一种用于低气味轮胎的橡胶组合物及其轮胎制造技术

本发明专利技术属于橡胶轮胎制造领域，涉及一种能够有效降低轮胎气味等级的橡胶组合物。所述的橡胶组合物包括如下重量份组分：食用级丁基橡胶90.0~100.0份，炭黑30.0~80.0份，软化油0~50.0份，防护蜡0.5~4.0份，防老剂0.5~4.0份，硫磺1.0~3.5份，促进剂0.3~2.5份。本发明专利技术的橡胶组合物能够有效降低轮胎的气味等级，适用于低气味轮胎特别是备用轮胎的制造。并且，橡胶组合物的各项物理机械性能以及轮胎的高速、耐久性能均能满足正常使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于低气味轮胎的橡胶组合物及其轮胎
本专利技术属于橡胶轮胎制造领域，涉及一种能够有效降低轮胎气味等级的橡胶组合物，其适用于低气味轮胎特别是备用轮胎的制造。
技术介绍
一般汽车都会有备用轮胎（以下简称备胎），备胎的作用是临时更换替代破损的轮胎，使汽车可以继续行驶。根据车型的不同，备胎一般放在后备箱地板下方、挂在车尾下面或者固定在后备箱门外。当备胎放置在后备箱地板下方时，其自身散发出来的气味不能传递到车辆外部，因此其气味的大小对车辆内部气味等级的影响非常大。备胎一般都会在长期存放后突然使用，为了确保更换备胎后可以安全行驶，一般情况下备胎的橡胶组合物设计都会侧重于防老化设计，即侧重于防护体系，因此橡胶防老剂的用量往往会高于正常轮胎，橡胶防老剂特别是胺类防老剂又有很高的气味等级，这使得备胎的气味等级高于正常轮胎。为了降低油耗，节能减排，大部分汽车配备的备胎已由全尺寸备胎变更为小尺寸备胎。相较于全尺寸备胎，小尺寸备胎的轮胎直径与全尺寸轮胎相同但宽度略小。而在使用小尺寸备胎时又要达到和全尺寸备胎相近的抓地力，因此小尺寸备胎轮胎花纹的设计较全尺寸备胎具有更多的沟槽，这就使得虽然小尺寸备胎的体积虽然小于全尺寸备胎，但是其表面积却大于全尺寸备胎。而轮胎的气味是通过轮胎的表面散发出来的，因此相较于全尺寸备胎，小尺寸备胎的气味等级更高。随着人们对健康的关注日益增高，对汽车的气味等级要求也越来越高，多数汽车厂商均对备胎的气味等级提出了要求，而由于轮胎制作的原材料的限制，轮胎的气味很难被去除甚至降低。轮胎的气味源主要在如下几个方面：1.生胶体系：天然橡胶内的蛋白质分解后的胺衍生物、脂肪酸等；合成橡胶在合成过程中使用的有机溶剂、催化剂的残留和防老剂的使用等；2.补强与填充体系：炭黑中的蒽、萘、菲、苊、咔唑、苯并系列芳烃等；使用二氧化硅时并用的有机硅烷等；3.增塑体系：软化油中的苯、甲苯、二甲苯、乙苯等；4.化工助剂：甲醛、苯、甲苯、苯酚、氨、亚硝胺等。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供了一种能够有效降低轮胎气味等级的橡胶组合物，其适用于低气味轮胎特别是备用轮胎的制造。橡胶组合物的各项物理机械性能以及轮胎高速、耐久性能均满足正常使用要求。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种用于低气味轮胎的橡胶组合物，所述的橡胶组合物包括如下重量份组分：食用级丁基橡胶90.0~100.0份，炭黑30.0~80.0份，软化油0~50.0份，防护蜡0.5~4.0份，防老剂0.5~4.0份，硫磺1.0~3.5份，促进剂0.3~2.5份。所述的食用级丁基橡胶为经过后工序精加工再处理后基本去除残留有机溶剂的食用级无气味丁基橡胶；优选气味等级达1级的食用级无气味丁基橡胶，所述的气味等级是基于VS-01.00-T-14016-A4-2016内饰零部件气味特性评价规范方法进行测试得到的。所述的炭黑为吸碘值在100~180g/kg之间，DBP吸油值在100~140×10-5m2/kg之间，粒径在11~19nm的超耐磨炭黑。所述的软化油为环烷烃类油，优选经后处理精加工的环烷烃类油。所述的防护蜡为双峰微晶蜡。所述的防老剂为长支链双酚类防老剂，其分子结构如下式（Ⅰ）：式（Ⅰ）其中，n=5~12，CnH2n+1基团可以为直链型的烷烃基团，也可以为含有支链型的烷烃基团。所述的硫磺为不溶性硫磺。所述的促进剂为四（2-乙基己基）秋兰姆二硫化物（TOT-N）、二苄基二硫代氨基甲酸锌（ZBEC）、2-巯基苯并噻唑中的一种或多种；其中，四（2-乙基己基）秋兰姆二硫化物（TOT-N）的分子式如下：。所述的橡胶组合物还可以含有其他橡胶组分、5.0~40.0重量份的纳米级无机填料；其中，所述的其他橡胶组分包括天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶和苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶中的一种或多种，所述的纳米级无机填料为强威粉。一种低气味轮胎，该轮胎的胎面由所述的橡胶组合物硫化制得。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术对橡胶组合物中的各个组分进行优化，具体如下：1.生胶体系：本专利技术使用食用级无气味丁基橡胶。食用级丁基胶经过后工序精加工再处理后基本去除残留的有机溶剂，气味等级可高达1级（基于VS-01.00-T-14016-A4-2016内饰零部件气味特性评价规范方法进行测试。测定结果显示为“气味等级”，等级共分为1-6级，等级越高，气味越强。具体评分级别如表1所示）。而且由于丁基胶的不饱和双键少，可被热、光、氧等外界因素攻击的位置少，因此橡胶组合物中可以减少防老剂用量进而降低橡胶组合物整体的气味等级。表1气味等级评分标准2.补强与填充体系：本专利技术使用小粒径、高比表面积的炭黑。在相同补强作用下，小粒径、高结构度的炭黑用量小，可以减少炭黑中蒽、萘、菲、苊、咔唑、苯并系列芳烃等的引入。3.增塑体系：本专利技术选用后处理精加工环烷烃类油。环烷类油的环烷环碳原子数占30~40%，气味等级低，且经过后处理精加工后环烷油中的苯、甲苯、二甲苯、乙苯等组分进一步去除，减少了的气味源的引入。4.防护蜡：本专利技术选用双峰微晶蜡。防护蜡在硫化温度下溶解于橡胶中，冷却后，防护蜡渐渐迁移至硫化胶表面形成一层薄膜，阻绝橡胶表面与空气中的臭氧接触，进而起到防护作用，阻断氧气对于橡胶的老化龟裂。其它化工助剂在硫化温度下也会融入防护蜡中，这使得防护蜡在析出的过程中不可避免的使化工助剂迁移至橡胶表面。由于双峰微晶蜡碳数分布具有两个峰，碳数分布更宽，其析出至橡胶表面的速度较单峰微晶蜡慢，因此迁移至橡胶表面的化工助剂更少，而化工助剂是轮胎气味的重要来源。因此使用双峰微晶蜡可以有效降低由轮胎的气味等级。5.防老剂：本专利技术使用长支链双酚类防老剂替代传统的胺类防老剂。传统的胺类防老剂一般为苯胺类化学药品与酮类化学药品反应缩合而成，而这两类原料皆有较高的气味等级。而双酚类防老剂是以苯酚类化学药品同甲醛在水溶液中脱水缩合成成，这两类原料气味等级皆低于胺类防老剂所用原料。并且本专利技术选用的双酚类防老剂具有长的碳氢支链，具有较强的空间位阻效应，活动能力低，不易迁移至橡胶表面进而影响橡胶的气味等级。6.硫磺：本专利技术使用不溶性硫磺替代传统的可溶性硫磺。相较于传统可溶性硫磺的S8环，不溶性硫磺分子链上的硫原子数高达108以上，在未硫化时运动能力极低，不易迁移至橡胶表面进而影响橡胶的气味等级。7.促进剂；本专利技术使用超超速级促进剂替代传统促进剂。超超速级促进剂具有极快的硫化速度，在硫化速度相同的情况下使用超超速促进剂可以减少促进剂用量进而降低橡胶的气味等级。本专利技术选用的超超速级促进剂为秋兰姆类促进剂四（2-乙基己基）秋兰姆二硫化物（TOT-N，分子量633.18），相较于传统的秋兰姆类促进剂如四甲基秋兰姆二硫化物（TMTD，分子量240.43），其具有长的支链，具有较强的空间位阻效应，活动能力低，不易迁移至橡胶表面进而影响橡胶的气味等级。本专利技术的橡胶组合物能够有效降低轮胎的气味等级，适用于低气味轮胎特别是备用轮胎的制造。并且，橡胶组合物的各项物理机械性能以及轮胎的高速、耐久性能均能满足正常使用要求。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清查、完整的描述，进而进一步解释专利技术。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于低气味轮胎的橡胶组合物，其特征在于，所述的橡胶组合物包括如下重量份组分：食用级丁基橡胶90.0~100.0份，炭黑30.0~80.0份，软化油0~50.0份，防护蜡0.5~4.0份，防老剂0.5~4.0份，硫磺1.0~3.5份，促进剂0.3~2.5份。

【技术特征摘要】
1.一种用于低气味轮胎的橡胶组合物，其特征在于，所述的橡胶组合物包括如下重量份组分：食用级丁基橡胶90.0~100.0份，炭黑30.0~80.0份，软化油0~50.0份，防护蜡0.5~4.0份，防老剂0.5~4.0份，硫磺1.0~3.5份，促进剂0.3~2.5份。2.根据权利要求1所述的一种用于低气味轮胎的橡胶组合物，其特征在于，所述的食用级丁基橡胶为经过后工序精加工再处理后基本去除残留有机溶剂的食用级无气味丁基橡胶；优选气味等级达1级的食用级无气味丁基橡胶，所述的气味等级是基于VS-01.00-T-14016-A4-2016内饰零部件气味特性评价规范方法进行测试得到的。3.根据权利要求1所述的一种用于低气味轮胎的橡胶组合物，其特征在于，所述的炭黑为吸碘值在100~180g/kg之间，DBP吸油值在100~140×10-5m2/kg之间，粒径在11~19nm的超耐磨炭黑。4.根据权利要求1所述的一种用于低气味轮胎的橡胶组合物，其特征在于，所述的软化油为环烷烃类油；优选经后处理精加工的环烷烃类油。5.根据权利要求1所述的一种用于低气味轮胎...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈生，任福君，张建军，王丹灵，王丹，
申请(专利权)人：中策橡胶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33