一种低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物及其制备方法与流程

本发明属于轮胎制备，尤其涉及一种低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物及其制备方法。

背景技术：

1、随着环保要求的提高，国家对车辆油耗及排放的要求越来越高。轮胎行业的竞争也愈加激烈，车辆的使用成本是竞争致胜的关键，在车辆使用成本中，燃油费用占比最大，车辆燃油经济性的重要度越来越高。车辆的燃油经济性不仅与发动机节油性相关，还与轮胎的滚阻性能有较大关系，低滚动阻力轮胎能够有效降低车辆油耗，从而降低车辆使用成本。

2、高含量白炭黑在轮胎胶料中可以代替炭黑，具有降低轮胎的生热、滚动阻力等作用，但白炭黑由于比表面积很大，总趋向于二次聚集，加之在空气中极易吸收水分，致使羟基间易产生很强的氢键缔合，进一步提高了颗粒间的凝聚力，而且在多量配合时，还容易生成凝胶使胶料硬化，混炼生热大，因此，白炭黑的分散比较困难。通常加入硅烷偶联剂在白炭黑配方中起到架桥作用，一端与无机填料白炭黑结合，另一端与有机物橡胶分子链结合，即为硅烷化反应。但硅烷化反应对温度的要求较高，温度低(135℃以下)时硅烷化反应不充分导致压出和硫化出现气泡、粘模等不良，温度过高(160℃以上)又会发生早期硫化、熟胶，因此对密炼机要求较高，通常使用恒温密炼机。

技术实现思路

1、本发明提供了一种低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物及其制备方法，本发明提供的轮胎胎面橡胶组合物应用在轮胎胎面上滚阻低，同时提供的制备方法工艺简单，且具有良好的加工性能。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物，包括如下重量份的组分：溶聚丁苯橡胶100～120份、稀土顺丁橡胶10～20份、炭黑5～10份、白炭黑70～80份、硅烷偶联剂5～7份、聚乙二醇3～5份、硫化活性剂5～7份和硫磺2～3份。

3、优选的，所述白炭黑的比表面积为90～120m2/g。

4、优选的，所述炭黑采用油炉法工艺制备得到，所述炭黑的平均粒径30～50nm。

5、优选的，所述聚乙二醇的平均分子量为2000～6000。

6、优选的，所述溶聚丁苯橡胶苯乙烯含量为21wt％～25wt％。

7、优选的，所述硅烷偶联剂为双-(丙基三乙氧基硅烷)四硫化物和/或双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物。

8、优选的，还包括防老剂2～3份，促进剂1.5～2.5份和防焦剂0.1～0.4份。

9、本发明提供了上述任意一项所述的低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物的制备方法，包括如下步骤：

10、1)将硫磺、促进剂和防焦剂以外的其他组分加至密闭炼胶机中，调节转子转速45～55rpm，压上顶栓保持0.55～0.65mpa压力18～22秒，上顶栓浮动，压上顶栓0.55～0.65mpa压力18～22秒，上顶栓浮动，压上顶栓升温至156～158℃，调节转子转速15rpm保持0.55～0.65mpa压力95～105秒，排胶，得到一段母胶；

11、2)将上述一段母胶和剩余组分加至密闭炼胶机中，调节转子转速25～30rpm，压上顶栓保持0.35～0.45mpa压力18～22秒，上顶栓浮动，压上顶栓保持0.35～0.45mpa压力18～22秒，上顶栓浮动，压上顶栓保持0.35～0.45mpa压力14～16秒，排胶，得到终炼胶。

12、优选的，所述步骤1)中所述排胶时的温度控制在153±5℃。

13、优选的，所述步骤2)中所述排胶时的温度控制在105℃以下。

14、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

15、(1)本发明提供的低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物，将适量溶聚丁苯橡胶和稀土顺丁橡胶并用，并采用大量白炭黑替代炭黑，通过各组分的合理配伍，从而降低轮胎的生热、滚阻，并添加适量的聚乙二醇来提高硫化效果、脱模性等，从而提高橡胶制品的物理机械性能。使得最终制备得到的轮胎胎面橡胶组合物的损耗因子tanδ@70℃明显下降，损耗因子tanδ@0℃显著提升，使得产品的滚阻低。

16、进一步的，本发明提供的制备方法，采用先高转速升温后低转速保持的密炼方法，起到了恒温密炼的效果，解决了半制品不良和成品粘模的问题。

技术特征：

1.一种低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：溶聚丁苯橡胶100～120份、稀土顺丁橡胶10～20份、炭黑5～10份、白炭黑70～80份、硅烷偶联剂5～7份、聚乙二醇3～5份、硫化活性剂5～7份和硫磺2～3份。

2.根据权利要求1所述的低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于，所述白炭黑的比表面积为90～120m2/g。

3.根据权利要求1所述的低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于，所述炭黑采用油炉法工艺制备得到，所述炭黑的平均粒径为30～50nm。

4.根据权利要求1所述的低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于，所述聚乙二醇的平均分子量为2000～6000。

5.根据权利要求1所述的低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于，所述溶聚丁苯橡胶中的苯乙烯含量为21wt％～25wt％。

6.根据权利要求1所述的低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于，所述硅烷偶联剂为双-(丙基三乙氧基硅烷)四硫化物和/或双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物。

7.根据权利要求1所述的低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于，还包括防老剂2～3份，促进剂1.5～2.5份和防焦剂0.1～0.4份。

8.权利要求1～7任意一项所述的低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中所述排胶时的温度控制在153±5℃。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中所述排胶时的温度控制在105℃以下。

技术总结
本发明提出一种低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物及其制备方法，属于轮胎制备技术领域。所述低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物包括如下重量份的组分：溶聚丁苯橡胶100～120份、稀土顺丁橡胶10～20份、炭黑5～10份、白炭黑70～80份、硅烷偶联剂5～7份、聚乙二醇3～5份、硫化活性剂5～7份和硫磺2～3份。本发明提供的轮胎胎面橡胶组合物应用在轮胎胎面上滚阻低，同时提供的制备方法工艺简单，且具有良好的加工性能。

技术研发人员：裴玉鑫,姜晓亮,苏明,王君,冯凯,项兵兵,刘文国,董康,宋伟征
受保护的技术使用者：青岛双星轮胎工业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/29