一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料及其制备方法，该材料由以下组分按重量份数制备而成：溶聚丁苯橡胶90~110份，顺丁橡胶10~20份；环氧化天然橡胶0~50份，石墨烯1~10份，白炭黑50~80份，硅烷偶联剂4~6份，炭黑10~20份，环保橡胶油0~6份，氧化锌4~6份，硬脂酸2~3份，防老剂2~3份，促进剂1~8份，硫磺1~2份。本发明专利技术通过四段混炼方法制备材料，先用开炼机混炼，然后密炼机混炼，接着升温到100~160℃热处理一定时间后冷却至室温，最后在开炼机中加入硫化剂。本发明专利技术的材料，可以有效提高轮胎的抗湿滑性、抗静电性、导热系数、耐磨性、降低轮胎的滚动阻力和疲劳温升。

High moisture resistant, antistatic, low fatigue and temperature rise tire tread material and preparation method thereof

The invention discloses a high wet skid resistance of antistatic and low fatigue temperature rise of tire tread material and a preparation method thereof. The material comprises the following components by weight portions: prepared solution polymerized styrene butadiene rubber 90~110, butadiene rubber 10~20; epoxidized natural rubber 0~50, graphene 1~10. Silica 50~80, silane coupling agent 4~6, black 10~20, environment-friendly rubber oil of 0~6, Zinc Oxide 4~6, stearic acid 2~3, antioxidant 2~3, accelerator 1~8, sulfur 1~2. The four stage mixing method of preparing material, mixing with the opening, and then the mixer, then heating to 100~160 DEG C for heat treatment after a certain time of cooling to room temperature, finally adding curing agent in the mixing machine. The material of the invention can effectively improve the wet skid resistance, antistatic property, thermal conductivity and wear resistance of the tire, and reduce the rolling resistance and the fatigue temperature rise of the tyre.

【技术实现步骤摘要】
一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料及其制备方法
本专利技术涉及橡胶轮胎
，特别涉及一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着汽车行业的快速发展，高性能轮胎必将成为轮胎行业发展的趋势，高性能轮胎不仅要具有优异的耐磨性，而且要拥有优异的抗湿滑性能、低的滚动阻力、低的疲劳温升、较好的导热能力以及优异的抗静电性，为了同时满足以上性能，现在通常的做法是通过两种及两种以上的聚合物与功能性填料共混使用。中国专利技术专利CN200910160511.9报道日本住友轮胎公司(SUMTTOMO)使用顺丁橡胶和环氧化天然橡胶制作轮胎,复合材料的湿抓着力、耐磨性能提高。然而橡胶体系和白炭黑都不能有效抗静电，因此该专利中轮胎的抗静电性能没有涉及。中国专利技术专利CN105082387A介绍了一种石墨烯导静电轮胎制备方法，在通用轮胎配方中加入一定分数的石墨烯提高轮胎的导静电性能，然而轮胎的抗湿滑性和滚动阻力的问题没有得到有效解决。中国专利技术专利CN102911411A介绍了一种抗静电低滚动阻力轮胎胎面胶及其制备方法，该方法以溶聚丁苯胶和顺丁橡胶为母体，加入石墨烯提高复合材料抗静电性，然而其疲劳温升性能却没有涉及。国内外研究发现以溶聚丁苯橡胶与顺丁橡胶并用，以白炭黑为主要填料添加硅烷偶联剂可以有效提高轮胎胎面的抗湿滑性，降低滚动阻力然而其抗静电性能较差；石墨烯材料具有优异的导电性能和导热性能，然而其对胎面胶材料的抗湿滑性能贡献有限。本专利技术中我们发现，使用环氧度为0～50％环氧化天然橡胶取代部分溶聚丁苯橡胶和顺丁橡胶，同时加入少量的石墨烯材料，不仅可以进一步解决胎面胶滚动阻力与抗湿滑性的矛盾，而且可以提高白炭黑在胶料中的分散，提高轮胎的耐磨性，降低复合材料的疲劳温升，提升轮胎的导热系数。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料及其制备方法。本专利技术通过加入环氧化天然橡胶改善了白炭黑胶料中的分散，提高了材料的抗湿滑性、降低滚动阻力、及耐磨性；加入石墨烯材料解决了胎面胶导静电和导热的问题。本专利技术制备的复合材料滚动阻力60℃Tanδ≦0.11，抗湿滑性能0℃Tanδ≧0.36，疲劳温升降低5℃左右，体积电阻≦2.7×1010Ω·cm，表面电阻≦5.2×108Ω，导热系数≧0.35W/m·k。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料，该轮胎胎面胶材料由以下组分按照以下重量份数制备而成：溶聚丁苯橡胶90～110份，顺丁橡胶10～20份；环氧化天然橡胶0～50份，石墨烯1～10份，白炭黑50～80份，硅烷偶联剂4～6份，炭黑10～20份，环保橡胶油0～6份，氧化锌4～6份，硬脂酸2～3份，防老剂2～3份，促进剂1～8份，硫磺1～2份。优选的，所述的溶聚丁苯橡胶的充油质量分数为20～50％，进一步优选为37.5％。优选的，所述的环氧化天然橡胶为环氧度为0～50％的环氧化天然橡胶中的一种或多种。优选的，所述石墨烯的层数为单层，少层或多层中的一种或多种。进一步优选石墨烯的层数为1～30层。优选的，所述白炭黑的粒径为10～50nm，且二氧化硅含量为98％以上。优选的，所述的炭黑为超耐磨炭黑、中超耐磨炭黑和高耐磨炭黑中的一种或多种。优选的，所述轮胎胎面胶材料的原料中须同时存在溶聚丁苯橡胶、顺丁橡胶、环氧化天然橡胶、白炭黑和石墨烯。优选的，所述的石墨烯与胶料的混炼方法为干混或湿混；所述胶料为溶聚丁苯橡胶、顺丁橡胶和环氧化天然橡胶。以上所述的一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料的制备方法，包括如下步骤：A、一段混炼：调节开炼机辊温为室温，循环冷却辊温，调节辊速比为1:1.3～1:1.6，然后在开炼机上将溶聚丁苯橡胶、顺丁橡胶、环氧化天然橡胶和石墨烯混炼均匀；B、二段混炼：密炼机转子转速为20～50rpm，压杆压力为0.5～1MP，将一段混炼好的胶料投入密炼机中，混炼30～80秒，将氧化锌、硬脂酸、防老剂投入密炼室混炼30～80秒，将白炭黑，硅烷偶联剂投入密炼室混炼60～200秒，继续将炭黑投入密炼室混炼60～100秒，将环保橡胶油投入密炼室混炼60～240秒，排胶；C、三段混炼：将密炼机温度调至120～140℃，密炼机转子转速调至30～50rpm，将二段混炼胶投入密炼室中，热处理100～900秒，胶料温度达到130～170℃时排胶，在空气中冷却至室温；D、四段混炼：调节开炼机辊温为室温，循环冷却辊温，调节辊速比1:1.3～1:1.6，将三段混炼胶在开炼机中薄通3～8次，加入促进剂和硫磺，薄通6～8次出片，得到终炼胶，即一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料。优选的，所述密炼机为啮合型密炼机。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点与技术效果：本专利技术的轮胎胎面胶材料，可以同时有效提高轮胎的抗湿滑性，降低轮胎的滚动阻力，降低疲劳温升，更重要的是通过环氧化天然橡胶及石墨烯材料有效改善白炭黑在橡胶中的分散性，提高轮胎的耐磨性及导热性能。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的具体实施作进一步的具体说明，但本专利技术的实施方式不限于此。以下的1质量份均为1g。对比例：抗湿滑轮胎胎面胶材料，配合比例见表1。表1抗湿滑轮胎胎面胶材料的混炼工艺：A、一段混炼：调节开炼机辊温为室温，循环冷却辊温，调节辊速比为1:1.45，然后在开炼机上将溶聚丁苯橡胶(充油质量分数37.5％)、顺丁橡胶混炼均匀。B、二段混炼：密炼机转子转速30rpm，压杆压力0.7MP，将一段混炼好的胶料投入密炼机中，混炼30秒，将氧化锌、硬脂酸、防老剂4020投入密炼室混炼60秒，将白炭黑(粒径为25nm)，硅烷偶联剂Si69投入密炼室混炼120秒，继续将超耐磨炭黑投入密炼室混炼120秒，排胶。C、三段混炼：将密炼机的温度调至120℃，将二段混炼胶投入密炼室混炼360秒，胶料温度达到150℃时排胶，在空气中冷却至室温。D、四段混炼：调节开炼机辊温为室温，循环冷却辊温，调节辊速比1:1.45，将三段混炼胶在开炼机中薄通6次，加入促进剂NS、促进剂D、促进剂TT和硫磺，薄通8次出片，得到终炼胶，即抗湿滑轮胎胎面胶材料。实施例1：高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料，配合比例见表2。表2高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料的混炼工艺：A、一段混炼：调节开炼机辊温为室温，循环冷却辊温，调节辊速比1:1.45，然后在开炼机上将溶聚丁苯橡胶(充油质量分数37.5％)、顺丁橡胶、环氧化天然橡胶(环氧度为25％)和石墨烯混炼均匀。B、二段混炼：密炼机转子转速30rpm，压杆压力0.7MP，将一段混炼好的胶料投入密炼机中，混炼30秒，将氧化锌、硬脂酸、防老剂4020投入密炼室混炼60秒，将白炭黑(粒径为25nm)，硅烷偶联剂Si69投入密炼室混炼120秒，继续将超耐磨炭黑投入密炼室混炼60秒，将环保橡胶油NYTEX4700投入密炼室混炼120秒，排胶。C、三段混炼：将密炼机温度调至120℃，密炼机转子转速调至30rpm，将二段混炼胶投入密炼室混炼360秒，胶料温度达到150℃时排胶，在空气中冷却至室温。D、四段混炼：调节开炼机辊温为室温，循环冷却辊温，调节辊速比1:1.45，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料，其特征在于，该轮胎胎面胶材料由以下组分按照以下重量份数制备而成：溶聚丁苯橡胶90~110份，顺丁橡胶10~20份，环氧化天然橡胶0~50份，石墨烯1~10份，白炭黑50~80份，硅烷偶联剂4~6份，炭黑10~20份，环保橡胶油0~6份，氧化锌4~6份，硬脂酸2~3份，防老剂2~3份，促进剂1~8份，硫磺1~2份。

【技术特征摘要】
1.一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料，其特征在于，该轮胎胎面胶材料由以下组分按照以下重量份数制备而成：溶聚丁苯橡胶90~110份，顺丁橡胶10~20份，环氧化天然橡胶0~50份，石墨烯1~10份，白炭黑50~80份，硅烷偶联剂4~6份，炭黑10~20份，环保橡胶油0~6份，氧化锌4~6份，硬脂酸2~3份，防老剂2~3份，促进剂1~8份，硫磺1~2份。2.根据权利要求1所述的一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料，其特征在于，所述的溶聚丁苯橡胶的充油质量分数为20~50%。3.根据权利要求1所述的一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料，其特征在于，所述的环氧化天然橡胶为环氧度为0~50%的环氧化天然橡胶中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料，其特征在于，所述石墨烯的层数为1~30层。5.根据权利要求1所述的一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料，其特征在于，所述白炭黑的粒径为10~50nm，且二氧化硅含量为98%以上。6.根据权利要求1所述的一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料，其特征在于，所述的炭黑为超耐磨炭黑、中超耐磨炭黑和高耐磨炭黑中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料，其特征在于，所述轮胎胎面胶材料的原料中须同时存在溶聚丁苯橡胶、顺丁橡胶、环氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈朝晖，李要山，韩潇，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44