一种橡胶组合物及其筛选方法和采用该组合物的轮胎技术

本发明专利技术涉及轮胎生产制造领域，尤其涉及用于生产的超低磨耗和超低滚动阻力的橡胶组合物及其筛选方法和采用该组合物的轮胎。一种橡胶组合物，其包括：包含两种的橡胶组分和至少包含白炭黑的填料，其中：所述橡胶组分在胶料中微观相分离为两相；表现在粘性模量G"的温度扫描曲线的峰值温度不同的两种橡胶组分；将橡胶组合物进行硫化，获得G"值，以及T1和T2，G"的温度扫描曲线的峰值温度，对应温度低的峰值的温度记做T1，对应温度高的峰值的温度记做T2；所述T1与T2的关系需满足，0℃＜T2

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶组合物及其筛选方法和采用该组合物的轮胎


[0001]本专利技术涉及轮胎生产制造领域，尤其涉及用于生产的超低磨耗和超低滚动阻力的橡胶组合物及其筛选方法和采用该组合物的轮胎。

技术介绍

[0002]近年来，由于汽车对节能减排的呼声逐渐增高，轮胎的低滚阻性能也受到了更多的重视。另一方面，轮胎胎面硫化胶在磨耗后的微粉颗粒问题也引起了新的重视。轮胎磨耗后的微粉颗粒，其本身是三维网络结构的，比普通的高分子材料更难在自然环境中降解。因此，对于轮胎设计工作者，在保持湿地抓地等性能的前提下，极大地平衡磨耗和滚阻的性能，是一项亟需攻克的难题。
[0003]一般来说，轮胎滚动阻力主要来自于胎面胶填料的生热，也就是填料之间的摩擦。因此，减少胎面胶中填料的用量，是一个降低滚阻的最简单的方法。但这种情况下，填料给胎面胶带来的补强效果就会降低，轮胎的抗磨耗性也会显著变差。因此，轮胎设计者们往往通过找到最佳的填料用量，来平衡滚阻和磨耗的性能。
[0004]另一方面，作为胎面胶中另一主要组成部分的橡胶，也是轮胎设计者的关注重点。使用低玻璃化转变温度(Tg)的橡胶，如顺丁橡胶和天然橡胶，对降低滚阻和磨耗均有效，但是会对轮胎的抓地能力带来负面影响。因此，往往需要在胶料中加入高玻璃化转变温度的丁苯橡胶，来补充抓地能力。但是丁苯橡胶对轮胎的滚阻和磨耗均不利。
[0005]基于这样的要求，迄今为止已经进行了如下所述的各种提议。例如，在我们的早期专利CN105623018B中，使用了两种不同Tg的溶聚丁苯橡胶和顺丁橡胶，获得了滚动阻力达到A级的轮胎。进一步的，在我们的专利CN106750668B中，我们使用低Tg的末端改性的溶聚丁苯橡胶，替代顺丁橡胶，提高白炭黑在橡胶中的分散，获得了滚动阻力和湿地抓地同时达到A级的轮胎。
[0006]但是，以上专利都没有对轮胎的磨耗进行特别的设计和研究。在专利CN108350232A中，专利技术者虽然提出了使用胶料的滞后损失(tanδ)来表征橡胶Tg，并且设计了不同种橡胶的Tg之差来平衡滚阻和磨耗。但是最新的研究发现，tanδ对Tg的表征，存在不准确性。如在Rubber Chemistry and Technology杂志(RCT).85(3):313～326(2012年)中，和Macromolecules杂志.44(5):1177
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1181(2011年)中，就指出tanδ是G"(粘性模量)和G'(弹性模量)的比值，随两者的变化而波动，使用tanδ来表征Tg会发生偏差，而使用G"来表征会更加准确。

技术实现思路

[0007]为了解决上述的技术问题，本申请使用G"来表征Tg，不运用不同Tg的聚合物来获得部分微观相分离的效果，最终获得滚阻和磨耗平衡性较好的轮胎胎面胶橡胶组合物。
[0008]为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：
[0009]一种橡胶组合物，其包括：包含两种的橡胶组分和至少包含白炭黑的填料，其中：
[0010]所述橡胶组分在胶料中微观相分离为两相；表现在粘性模量G"的温度扫描曲线的峰值温度不同的两种橡胶组分；
[0011]将橡胶组合物进行硫化，获得G"值，以及T1和T2，G"的温度扫描曲线的峰值温度，对应温度低的峰值的温度记做T1，对应温度高的峰值的温度记做T2；
[0012]所述T1与T2的关系需满足，0℃＜T2
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T1＜20℃。
[0013]优选，T1需满足，
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70℃＜T1＜
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30℃；T2需满足，
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50℃＜T1＜
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20℃。
[0014]优选，T1与T2的关系需满足：8℃＜T2
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T1＜15℃。
[0015]优选，本申请的G"值，以及T1和T2，使用动态机械分析仪DMA在温度扫描下得到，测试频率为20Hz，静应变为2％，动应变为0.25％。温度扫描范围为
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100～60℃。
[0016]优选，所述的白炭黑配混量相对于100质量份的所述橡胶组分为5至60份，白炭黑的比表面积在100～250m2/g；再优选，所述的白炭黑配混量相对于100质量份的所述橡胶组分为30至55份。胎面组合物中添加白炭黑，可以提升抗磨耗性能和湿地抓地性能。若白炭黑的用量小于5份，胶料的抗磨耗性能极度恶化。另一方面，若白炭黑的用量大于60份，胶料的滚阻性能会下降明显。
[0017]优选，所述的橡胶组分为烯烃类橡胶中的两种；再优选，所述的橡胶组分为天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶中的两种。但不局限于此类橡胶。
[0018]优选，所述橡胶组合物中还包括硅烷偶联剂和软化油，硅烷偶联剂和软化油配混量相对于100质量份的所述橡胶组分分别为2
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6份和25
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40份；进一步，还包括氧化锌、硬脂酸、防老剂、石蜡、硫磺和硫化促进剂。
[0019]进一步，本申请还公开了所述的橡胶组合物在制备超低磨耗和超低滚动阻力的轮胎胎面胶中的应用。本申请所述的超低指滚动阻力系数6.5以下，超低磨耗，指做的轮胎的205/55R16轮胎，行驶里程达到8万公里以上。
[0020]进一步，本申请还公开了一种轮胎，该轮胎的胎面胶采用所述的橡胶组合物。
[0021]进一步，本申请还公开了一种橡胶组合物的橡胶组分筛选方法，该方法包括以下的步骤：
[0022]1)将两种橡胶组分和白炭黑以及除硫磺和硫化促进剂的其他助剂在密炼机中混炼出片，静置后加入硫磺和硫化促进剂进行混合，获得橡胶组合物；
[0023]2)将橡胶组合物进行硫化，获得G"值，以及T1和T2；G"为粘性模量，G"的温度扫描曲线的峰值温度，对应温度低的峰值的温度记做T1，对应温度高的峰值的温度记做T2；
[0024]3)胶料的G"的温度扫描曲线只有一个峰，不能达到滚阻和抗磨耗的平衡性能；若胶料的G"的温度扫描曲线有两个峰，但T2
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T1≥20℃，则认为组分中的两相属于完全相分离，其抗磨性指数较低，轮胎的磨耗变差；只有当胶料的G"的温度扫描曲线有两个峰，同时满足0℃＜T2
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T1＜20℃时，认为胶料存在微观不相容的两相，此时胶料的滚阻和抗磨耗性能同时能得到优化。
[0025]本申请由于采用了上述的技术方案，使用G"来表征Tg，不运用不同Tg的聚合物来获得部分微观相分离的效果，最终获得滚阻和磨耗平衡性较好的轮胎胎面胶橡胶组合物。
附图说明
[0026]图1为橡胶组合物的G"的温度扫描曲线，其为具有明显两个峰的曲线，表现为橡胶
两相为完全不相容，T2
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T1＞20℃。
[0027]图2为橡胶组合物的G"的温度扫描曲线，其为微观相分离的两个峰，且0℃＜T2
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T1＜20℃。
具体实施方式
[0028]通过以下实施例进一步说明本专利技术，但不本专利技术的范围不限于这些实施例。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡胶组合物，其包括：包含两种的橡胶组分和至少包含白炭黑的填料，其中：所述橡胶组分在胶料中微观相分离为两相；表现在粘性模量G"的温度扫描曲线的峰值温度不同的两种橡胶组分；将橡胶组合物进行硫化，获得G"值，以及T1和T2，G"的温度扫描曲线的峰值温度，对应温度低的峰值的温度记做T1，对应温度高的峰值的温度记做T2；所述T1与T2的关系需满足，0℃＜T2
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T1＜20℃。2.根据权利要求1所述的一种橡胶组合物，其特征在于，T1需满足，
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70℃＜T1＜
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30℃；T2需满足，
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50℃＜T1＜
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20℃。3.根据权利要求1所述的一种橡胶组合物，其特征在于，T1与T2的关系需满足：8℃＜T2
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T1＜15℃。4.根据权利要求1所述的一种橡胶组合物，其特征在于，G"值，以及T1和T2，使用动态机械分析仪DMA在温度扫描下得到，测试频率为20Hz，静应变为2%，动应变为0.25%，温度扫描范围为
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100~60℃。5.根据权利要求1所述的一种橡胶组合物，其特征在于，所述的白炭黑配混量相对于100质量份的所述橡胶组分为5至60份，白炭黑的比表面积在100~250m2/g；优选，所述的白炭黑配混量相对于100质量份的所述橡胶组分为30至55份。6.根据权利要求1所述的一种橡胶组合物，其特征在于，所述的橡胶组分为烯烃类橡胶中的两种；优选，所述的橡胶组分为天然...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹灵，陈生，刘玄，白浩，倪宝，刘辉，
申请(专利权)人：中策橡胶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：