一种低滚动阻力轮胎及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种低滚动阻力轮胎，属于车辆轮胎技术领域。该轮胎包括胎体和胎圈，所述胎圈包括：胎圈芯；位于所述胎圈芯顶部的三角胶，以及至少部分包覆所述胎圈芯和所述三角胶的帘布层；所述胎圈芯包括胎圈钢丝和包裹所述胎圈钢丝的挂涂胶料，所述胎圈钢丝的用量为占轮胎总质量的2％～3％，所述挂胶涂料与所述三角胶和所述帘布层接触的表面均呈圆滑的弧形。本申请提供的轮胎，在胎圈结构中对胎圈钢丝以及挂图胶料进行优化，实现了轮胎的轻量化和胎圈结构稳定性的改善，获得了具有明显降低的滚阻系数的轮胎，具有很好的市场应用前景。具有很好的市场应用前景。具有很好的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种低滚动阻力轮胎及其制造方法


[0001]本申请涉及车辆轮胎
，尤其涉及一种低滚动阻力轮胎及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着全球汽车保有量的急剧增加，对石油能源的依赖程度在逐渐增加，能源问题变的尤为显著。随着环境保护和能源节约意识的增强，全球各个国家和地区越老越重视节能减排的目的。汽车厂商除了在车辆自重，发动机技术等方面进行改善，也对轮胎制造商提出了更严格的要求，因为轮胎滚动阻力性能对整车油耗的影响非常显著。
[0003]汽车在行驶过程中受到的主要力有行驶阻力和驱动力。其中，阻力包括滚动阻力、空气阻力和内部摩擦力，有坡度时还需克服重力。滚动阻力主要是因为轮胎在行驶过程中与路面接触，因承重所产生的变形会导致组成部件变热，将一部分由发动传输带来的能量损耗，而低滚动阻力轮胎的出现，通过更低的滚动阻力减少所需驱动力，从而降低汽车的油耗。有研究表明，滚动阻力每降低10％，乘用车的燃油经济性能可提高1％～2％。
[0004]目前市场上的轮胎产品中为提升其强度多采用钢丝轮胎，因此钢丝的使用占据轮胎质量的较大比重。轮胎中的钢丝主要包括有钢丝帘线和胎圈钢丝，作为子午轮胎的核心骨架材料，钢帘线在全钢子午轮胎中重量的比重约为40％，在半钢子午轮胎中也占到15～20％，而胎圈钢丝在轮胎中重量的占比也在5％(有内胎)～7％(无内胎)。据统计，2020年我国钢帘线产量为245.79万吨，占比骨架材料总量比重为58.76％，胎圈钢丝产量为93.58万吨，占比骨架材料总量比重为22.37％，胶管钢丝产量为22.94万吨，占比骨架材料总量比重为5.48％，其他骨架材料产量为55.96万吨，占比骨架材料总量比重为13.38％。由此可见，胎圈在轮胎中的重量占比不可忽视，降低胎圈重量有利于降低轮胎的总质量，进而降低滚动阻力。
[0005]并且，胎圈作为轮胎的骨架结构之一，其在使用过程中容易出现的露丝、散圈、覆胶和钢丝的结合力差等问题，十分不利于其使用稳定性，而胎圈使用不稳定也是滚动阻力降低的重要阻碍。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术旨在提供一种在质量上实现轻量化的同时，提高使用性能，并且还能够改善使用稳定性，进而降低滚动阻力的低阻力滚动轮胎。
[0007]一方面，本申请提供了一种低滚动阻力轮胎，包括胎体和胎圈，所述胎圈包括：
[0008]胎圈芯；
[0009]位于所述胎圈芯顶部的三角胶，以及
[0010]至少部分包覆所述胎圈芯和所述三角胶的帘布层；
[0011]所述胎圈芯包括胎圈钢丝和包裹所述胎圈钢丝的挂涂胶料，所述胎圈钢丝的用量为占轮胎总质量的2％～3％，所述挂胶涂料与所述三角胶和所述帘布层接触的表面均呈圆滑的弧形。
[0012]在一种实施方式中，所述胎圈钢丝的钢材选自型号QN1701、QN1803、QN1804、QN1906、QN2109中的一种或多种。
[0013]本申请提供具有上述结构的轮胎，将轮胎中占骨架质量比例较大的胎圈钢丝替换为强度性能更好的钢材，以在保证轮胎使用性能的情况下减少胎圈钢丝的用量，即相较于现有轮胎中胎圈钢丝5％～7％的质量占比，下降至2％～3％，使其实现轻量化，进而显著降低滚动阻力。
[0014]与此同时，挂胶涂料分别与三角胶和帘布层接触的表面均呈圆滑的弧形，如此可使得挂胶涂料能够以外表面呈拱形形状包裹胎圈钢丝，如此可使得：一方面，拱形包裹相较于现有的仅在钢丝表面涂覆胶料的方式具有更大的散力面积，当有外力施加于胎圈部位时能够更好的将外力分散，进而提高其力学强度；另一方面，拱形包裹的胶料具有过渡更加圆滑且接触面积更大的外表面，在与三角胶和帘布层制成胎圈时的结合力更好，进而更加稳定，不易分散，有利于降低滚动阻力。
[0015]在一种实施方式中，所述挂涂胶料包括以下重量份数比的组分：
[0016]橡胶组分80～110份，纳米凝胶5～20份，硅氧烷30～40份，偶联剂10～30份，增粘树脂10～100份，炭黑50～100份，粘合剂3～25份，硫化剂15～30份，硬脂酸锌1～3份，防老剂1～5份，促进剂0.5～3份；
[0017]所述纳米凝胶选自二氧化硅纳米凝胶、二氧化钛纳米凝胶、聚氨酯纳米凝胶中的一种或多种；
[0018]所述硅氧烷选自二甲基环硅氧烷、硅油、氨基改性硅油、羧基改性硅油、羟基改性硅油、环氧基改性硅油中的一种或多种；
[0019]所述偶联剂选自KH550、KH560、KH570中的一种或多种；
[0020]所述增粘树脂选自TKM
‑
M、RX80、JP769中的一种或多种；
[0021]所述粘合剂选自间甲白粘合剂、钴盐中的一种或多种。
[0022]可选的，所述粘合剂选自RA、RE、癸酸钴、硬脂酸钴、硼酰化钴中的一种或多种。
[0023]可选的，所述硫化剂为硫磺。
[0024]可选的，所述炭黑选自N220、N326、N330、N375、N660中的一种或多种。
[0025]可选的，所述防老剂选自4020、RD、6PPD中的一种或多种。
[0026]可选的，所述促进剂为促进剂M。
[0027]在一种实施方式中，所述胎圈钢丝的钢材型号为QN1803；和/或，
[0028]所述纳米凝胶为聚氨酯纳米凝胶；和/或，
[0029]所述硅氧烷为羟基改性硅油；和/或，
[0030]所述偶联剂为KH560；和/或，
[0031]所述增粘树脂为RX80。
[0032]优选的，型号为QN1803的奥氏体不锈钢，其组成及质量百分比含量为：C[0.065]，Si[0.48]，Cr[18.37]，Mn[6.45]，Ni[3.02]，Cu[1.65]，Mo[0.12]，N[0.231]，余量为Fe。
[0033]本申请提供的上述挂涂胶料中，纳米凝胶具有较大的三维网状结构，能够在偶联剂的作用下更好的将特定的粘合剂以及增粘树脂与金属表面结合，提高胶料和钢丝之间的结合力。与此同时，硅氧烷对增粘树脂、粘合剂、炭黑等在纳米凝胶中的分散具有很好的促进作用，进一步改善粘合效果。因此，本申请的挂涂胶料与上述胎圈芯中胎圈钢丝的结合力
更好，同时在挂涂钢丝后具有较高的硬度和力学强度，使得胎圈芯在使用过程中不易出现露丝、散圈等问题，作为胎圈芯层使用具有显著改善的稳定性，进而有利于轮胎使用时滚动阻力的降低。
[0034]与此同时，由于胎圈芯要与三角胶以及帘布层连接结合形成胎圈的主要结构，因此胎圈芯分别与三角胶和帘布层的结合紧密性，对其抵抗外力变形、提高稳定性具有重要作用。而本申请提供的挂涂胶料，还能够同时与三角胶和帘布层均具有很好的结合力，进一步避免因胎圈芯移位导致的不稳定问题，进而协助降低轮胎使用时的滚动阻力。
[0035]在一种实施方式中，所述挂涂胶料采用如下方法制备获得：
[0036]步骤一、非生产性混炼：将部分的橡胶组分、部分炭黑、纳米凝胶和偶联剂投入至密炼机中混炼2～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低滚动阻力轮胎，包括胎体和胎圈，其特征在于，所述胎圈包括：胎圈芯；位于所述胎圈芯顶部的三角胶，以及至少部分包覆所述胎圈芯和所述三角胶的帘布层；所述胎圈芯包括胎圈钢丝和包裹所述胎圈钢丝的挂涂胶料，所述胎圈钢丝的用量为占轮胎总质量的2％～3％，所述挂胶涂料与所述三角胶和所述帘布层接触的表面均呈圆滑的弧形；所述胎圈钢丝的钢材选自型号QN1701、QN1803、QN1804、QN1906、QN2109中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述挂涂胶料包括以下重量份数的组分：橡胶组分80～110份，纳米凝胶5～20份，硅氧烷30～40份，偶联剂10～30份，增粘树脂10～100份，炭黑50～100份，粘合剂3～25份，硫化剂15～30份，硬脂酸锌1～3份，防老剂1～5份，促进剂0.5～3份；其中，所述纳米凝胶选自二氧化硅纳米凝胶、二氧化钛纳米凝胶、聚氨酯纳米凝胶中的一种或多种；所述硅氧烷选自二甲基环硅氧烷、硅油、氨基改性硅油、羧基改性硅油、羟基改性硅油、环氧基改性硅油中的一种或多种；所述偶联剂选自KH550、KH560、KH570中的一种或多种；所述增粘树脂选自TKM
‑
M、RX80、JP769中的一种或多种；所述粘合剂选自间甲白粘合剂、钴盐中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述胎圈钢丝的钢材型号为QN1803；和/或，所述纳米凝胶为聚氨酯纳米凝胶；和/或，所述硅氧烷为羟基改性硅油；和/或，所述偶联剂为KH560；和/或，所述增粘树脂为RX80。4.根据权利要求1所述的低滚动阻力轮胎，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉亮，肖圣龙，万金申，徐凯，
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：