本发明专利技术公开了一种高抗撕裂性低滚阻胎面橡胶复合材料及其制备方法，属于橡胶材料及其制备技术领域。本发明专利技术的目的是保证橡胶材料具有优异的力学强度条件下，进一步提升橡胶材料有效阻尼温域和阻尼因子。本发明专利技术通过在胎面胶橡胶复合材料中引入铁系催化丁戊橡胶，显著改善了该橡胶复合材料的抗撕裂性能和滚阻性能，且随着铁系催化丁戊橡胶加入量的提升，橡胶复合材料的撕裂强度不断升高，同时滚阻性能也不断降低，最终获得了兼具高抗撕裂性和低滚阻性能的胎面橡胶复合材料。能的胎面橡胶复合材料。
【技术实现步骤摘要】
一种高抗撕裂性低滚阻胎面橡胶复合材料及其制备方法
[0001]本专利技术涉及一种高抗撕裂性低滚阻胎面橡胶复合材料及其制备方法，属于橡胶材料及其制备
技术介绍
[0002]汽车在行驶过程中会产生各种阻力，主要包括空气阻力和轮胎的滚动阻力，其中轮胎的滚动阻力耗油一般占汽车平均燃油消耗的14％～17％，该滚动阻力每降低10％，通常可使汽车燃料消耗的程度降低1％～2％。因此，轮胎的低滚阻可以降低汽车油耗，有助于节能减排，这使得低滚动阻力轮胎的滚动原理研究和轮胎技术开发成为人们普遍高度关注的一个研究热点。研究结果表面，现有子午线轮胎的阻力在各轮胎部位的阻力分布影响一般是：胎面阻力占49％，胎侧14％，胎体11％，胎圈11％，带束层8％，其他7％。对于轮胎部件滚动的阻力分布影响较大的轮胎部件中，胎面和胎侧占了绝大部分。而轮胎的胎面作为与地面直接接触的材料，需要具有较好的物理机械性能，例如抗撕耐扎等性能。轮胎滚动阻力的高低受到材料特性、轮胎结构、轮胎生产制造工艺和使用条件等诸多因素影响，其中某些因素又互相影响。单纯的降低轮胎滚动阻力在行业内并不困难，但是通常牺牲轮胎的某些性能，特备是物理机械性能，为了保证良好的操作特性以及从安全角度出发，在降低轮胎滚动阻力的同时，必须保证其物理机械性能。
[0003]目前丁苯橡胶是应用量最大的合成橡胶，丁苯橡胶在轮胎领域主要应用于小轿车胎的制备。胎面胶通常由天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶等材料加工制备而成。丁苯橡胶撕裂性能较顺丁橡胶较高，但是滚动阻力较高，顺丁橡胶滚动阻力较小，但是抗撕裂强度较小。因此，设计一种兼具高抗撕裂低滚阻的铁系丁戊橡胶材料对提高胎面胶综合性能具有重要意义。
技术实现思路
[0004]本专利技术为了在保证橡胶材料具有优异的力学强度条件下，进一步提升橡胶材料有效阻尼温域和阻尼因子，提供一种高抗撕裂低滚阻橡胶复合材料及其制备方法。
[0005]本专利技术的技术方案：
[0006]本专利技术的目的之一是提供一种高抗撕裂性低滚阻胎面橡胶复合材料，该复合材料由以下重量份原料组成：
[0007]烯烃类橡胶100份；
[0008]补强填料10～100份；
[0009]增塑剂10～50份；
[0010]氧化锌1～10份；
[0011]硬脂酸0.5～10份；
[0012]硫磺1～5份；
[0013]促进剂0.5～5份；
[0014]防老剂1～10份；
[0015]硅烷偶联剂3～10份；
[0016]其中，烯烃类橡胶以质量计由天然橡胶0～20份、丁苯橡胶0～70份、顺丁橡胶0～30份和丁戊橡胶5～70份混合而成，并且天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶的份数不同时为0。
[0017]进一步限定，丁戊橡胶由单体异戊二烯和单体丁二烯利用铁系催化剂配位聚合而成，制备过程中单体异戊二烯和丁二烯的摩尔比为3:(2～7)，分子量为50w～100w，分子量分布为1.5～3.0。
[0018]进一步限定，丁戊橡胶Tg为
‑
40℃～
‑
15℃，侧基含量为40％～60％。
[0019]更进一步限定，侧基为乙烯基和丙烯基。
[0020]进一步限定，丁戊橡胶由3,4
‑
聚异戊二烯、1,4
‑
聚异戊二烯、1,2
‑
聚丁二烯和1,4
‑
聚丁二烯结构单元组成。
[0021]更进一步限定，3,4
‑
异戊二烯的摩尔含量为20％～40％，顺式1,4
‑
异戊二烯和反式1,4
‑
异戊二烯的总摩尔含量为60％～80％；1,2
‑
丁二烯的摩尔含量为60％～80％，顺式1,4
‑
丁二烯和反式1,4
‑
丁二烯的总摩尔含量为20％～40％。
[0022]进一步限定，补强填料为炭黑、白炭黑、高岭土、滑石粉、云母、蒙脱土、碳纳米管中一种或几种混合。
[0023]更进一步限定，炭黑为N220、N234、N330、N375、N339中的一种或几种混合。
[0024]进一步限定，增塑剂为环烷油、芳烃油、MES、TDAE、填充油中的一种或几种混合。
[0025]进一步限定，促进剂为次磺酰胺类硫化促进剂，噻唑类硫化促进剂，秋兰姆类硫化促进剂中的一种或几种混合。
[0026]更进一步限定，次磺酰胺类硫化促进剂为N
‑
环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺、N
‑
氧联二(1,2
‑
亚乙基)
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺、N,N
‑
二环已基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺、N
‑
叔丁基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺中的一种或几种混合。
[0027]进一步限定，防老剂为防老剂4020和/或防老剂RD。
[0028]进一步限定，硅烷偶联剂为含硫硅烷偶联剂、氨基类硅烷偶联剂、环氧基类硅烷偶联剂中的一种或几种混合。
[0029]本专利技术的目的之二是提供一种高抗撕裂性低滚阻胎面橡胶复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0030]步骤一、生胶塑炼：在密炼机中，填充系数为0.6～0.8，加入天然橡胶、丁苯橡胶和丁戊橡胶进行混炼，塑炼温度为120℃～135℃，塑炼时间为180s～240s，塑炼完毕，得到塑炼胶；
[0031]步骤二、母胶混炼：在密炼机中，填充系数为0.6～0.8，将停放4h以上塑炼胶、补强填料和加工助剂(包括增塑剂、防老剂、硬脂酸和硅烷偶联剂)投入密炼机进行混炼，混炼温度为135℃～150℃，混炼时间为240s～300s，混炼完毕，得到混炼母胶；
[0032]步骤三、终炼加硫：将开炼机辊距调整到1mm，将混炼母胶投入开炼机薄通2次，下料，调整开炼机辊距到1.5mm，添加促进剂和硫磺，打3次三角包，下料后，再调整辊距到5.0mm，进行左右四分之三割胶2次，下片；
[0033]步骤四、得到的混炼胶在23
±
0.1℃温度下停放24h～72h；
[0034]步骤五、得到的混炼胶进行硫化，硫化温度为130℃～175℃，硫化压力为10MPa～
20MPa，硫化时间20min～30min，硫化后的试样室温停放16h后测试。
[0035]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0036](1)本专利技术通过在胎面胶橡胶复合材料中引入铁系催化丁戊橡胶，替代部分丁苯橡胶后，显著改善了本橡胶复合材料的抗撕裂性能和滚动阻力性能，且随着铁系催化丁戊橡胶加入量的提升，丁苯橡胶的份数降低，橡胶复合材料的撕裂强度不断升高，同时滚阻性能也不断降低，最终获得了兼具高抗撕裂性和低滚阻性能的胎面橡胶复合材料。
[0037](2)本专利技术中添加的铁系催化丁戊橡胶的添加量不超过70份，利用顺丁橡胶具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高抗撕裂性低滚阻胎面橡胶复合材料，其特征在于，由以下重量份原料组成：烯烃类橡胶100份；补强填料10～100份；增塑剂10～50份；氧化锌1～10份；硬脂酸0.5～10份；硫磺1～5份；促进剂0.5～5份；防老剂1～10份；硅烷偶联剂3～10份其中，烯烃类橡胶以质量计由天然橡胶0～20份、丁苯橡胶0～70份、顺丁橡胶0～30份和丁戊橡胶5～70份混合而成，并且天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶的份数不同时为0；丁戊橡胶由单体异戊二烯和单体丁二烯利用铁系催化剂配位聚合而成，制备过程中单体异戊二烯和丁二烯的摩尔比为3:(2～7)，分子量为50w～100w，分子量分布为1.5～3.0。2.根据权利要求1所述的高抗撕裂性低滚阻胎面橡胶复合材料，其特征在于，丁戊橡胶Tg为
‑
40℃～
‑
15℃，侧基含量为40％～60％，侧基为乙烯基和丙烯基。3.根据权利要求1所述的高抗撕裂性低滚阻胎面橡胶复合材料，其特征在于，丁戊橡胶由3,4
‑
聚异戊二烯、1,4
‑
聚异戊二烯、1,2
‑
聚丁二烯和1,4
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聚丁二烯结构单元组成。4.根据权利要求3所述的高抗撕裂性低滚阻胎面橡胶复合材料，其特征在于，3,4
‑
异...
【专利技术属性】
技术研发人员：王庆刚，侯鸿斌，付正广，王亮，徐广强，周丽，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：
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