采用SBS作为相容剂的绿色轮胎胎面用橡胶组合物制造技术

本发明专利技术公开一种采用SBS作为相容剂的绿色轮胎胎面用橡胶组合物，通过嵌段热塑性弹性体SBS改善1,2-聚丁二烯橡胶与丁苯橡胶相容性制备高性能橡胶组合物，该橡胶组合物具有较低滚动阻力和生热性能，具有较高抗湿滑性和耐切割性能，可用于高性能轮胎胎面胶。

Rubber tread compositions for green tyres using SBS as a compatibilizer

The invention discloses a green tire as a compatibilizer for rubber composition with SBS, the triblock thermoplastic elastomer SBS improve 1,2- polybutadiene rubber and styrene butadiene rubber by high performance rubber composition compatibility, the rubber composition has low rolling resistance and thermal performance, high wet skid resistance and anti cutting performance, can be used for high performance tire.

【技术实现步骤摘要】
采用SBS作为相容剂的绿色轮胎胎面用橡胶组合物
本专利技术涉及橡胶领域，具体涉及一种采用SBS作为相容剂的绿色轮胎胎面用橡胶组合物，用热塑性弹性体SBS改善1,2-聚丁二烯橡胶和丁苯橡胶并用体系相容性的橡胶组合物，该橡胶组合物应用于高性能半钢子午线绿色轮胎胎面。
技术介绍
为了改进顺丁橡胶在抗湿滑性能上的缺陷，考虑到丁苯橡胶之所以具有良好的抗湿滑性，原因之一是由于其分子结构中含有一定数量的侧乙烯基与苯基，因此促使人们从高分子设计角度出发，对含有乙烯基侧基的1,2-聚丁二烯橡胶进行广泛的研究，并在70年代初生产出工业化产品。在1,2-聚丁二烯橡胶应用方面，Railsback等研究了中乙烯含量1,2-聚丁二烯橡胶硫化胶，当乙烯含量为50%时，其抗湿滑性和耐磨性与丁苯橡胶相当；乙烯基含量较高时，硫化胶的抗湿滑性远好于顺丁橡胶和天然橡胶，达到2倍以上，优于丁苯橡胶。渡边浩志的研究表明，乙烯含量越多越能改善1,2-聚丁二烯橡胶硫化胶的生热性。有实验结果表明，高乙烯基含量的聚丁二烯橡胶硫化胶的生热性能较低，低于顺丁橡胶和天然橡胶，可降低滚动阻力以及避免热氧破坏。Ueda等研究了1,2-聚丁二烯橡胶与天然橡胶共混后应用于轮胎胎面胶的性能，加入1,2-聚丁二烯橡胶后，硫化胶的滚动阻力和抗湿滑性均有较大提高。1,2-聚丁二烯橡胶的优异动态性能可以应用于高性能轮胎胎面胶，但是其硫化胶容易产生崩花掉块现象，只要表面出现微小裂纹，则硫化胶很快产生破裂损坏，因此，1,2-聚丁二烯橡胶并不能单独应用于轮胎胎面胶，而需要并用一定量的天然橡胶或者丁苯橡胶，用以改善其耐切割性能等，从而满足高性能轮胎胎面胶的性能要求。1,2-聚丁二烯橡胶与天然橡胶并用时，两者具有较好的相容性，并用胶料具有较好的滚动阻力性能，但是在抗湿滑性能方面稍差；在与丁苯橡胶并用时，1,2-聚丁二烯橡胶并用比例超过20%即出现两相分离，并出现两个Tg点。这使得并用胶料的各方面性能大幅下降，难以满足轮胎胎面胶料的性能要求。选取合适的相容剂，能够改善1,2-聚丁二烯橡胶与丁苯橡胶的相容性，并将并用体系中1,2-聚丁二烯橡胶的用量大幅度提高，明显改善高性能轮胎胎面胶的抗湿滑性、滚动阻力性能和生热性能，并使其硫化胶的耐切割性能明显提升。
技术实现思路
1、本专利技术的目的：本专利技术的目的是提供一种采用SBS作为相容剂的绿色轮胎胎面用橡胶组合物，用SBS改善1,2-聚丁二烯橡胶和丁苯橡胶并用体系相容性的橡胶组合物，该橡胶组合物以1,2-聚丁二烯橡胶和丁苯橡胶为主要原材料，配合相容剂、填充体系、硫化体系和防护体系，使得该组合物具有较好的抗湿滑性，较低的滚动阻力性能和生热性能，满足于高性能轿车轮胎胎面性能要求。2、技术方案：1,2-聚丁二烯橡胶在该橡胶组合物中的用量为30~80份（质量份，以下组分均相同），丁苯橡胶在该橡胶组合物中的用量为20~70份，以下其它组分用量均相对100份生胶而言。1,2-聚丁二烯橡胶选择基本要求，优选高乙烯基1,2-聚丁二烯橡胶，丁苯橡胶优选乳液聚合丁苯橡胶。相容剂选用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS），S/B的比例范围为20/80~48/52，优选比例为30/70~40/60，SBS在该橡胶组合物中的用量为2~12份，优选4~10份。填充体系选用炭黑、白炭黑、环保油（TDAE）、硅烷偶联剂（Si69）、聚乙二醇（PEG4000）和酚醛树脂（204树脂），用量为70~100份。硫化体系选用硫黄、氧化锌、硬脂酸、N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺（CZ）和N,N'-二苯基胍（D），用量为7~12份。防护体系选用防护蜡、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉（RD）和N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺（4020），用量为3~7份。本专利技术所述的1,2-聚丁二烯橡胶组合物，混炼及硫化均为橡胶加工中通常所采用的方法及设备。如：密炼机、开炼机、平板硫化机等。3、有益效果本专利技术橡胶组合物具有较低滚动阻力和生热性能，具有较高抗湿滑性和耐切割性能，加入SBS后明显改善了HVBR与ESBR的相容性，使两者的性能优势得以明显发挥，同时，规避了HVBR耐切割性能较差的缺点，满足高性能轮胎胎面胶的性能要求。具体实施方式下面结合实施例进一步说明本专利技术的目的，但并非限制本专利技术权的保护范围，本专利技术的范围在权利要求书中提出。实施例1~4以HVBR和ESBR1502为主要原料，SBS-791H为相容剂，橡胶组合物的配方组成列于表1。HVBR选用山东齐鲁石化橡胶厂生产的钼系高乙烯基1,2-聚丁二烯橡胶，乙烯基含量为80%；ESBR1502，山东齐鲁石化公司产品；SBS-791H，中国石化巴陵分公司产品，S/B比例为30/70。表1配方表（单位：质量份）原料实施例1实施例2实施例3实施例4对比例HVBR7070707070ESBR15023030303030SBS-791H468100炭黑55555白炭黑6060606060TDAE1515151515Si6955555PEG400022222204树脂22222氧化锌33333硬脂酸22222硫黄1.71.71.71.71.7CZ1.91.91.91.91.9D0.80.80.80.80.8防护蜡1.51.51.51.51.5RD1.21.21.21.21.2402022222混炼胶的制备方法步骤如下：采用两段式炼胶工艺，一段工艺：1.57LFarrel密炼机，90℃/80转。加入生胶，放下上顶栓，塑炼，持续时间0.5min。升起上顶栓，装入白炭黑、Si69和氧化锌等，放下上顶栓，混炼，持续时间2.5min。升起上顶栓，清扫密炼机入口和上顶栓的顶部，放下上顶栓，混炼，持续时间1.5min。升起上顶栓，装入PEG4000，放下上顶栓，混炼，持续时间1min。升起上顶栓，装入防护体系和TDAE等，放下上顶栓，混炼，持续时间1.5min。排胶（温度在130~150℃）。二段工艺在开炼机上进行：在XK-160型开炼机上进行，辊温控制在35~40℃，将一段母胶包慢辊，加入硫黄和促进剂，薄通六次后下片停放。橡胶组合物的硫化条件：硫化温度160℃，硫化时间为25min和35min。橡胶组合物的主要考察性能列于表2~4中。橡胶组合物混炼胶的门尼粘度列于表2中。橡胶组合物的门尼焦烧及硫化特性列于表3中。橡胶组合物的物理性能及老化性能见表4中。橡胶组合物的耐切割性能见表5中。橡胶组合物的滚动阻力性能见表6中。橡胶组合物的动态力学性能见表7中。表2橡胶组合物混炼胶的门尼粘度项目实施例1实施例2实施例3实施例4对比例ML（1+4）100℃9410797102108表3橡胶组合物的硫化性能项目实施例1实施例2实施例3实施例4对比例门尼焦烧120℃t5/m:s24'30"15'59"32'06"31'43"12.44t35/m:s45'13"38'23"--19.25硫化仪190℃ML/N·m1.0851.1901.0651.1851.315MH/N·m2.2302.2252.1502.6153.070ts1/m:s2'54"2'56"3'08"3'04"3.12t50/m:s3'55"4'01"4'17"4'51"7.13t90/m:s23'14"本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用SBS作为相容剂的绿色轮胎胎面用橡胶组合物，通过嵌段热塑性弹性体SBS改善1,2‑聚丁二烯橡胶与丁苯橡胶相容性制备的高性能绿色轮胎的橡胶组合物，该橡胶组合物包含以下成分（质量份）：1,2‑聚丁二烯橡胶                 30~80份，丁苯橡胶                         20~70份，相容剂SBS                        2~12份，填充体系                         70～100份，硫化体系                         7～12份，防护体系                         3～7份，其中所述1,2‑聚丁二烯橡胶，其侧乙烯基含量在50%以上，优选高乙烯基1,2‑聚丁二烯橡胶；丁苯橡胶为充环保油或不充油乳液聚合丁苯橡胶，优选ESBR1502或充环保油丁苯橡胶ESBR1723。

【技术特征摘要】
1.一种采用SBS作为相容剂的绿色轮胎胎面用橡胶组合物，通过嵌段热塑性弹性体SBS改善1,2-聚丁二烯橡胶与丁苯橡胶相容性制备的高性能绿色轮胎的橡胶组合物，该橡胶组合物包含以下成分（质量份）：1,2-聚丁二烯橡胶30~80份，丁苯橡胶20~70份，相容剂SBS2~12份，填充体系70～100份，硫化体系7～12份，防护体系3～7份，其中所述1,2-聚丁二烯橡胶，其侧乙烯基含量在50%以上，优选高乙烯基1,2-聚丁二烯橡胶；丁苯橡胶为充环保油或不充油乳液聚合丁苯橡胶，优选ESBR1502或充环保油丁苯橡胶ESBR1723。2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，相容剂SBS的S/B比例范围为25/75~48/52，优选比例为30/70~40/60，该SBS为嵌段热塑性弹性体，用量为2~...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新军，陈瑞军，李花婷，
申请(专利权)人：北京橡胶工业研究设计院，
类型：发明
国别省市：北京,11