的研发制造过程中，采用已有技术将其中任何一种或两种性能提升，都会降低第3种性能，特别是滚动阻力性能与抗湿滑性能在调控时矛盾最为突出。例如，使用新型纳米填充材料对胎面胶进行补齐后，虽然会降低胎面胶的滞后生热，使其具有较低的滚动阻力，但同时又会降低耐摩擦磨损和抗湿滑性能；而使用表面改性后的纳米颗粒作为补强填充材料时，尽管会提高胎面胶的抗湿滑和滚动阻力性能，但耐摩擦磨损性能会降低。因此，如何有效地提高胎面胶材料的耐摩擦磨损和抗湿滑性能，同时又降低滚动阻力，至今仍然是一个巨大的挑战。有研究者发明了一种高耐磨性轮胎胎面胶，采用的天然橡胶、聚丁二烯橡胶、丁苯橡胶、羧基化丁腈橡胶混合，能够有效提高胎面胶的耐磨性能，此外，可溶性酚醛树脂、氧化锌、六次甲基四胺、isaf、防老剂的添加进一步提高了橡胶的耐磨性能和耐老化性。在制备过程中，工艺步骤的专门设计使得瓦斯炭黑分散均匀，混炼时间的提高都使得胶料的耐磨以及耐老化性能提高。张焕明发明了一种耐磨轮胎胎面胶料及其制备方法，主要由天然橡胶、丁二烯-α-甲基苯乙烯橡胶、稀土顺丁橡胶、钛酸盐片晶、亚白刚玉段砂、甲苯基二苯基磷酸酯、白石墨、纳米二氧化锆、超耐磨炭黑n110、氧化锌、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、o,o′-二异丙基二硫代磷酸镧、过氧化氢异丙苯、古马隆树脂、虫白蜡、4,4'-二硫化二吗啉、妥尔油制成。此发明的轮胎胎面胶料通过钛酸盐片晶、甲苯基二苯基磷酸酯、白石墨等原料和纳米二氧化锆相配合，有效提高了轮胎胎面胶料的耐磨性能，亚白刚玉段砂、超耐磨炭黑n110的添加则进一步增强了耐摩擦性能，轮胎胎面胶料整体的抗老化性、耐腐蚀性以及机械性能等也比较优异，使用寿命较长。但是目前传统的胎面胶还存在耐磨性能无法进一步提高的问题，因此还需对其进行研究。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是：针对传统胎面胶耐磨性能无法进一步提高的问题，提供了一种耐磨型复合胎面胶。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种耐磨型复合胎面胶，是由以下重量份数的原料组成：丁腈橡胶60～80份天然树脂10～20份改性添加料10～20份防老剂3～5份硫化剂3～5份偶联剂3～5份促进剂3～5份改性填料10～20份磷脂3～5份不饱和聚酯树脂3～5份沥青3～5份所述耐磨型复合胎面胶的制备过程为：按原料组成称量各原料，将丁腈橡胶与天然树脂混炼，再加入改性添加料，防老剂，偶联剂混炼，随后加入硫化剂，促进剂，改性填料，磷脂，不饱和聚酯树脂，沥青混炼，压片，冷却，再经热压硫化，出料，冷却，即得耐磨型复合胎面胶。所述改性添加料的制备过程为：按重量份数计，将20～30份新戊二醇，20～30份间苯二甲酸，10～20份己二酸，5～8份桐油，5～8份亚油酸，2～3份三氧化二锑加热搅拌反应，降温，接着加入己二酸质量0.6～0.8倍的顺丁烯二酸酐，升温搅拌反应，降温，随后加入己二酸质量0.3～0.5倍的醋酸丁酯，搅拌混合，降温，出料，即得改性添加料。所述防老剂为防老剂4020，防老剂rd或防老剂nbc中的任意一种。所述硫化剂为硫磺，一氯化硫或过氧化苯甲酰中任意一种。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂，硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中任意一种。所述改性填料的制备过程为：将铁水脱硫渣球磨，过120目的筛，得铁水脱硫渣粉，按重量份数计，将20～30份铁水脱硫渣粉，3～5份卡波姆940，40～60份水搅拌混合，接着滴加氨水调节ph至8.3～8.6，搅拌混合，过滤，干燥，即得改性填料。所述磷脂为牛奶磷脂，花生磷脂或蛋黄磷脂中的任意一种。所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂，间苯型不饱和聚酯树脂或双酚a型不饱和聚酯树脂中任意一种。所述沥青为煤焦沥青，石油沥青或天然沥青中的任意一种。本发明的有益效果是：（1）本发明通过添加改性添加料和改性填料，首先，在改性填料制备过程中，将铁水脱硫渣粉，卡波姆940，水搅拌混合，由于卡波姆表面具有活性基团，具有良好的吸附性能，因此卡波姆能够附着在铁水脱硫渣粉表面，接着通过滴加氨水调节ph，氨水能够使得卡波姆分子链上的羧基离子化，从而使得铁水脱硫渣粉表面带负电荷，由于同种电荷间相互排斥，使得铁水脱硫渣粉能够良好的分散在体系中，由于分散性能的提升，从而使得体系的力学性能得到进一步的提升，在使用过程中，由于铁水脱硫渣粉表面具有较强活性，可以吸附部分橡胶分子，但在受力传递过程中，铁水脱硫渣粉与橡胶分子间界面较为薄弱，容易断裂，通过添加改性添加料，亚油酸分子结构中含有大量双键或羧基官能团，加入到不饱和树脂体系中后，可使树脂大分子链端双键含量增加，在树脂固化过程中，末端双键反应空间位阻较小，同时存在羧基等极性官能团，使得改性添加料与铁水脱硫渣粉间界面结合得到改善，从而使得铁水脱硫渣粉与橡胶分子间的分子间界面结合得到提升，同时由于电荷的作用使得铁水脱硫渣粉能够良好的分散在体系中，从而进一步提升了产品的耐磨性能；（2）本发明通过添加不饱和聚酯树脂和亚油酸，亚油酸分子结构中含有大量双键或羧基官能团，加入到不饱和聚酯树脂体系中后，可使树脂大分子链端双键含量增加，在树脂固化过程中，末端双键反应空间位阻较小，又有羧基等极性官能团存在，可使体系表干时间等性能得到有效提升，同时亚油酸分子中的脂肪族长链结构可进一步有效提高产品的耐磨性能。具体实施方式按重量份数计，将20～30份新戊二醇，20～30份间苯二甲酸，10～20份己二酸，5～8份桐油，5～8份亚油酸，2～3份三氧化二锑置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为200～220℃条件下，加热搅拌反应1～2h后，降温至150～160℃，接着向加入己二酸质量0.6～0.8倍的顺丁烯二酸酐，升温至200～220℃，于转速为300～500r/min条件下，搅拌反应1～2h后，降温至70～80℃，随后向四口烧瓶中加入己二酸质量0.3～0.5倍的醋酸丁酯，于转速为300～500r/min条件下，搅拌混合40～60min后，降温至室温，出料，即得改性添加料；将铁水脱硫渣置于球磨机中球磨，过120目的筛，得铁水脱硫渣粉，按重量份数计，将20～30份铁水脱硫渣粉，3～5份卡波姆940，40～60份水置于烧杯中，于转速为400～600r/min条件下，搅拌混合40～60min，接着箱烧杯中滴加质量分数为20～30%的氨水调节ph至8.3～8.6，于转速为400～600r/min条件下，搅拌混合40～60min后，过滤，滤饼，接着将滤饼置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，即得改性填料；按重量份数计，依次取60～80份丁腈橡胶，10～20份天然树脂，10～20份改性添加料，3～5份防老剂，3～5份硫化剂，3～5份偶联剂，3～5份促进剂，10～20份改性填料，3～5份磷脂，3～5份不饱和聚酯树脂，3～5份沥青，将丁腈橡胶与天然树脂置于混练机中，于温度为80～100℃条件下，混炼10～20min，再向混练机中加入改性添加料，防老剂，偶联剂，于温度为80～100℃条件下，继续混炼10～20min，随后向混练机中加入硫化剂，促进剂改性填料，磷脂，不饱和聚酯树脂，沥青，于温度为80～100℃条件下，继续混炼10～20min后，压片，冷却，得胶片，再将所得胶片于温度为160～180℃，压力为10～20mpa条件下，热压硫化30～40min，出料，冷却，即得耐磨型复合胎面胶。所述天然树脂为松香，大漆，琥珀或玛树脂中的任意一种。所述防老剂为防老剂4020，防老剂rd或防老剂nbc中的任意一种。所述硫化剂为硫磺，一氯化硫或过氧化苯甲酰中任意一种。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂，硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中任意一种。所述磷脂为牛奶磷脂，花生磷脂或蛋黄磷脂中的任意一种。所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂，间苯型不饱和聚酯树脂或双酚a型不饱和聚酯树脂中任意一种。所述沥青为煤焦沥青，石油沥青或天然沥青中的任意一种。按重量份数计，将30份新戊二醇，30份间苯二甲酸，20份己二酸，8份桐油，8份亚油酸，3份三氧化二锑置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为220℃条件下，加热搅拌反应2h后，降温至160℃，接着向加入己二酸质量0.8倍的顺丁烯二酸酐，升温至220℃，于转速为500r/min条件下，搅拌反应2h后，降温至80℃，随后向四口烧瓶中加入己二酸质量0.5倍的醋酸丁酯，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min后，降温至室温，出料，即得改性添加料；将铁水脱硫渣置于球磨机中球磨，过120目的筛，得铁水脱硫渣粉，按重量份数计，将30份铁水脱硫渣粉，5份卡波姆940，60份水置于烧杯中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，接着箱烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节ph至8.6，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min后，过滤，滤饼，接着将滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得改性填料；按重量份数计，依次取80份丁腈橡胶，20份天然树脂，20份改性添加料，5份防老剂，5份硫化剂，5份偶联剂，5份促进剂，20份改性填料，5份磷脂，5份不饱和聚酯树脂，5份沥青，将丁腈橡胶与天然树脂置于混练机中，于温度为100℃条件下，混炼20min，再向混练机中加入改性添加料，防老剂，偶联剂，于温度为100℃条件下，继续混炼20min，随后向混练机中加入硫化剂，促进剂改性填料，磷脂，不饱和聚酯树脂，沥青，于温度为100℃条件下，继续混炼20min后，压片，冷却，得胶片，再将所得胶片于温度为180℃，压力为20mpa条件下，热压硫化40min，出料，冷却，即得耐磨型复合胎面胶。所述天然树脂为松香。所述防老剂为防老剂4020。所述硫化剂为硫磺。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂。所述沥青为煤焦沥青。按重量份数计，将30份新戊二醇，30份间苯二甲酸，20份己二酸，8份桐油，8份亚油酸，3份三氧化二锑置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为220℃条件下，加热搅拌反应2h后，降温至160℃，接着向加入己二酸质量0.8倍的顺丁烯二酸酐，升温至220℃，于转速为500r/min条件下，搅拌反应2h后，降温至80℃，随后向四口烧瓶中加入己二酸质量0.5倍的醋酸丁酯，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min后，降温至室温，出料，即得改性添加料；将铁水脱硫渣置于球磨机中球磨，过120目的筛，得铁水脱硫渣粉，按重量份数计，将30份铁水脱硫渣粉，5份卡波姆940，60份水置于烧杯中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，接着箱烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节ph至8.6，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min后，过滤，滤饼，接着将滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得改性填料；按重量份数计，依次取80份丁腈橡胶，20份改性添加料，5份防老剂，5份硫化剂，5份偶联剂，5份促进剂，20份改性填料，5份磷脂，5份不饱和聚酯树脂，5份沥青，将丁腈橡胶加入混练机中，再向混练机中加入改性添加料，防老剂，偶联剂，于温度为100℃条件下，继续混炼20min，随后向混练机中加入硫化剂，促进剂，改性填料，磷脂，不饱和聚酯树脂，沥青，于温度为100℃条件下，继续混炼20min后，压片，冷却，得胶片，再将所得胶片于温度为180℃，压力为20mpa条件下，热压硫化40min，出料，冷却，即得耐磨型复合胎面胶。所述防老剂为防老剂4020。所述硫化剂为硫磺。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂。所述沥青为煤焦沥青。将铁水脱硫渣置于球磨机中球磨，过120目的筛，得铁水脱硫渣粉，按重量份数计，将30份铁水脱硫渣粉，5份卡波姆940，60份水置于烧杯中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，接着箱烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节ph至8.6，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min后，过滤，滤饼，接着将滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得改性填料；按重量份数计，依次取80份丁腈橡胶，20份天然树脂，5份防老剂，5份硫化剂，5份偶联剂，5份促进剂，20份改性填料，5份磷脂，5份不饱和聚酯树脂，5份沥青，将丁腈橡胶与天然树脂置于混练机中，于温度为100℃条件下，混炼20min，再向混练机中加入防老剂，偶联剂，于温度为100℃条件下，继续混炼20min，随后向混练机中加入硫化剂，促进剂，改性填料，磷脂，不饱和聚酯树脂，沥青，于温度为100℃条件下，继续混炼20min后，压片，冷却，得胶片，再将所得胶片于温度为180℃，压力为20mpa条件下，热压硫化40min，出料，冷却，即得耐磨型复合胎面胶。所述天然树脂为松香。所述防老剂为防老剂4020。所述硫化剂为硫磺。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂。所述沥青为煤焦沥青。按重量份数计，将30份新戊二醇，30份间苯二甲酸，20份己二酸，8份桐油，8份亚油酸，3份三氧化二锑置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为220℃条件下，加热搅拌反应2h后，降温至160℃，接着向加入己二酸质量0.8倍的顺丁烯二酸酐，升温至220℃，于转速为500r/min条件下，搅拌反应2h后，降温至80℃，随后向四口烧瓶中加入己二酸质量0.5倍的醋酸丁酯，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min后，降温至室温，出料，即得改性添加料；按重量份数计，依次取80份丁腈橡胶，20份天然树脂，20份改性添加料，5份防老剂，5份硫化剂，5份偶联剂，5份促进剂，5份磷脂，5份不饱和聚酯树脂，5份沥青，将丁腈橡胶与天然树脂置于混练机中，于温度为100℃条件下，混炼20min，再向混练机中加入改性添加料，防老剂，偶联剂，于温度为100℃条件下，继续混炼20min，随后向混练机中加入硫化剂，促进剂，磷脂，不饱和聚酯树脂，沥青，于温度为100℃条件下，继续混炼20min后，压片，冷却，得胶片，再将所得胶片于温度为180℃，压力为20mpa条件下，热压硫化40min，出料，冷却，即得耐磨型复合胎面胶。所述天然树脂为松香。所述防老剂为防老剂4020。所述硫化剂为硫磺。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂。所述沥青为煤焦沥青。将实例1至4所得胎面胶进行性能检测，具体检测方法如下：耐磨性能：按照gb/t1689采用mz-4061型磨耗试验机对试件进行检测。具体检测结果如表1所示：表1：性能检测表检测内容实例1实例2实例3实例4磨耗量/cm30.0540.2030.1850.193由表1检测结果可知，本发明所得耐磨型复合胎面胶具有优异的耐磨性能。当前第1页12