一种全钢载重轮胎子午线轮胎胎侧胶料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种全钢载重轮胎子午线轮胎胎侧胶料及其制备方法。胎侧胶料包括天然橡胶和芳纶纤维

【技术实现步骤摘要】
一种全钢载重轮胎子午线轮胎胎侧胶料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种全钢载重轮胎子午线轮胎胎侧胶料，特别涉及一种由芳纶纤维预分散在半官能化不对称长链支化的苯乙烯-丁二烯-异戊二烯无规共聚物(F-SIB/D)中构成的碳纤维-集成橡胶制备的全钢载重轮胎子午线轮胎胎侧胶料，还涉及全钢载重子午线轮胎胎侧胶的制备方法，属于高性能轮胎制备


技术介绍

[0002]近年来，随着载重轮胎子午化率的提高，并将全面取代载重斜交胎并用于复杂的车况和路况，特别是越来越多地用沙石和铺设损坏的路面，这对载重轮胎子午线轮胎提出了更高要求，要求轮胎胎侧用胶具有更高的定伸长度和应力、优异的抗撕裂、更佳的耐屈挠和抗疲劳、高回弹、低滞后损失和生热。即使载重或客车轮胎长时间在高速路面行驶情况下，周期性压缩形变及高频率地做被弯曲和拉直运动，如同一根铁丝反复弯曲然后再拉直，结果是铁丝被弯曲处很快达到疲劳而折断；同时轮胎与地面剧烈磨擦，因滚动阻力变大，产生大量的热量积聚到一定程度会导致轮胎的温度上升很快，高温对轮胎的不良影响能使气压升高，轮胎变形，胎体弹性降低，汽车所受到的动力负荷也增加，胎侧、胎冠和胎面基部胶受到高温时强度下降，如遇到冲击会产生内裂或爆胎，这也是汽车在长时间行驶状态集中爆发的原因。轮胎的爆裂发生在胎侧部占整个轮胎爆裂约1/3以上，所以合理选用轮胎胎侧的橡胶材料及配合，减少压缩升热至关重要。
[0003]在现有技术中如日本专利(JP2009287020A)中报道了一种生热低高耐磨性胶料配方以及用其制备的轮胎。配方中采用半官能化改性的高聚丁二烯含量的组成的溶聚丁苯橡胶80份与20份NR、70份碳黑、30份未改性的丁苯橡胶、2份硬脂酸、2.5份氧化锌、1份抗氧剂、1.3份促进剂、1.5份硫黄组成，硫化胶体现出耐磨性好、低生热的特点，可用作胎面、胎面基部、胎侧或内衬层用胶。此项技术和配方适合于全钢轮胎。
[0004]中国专利(申请号CN201910613198.4)介绍了一种基于含梯度嵌段锂系BIR的轮胎胎侧胶料及制备方法，子午线轮胎胎侧部用胶，包括以下质量份组分原料：NR30～60份，含梯度嵌段锂系BIR 30～60份，炭黑40～70份，橡胶软化油10～13份，增粘树脂2～3份，白炭黑10～20份，硅烷偶联剂2.0～3.0份，防护蜡1.0～2.0份，氧化锌2.0～4.0份，硬脂酸1.5～2.5份，防老剂2.0～3.0份，促进剂2.0～4.0份，硫磺1.3～1.8份。所述含梯度嵌段锂系BIR具有的表达式为R—B1I
m
B2I
m-1
……
B
m-1
I2B
m
I1D—F。其中，B1……
B
m
为m个丁二烯均聚微嵌段，且由B1至B
m
的丁二烯均聚微嵌段的链长度呈梯度递减；I1……
I
m
为m个异戊二烯均聚微嵌段，且由I1至I
m
的异戊二烯均聚微嵌段的链长度呈梯度递减；D为支化节点；F为极性封端基团。采用BIR与NR配合主要体现在复合胶胶有较好的相容性、防龟裂的特点，但并不能体现出低的压缩生热。
[0005]中国专利(CN107474338A)介绍了利用环保型高强力再生胶的轮胎胎侧胶胶料及其制备方法。是利用环保型高强力再生胶的轮胎胎侧胶料，其特征是配方比例按重量份计如下：天然橡胶45～50份、顺丁橡胶50～55份、环保型高强力再生胶10～30份、炭黑50～52
份、氧化锌3.5～4.0份、硬脂酸2～3份、防老剂4～5份、微晶蜡2～3份、203树脂3～3.5份、芳烃油7～8份、硫磺1.5～1.9份、促进剂0.8～1.0份、防焦剂0.1～0.15份；其中，所述的天然橡胶和顺丁橡胶的总份数为100份。这一技术特点为制造成本低，但压缩升热没有涉及，BR与NR相容性不佳、易龟裂、强度差和易爆胎。
[0006]另外，中国专利(CN106279805A)涉及一种轮胎胎侧专用胶料，专用胶料采用天然橡胶45～55份，顺丁橡胶45～55份，碳黑N330 40～50份，氧化锌2～5份，硬脂酸1～3份，防护蜡1～2份，防老剂4～5份，C5树脂1～3份，石蜡油3～5份，硫磺0.6～1.5份，促进剂NS 0.8～1.8份和防焦剂CTP 0.1～0.14份。该轮胎胎侧专用胶料与传统配方相比，主要是通过调整硫磺和促进剂NS的比例范围，确定一个合适的比例范围，进而提高了轮胎胎侧的老化性能。
[0007]在(“反式丁戊橡胶改性航空轮胎侧胶的结构与性能”，高等学校化学学报，2019，40(8))中报道了采用反式1,4-丁二烯-异戊二烯橡胶(TBIR)改性飞机轮胎胎侧胶-天然橡胶(NR)/BR(质量比＝80/20)，研究了NR/BR/TBIR混炼胶的结晶行为，力学性能，硫化特性及硫化胶的物理性能、动态力学性能和填充料的分散性，结果表明，相比NR/BR，NR/BR/TBIR体现出优良的压缩升热和强度，并在热氧老化条件下再现出不龟裂，综合力学性能下降率只有NR/BR并用胶的1/3。然面现有TBIR生产成本高，产量不高，至今还没有被人们所接受。
[0008]在(“轮胎设计与制造工艺创新的发展方向”，轮胎工业，2012，(9))一文中，论述了轮胎功能的多目标化与结构的矛盾，并提出了低滚动阻力的节能环保绿色轮胎成为各大公司的研发热点，其中比较强调材料是在轮胎中引入白碳黑以减少内摩擦生热。这一提法在半钢轿车子午线轮胎胎面胶中已十分普及，然而白碳黑在全钢载重子午线轮胎中大量配合使用既有科学性，同时又有技术上的矛盾性。
[0009]同样，在(“轮胎胎侧胶配方”现代橡胶技术，2016(02))一文中阐述了要求载重轮胎胎侧胶具有耐切割性等的抗撕裂强度，但如果采用过去的方法是很难平衡抗撕裂强度与拉断伸长率的。因此，虽然有在橡胶配方中配合间同立构1,2-聚丁二烯橡胶胶料的方法,但由于天然橡胶与间同立构1,2-聚丁二烯橡胶的分散性非常差,所以存在着不能充分发挥橡胶各自长处的问题。通过在100质量份天然橡胶与间同立构1,2-聚丁二烯橡胶并用胶中配合0.1～1.5重量份二酰肼可解决轮胎胎侧胶的上述问题。但从根本上要解决载重轮胎胎侧胶具有耐切割和抗撕裂，此项技术仍不够。
[0010]在(“预分散芳纶短纤维在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用”，轮胎工业，2012，(9))一文中介绍了全钢载重子午线轮胎胎面胶由NR 100，碳黑N115 40，白碳黑15，防老剂4010/蜡5，硫1，促进剂NS 1.5，预分散芳纶短纤维2～4，乳聚丁苯橡胶ESBR1500适量等组成。但此方法制作的轮胎抓地性能差，低滚动阻力没有明显体现。但高模量的纤维用于轮胎的胎侧复合料还没有报到。
[0011]综上所述，现有技术中的载重轮胎的胎侧由NR、BR或TIBR和碳黑组成的复合胶料所呈现出来的缺陷，而用高模量的短纤维增强的复合橡胶材料体现出的抗撕裂、高强力、低生热、抗老化、不龟裂、高回弹的载重子午线轮胎胎侧复合胶料及轮胎还未见报到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全钢载重轮胎子午线轮胎胎侧胶料，其特征在于：包括天然橡胶和芳纶纤维-集成橡胶及辅料在内的原料；所述芳纶纤维-集成橡胶由芳纶纤维分散在F-SIB/D橡胶基体中构成；所述F-SIB/D中，F为极性封端基团；SIB为苯乙烯、丁二烯和异戊二烯三元无规共聚物；S为苯乙烯单元，I为异戊二烯单元，B为丁二烯单元，D为无规分布在SIB三元无规共聚物中的二乙烯苯枝化单元；D的质量为S、B和I总质量的0.05～0.1％；B和I中1,4结构单元质量百分比含量均大于80％。2.根据权利要求1所述的一种全钢载重轮胎子午线轮胎胎侧胶料，其特征在于：F为含有N、O、S、Sn和Si中至少一种元素的极性官能基团。3.根据权利要求2所述的一种全钢载重轮胎子午线轮胎胎侧胶料，其特征在于：F数量不低于F-SIB/D中端基总数量的40％。4.根据权利要求1所述的一种全钢载重轮胎子午线轮胎胎侧胶料，其特征在于：S与B及I的质量比S/(B+I)＝(15～20)/(85～80)。5.根据权利要求4所述的一种全钢载重轮胎子午线轮胎胎侧胶料，其特征在于：I与B的质量比I/B＝(50～80)/(20～50)。6.根据权利要求1所述的一种全钢载重轮胎子午线轮胎胎侧胶料，其特征在于：所述F-SIB/D的数均分子量Mn＝(13～15)
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104，分子量分布指数Mw/Mn＝1.6～1.9。7.根据权利要求1所述的一种全钢载重轮胎子午线轮胎胎侧胶料，其特征在于：天然橡胶和芳纶纤维-集成橡胶的质量比为(50～60)/(50～40)。8.根据权利要求7所述的一种全钢载重轮胎子午线轮胎胎侧胶料，其特征在于：所述芳纶纤维-集成橡胶中芳纶纤维的质量百分比含量为5～6％。9.根据权利要求8所述的一种全...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚琼，张建国，蒋文英，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司巴陵分公司，
类型：发明
国别省市：