一种具有降噪音性能的胎面胶及其制备方法和轮胎技术

本申请公开了一种具有降噪音性能的胎面胶及其制备方法和轮胎，属于轮胎橡胶处理改性技术领域，按照重量份数计，其胎面胶包括以下组分制备而成：氯丁橡胶40

【技术实现步骤摘要】
一种具有降噪音性能的胎面胶及其制备方法和轮胎


[0001]本申请涉及一种具有降噪音性能的胎面胶及其制备方法和轮胎，属于轮胎橡胶处理改性


技术介绍

[0002]在车辆行驶过程中，受轮胎材料与花纹等因素影响，车辆内经常能够感受到振动与噪声，这势必会严重影响驾驶者的驾乘体验。轮胎本身是一个复杂的弹性体，其产生噪音的机理也是非常的复杂。噪音的产生主要在两个方面：一是轮胎本身产生，一是路面环境产生。滚动噪音的产生主要来自轮胎与路面接触时的振动与震动，特别是空腔共振效应使得部分频率点的噪音显著增大。现有技术中一般对轮胎的花纹、结构、胎面胶材料等进行针对性的设计，以减少噪音影响。
[0003]中国专利CN108688415B
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空腔降噪轮胎中采用持久力强的粘合剂组合物粘附吸音材料，以确保能够降低轮胎的噪声中由轮胎内部的空气振动产生的空腔噪声；中国专利申请CN115010890A
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一种轮胎降噪绵及其制备方法中解决了现有聚氨酯海绵在装配中易将海绵撕扯破裂的问题，其轮胎降噪绵相较于现有聚氨酯海绵的吸音效果有极大提高。以上两个专利申请均是通过在轮胎内侧增加吸音材料进行降噪，虽然在一定程度能降低噪音，但其持久性差，吸音材料在长时间或多种复杂路况下易出现与基体材料分离，降噪效果降低，且加工和材料成本高。
[0004]中国专利CN110157061B
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一种降噪减震实心轮胎及其制备方法中在胎面胶中添加降噪材料，提高降噪和减震效果，但其降噪材料与基体材料的相容性较差，纤维材料易分离，降噪效果下降；中国专利CN111019196A
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一种减震轮胎中采用了陶瓷粉体、树脂、空心微珠、芳纶纤维等材料制备减震涂层，减轻了在不平镇地面形式过程中的颠簸感和噪音，但其空心微球和陶瓷料与基体的相容性差，在应力作用下易产生剥离，影响涂层的附着力和减震效果。
[0005]在胎面胶材质的改进方向往往难做到性能的平衡，如提高降噪能力后，轮胎耐磨性会下降，提高耐磨性能容易会影响降噪性能的持久效果。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，提供了一种具有降噪音性能的胎面胶及其制备方法和轮胎，通过采用共混橡胶基体，保证胎面胶具备基础的弹性和耐磨耐候性，再通过使用复合补强剂可以增强胎面胶的力学性能，与基体相容性好，提高耐磨性能，再通过使用降噪混合物，有效吸收和隔离噪音，与聚合物基体的相容性好，降噪效果好且持久。
[0007]根据本申请的一个方面，提供了一种具有降噪音性能的胎面胶，其特征在于，按照重量份数计，包括以下组分制备而成：氯丁橡胶40
‑
60份、溶聚丁苯橡胶30
‑
60份、复合补强剂10
‑
20份、硫化剂2
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4份、防老剂2
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4份、粘合剂5
‑
8份和降噪混合物10
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15份；
[0008]所述复合补强剂包括聚丁二烯橡胶、聚酰胺纤维和无机纳米填料，所述降噪混合
物包括改性聚合物和复配空心微珠。
[0009]可选地，所述复合补强剂中聚丁二烯橡胶、聚酰胺纤维和无机纳米填料的重量比为(5
‑
8)：(1
‑
3)：(0.2
‑
1)。
[0010]具体地，通过使用聚丁二烯橡胶、聚酰胺纤维和无机纳米填料混合作为复合补强剂，聚丁二烯橡胶与基体橡胶有良好的相容性，提供良好的弹性和低温柔韧性，同时配合聚酰胺纤维，提供良好的机械强度和耐磨性能，使无机纳米填料均匀分散，协同增强胶料机械性能；同时限定复合补强剂中聚丁二烯橡胶、聚酰胺纤维和无机纳米填料的重量比，保证橡胶体系能充分发挥韧化作用的同时，使补强体系形成网络结构，有效提升胎面胶的力学性能。
[0011]可选地，所述无机纳米填料为纳米二氧化硅或纳米蒙脱土；所述硫化剂为过硫酸钾和/或硫黄；所述防老剂为ODA或6PPD；所述粘合剂为RA
‑
65或RS。
[0012]优选地，硫化剂包括过硫酸钾和硫黄，重量比为1:3；无机纳米填料的粒径为100nm。
[0013]具体地，通过使用过硫酸钾和硫磺组成硫化剂，过硫酸钾在橡胶硫化过程中分解产生自由基，起硫化促进剂的作用，可以加速硫化反应的进行，缩短硫化时间；硫黄使橡胶发生硫化，形成三维网络结构；二者协同可加快硫化反应的速度，硫化效果好。
[0014]可选地，所述降噪混合物中改性聚合物和复配空心微珠的重量比为(3
‑
10)：1。
[0015]可选地，所述改性聚合物由聚碳酸酯二醇和聚醚胺制备而成，聚碳酸酯二醇和聚醚胺的重量比为(5
‑
7)：(2
‑
4)；
[0016]改性聚合物的制备方法为在惰性气氛下将聚碳酸酯二醇与聚醚胺混合，然后升温至190
‑
230℃，反应时间2
‑
5h，并在真空条件下除去低分子物质，最终得到所述改性聚合物。
[0017]优选地，惰性气氛为氮气，低分子物质为水、醇。
[0018]具体地，通过使用聚碳酸酯二醇与聚醚胺反应最终制得改性聚合物，羟基与氨基反生酯交换，生成酰胺键，实现聚合物改性，还能发生缩合反应，生成氨基甲酸酯，进而发生开环反应生成聚氨酯键，实现链扩长共聚，最终使分子链同时具有刚性链和柔性链，形成一定量的互穿网络或半互穿网络结构，可以吸收和消散振动能量，起到隔音和隔振的作用，有利于提高降噪性能；同时限定重量比，一方面有利于形成多层相互穿透的网络结构，对不同频率范围的噪声具有较广泛的吸收作用，可以实现较好的宽频隔音效果；另一方面控制交联密度在一定范围内，不会过高以影响其柔韧性，有利于改性聚合物具有一定的内耗能和阻尼作用，可以吸收振动噪声中的能量，起到消音的作用。
[0019]可选地，所述复配空心微珠包括空心玻璃微珠和表面改性空心玻璃微珠，重量比为(3
‑
5)：1。
[0020]优选地，表面改性空心玻璃微珠的制备方法为将空心玻璃微珠使用浓度为8
‑
12％的过氧乙酸浸泡活化1
‑
2h，再将活化后的空心玻璃微珠加入至聚酰胺
‑
酰亚胺溶液中，加入N,N
‑
二甲基甲酰胺和催化剂二月桂酸二丁基锡，在120
‑
180℃中反应0.5
‑
3h后即得表面改性空心玻璃微珠。
[0021]具体地，空心玻璃微珠的粒径为50
‑
120μm；聚酰胺
‑
酰亚胺溶液的参数为：固含量30％，粘度3000
‑
6000，溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮。
[0022]具体地，通过采用普通空心玻璃微珠和表面改性空心玻璃微珠复配，二者复配与
橡胶基体的相容性好，可同时实现隔音与橡胶增强的效果。
[0023]进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有降噪音性能的胎面胶，其特征在于，按照重量份数计，包括以下组分制备而成：氯丁橡胶40
‑
60份、溶聚丁苯橡胶30
‑
60份、复合补强剂10
‑
20份、硫化剂2
‑
4份、防老剂2
‑
4份、粘合剂5
‑
8份和降噪混合物10
‑
15份；所述复合补强剂包括聚丁二烯橡胶、聚酰胺纤维和无机纳米填料，所述降噪混合物包括改性聚合物和复配空心微珠。2.根据权利要求1所述的具有降噪音性能的胎面胶，其特征在于，所述复合补强剂中聚丁二烯橡胶、聚酰胺纤维和无机纳米填料的重量比为(5
‑
8)：(1
‑
3)：(0.2
‑
1)。3.根据权利要求2所述的具有降噪音性能的胎面胶，其特征在于，所述无机纳米填料为纳米二氧化硅或纳米蒙脱土；所述硫化剂为过硫酸钾和/或硫黄；所述防老剂为ODA或6PPD；所述粘合剂为RA
‑
65或RS。4.根据权利要求1所述的具有降噪音性能的胎面胶，其特征在于，所述降噪混合物中改性聚合物和复配空心微珠的重量比为(3
‑
10)：1。5.根据权利要求4所述的具有降噪音性能的胎面胶，其特征在于，所述改性聚合物由聚碳酸酯二醇和聚醚胺制备而成，聚碳酸酯二醇和聚醚胺的重量比为(5
‑
7)：(2
‑
4)；改性聚合物的制备方法为在惰性气氛下将聚碳酸酯二醇与聚醚胺混合，然后升温至190
‑
230℃，反应时间2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉亮，肖圣龙，刘凯华，谢晓吼，
申请(专利权)人：山东宏盛橡胶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：