一种雪地胎和雪地胎胎面橡胶组合物及橡胶组合物的混炼方法技术

本发明专利技术属于橡胶轮胎制造领域，包含一种雪地胎和雪地胎胎面橡胶组合物及橡胶组合物的混炼方法。一种雪地胎胎面橡胶组合物，该组合物包括100重量份橡胶组分、35‑55重量份液体聚丁二烯橡胶，以及70‑90重量份二氧化硅，其中液体聚丁二烯橡胶在总组合物中质量百分比占比超过13%。该组合物引入液体聚丁二烯橡胶，取其增塑特性，替代部分环保油，减少胎面胶中的含油量，且液体聚丁二烯橡胶具有较低的玻璃化转变温度，较大量填充时，可使胎面胶达到硬度低、模量低、低温硬化程度低的效果。

A mixing method for rubber compositions and rubber compositions of snow tire and snow tire tread

【技术实现步骤摘要】
一种雪地胎和雪地胎胎面橡胶组合物及橡胶组合物的混炼方法
本专利技术属于橡胶轮胎制造领域，包含一种雪地胎和雪地胎胎面橡胶组合物及橡胶组合物的混炼方法。
技术介绍
雪地胎是针对寒冷地区开发的功能性轮胎，通常在低温冰雪路面的环境中使用。据报道，目前全球30%以上的地区需要使用雪地胎，故开发雪地胎具有广阔的市场前景及价值。在低温条件下，常规的夏季胎胎面会变硬，从而导致轮胎抓地性能急剧下降，严重影响了行车安全。为了解决这一问题，通常在胎面配方中提升天然橡胶和白炭黑的比例，来增加耐寒性和柔顺性，并填充较大含量的环保油，以降低胎面的硬度。如中国专利技术专利（专利号：201610512571.2，公开日：2016.10.26）公开了一种抗湿滑的雪地胎胎面胶及其制备方法。该胎面胶包括以下重量份数的组分：溶聚丁苯胶35-65，天然橡胶15-45，顺丁胶20-50，氧化锌2-5，硬脂酸1-4，防老剂1-5，防护蜡2-4，环保芳烃油10-40，白炭黑35-65，炭黑10-35，硅烷偶联剂3.5-6.5，硫磺2-7和促进剂3-11。该专利的胎面胶能显著降低胶料的硬度，提高胶料耐磨性、抗撕裂、拉伸强度与定伸应力。同时，专利中也指出从降低硬度提高轮胎抗湿滑性能考虑，添加环保芳烃油是降低硬度效果最好的方法。这种方法制备的轮胎，胎面硬度较低，轮胎生产初期具有良好的耐低温性能，但由于环保芳烃油为小分子材料，在大量填充时，极易迁出到轮胎表面，使得轮胎在使用过程中，胎面胶中的油含量不断降低、胎面硬度不断增加，以至于轮胎的低温抓地性能会逐渐下降。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术第一个目的是提供一种雪地胎胎面橡胶组合物，该组合物引入液体聚丁二烯橡胶，取其增塑特性，替代部分环保油，减少胎面胶中的含油量，且液体聚丁二烯橡胶具有较低的玻璃化转变温度，较大量填充时，可使胎面胶达到硬度低、模量低、低温硬化程度低的效果。为了实现上述的第一个目的，本专利技术采用了以下的技术方案：一种雪地胎胎面橡胶组合物，该组合物包括100重量份橡胶组分、35-55重量份液体聚丁二烯橡胶，以及70-90重量份二氧化硅，其中液体聚丁二烯橡胶在总组合物中质量百分比占比超过13%。作为优选，液体聚丁二烯橡胶其数均分子量为3000-5000g/mol，1,2-乙烯基结构含量不高于1%。作为优选，橡胶组分选自天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、溶聚丁苯橡胶、乳聚丁苯橡胶和固体聚丁二烯橡胶中的一种或多种。作为再优选，橡胶组分选自天然橡胶、稀土顺丁和溶聚丁苯胶；按重量份，天然橡胶：35.0-45.0份；稀土顺丁：50.0-60.0份；溶聚丁苯胶：10.0-20.0份；溶聚丁苯中结合苯乙烯占聚合物总重的15-25%，乙烯基占丁二稀总重的60-70%。作为优选，所述的白炭黑为高分散的白炭黑，氮吸附比表面积（NSA）在135-190m2/g之间。作为再优选，按重量份，该组合物还包括炭黑：5.0-15.0份，所述的炭黑为超耐磨炭黑，具有高的外表面积（STSA），其范围在130-150m2/g之间。本专利技术还引入了超耐磨炭黑、高分散白炭黑，以此保证轮胎耐磨性的同时，还有优异的低温抓地力及更低的滚动阻力。作为优选，按重量份，该组合物还包括环保芳烃油18-25份，饱和及不饱和脂肪酸锌的混合物0.5-2.5份。作为优选，该组合物还包括橡胶活性剂、橡胶防老剂、增塑剂以及硫磺、促进剂。为了实现上述的第二个目的，本专利技术采用了以下的技术方案：一种上述的橡胶组合物的混炼方法，该方法采用串联式一次法密炼机进行炼胶，控制密炼机转子速度40-60rpm，上顶栓压力50-60N/cm2，密炼机冷却水温度30-40℃；包括以下的步骤：一、上辅机工艺：①加入橡胶组分、白炭黑、硅烷偶联剂、橡胶活性剂、橡胶防老剂、增塑剂和1/2量的液体聚丁二烯橡胶，压上顶栓使胶料升温至100℃；②升上顶栓加入环保芳烃油，保持5秒；③压上顶栓使胶料升温至125℃；④升上顶栓，加入剩余1/2量的液体聚丁二烯橡胶；⑤压上顶栓使胶料升温至140℃；⑥压上顶栓使胶料在140℃-145℃恒温混炼90秒；⑦将胶料排至下辅机；二、下辅机工艺：①使胶料升温至140℃；②140℃-145℃恒温混炼150秒；③排胶至开炼机：翻炼冷却胶料至90-100℃，在开炼机上加入硫磺、促进剂，混炼均匀压片冷却至室温。为了实现上述的第三个目的，本专利技术采用了以下的技术方案：一种雪地胎，该雪地胎的胎面采用所述的橡胶组合物硫化制得。该雪地轮胎的胎面低温硬化程度较低，具有优异的冰面抓地力及耐磨性能。采用本技术方案的有益效果是：本专利技术可以改善轮胎胎面在低温条件下的硬化程度，大幅减少了胎面胶中环保油的迁出；本专利技术填充了大量的白炭黑，增加了雪地胎胎面的耐寒性及柔韧性；本专利技术使用超耐磨炭黑，提高了轮胎胎面的导电性及耐磨性；本专利技术在串联式一次法密炼机中使用高分散白炭黑，提高白炭黑在橡胶基体中的分散性，降低填料Payne效应、胶料滞后损失及胶料低温模量，从而使得轮胎具有更佳优异的耐磨性能、低温抓地性能及滚动阻力；本专利技术不改变传统的轮胎制备方法，不调整及更改轮胎生产设备，即可生产一种含有液体聚丁二烯橡胶的半钢子午线雪地胎。附图说明图1为油损失量测试方法图。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，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。给予本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参比例原材料组成：43.0份天然橡胶,37.0份聚丁二烯，20.0份乳聚丁苯胶，35.0份白炭黑VN3，40.0份炭黑N234，2.8份硅烷偶联剂Si-75，25.0份环保芳烃油，1.5份防老剂6PPD，0.5份防老剂TMQ,2.0份微晶蜡，2.5份氧化锌，2.0份硬脂酸，1.9份硫磺，1.7份促进剂CZ,1.0份促进剂DPG。其中，乳聚丁苯胶：结合苯乙烯占聚合物总重的40%。实施例1原材料组成：36.0份液体聚丁二烯橡胶，38.0份天然橡胶,52.0份稀土顺丁，10.0份溶聚丁苯胶，75.0份白炭黑1165MP，10.0份N134炭黑，6.0份硅烷偶联剂TESPD，25.0份环保芳烃油，2.5份防老剂6PPD，1.0份防老剂TMQ,2.0份微晶蜡，2.5份氧化锌，1.5份硬脂酸，1.0份饱和及不饱和脂肪酸锌的混合物，2.0份硫磺，3.0份促进剂CZ,2.5份促进剂DPG。其中，溶聚丁苯中结合苯乙烯占聚合物总重的21%，乙烯基占丁二稀总重的68%。饱和及不饱和脂肪酸锌为增塑剂A，炭黑1165MP为索尔维公司产品。N134炭黑为卡博特公司产品。实施例2原材料组成：42.0份液体聚丁二烯橡胶，38.0份天然橡胶,52.0份稀土顺丁，10.0份溶聚丁苯胶，75.0份白炭黑1165MP，10.0份N134炭黑，6.0份硅烷偶联剂TESPD，22.0份环保芳烃油，2.5份防老剂6PPD，1.0份防老剂TMQ,2.0份微晶蜡，2.5份氧化锌，1.5份硬脂酸，1.0份饱和及不饱和脂肪酸锌的混合物，2.0份硫磺，3.0份促进剂CZ,2.5份促进剂DPG。其中，溶聚丁苯中结合苯乙烯占聚合物总重的21%，乙烯基占丁二稀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雪地胎胎面橡胶组合物，其特征在于，该组合物包括100重量份橡胶组分、35‑55重量份液体聚丁二烯橡胶，以及70‑90重量份二氧化硅，其中液体聚丁二烯橡胶在总组合物中质量百分比占比超过13%。

【技术特征摘要】
1.一种雪地胎胎面橡胶组合物，其特征在于，该组合物包括100重量份橡胶组分、35-55重量份液体聚丁二烯橡胶，以及70-90重量份二氧化硅，其中液体聚丁二烯橡胶在总组合物中质量百分比占比超过13%。2.根据权利要求1所述的一种雪地胎胎面橡胶组合物，其特征在于，所述的液体聚丁二烯橡胶数均分子量为3000-5000g/mol，1,2-乙烯基结构含量不高于1%。3.根据权利要求1所述的一种雪地胎胎面橡胶组合物，其特征在于，橡胶组分选自天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、溶聚丁苯橡胶、乳聚丁苯橡胶和固体聚丁二烯橡胶中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的一种雪地胎胎面橡胶组合物，其特征在于，橡胶组分选自天然橡胶、稀土顺丁和溶聚丁苯胶；按重量份，天然橡胶：35.0-45.0份；稀土顺丁：50.0-60.0份；溶聚丁苯胶：10.0-20.0份；溶聚丁苯中结合苯乙烯占聚合物总重的15-25%，乙烯基占丁二稀总重的60-70%。5.根据权利要求1所述的一种雪地胎胎面橡胶组合物，其特征在于，所述的白炭黑为高分散的白炭黑，氮吸附比表面积（NSA）在135-190m2/g之间。6.根据权利要求5所述的一种雪地胎胎面橡胶组合物，其特征在于，按重量份，该组合物还包括炭黑：5.0-15.0份，所述的炭黑为超耐磨炭黑，具有高的外表面积（STSA），其范围在130-150m2/g...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄大业，任福君，王丹灵，任艳萍，刘玄，
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