一种轮胎胎侧橡胶组合物、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种轮胎胎侧橡胶组合物、制备方法及其应用，该轮胎胎侧橡胶组合物制备出的轮胎胎侧适用于半钢轮胎用，该高性能黑色环保胎侧具有优异的曲饶性能、较高的扯断强度、极佳的撕裂强度及极佳的表面细腻度、光亮度。

Composition, preparation method and application of tire sidewall rubber

The invention discloses a tire sidewall rubber composition, a preparation method and its application. The tire sidewall prepared by the tire sidewall rubber composition is suitable for semi-steel tires. The high performance black environmental protection sidewall has excellent curvature performance, high breaking strength, excellent tearing strength and excellent surface fineness and brightness.

【技术实现步骤摘要】
一种轮胎胎侧橡胶组合物、制备方法及其应用
本专利技术涉及橡胶制品
，且特别涉及一种轮胎胎侧橡胶组合物、制备方法及其应用。
技术介绍
半钢用子午线轮胎胎侧生胶体系基本上都是天然橡胶+顺丁橡胶，而这两种均是二烯类橡胶，易产生多种老化现象。二烯类橡胶由于存在双键，双键中的C--H很容易离解出活波H原子，易发生热氧老化和臭氧老化。疲劳老化是指在多次变形条件下，使橡胶大分子发生断裂或者氧化，结果使橡胶的物性及其他性能变差，最后丧失使用价值。发生疲劳老化最突出的地方是轮胎的胎侧。轮胎每转一圈，经历反复地压缩、伸张，不断变形，这种情况下就发生了疲劳老化。胎侧橡胶组合物在大气中老化变质，臭氧的作用是一个非常重要的原因，臭氧老化先是在表面层，特别容易在应力集中处或配合物粒子与橡胶的界面处产生，通常先生成薄膜，然后薄膜龟裂，特别是轮胎在动态条件下使用时，薄膜更易不断破裂不断形成并露出新鲜的表面，使得臭氧老化不断地纵深发展，直到完全断裂。不管是热氧老化或者臭氧老化，都有专门的化学和物理防老剂可以有效地延缓老化的速度。但是在防老剂应用得当、各司其职的时候，却没有通过配方设计即通过纳米改性矿物材料并用两种不同比表面积的炭黑、白炭黑来提高胶料性能及韧性，从而提高轮胎使用寿命的黑色胎侧的相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种轮胎胎侧橡胶组合物、制备方法及其应用，该轮胎胎侧橡胶组合物适用于制备半钢轮胎用高性能黑色环保胎侧，并具有优异的性能。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出了一种轮胎胎侧橡胶组合物，包括以下重量份的组分：30-70份天然橡胶，30-70份顺丁橡胶，20-40份第一炭黑，10-30份第二炭黑，5-20份无机补强填料，5-20份纳米改性矿物材料，5-10份环保芳烃油，1-3份硅烷偶联剂，1-3份炭黑分散剂，4-6份碳氢石油增粘树脂，2-5份树脂改性沥青，2-4份硫化剂和硫化促进剂，5-10份硫化活性剂，3-6份防老剂，0.1-0.3份防焦剂。本专利技术还提出一种上述轮胎胎侧橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：将天然橡胶、顺丁橡胶、碳氢石油增粘树脂、树脂改性沥青、硅烷偶联剂、硫化活性剂、炭黑分散剂以及纳米改性矿物材料混合；再与第一炭黑、无机补强填料以及环保芳烃油混合，搅拌均匀，一段混炼，卸出胶料，形成一段母胶，将一段母胶、防老剂以及硫化促进剂二苯胍DPG混合，再与第二炭黑混合，搅拌均匀，二段混炼，卸出胶料，形成二段母胶，将二段母胶、防焦剂、硫化剂和硫化促进剂N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺TBBS混合，搅拌均匀，三段混炼，卸出胶料，制得轮胎胎侧橡胶组合物。本专利技术还提供一种子午线轮胎，包括上述的橡胶组合物制备的轮胎胎侧。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种轮胎胎侧橡胶组合物、制备方法及其应用，本专利技术中制备的轮胎胎侧橡胶在保证半钢子午线轮胎对胎侧的硬度、弹性模量等物理性能及压出工艺匹配相匹配要求的同时，提高胶料的撕裂强度，提高胎侧胶的韧性。减少轮胎在使用过程中胎侧裂口的情况发生，延长轮胎使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例中使用的无机纳米粒子的亮度随粒径变化曲线。图2为本专利技术实施例中使用的无机纳米粒子的增韧机理示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例提供的一种轮胎胎侧橡胶组合物、制备方法及其应用进行具体说明。本专利技术实施例提供一种轮胎胎侧橡胶组合物，包括以下重量份的组分：30-70份天然橡胶，30-70份顺丁橡胶，20-40份第一炭黑，10-30份第二炭黑，5-20份无机补强填料，5-20份纳米改性矿物材料，5-10份环保芳烃油，1-3份硅烷偶联剂，1-3份炭黑分散剂，4-6份碳氢石油增粘树脂，2-5份树脂改性沥青，2-4份硫化剂和硫化促进剂，5-10份硫化活性剂，3-6份防老剂，0.1-0.3份防焦剂。本专利技术实施例提供一种轮胎胎侧橡胶组合物，本专利技术实施例中的轮胎胎侧橡胶组合物以天然橡胶、顺丁橡胶、碳氢石油增粘树脂以及树脂改性沥青作为基体组分，提高新型胎侧橡胶组合物的硬度、弹性模量，减少炭黑添加量，改善胶料押出性能，加入无机补强填料和纳米改性矿物材料，来填充橡胶颗粒之间的空隙，加入环保芳烃油，增加基体组分之间的融合，同时，还配以碳黑分散剂、硅烷偶联剂等具有分散和偶联性能的组分，再配以特定的防老体系、防焦体系和硫化体系，能够降低胎侧厚度及轮胎重量，减少胎侧变形及生热，降低轮胎滚动阻力，延长轮胎使用寿命。上述组合物制备出的轮胎胎侧可以保证半钢子午线轮胎对胎侧的硬度、弹性模量等物理性能及压出工艺匹配相匹配要求的同时，提高胶料的撕裂强度，提高胎侧胶的韧性，减少轮胎在使用过程中胎侧裂口的情况发生，延长轮胎使用寿命。在一些实施方式中，轮胎胎侧橡胶组合物，包括以下重量份的组分：45-65份天然橡胶，35-55份顺丁橡胶，25-35份第一炭黑，15-25份第二炭黑，8-15份无机补强填料，8-16份纳米改性矿物材料，5-7份环保芳烃油，1-2份硅烷偶联剂，1-2份炭黑分散剂，4-6份碳氢石油增粘树脂，2-4份树脂改性沥青，2-3.5份硫化剂和硫化促进剂，5-7份硫化活性剂，4-6份防老剂，0.1-0.25份防焦剂。在一些实施方式中，第一炭黑的氮吸附比表面积大于80m2/g，第二炭黑的氮吸附比表面积小于50m2/g，炭黑分散剂包括脂肪酸锌皂盐的混合物。本专利技术实施例中的第一炭黑的氮吸附比表面积大于80m2/g，第二炭黑的氮吸附比表面积小于50m2/g，作为优选的，第一炭黑氮吸附比表面积为80-120m2/g；第二炭黑氮吸附比表面积为31-44m2/g。作为更优选的，第一炭黑氮吸附比表面积为86-98m2/g，DBP吸油值109-119mL/100g；第二炭黑氮吸附比表面积为36-44m2/g，DBP吸油值116-126mL/100g。选择比表面积高低不同的两种炭黑并用，是为了同时保证胶料的流动性和胎侧压出过程的挺性。且第一炭黑具有优异的抗撕裂性能，很高的疲劳寿命；第二炭黑具有很强的流动性，赋予压出胎侧良好的平整度、细腻度。在一些实施方式中，无机补强填料为白炭黑，优选的，白炭黑的BET比表面积为160-170m2/g，纳米改性矿物材料为锐钛型二氧化钛或纳米改性复合硅酸盐，优选的，锐钛型二氧化钛的平均粒径≤1μm，优选的，纳米改性复合硅酸盐中的SiO2含量不低于40％，Al2O3含量不低于30％，平均粒径≤2μm。本专利技术实施例中的无机补强填料为白炭黑的BET比表面积为160-170m2/g，起补强作用和一定的吸附作用。本专利技术实施例中的纳米改性矿物材料为锐钛型二氧化钛或纳米改性复合硅酸盐。其中，锐钛型二氧化钛的平均粒径≤0.3μm，遮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮胎胎侧橡胶组合物，其特征在于，包括以下重量份的组分：30‑70份天然橡胶，30‑70份顺丁橡胶，20‑40份第一炭黑，10‑30份第二炭黑，5‑20份无机补强填料，5‑20份纳米改性矿物材料，5‑10份环保芳烃油，1‑3份硅烷偶联剂，1‑3份炭黑分散剂，4‑6份碳氢石油增粘树脂，2‑5份树脂改性沥青，2‑4份硫化剂和硫化促进剂，5‑10份硫化活性剂，3‑6份防老剂，0.1‑0.3份防焦剂。

【技术特征摘要】
1.一种轮胎胎侧橡胶组合物，其特征在于，包括以下重量份的组分：30-70份天然橡胶，30-70份顺丁橡胶，20-40份第一炭黑，10-30份第二炭黑，5-20份无机补强填料，5-20份纳米改性矿物材料，5-10份环保芳烃油，1-3份硅烷偶联剂，1-3份炭黑分散剂，4-6份碳氢石油增粘树脂，2-5份树脂改性沥青，2-4份硫化剂和硫化促进剂，5-10份硫化活性剂，3-6份防老剂，0.1-0.3份防焦剂。2.根据权利要求1所述的轮胎胎侧橡胶组合物，其特征在于，包括以下重量份的组分：45-65份天然橡胶，35-55份顺丁橡胶，25-35份第一炭黑，15-25份第二炭黑，8-15份无机补强填料，8-16份纳米改性矿物材料，5-7份环保芳烃油，1-2份硅烷偶联剂，1-2份炭黑分散剂，4-6份碳氢石油增粘树脂，2-4份树脂改性沥青，2-3.5份硫化剂和硫化促进剂，5-7份硫化活性剂，4-6份防老剂，0.1-0.25份防焦剂。3.根据权利要求1或2所述的轮胎胎侧橡胶组合物，其特征在于，所述第一炭黑的氮吸附比表面积大于80m2/g，所述第二炭黑的氮吸附比表面积小于50m2/g，所述炭黑分散剂包括脂肪酸锌皂盐的混合物。4.根据权利要求1或2所述的轮胎胎侧橡胶组合物，其特征在于，所述无机补强填料为白炭黑，优选的，所述白炭黑的BET比表面积为160-170m2/g，所述纳米改性矿物材料为锐钛型二氧化钛或纳米改性复合硅酸盐，优选的，所述锐钛型二氧化钛的平均粒径≤1μm，优选的，所述纳米改性复合硅酸盐中的SiO2含量不低于40％，Al2O3含量不低于30％，平均粒径≤2μm。5.根据权利要求1或2所述的轮胎胎侧橡胶组合物，其特征在于，所述环保芳烃油包括环保芳烃油Vivatec500或环保芳烃油DM420中至少一种，所述树脂改性沥青为树脂改性沥青RT-40FE或树脂改性沥青CJ-100中至少一种。6.根据权利要求1或2所述的轮胎胎侧橡胶组合物，其特征在于，所述硫化剂包括硫磺，所述硫化...

【专利技术属性】
技术研发人员：向春东，李贞延，张俊伟，王强，罗建刚，李冬，董继学，王廷华，熊国华，高秋英，戴明利，付学梅，
申请(专利权)人：四川轮胎橡胶集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51