一种胎面用橡胶组合物及使用其的轮胎胎面制造技术

本发明专利技术提供了一种胎面用橡胶组合物。该橡胶组合物的主要组分如下：橡胶、炭黑、白炭黑、亚甲基给予体、脂肪酸锌类化合物、含硫酚醛树脂及其它添加剂，其中含硫酚醛树脂与亚甲基给予体和脂肪酸锌类化合物共同作用，使得该组合物不仅具有较好的力学性能，改善胎面的耐磨性能和耐老化性能等性能，还可以降低胎面的滞后损失和动态生热。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于橡胶领域，具体涉及一种橡胶组合物，尤其涉及胎面橡胶组合物和使用该橡胶组合物的轮胎胎面。
技术介绍
随着矿山业的快速发展，工程机械轮胎已经向专业化方向发展，我国工程机械轮胎的需求量大、覆盖面广，目前，工程机械轮胎作业场所大石块，小碎石比比皆是，工程机械轮胎的使用特点是作业场所环境恶劣、使用条件苛刻、负荷量大及车辆连续作业等，这就要求胎面胶具有抗切割、耐刺扎，耐疲劳、生热低、抗崩花掉块、耐磨、抗撕裂、弹性好且硬度大、变形小。由于工程机械轮胎胎面较厚，橡胶热传递慢，所以其硫化时间长，导致胎面外层胶料过硫严重，胶料性能下降，而轮胎在使用过程中，恰恰是外层胶料直接与苛刻路面接触，导致其抗切割、耐刺扎、抗崩花掉块、抗撕裂等性能下降，目前为克服以上问题常用的做法是在胎面胶料中添加抗硫化返原剂来解决胶料过硫问题，常用的抗硫化返原剂为HTS、PK900等，但是其价格昂贵；添加酚醛树脂和亚甲基给予体形成刚性的树脂网络来提高轮胎的抗切割、抗撕裂、耐刺扎等问题，但是树脂网络和橡胶交联网络没有通过化学键相互连接在一起，只是通过网络间的物理缠绕相互作用，网络容易破坏，对胎面性能的贡献有限。中国专利CN105418994A中介绍了一种耐磨轮胎胎面胶，其中描述了可溶性酚醛树脂、氧化锌、六次甲基四胺、ISAF、防老剂的添加来提高橡胶的耐磨性能和耐老化性能，而橡胶的其他性能如滞后损失、动态生热等性能未见有所改善。对于胎面胶来说，胎面组合物的滞后损失和动态生热也至关重要，滞后损失越大，胎面的生热越高，导致轮胎早期破坏。为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种胎面用橡胶组合物，该组合物中含有含硫酚醛树脂、脂肪酸锌盐类化合物、亚甲基给予体及其他常用组分，该组合物不仅具有较好的力学性能，改善胎面的耐磨性能和耐老化性能，还可以降低胎面的滞后损失和动态生热。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种胎面橡胶组合物，这种橡胶组合物中含有含硫酚醛树脂，这种含硫酚醛树脂中苯酚甲醛的结构可以与亚甲基给予体、脂肪酸锌盐类化合物反应，与橡胶进一步交联，使树脂与橡胶通过化学硫链连接在一起。这种以化学键的方式连接的结构有别于树脂网络与橡胶网络的的物理缠绕互穿，其更加坚固稳定。同时，由于树脂网络与橡胶网络连接的硫链较短，胶料在高温长时间硫化过程中交联键不易断裂，胶料耐老化性能较好。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案为：一种胎面用橡胶组合物，包括100.0重量份的橡胶、30.0～80.0重量份的炭黑、5.0～50.0重量份的白炭黑、1.0-10.0重量份亚甲基给予体、1.0-8.0重量份脂肪酸锌盐类化合物和1.0～20.0重量份的含硫酚醛树脂。所述含硫酚醛树脂通式如下：其中：—R1、R2相同或不同，各自独立的选自氢、直链或支链的C1-C20的烷基、C6-C30的芳基、C7-C30的烷芳基、C7-C30的芳烷基中的至少一种；优选的，R1、R2各自独立的选自氢、直链或支链的C1-C15的烷基、C6-C18的芳基、C7-C18的烷芳基、C7-C18的芳烷基中的至少一种；更优选的，R1、R2各自独立的选自氢、直链或支链的C1-C10的烷基、C6-C12的芳基、C7-C12的烷芳基、C7-C12的芳烷基中的至少一种；—R3选自氢、C1-C3的烷基中的至少一种；优选的，R3选自氢、甲基中的至少一种；—x为1～2的整数；—m为0～10的整数；优选的，m为0～7的整数；更优选的，m为1-3的整数；—n为1～30的整数；优选的，n为1～20的整数；更优选的，n为5-15的整数。橡胶组分为天然橡胶(NR)、聚异戊二烯橡胶(IR)、聚丁二烯橡胶(BR)、聚丁二烯—苯乙烯橡胶(SBR)或它们的任意组合。以100.0重量份的橡胶组分为基准，所述含硫酚醛树脂的用量为1.0～20.0重量份，优选为1.0～10.0重量份。根据本专利技术所述的橡胶组合物，所述的亚甲基供体为六次甲基四胺(HMT)、六甲氧基甲基蜜胺(HMMM)，优选1.0～8.0重量份。炭黑可以使用现有技术中用于轮胎或其它任意应用的任何炭黑，优选地，所述炭黑的氮吸附比表面积为80m2/g或更大，更优选地，所述炭黑的氮吸附比表面积为80m2/g-180m2/g。以100.0重量份的橡胶组分为基准，所述炭黑的用量为30.0-80.0重量份，优选为40.0-70.0重量份。所述白炭黑的氮吸附比表面积为150m2/g或更大，更优选地，所述白炭黑的氮吸附比表面积为150m2/g～250m2/g，以100.0重量份的橡胶组分为基准，所述白炭黑的用量为5.0-50.0重量份，优选为5.0-30.0重量份。所述的组合物中脂肪酸锌类化合物选自正辛酸锌、异辛酸锌、正癸酸锌、月桂酸锌、十四酸锌、棕榈酸锌、油酸锌、硬脂酸锌、苯甲酸锌、苯乙酸锌、苯丙酸锌中的一种或多种。根据本专利技术所述的橡胶组合物，还可以含有多种用添加剂，包括硫化活性剂和防老剂，硫化活性剂主要是氧化锌和硬脂酸，能增加促进剂的活性、改善硫化胶性能。防老剂主要含对苯二胺类及/或酮胺类橡胶防老剂，橡胶防护蜡主要起物理防护作用，防老剂能防止或抑制诸如氧、热、光、臭氧、机械应力、重金属离子等因素破坏橡胶性能、延长橡胶使用寿命。该橡胶组合物，相对于100.0重量份的橡胶，还含有：2.0～10.0重量份硫磺、0.5～5.0重量份硫化促进剂、2.0-10.0重量份增粘树脂、1.0-4.0重量份硬脂酸、2.00-10.0重量份氧化锌、1.0-5.0重量份对苯二胺类及/或酮胺类橡胶防老剂。所述的硫磺可以使用普通硫磺，优选为2.0-7.0重量份。硫化促进剂为次磺酰胺类硫化促进剂和/或噻唑类硫化促进剂，优选为1.0～3.0重量份。可通过本
的常规方法将上述组分混合以生成其后可用于硫化的橡胶组合物。本专利技术还提供了一种采用上述胎面用橡胶组合物的轮胎胎面。本专利技术提供一种胎面用橡胶组合物，含有的含硫酚醛树脂能够与亚甲基给予体反应，形成刚性的树脂网络，同时组合物中的脂肪酸锌盐能够增加含硫酚醛树脂中硫的活性，使其能充分的与橡胶发生交联，使树脂与橡胶通过化学硫链连接在一起，形成稳定的交联网络，这种以化学键的方式连接的结构有别于树脂网络与橡胶网络的的物理缠绕互穿，其更加坚固稳定，使树脂形成的刚性网络与橡胶交联的柔性网络很好的结合在一起，在硫化橡胶中形成了从刚性到柔性具有梯度的网络体系，当胶料在受到外力时，刚性网络能够抵抗外力的冲击，同时柔性网络对外力具有一定的吸收作用，同时脂肪酸锌盐促进了白炭黑在胶料中均匀分散，提高胶料力学性能。由于树脂网络与橡胶网络连接的硫链较短，胶料在高温长时间硫化过程中交联键不会断裂，胶料耐热老化、抗切割、耐刺扎、抗崩花掉块、抗撕裂等性能突出。与现有技术相比，本专利技术提供的胎面用橡胶组合物能够在具有同等加工条件的情况下，有效地改善橡胶材料的力学性能(如：定伸应力、拉伸强度、硬度)，耐磨性能，抗撕裂性能，耐切割性能，抗刺扎，提高胶料的模量，降低胶料生热，延缓热累积。同时，这种橡胶组合物在高温长时间硫化过程中物理性能保持较好，胶料耐老化性能好。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。需要指出的是，所有类似的替换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胎面用橡胶组合物，其特征在于，包括：100.0重量份的橡胶、30.0～80.0重量份的炭黑、5.0～50.0重量份的白炭黑、1.0‑10.0重量份亚甲基给予体、1.0‑8.0重量份脂肪酸锌盐类化合物以及1.0～20.0重量份的含硫酚醛树脂，所述含硫酚醛树脂结构式为其中，R1、R2相同或不同，各自独立的选自氢、直链或支链的C1‑C20的烷基、C6‑C30的芳基、C7‑C30的烷芳基、C7‑C30的芳烷基中的至少一种；R3选自氢、C1‑C3的烷基中的至少一种；x为1～2的整数；m为0～10的整数；n为1～30的整数。

【技术特征摘要】
1.一种胎面用橡胶组合物，其特征在于，包括：100.0重量份的橡胶、30.0～80.0重量份的炭黑、5.0～50.0重量份的白炭黑、1.0-10.0重量份亚甲基给予体、1.0-8.0重量份脂肪酸锌盐类化合物以及1.0～20.0重量份的含硫酚醛树脂，所述含硫酚醛树脂结构式为其中，R1、R2相同或不同，各自独立的选自氢、直链或支链的C1-C20的烷基、C6-C30的芳基、C7-C30的烷芳基、C7-C30的芳烷基中的至少一种；R3选自氢、C1-C3的烷基中的至少一种；x为1～2的整数；m为0～10的整数；n为1～30的整数。2.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述的橡胶选自天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、聚丁二烯—苯乙烯橡胶中的一种或多种。3.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述的含硫酚醛树脂优选1.0～10.0重量份，含硫酚醛树脂结构式中的R1、R2各自独立的选自氢、直链或支链的C1-C15的烷基、C6-C18的芳基、C7-C18的烷芳基、C7-C18的芳烷基中的至少一种，R3选自氢、甲基中的至少一种，m为0～7的整数，n为1～20的整数。4.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述的亚甲基供体为六次甲基四胺、六甲氧基甲基蜜胺，优选1.0～8....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，李红伟，王光辉，蒋小强，甄博鸣，董栋，
申请(专利权)人：北京彤程创展科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11