一种提高轮胎抗湿滑性能的胎面混炼胶加工工艺制造技术

本发明专利技术属于胎面混炼胶加工工艺技术领域，公开了一种提高轮胎抗湿滑性能的胎面混炼胶加工工艺。该工艺将存在玻璃化转变温度差异的至少两种橡胶聚合物分别与同类或不同类填料混炼制备成不同的母胶，不同所述母胶分别混炼制备成不同的终炼胶，再将以上不同终炼胶在并用混炼制备出胎面混炼胶。应用该胎面混炼胶加工工艺，可显著提高胶料‑20～0℃的tanδ，以提升胶料的抗湿滑性能。

A processing technology of tread compound to improve the wet skid resistance of tire

【技术实现步骤摘要】
一种提高轮胎抗湿滑性能的胎面混炼胶加工工艺
本专利技术涉及胎面混炼胶加工工艺，特别涉及一种提高轮胎抗湿滑性能的胎面混炼胶加工工艺。
技术介绍
抗湿滑性是衡量轮胎行驶安全性、尤其是在湿雨天的行驶安全性的重要指标。轮胎胎面胶与路面的摩擦产生轮胎的牵引力。当汽车在湿路面行驶时，轮胎与路面被水层隔开，轮胎的湿摩擦力会大幅度下降。众所周知，轮胎胎面经常需要满足许多相冲突的技术要求，包括低滚动阻力和高耐磨性，以及在干路面和湿路面上高抓地力等。就轮胎应用而言，由于旋转和制动而使胶料产生的反复应变可近似为一个涉及不同温度和频率的恒定的能量输入过程。例如，滚动阻力与相当于10～100Hz和50～80℃条件下变形的整个轮胎的运动有关。在滑或湿滑情况下，应力由路面阻力产生，这种运动的频率与路面的粗糙度有关，但是很高，在室温下大约为104～107Hz。因此很明显，胶料在不同频率和温度下动态滞后的任何变化都会改变轮胎的使用性能。由于轮胎的某些性能涉及的频率太高而无法测量，故可应用时间-温度等效定律(即WLF温度-频率转换定律)将这些频率降低至较低温度下测量的水平。对于轮胎各种性能，不同温度下的tanδ已作为轮胎胶料性能的表征依据，如图1所示，在50～80℃条件下的tanδ表征轮胎的轮动阻力性能，其值越低，轮胎的滚动阻力越低，而为了获得高抗滑和湿抓着性能，在-20～0℃较低温度下应具有较高的tanδ。以上抗湿滑性能的表征方法，在专利CN104487505A、CN102268150B、CN105813853B中均采用在-20～0℃范围内的tanδ值来表征胶料的抗湿滑性能。为了提高轮胎的抗湿滑性能，配方设计人员一般会考虑并用或选择高玻璃化转变温度的聚合物、应用改善抗湿滑性的树脂等材料来提高胶料-20～0℃的tanδ。专利申请CN102086278A公开了一种轮胎橡胶组合物及充气轮胎，其轮胎用橡胶组合物含有改性二烯橡胶的橡胶组分和表面用硅烷偶联剂处理过的二氧化硅组分，该专利以良好的平衡方式改进了机械强度，耐磨性，滚动阻力，湿抓地性能和干抓地性能。中国专利CN105813853B的公开了一种轮胎胎面所述橡胶组合物，该组合物由至少以下物质组成：包括大于50重量％的具有硅烷醇官能团和侧胺官能团第一二烯弹性体的弹性体基质，比例在120至140phr的二氧化硅，偶联剂，增塑体系，该专利技术的胎面可以改进具有低滚动阻力的湿地面抓地力和干地面抓地力之间的折衷。又如中国专利申请CN109796644A公开了应用凝固点为-55℃以下的磷酸酯，来提高轮胎的湿抓地性能及低温特性。以上专利均需通过应用特殊改性的聚合物或树脂来提高胶料的抗湿滑性能，增加了配方成本。而中国专利CN104277255B公开了一种母胶并用工艺，该专利是通过改进混炼工艺来降低橡胶生热问题，可延缓热量积累造成的硫化树脂裂解；具体的公开了一种连续式制备的橡胶母炼胶在卡车胎硬三角胶中的应用，其包含如下步骤：a)将炭黑添加到橡胶与溶剂形成的橡胶溶液中，经搅拌混合后连续地注入凝聚器内凝聚，之后脱溶剂并干燥得到炭黑母胶，所述橡胶为天然橡胶；b)将白炭黑、偶联剂添加到橡胶与溶剂形成的橡胶溶液中，经搅拌混合后连续地注入凝聚器内凝聚，之后脱溶剂并干燥得到白炭黑母胶，所述橡胶为聚丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚苯乙烯-丁二烯橡胶中的一种或多种；c)将炭黑母胶或炭黑母胶和白炭黑母胶一起加入到密炼机中混合均匀后，添加防老剂、活性剂、补强树脂、增粘树脂和/或油，混炼均匀后停放；d)然后再加入硫化剂和促进剂，继续混炼均匀得到卡车胎硬三角混炼胶。此专利中提到了不同聚合物和不同填料先制备母胶，然后两种不同母胶并用后添加助剂进一步混炼得到母炼胶，最后添加终炼药品混炼得到终炼胶。该专利是在高温(155℃)长时间的共混条件下将不同聚合物母胶并用，仍然和现有技术常用的混炼工艺一样，高温长时间的共混条件会增加两相聚合物相容的程度，多相聚合物相容程度越好会降低胶料的-20～0℃的tanδ，不利于胶料抗湿滑性能的提高。专利技术人在试验的过程中意外地发现，将存在玻璃化转变温度差异的至少两种橡胶聚合物分别与同类或不同类填料混炼制备成不同的母胶，并且调整不同母胶并用的时机，可显著提高胶料-20～0℃的tanδ，并且还提高了填料在不同聚合物中的分散度。因此，本专利技术提供了一种提高轮胎抗湿滑性能的胎面混炼胶加工工艺，可显著提高胶料-20～0℃的tanδ，以提升胶料的抗湿滑性能。
技术实现思路
为了解决现有技术中的胶料-20～0℃的tanδ较低，胶料的抗湿滑性能有待提升的技术问题，本专利技术提供了一种提高轮胎抗湿滑性能的胎面混炼胶加工工艺。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种提高轮胎抗湿滑性能的胎面混炼胶加工工艺，将存在玻璃化转变温度差异的至少两种橡胶聚合物分别与同类或不同类填料混炼制备成不同的母胶，不同所述母胶分别混炼制备成不同的终炼胶。再对以上所述终炼胶进行并用，制备出胎面混炼胶。作为优选，所述玻璃化转变温度差异大于等于20℃。进一步的，采用橡胶聚合物、填料、和/或硅烷偶联剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂和防护蜡制备不同的母胶；将所述不同的母胶分别加入促进剂和硫化剂混炼制备不同橡胶聚合物的终炼胶，再对以上所述终炼胶进行并用，制备出胎面混炼胶。作为优选，本专利技术所述填料可选自本领域常用的任意的炭黑和白炭黑；更优选地，所述炭黑的STSA(statisticalthicknesssurfacearea统计吸附层厚度表面积)比表面积为70-180m2/g，压缩DBP(邻苯二甲酸二丁酯)吸收值为60-150(10-5m3/kg)；其中白炭黑可优选沉淀法白炭黑，其比表面积为50-200m2/g。在橡胶配方中引入高玻璃化转变温度的聚合物可以改善胶料的抗湿滑性能，但是申请人意外发现，在此基础上改变现有混炼工艺，将存在玻璃化转变温度差异的至少两种橡胶聚合物分别与同类或不同类填料混炼制备成不同的母胶，不同所述母胶分别混炼制备成不同的终炼胶，可更进一步显著提高胶料的抗湿滑性能。本专利技术通过预先将配方中的填料与不同聚合物分别混炼加工，可以提高填料在不同聚合物中的分散；现有混炼工艺的母胶并用温度一般会在155℃，而终炼胶并用温度一般低于105℃，而本专利技术提供了将存在玻璃化转变温度差异的至少两种橡胶聚合物的不同母胶分别与促进剂和硫化剂混炼(低于105℃)，混炼之后的终炼胶再并用，可进一步减少不同聚合物的共混时间并降低聚合物的共混温度，从而减少多相橡胶聚合物之间的相容程度，这样更加保持了聚合物自身的玻璃化转变温度特点，可显著提高胶料-20～0℃的tanδ。本专利技术提供的胎面混炼胶加工工艺中采用了两种或两种以上的存在玻璃化转变温度差异的橡胶，所述橡胶可以为天然橡胶或/和合成橡胶，本领域常用橡胶均可；所述合成橡胶为单体在溶液中聚合所得，单体在乳液中聚合所得或单体本体进行聚合所得，所述合成橡胶可以为聚丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚苯乙烯-丁二烯橡胶中的一种或多种。但是至少两种橡胶需具备以下特点，两种橡胶的玻璃化转变温度差异较大，温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高轮胎抗湿滑性能的胎面混炼胶加工工艺，其特征在于，将存在玻璃化转变温度差异的至少两种橡胶聚合物分别与填料混炼制备成不同的母胶，将所述不同的母胶分别混炼制备成不同的终炼胶，并对所述不同的终炼胶并用，制备得到胎面混炼胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高轮胎抗湿滑性能的胎面混炼胶加工工艺，其特征在于，将存在玻璃化转变温度差异的至少两种橡胶聚合物分别与填料混炼制备成不同的母胶，将所述不同的母胶分别混炼制备成不同的终炼胶，并对所述不同的终炼胶并用，制备得到胎面混炼胶。


2.如权利要求1所述的提高轮胎抗湿滑性能的胎面混炼胶加工工艺，其特征在于，所述玻璃化转变温度差异大于等于20℃。


3.如权利要求1所述的提高轮胎抗湿滑性能的胎面混炼胶加工工艺，其特征在于，采用橡胶聚合物、填料、和/或硅烷偶联剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂和防护蜡制备不同的母胶；将所述不同的母胶分别加入促进剂和硫化剂混炼制备成不同的终炼胶，并对所述不同的终炼胶进行并用，制备得到胎面混炼胶。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述填料为炭黑或白炭黑；所述炭黑的STSA比表面积为70-180m2/g，压缩DBP吸收值为60-150(10-5m3/kg)；所述白炭黑比表面积为50-200m2/g。


5.如权利要求3所述的提高轮胎抗湿滑性能的胎面混炼胶加工工艺，其特征在于，所述母胶的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘震，王小菊，徐召来，
申请(专利权)人：怡维怡橡胶研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37