一种轮胎用胎面胶及其制备制造技术

本发明专利技术公开了一种轮胎用胎面胶及其制备。胎面胶包括以下组份，组份比例按重量份数计：三基体生物工程橡胶100份；塑解剂0‑0.15份、石墨烯/氧化石墨烯天然橡胶复合母料5‑15份、白炭黑50‑60份、硅烷偶联剂2‑3份、氧化锌3.5‑4.0份、硬脂酸2‑3份、防老剂1‑4份、微晶蜡1‑2份、硫磺1‑3份、促进剂1‑2份和防焦剂0.1‑0.3份。本发明专利技术提供的轮胎用胎面胶，通过使用三基体生物工程橡胶在保持了“绿色轮胎”的基础上提高了胎面胶的耐磨性能以及拉伸性能。通过配合使用石墨烯/氧化石墨烯天然橡胶复合母料，进一步提高了胎面胶的硬度、拉伸性能和耐磨性，制备的胎面胶取得了优异的综合性能。

Tread compound for tyre and preparation thereof

The invention discloses a tread compound for tyres and the preparation thereof. The tread comprises the following components, component proportion by weight: three matrix biological engineering rubber peptizer 100; 0.15, 0 graphene / graphene oxide composite natural rubber masterbatch 5 15 copies, 60 copies, 50 white carbon black silane coupling agent 2 3, Zinc Oxide 3.5 4, stearic acid 2 3 copies, 4 copies, 1 antioxidant 1 microcrystalline wax 2, sulfur 1 3 copies, 2 copies and 1 promoter antiscorcher 0.1 0.3. The tire tread adhesive provided by the invention improves the abrasion resistance and the tensile property of the tread rubber on the basis of maintaining the \green tire\ by using the three matrix biological engineering rubber. The hardness, tensile properties and wear resistance of tread compound were further improved by using the composite masterbatch of graphene / graphene and natural rubber. The prepared tread rubber obtained excellent comprehensive properties.

【技术实现步骤摘要】
一种轮胎用胎面胶及其制备
本专利技术涉及轮胎
，具体涉及一种轮胎用胎面胶及其制备。
技术介绍
轮胎用胎面是指轮胎最外层与地面接触印有花纹的胶，在汽车行驶过程中提供牵引力，缓冲行驶过程中的冲击和摆动，防止内部帘布被割破和刺穿，这就需要胎面有高耐磨性、良好的耐老化性能、耐疲劳性能，较高的拉伸强度和撕裂强度、优异的回弹性，行驶过程中低生热等性能。随着轮胎工业的发展，在轮胎行驶的各项性能中，人们希望有较低的滚动阻力，较高的抗湿滑性能和较好的耐磨性能。轮胎行业是依赖于石油化工的高污染高能耗的产业，随着不可再生资源的大量消耗和人们环保意识的逐渐提高，充分利用生物质资源对全球经济社会的可持续发展具有重要意义。目前国内的轮胎胎面胶大多采用天然橡胶、丁苯胶、顺丁胶，其中天然胶资源少，价格高，而其它合成橡胶主要来自石油基原料，能耗高、污染严重。近年来出现了生物基工程橡胶的概念，其正是在生物质资源快速发展的背景下被发展起来的。生物基工程橡胶具有以下几个特点：所用原料不依赖于石化资源，主要通过可在生的生物资源来制备，单体容易获得，价格便宜；通过化学合成或者生物合成的这些弹性体具有良好的环境稳定性；合成弹性体与传统放入橡胶加工成型工艺具有良好的相容性，可采用传统的橡胶加工工艺加工成型，例如混合、模压和硫化等工艺；合成弹性体应该具有与传统合成橡胶想比拟的物理机械性能，适合于多方面的应用。近年来，有研究者提出了衣康酸酯生物基弹性体“绿色轮胎”胎面胶（CN104725756B），其具有较低滚动阻力，但是在其它性能上相对使用天然橡胶、丁苯胶、顺丁胶的胎面胶差一点，还需提高，才能够适应实际生产应用。2016年的一篇专利文本中公开了将石墨烯/氧化石墨烯应用于轮胎胎面胶中，能够有效的提高轮胎的耐磨性能（CN106674632A）。石墨烯具有良好的导热性能，能够极大改善橡胶体系的热传导效率，将其内部热量及时导出，减少橡胶分子之间因剧烈摩擦而产生的热积累，降低轮胎内部温度、减小磨耗、延长轮胎使用寿命：同时，使得胎面胶的拉伸强度、定伸应力、硬度和耐磨性有了明显提高。氧化石墨烯表面含有丰富的含氧官能固，如羧基、羰基、磺酰基等，在高分子材料中的分散性好于石墨烯，在含量小于千分之三时，通过简单机械混合即可。
技术实现思路
基于以上技术问题，本专利技术旨在提供一种轮胎用胎面胶，在使用生物基工程橡胶的基础上，进一步降低滚动阻力的同时，提高拉伸强度和撕裂强度，使其具有高耐磨性和高抗湿滑性。为实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种轮胎用胎面胶，包括以下组份，组份比例按重量份数计：三基体生物工程橡胶100份；塑解剂0-0.15份，石墨烯/氧化石墨烯天然橡胶复合母料5-15份，白炭黑50-60份，硅烷偶联剂2-3份，氧化锌3.5-4.0份，硬脂酸2-3份，防老剂1-4份，微晶蜡1-2份，硫磺1-3份，促进剂1-2份，及防焦剂0.1-0.3份；其中所述三基体生物工程橡胶由三基体共聚物经化学交联而成；所述三基体共聚物由衣康酸酯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯聚合而成；首先，衣康酸二乙酯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应得到三基体共聚物，接着，将三基体共聚物经化学交联制得三基体生物工程橡胶；所述的化学交联过程可以通过添加传统的硫磺/促进剂实现。所述衣康酸酯为：衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丙酯、衣康酸二异丙酯、衣康酸二丁酯或衣康酸二异丁酯。本专利技术还公开上述轮胎用胎面胶的制备方法，包括以下步骤：S1、将石墨烯/氧化石墨烯天然橡胶复合母料、三基体生物工程橡胶和塑解剂一起混炼，得到橡胶基体；S2、将橡胶基体与氧化锌、硬脂酸、防老剂、白炭黑和硅烷偶联剂共混，混炼得到一段母炼胶；S3、将一段母炼胶在高温下热处理，处理完毕常温停放两小时，得到二段母炼胶；S4、将二段母炼胶与微晶蜡、硫磺、促进剂和防焦剂共混得到终炼胶。S1具体为：将5-15重量份石墨烯/氧化石墨烯天然橡胶复合母料在开炼机上过辊，开炼机辊距为1.3±0.15mm，辊温保持在70±5℃，过程3-5min，再加入100重量份三基体生物工程橡胶、0-0.15重量份塑解剂一起混炼，持续过辊3-5分钟后下片，得到橡胶基体。S2具体为：将橡胶基体放入开炼机上共混，塑炼1-3min，加入3.5-4.0重量份氧化锌、2-3重量份硬脂酸和1-4重量份防老剂混炼2-3min，再加入50-60重量份白炭黑、2-3重量份硅烷偶联剂混炼5-8min，得到一段母炼胶。S3具体为：将一段母炼胶投入密炼机中热处理3-10min，混炼温度120-165℃，转子转述80r/min，取出，常放置2h得到二段母炼胶；优选地，热处理处理温度优选120-165℃，处理时间为3-10min。S4具体为：将二段母炼胶与1-2重量份微晶蜡和0.1-0.3重量份防焦剂在开炼机上共混1-2min，再加入1-2重量份促进剂和1-3重量份硫磺混炼2-5min得到终炼胶。所述三基体生物工程橡胶通过以下方法制备：1）聚合反应将衣康酸二乙酯、异戊二烯、甲基丙烯酸甲酯、乳化剂、引发剂和稳定剂混合，在搅拌条件下预乳化；然后，加热进行聚合反应，破乳干燥得到三基体生物工程橡胶生胶；2）交联反应以硫磺为交联剂，通过传统的硫磺/促进剂体系，加入20-30重量份的白炭黑，在150-170℃下模压硫化制成三基体生物工程橡胶。其中步骤1）中各原料重量份为：衣康酸酯100份，异戊二烯1-50份，甲基丙烯酸甲酯1-25份，乳化剂6-10份，引发剂0.2-1份，稳定剂1-3份；所述聚合反应温度120-170℃，时间为3~72h。优选地，所述乳化剂为十二烷基磺酸钠和OP-10的一种或两种。优选地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或多种。优选地，所述稳定剂优选为碳酸氢钠。优选地，所述破乳采用加入絮凝剂的方法，絮凝剂优选质量浓度为2%-5%的氧化钙溶液或质量浓度1%的硫酸溶液。步骤2）具体为：将100重量份三基体生物工程橡胶生胶，0.5-2.5重量份硫磺，0.5-2重量份促进剂M，0.5-2重量份促进剂CZ和20-30重量份白炭黑，共混在150-170℃下模压硫化制成三基体生物工程橡胶。本专利技术的有益效果本专利技术提供的轮胎用胎面胶，通过使用三基体生物工程橡胶在保持了“绿色轮胎”的基础上提高了胎面胶的耐磨性能以及拉伸性能。通过配合使用石墨烯/氧化石墨烯天然橡胶复合母料，进一步提高了胎面胶的硬度、拉伸性能和耐磨性。制备的胎面胶取得了优异的综合性能。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据以上专利技术的内容做出一些非本质的改进和调整。在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术提供的实施例中，所述重解剂为望解剂SJ-103；所述白炭黑为高分散白炭黑，可以提高橡胶与白炭黑的亲和性，进一步降低滚动阻力；所述硅烷偶联剂为Si69；所述石墨烯/氧化石墨烯天然橡胶复合母料为含有5%石墨烯和5%氧化石墨烯的天然橡胶母料，石墨烯厚度小于2nm，氧化石墨烯的厚度小于2nm；所述防老剂为防老剂4020或防老剂RD；所述促进剂为促进剂NS；所述防焦剂为防焦剂CTP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮胎用胎面胶，其特征在于，包括以下组份，组份比例按重量份数计：三基体生物工程橡胶100份；塑解剂0‑0.15份，石墨烯/氧化石墨烯天然橡胶复合母料5‑15份，白炭黑50‑60份，硅烷偶联剂2‑3份，氧化锌3.5‑4.0份，硬脂酸2‑3份，防老剂1‑4份，微晶蜡1‑2份，硫磺1‑3份，促进剂1‑2份，及防焦剂0.1‑0.3份；其中所述三基体生物工程橡胶由三基体共聚物经化学交联而成；所述三基体共聚物由衣康酸酯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯聚合而成。

【技术特征摘要】
1.一种轮胎用胎面胶，其特征在于，包括以下组份，组份比例按重量份数计：三基体生物工程橡胶100份；塑解剂0-0.15份，石墨烯/氧化石墨烯天然橡胶复合母料5-15份，白炭黑50-60份，硅烷偶联剂2-3份，氧化锌3.5-4.0份，硬脂酸2-3份，防老剂1-4份，微晶蜡1-2份，硫磺1-3份，促进剂1-2份，及防焦剂0.1-0.3份；其中所述三基体生物工程橡胶由三基体共聚物经化学交联而成；所述三基体共聚物由衣康酸酯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯聚合而成。2.根据权利要求1所述的胎面胶，其特征在于，所述重解剂为望解剂SJ-103；所述白炭黑为高分散白炭黑；所述硅烷偶联剂为Si69。3.根据权利要求1所述的胎面胶，其特征在于，所述石墨烯/氧化石墨烯天然橡胶复合母料为含有5%石墨烯和5%氧化石墨烯的天然橡胶母料，石墨烯厚度小于2nm，氧化石墨烯的厚度小于2nm。4.根据权利要求1所述的胎面胶，其特征在于，所述防老剂为防老剂4020或防老剂RD；所述促进剂为促进剂NS；所述防焦剂为防焦剂CTP。5.一种根据权利要求1-4任一所述的胎面胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将石墨烯/氧化石墨烯天然橡胶复合母料、三基体生物工程橡胶和塑解剂一起混炼，得到橡胶基体；S2、将橡胶基体与氧化锌、硬脂酸、防老剂、白炭黑和硅烷偶联剂共混，混炼得到一段母炼胶；S3、将一段母炼胶在高温下热处理，处理完毕常温停放两小时，得到二段母炼胶；S4、将二段母炼胶与微晶蜡、硫磺、促进剂和防焦剂共混得到终炼胶。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述三基体生物工程橡胶通过以下方法制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建军，
申请(专利权)人：盐城易宝路轮胎有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32