一种用于轮胎的高抗疲劳橡胶组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种用于轮胎的高抗疲劳橡胶组合物，包括：橡胶100份、多功能改性剂0.3

【技术实现步骤摘要】
一种用于轮胎的高抗疲劳橡胶组合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及轮胎制造
，更具体的说是涉及一种用于轮胎的高抗疲劳橡胶组合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，随着汽车工业的发展，乘用车已经成为人民生活中不可或缺的交通工具。而轮胎是汽车上的非常重要的零部件，是汽车唯一与地面接触的部件，汽车的各种性能，比如驱动制动性能，燃油经济性能、乘坐舒适性能，操纵稳定性能、抗破坏性能、安全性能等完全靠轮胎与地面之间的相互作用来实现，轮胎性能的优劣对汽车是极其重要。
[0003]橡胶材料在外界循环应力的加载下容易产生疲劳，从而使材料的力学性能下降，萌生裂纹，裂纹进一步扩展，最后材料破坏。在欧盟标签法、车辆电动化以及环境保护的驱使下，轮胎技术人员必须开发更低滚动阻力的轮胎，改性丁苯橡胶、新型硅烷偶联剂、轮胎轻量化等技术的应用使轮胎的抗破坏性能下降。同时，全球范围内臭氧浓度上升，也加剧了轮胎表面的龟裂。轮胎胎面裂纹及沟底裂等问题频繁发生，引起了人们对轮胎使用寿命及安全性的担忧。
[0004]为了改善轮胎的疲劳性能，人们对材料的破坏机理进行了研究。一般认为，材料的疲劳过程可分为裂纹萌生和裂纹扩展两部分，不同橡胶具有不同的表现形式。以天然橡胶(NR)和顺丁橡胶(BR)为例，BR具有更高的抵抗裂纹产生的能力，即裂纹萌生慢；而当裂纹产生后，NR体系具有更低的裂纹扩展速率。所以配方设计时，需要综合考虑各种材料的性能。轮胎配方除了用到大量的橡胶材料，还有无机填料、增塑剂、防老剂、硫化剂等多种材料，体系的均匀性和内在缺陷数量对轮胎的疲劳有很重要的作用。
[0005]因此，如何提供一种具有高抗破坏性能，降低裂纹扩展速率，延缓裂纹萌生，提升老化物性保持率，同时具有低滞后损失、低生热，低滚动阻力性能的用于制造轮胎的橡胶组合物及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种用于轮胎的高抗疲劳、低滚动阻力的橡胶组合物及其制备方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种用于轮胎的高抗疲劳橡胶组合物，包括以下重量份原料：橡胶100份、多功能改性剂0.3
‑
3份、无机补强填料30
‑
150份、偶联剂0
‑
18份、硫磺0.1
‑
4.5份、硫化促进剂0.1
‑
4.5份。
[0009]本专利技术的有益效果在于：本专利技术中通过在橡胶组合物中添加多功能改性剂，能够提高破坏性能，延缓裂纹萌生，降低裂纹扩展速率，提升老化物性保持率，并具有低滞后损失、低生热，低滚动阻力的性能。
[0010]进一步，所述橡胶为天然橡胶和/或二烯烃类合成橡胶。
[0011]优选的，所述天然橡胶为烟片胶、标准胶、风干胶片、白皱片、褐皱片中的一种或多种混合。
[0012]优选的，所述二烯烃类合成橡胶为聚丁二烯橡胶、顺丁橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁基橡胶、苯乙烯
‑
丁二烯共聚物橡胶、乙烯
‑
丙烯
‑
二烯单体共聚物、苯乙烯
‑
异戊二烯
‑
苯乙烯三元嵌段共聚物橡胶和苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯三元嵌段共聚物橡胶中的任一种或多种混合。
[0013]更加优选的，所述苯乙烯
‑
丁二烯共聚物橡胶中含有5％
‑
40％wt的苯乙烯。
[0014]所述苯乙烯
‑
丁二烯共聚物橡胶由以下弹性体物质中的一种或几种混合而成：未改性溶聚丁苯橡胶、未改性乳聚丁苯橡胶、端基改性溶聚丁苯橡胶、端基改性乳聚丁苯橡胶、主链改性溶聚丁苯橡胶、主链改性乳聚丁苯橡胶。
[0015]所述聚丁二烯橡胶为顺
‑
1,4
‑
聚丁二烯橡胶，聚异戊二烯橡胶为顺
‑
1,4
‑
聚戊二烯橡胶，丁基橡胶为丁基橡胶和/或卤化丁基橡胶。
[0016]优选的，所述橡胶包括至少上述两种原料。
[0017]采用上述优选方案的有益效果在于：至少两种橡胶组合是考虑加工性能和物理机械性能。在多胶并用体系加入多功能改性剂，体系均匀性和填料均匀性有一定改善，提高材料的抗破坏性能，达到抗破坏性能
‑
物理机械性能
‑
低滚动阻力
‑
加工性能的平衡。
[0018]进一步，多功能改性剂为酰肼或腙；
[0019]更进一步，所述酰肼或腙具有如式1所示结构：
[0020][0021]其中，R1独立地选自：具有6至30个碳原子的芳香族烃基、或者具有6至30个碳原子的烷烃基；
[0022]R2独立地选自：氢、具有6至30个碳原子的芳香族烃基、或者具有6至30个碳原子的烷烃基；
[0023]优选的，所述芳香族烃任意的被1至20个碳原子的烷基、羟基或者氨基取代。
[0024]所述多功能改性剂优选为(E)
‑3‑
羟基
‑
N'
‑
(4
‑
甲基戊烷
‑2‑
亚基)
‑2‑
萘酰肼。
[0025]优选的，所述多功能改性剂为0.5
‑
2份；最优选的，所述多功能改性剂为0.5
‑
1.5份。
[0026]采用上述优选技术方案的有益效果在于：采用最优的多功能改性剂的添加量可以提高最终产品的抗破坏、低滚阻等性能。
[0027]进一步，无机补强填料为炭黑和/或白炭黑。
[0028]优选的，所述炭黑的比表面积为20
‑
160m2/g，白炭黑的比表面积为60
‑
250m2/g。
[0029]更优选的，所述炭黑的比表面积为40
‑
140m2/g，白炭黑的比表面积为90
‑
180m2/g。
[0030]优选的，所述炭黑为N110、N121、N134、N220、N231、N234、N242、N293、N299、N315、
N326、N330、N332、N339、N343、N347、N351、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、N650、N683、N754、N762、N765、N774、N787、N907、N908、N990和N991中的一种或几种的组合；
[0031]所述炭黑的碘吸收值为5
‑
150g/kg，DBP的吸收值为30
‑
150cm3/100g。
[0032]优选的，所述白炭黑为30
‑
140份，炭黑为0
‑
50份。更优选的，所述白炭黑为40
‑
90份，炭黑为0
‑
30份。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于轮胎的高抗疲劳橡胶组合物，其特征在于，包括以下重量份原料：橡胶100份、多功能改性剂0.3
‑
3份、无机补强填料30
‑
150份、硫磺0.1
‑
4.5份、偶联剂0
‑
18份、硫化促进剂0.1
‑
4.5份。2.根据权利要求1所述一种用于轮胎的高抗疲劳橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶为天然橡胶和/或二烯烃类合成橡胶。3.根据权利要求1所述一种用于轮胎的高抗疲劳橡胶组合物，其特征在于，多功能改性剂为酰肼或腙；所述酰肼或腙具有如式1所示结构：其中，R1独立地选自：具有6至30个碳原子的芳香族烃基、或者具有6至30个碳原子的烷烃基；R2独立地选自：氢、具有6至30个碳原子的芳香族烃基、或者具有6至30个碳原子的烷烃基；所述芳香族烃任意的被1至20个碳原子的烷基、羟基或者氨基取代。4.根据权利要求1所述一种用于轮胎的高抗疲劳橡胶组合物，其特征在于，无机补强填料为炭黑和/或白炭黑。5.根据权利要求1所述一种用于轮胎的高抗疲劳橡胶组合物，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述硅烷偶联剂Si69、Si75、NXT、Z45、Si747及Si363中的一种或几种的组合。6.一种用于轮胎的高抗疲劳橡胶组...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫发辉，贺炅皓，
申请(专利权)人：大冢材料科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：