一种轮胎用橡胶组合物及轮胎制造技术

本发明专利技术公开了一种轮胎用橡胶组合物及轮胎，所述橡胶组合物包括下述组分：100phr二烯烃弹性体聚合物、1phr‑15phr二氧化硅纳米管、20phr‑75phr增强填料。本发明专利技术在橡胶组合物中引入二氧化硅纳米管部分或全部替换白炭黑，将此橡胶组合物制备的轮胎胎面用于轮胎中，可同时提高轮胎的耐磨性能或湿地制动性能。

A rubber composition for tires and tires

The invention discloses a rubber composition for tires and a tire. The rubber composition comprises the following components: 100 phr diene elastomer polymer, 1 phr 15 phr silica nanotube, 20 phr 75 phr reinforcing filler. The invention introduces silicon dioxide nanotubes to replace silica partially or totally in the rubber composition, and applies the tire tread prepared by the rubber composition to the tire, which can improve the wear resistance or wetland braking performance of the tire at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种轮胎用橡胶组合物及轮胎
本专利技术涉及轮胎生产领域，具体涉及一种轮胎用橡胶组合物及轮胎。
技术介绍
轮胎用橡胶组合物在设计过程中为了提高某些特性，常常需要折中设计，即降低轮胎其它部分特性。这样的折中存在于轮胎耐磨性能与湿地制动性能之间。轮胎耐磨性能可通过增加共混胎面橡胶组合物中的炭黑量、种类来提高。然而，增加胎面橡胶组合物中炭黑量、或者替换种类通常导致湿地制动性能的损失。为克服炭黑带来的缺点，通常使用白炭黑，即沉淀二氧化硅，作为无机填料全部或部分替代炭黑。然后，尽管白炭黑填料会改善湿地制动性能，但是其会显著降低轮胎的耐磨性能。为克服上述的折中，本专利技术在轮胎用橡胶组合物中引入二氧化硅纳米管，来同时提高轮胎的耐磨性能或湿地制动性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种轮胎用橡胶组合物及轮胎。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种轮胎用橡胶组合物，其特征在于：包括下述组分：100phr二烯烃弹性体聚合物、1phr-15phr二氧化硅纳米管、20phr-75phr增强填料。进一步地；所述二烯烃弹性体聚合物选用天然顺式-1,4-聚异戊二烯、3,4-聚异戊二烯、聚丁二烯、苯乙烯/1,3-丁二烯共聚物、苯乙烯/异戊二烯/1,3-丁二烯共聚物、苯乙烯/1,3-丁二烯/丙烯腈共聚物中的至少一种。进一步地；所述增强填料为炭黑、白炭黑中的一种或混合物，所述炭黑的氮吸附比表面积≥23m2/g，所述白炭黑氮吸附比表面积为30m2/g-400m2/g，PH为5.5-6.5。进一步地；所述二氧化硅纳米管为水合二氧化硅纳米管或表面修饰二氧化硅的纳米管，所述二氧化硅纳米管截面为四元环、六元环或八元环，外管直径为40-300nm，管厚为5nm。进一步地；还包括1phr-6phr硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂选用硅烷偶联剂si-69、硅烷偶联剂si-75、硅烷偶联剂NXT中的至少一种。进一步地；还包括15phr-30phr增塑剂，所述增塑剂选用TDAE、RAE、MES中的至少一种。进一步地；还包括1phr-6phr硫化体系，所述硫化体系选用促进剂、硬脂酸、氧化锌、硫磺中的至少一种。进一步地；还包括1phr-6phr防老体系，所述防老体系选用防老剂6PPD、防老剂TMQ、微晶蜡、石蜡中的至少一种。本专利技术的另一技术方案是：一种胎面，通过上述轮胎用橡胶组合物制成。本专利技术的另一技术方案是：一种轮胎，通过上述胎面制成。所述轮胎适用于客车轮胎、轻型货车轮胎、四季型轮胎、雪地轮胎、夏季轮胎。本专利技术中：硅烷偶联剂si-68：双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物；硅烷偶联剂si：75-双-[g-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物；硅烷偶联剂NXT：3-硫代辛酸基-1-丙基三乙基硅烷；TDAE：环保芳烃油；RAE：残留芳烃抽提物；MES：轻度浅抽油；防老剂6PPD：N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺；防老剂TMQ：2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体。本专利技术的有益效果：本专利技术在橡胶组合物中引入二氧化硅纳米管部分或全部替换白炭黑，将此橡胶组合物制备的轮胎胎面用于轮胎中，可同时提高轮胎的耐磨性能或湿地制动性能。具体实施方式实施例1：一种轮胎用橡胶组合物，包括下述组分：30phr天然顺式-1,4-聚异戊二烯(NR)、70phr苯乙烯/1,3-丁二烯共聚物(SBR)、3phr水合二氧化硅纳米管、10phr炭黑N330、62phr白炭黑、5.2phr硅烷偶联剂si-69、20phrTDAE、4phr防老剂6PPD、1.8phr硫磺、3.2phr促进剂。所述白炭黑氮吸附比表面积为160m2/g，所述水合二氧化硅纳米管截面为六元环，外管直径为100nm，管厚为5nm。采用本领域公知的制备方法制备橡胶组合物，该方法包括如下步骤：(1)非生产性混炼步骤：按配方将NR、SBR、水合二氧化硅纳米管、炭黑N330、白炭黑、硅烷偶联剂si-69、TDAE、防老剂6PPD加入到BRBanbury密炼机中进行1-3min混炼，直至橡胶混合物温度达到160℃，(2)生产性混炼步骤：将步骤(1)得到的橡胶加入硫磺、促进剂进行混炼直至温度达到115℃，排胶停放。实施例2：一种轮胎用橡胶组合物，包括下述组分：30phr天然顺式-1,4-聚异戊二烯(NR)、70phr苯乙烯/1,3-丁二烯共聚物(SBR)、5phr水合二氧化硅纳米管、10phr炭黑N330、60phr白炭黑、5.2phr硅烷偶联剂si-69、20phrTDAE、4phr防老剂6PPD、1.8phr硫磺、3.2phr促进剂。所述白炭黑氮吸附比表面积为160m2/g，所述水合二氧化硅纳米管截面为六元环，外管直径为100nm，管厚为5nm。制备方法同实施例1。对比例1：一种轮胎用橡胶组合物，包括下述组分：30phr天然顺式-1,4-聚异戊二烯(NR)、70phr苯乙烯/1,3-丁二烯共聚物(SBR)、10phr炭黑N330、65phr白炭黑、5.2phr硅烷偶联剂si-69、20phrTDAE、4phr防老剂6PPD、1.8phr硫磺、3.2phr促进剂。橡胶组合物制备方法包括如下步骤：(1)非生产性混炼步骤：按配方将NR、SBR、炭黑N330、白炭黑、硅烷偶联剂si-69、TDAE、防老剂6PPD加入到BRBanbury密炼机中进行1-3min混炼，直至橡胶混合物温度达到160℃，(2)生产性混炼步骤：将步骤(1)得到的橡胶加入硫磺、促进剂进行混炼直至温度达到115℃，排胶停放。硫化胶料(橡胶组合物)动态性能测试：采用德国GABO生产的DMA动态粘弾仪，采用本行业常用的温度扫描测试方法进行测试，结果参见表1，从表1中看出，本专利技术实施例1和实施例2的橡胶组合物相比对比文件1具有更好的硬度，可提高轮胎的使用寿命。将实施例1、实施例2、对比例1制备的橡胶组合物制成轮胎胎面，然后对使用了此胎面的轮胎进行湿地制动和耐磨性能测试，结果参见表1。湿地制动测试：通过测试在潮湿沥青混凝土路面上突然刹车从50MPH至0MPH所需的距离，从而确定安装于配备ABS制动系统的汽车的轮胎的湿地制动性能。从表1中看出，实施例1和实施例2制备的轮胎其湿地制动测试数值均大于对比例1的设定值100，说明本专利技术湿地制动效果改善明显，可实现更短的制动距离。耐磨性能测试：通过使轮胎经受实际上路行驶，并在行驶10000至12000公里之间测量其磨损速率(损失胎面的厚度mm/1000公里)，从而测量安装于汽车上的轮胎的耐磨性。实施例1和实施例2制备的轮胎其磨耗测试数值均大于对比例1的设定值100，说明本专利技术耐磨性能改善明显，可实现更小的磨损速率。表1上述实施例只为说明本专利技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本专利技术的内容并据以实施，并不能以此限制本专利技术的保护范围。凡根据本专利技术精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮胎用橡胶组合物，其特征在于：包括下述组分：100phr二烯烃弹性体聚合物、1phr‑15phr二氧化硅纳米管、20phr‑75phr增强填料。

【技术特征摘要】
1.一种轮胎用橡胶组合物，其特征在于：包括下述组分：100phr二烯烃弹性体聚合物、1phr-15phr二氧化硅纳米管、20phr-75phr增强填料。2.根据权利要求1所述的轮胎用橡胶组合物，其特征在于：所述二烯烃弹性体聚合物选用天然顺式-1,4-聚异戊二烯、3,4-聚异戊二烯、聚丁二烯、苯乙烯/1,3-丁二烯共聚物、苯乙烯/异戊二烯/1,3-丁二烯共聚物、苯乙烯/1,3-丁二烯/丙烯腈共聚物中的至少一种。3.根据权利要求1所述的轮胎用橡胶组合物，其特征在于：所述增强填料为炭黑、白炭黑中的一种或混合物，所述炭黑的氮吸附比表面积≥23m2/g，所述白炭黑氮吸附比表面积为30m2/g-400m2/g，PH为5.5-6.5。4.根据权利要求1所述的轮胎用橡胶组合物，其特征在于：所述二氧化硅纳米管为水合二氧化硅纳米管或表面修饰二氧化硅的纳米管，所述二氧化硅纳米管截面为四元环、六元环或八...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文龙，徐旗，孙鲁，于海洋，汪燕，孙世悦，刘连波，
申请(专利权)人：浦林成山青岛工业研究设计有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37