一种高抗湿滑轮胎胎面材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及橡胶技术领域，具体地说是一种高抗湿滑胎面橡胶复合材料的制备方法。其特征是：配合比例以重量份计，二烯类橡胶（具体包括丁苯橡胶，顺丁橡胶，天然橡胶，集成橡胶及其组合物）100份，填料（具体包括炭黑，白炭黑及其组合物）50-80份，硅烷偶联剂0-6.4份，碳化硅0.5-3份，增塑剂10-40份，氧化锌2-5份，硬脂酸1-3份，防老剂2-4份，促进剂2-4份，硫磺1-3份。本发明专利技术所制备材料可以降低轮胎的滚动阻力，同时不影响胎面的耐磨性能，尤其是通过使用纳米碳化硅材料大大提高了轮胎的抗湿滑性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及橡胶
，具体地说是一种高抗湿滑轮胎胎面橡胶复合材料的制备方法。
技术介绍
抗湿滑性能是衡量汽车使用过程中的行驶安全性，尤其在湿滑路面条件下的行驶安全的关键指标。伴随汽车动力技术以及现代高速公路的发展，汽车的行驶速度较以往有了很大程度的提高，因此轮胎抗湿滑性能就表现的更加重要。从橡胶黏弹性的角度，胎面橡胶的抗湿滑性能可由动态粘弹性谱图中0°c的tan δ值来表征,0°C时的tan δ值高,表明橡胶的抗湿滑性能好，然而仅仅通过橡胶的黏弹性，即0°C时的tan δ值的高低，并不能非常准确的判定胎面材料抗湿滑性能的优劣。胎面胶与路面接触时，对摩擦力起作用的无非就是表面的几个到几十个橡胶分子层，通常在干燥路面上，轮胎牵引力由胎面胶与路面的摩擦产生，然而当汽车在雨天的湿路面行驶时，由于水的存在，轮胎胎面与路面之间存在一层水膜间隔，进而大大降低了轮胎的抓着力。而如果能在胎面橡胶配方中加入一种可以刺破水膜的组分，轮胎的抗湿滑性能会得到显著的提高。以往的研究从橡胶分子设计，不同粒径白炭黑粒子配合以及轮胎花纹设计的角度对提高轮胎抗湿滑性能这一问题给出了方案。CN101962423A (申请公布日:2011年2月2日)专利中通过对溶液聚合制备共轭二烯烃/单乙烯基芳烃共聚物橡胶进行的研究发现，使用不对称醚与阴离子表面活性剂的复配结构调节体系，可以制备出具有较低聚苯乙烯微嵌段含量，中乙烯基含量的高抗湿滑和低滚动阻力的三元共聚橡胶。这一三元共聚物O°C tan δ的值为0.25_0.96之间，优选0.35-0.5，60°C 的 tan δ 的值低于 0.12。CN101319064A (公开日期2008年12月10日)专利中通过在溶聚丁苯橡胶聚合末期加入硅烷偶联剂封端，制得 末端带硅氧烷基团的溶聚丁苯橡胶胶液，在胶液中加入白炭黑粉体后充分搅拌，经共凝聚、热处理后获得分子末端与填料牢固键接的复合材料。该纳米复合材料具有优异的填料-橡胶相互作用和界面结合，表现出高抗湿滑性、低滚动阻力、优异的物机性能。CN101113217A (公开日期2008年I月30日)专利中所述橡胶组合物包含不低于10重量份的具有不低于22nm的平均粒径的二氧化硅和不低于5重量份的具有小于22nm的平均一次粒径的二氧化硅，其中两种二氧化硅总量为15-150重量份。所获得的胎面橡胶复合材料可以有效提高轮胎的抗湿滑性能，磨耗性能和操控稳定性，同时降低了轮胎的滚动阻力。CN201619401 U (公开日2010年11月3日)专利中通过在胎面内部固定连接夹心胶，使胎冠形成凸起，由于这一夹心胶的硬度比胎面部分高，从而可以有效破坏胎面与路面间形成的水膜，提高胎面与路面的抓着力。CN1708417A (公开日2005年12月14日)通过在轮胎胎面花纹中增加横向沟槽同时调整凸起部分的倒角进而有效将湿滑路面上的水从轮胎接地印迹中导走，由此提高轮胎的抗湿滑性能。由于橡胶黏弹性(0°C tan δ值的大小)与轮胎抗湿滑性能有限的相关性，使用具备较高(TC tan δ值的橡胶只能对轮胎抗湿滑性产生有限的影响。使用夹心胶方案大大增加轮胎加工过程中的复杂性，同时由于两相之间存在结合力较差的问题，从而可能降低轮胎的安全性。另外，胎面花纹上横向沟槽的增加，会影响轮胎的操控稳定性。众所周知，白炭黑填充胎面橡胶具有较炭黑填充橡胶更好的抗湿滑性能，其中很重要的原因就是白炭黑具有远高于炭黑的粒子硬度(莫氏硬度)，具有较高微观粒子硬度的白炭黑填充胶更容易刺破湿滑路面上的水膜，进而提高轮胎的抗湿滑性能。本专利技术中通过在橡胶配方中添加少量的纳米碳化硅，显著提高了轮胎在湿滑路面上破坏水膜的能力，进而大幅提高了其抗湿滑性能。与此同时，轮胎的滚动阻力不会增加，而胎面的耐磨性能会得到改善。炭黑，白炭黑以及碳化硅的粒径和表面特性如表I所示。表1.炭黑，白炭黑以及碳化硅的粒子特性:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高抗湿滑胎面橡胶复合材料，其特征是：配合比例以重量份计，二烯类橡胶100份，填料50?80份，硅烷偶联剂0?6.4份，碳化硅0.5?3份，增塑剂10?40份，氧化锌2?5份，硬脂酸1?3份，防老剂2?4份，促进剂2?4份，硫磺1?3份。

【技术特征摘要】
1.一种高抗湿滑胎面橡胶复合材料，其特征是:配合比例以重量份计，二烯类橡胶100份，填料50-80份，硅烷偶联剂0-6.4份，碳化硅0.5-3份，增塑剂10-40份，氧化锌2_5份，硬脂酸1_3份，防老剂2-4份，促进剂2-4份，硫磺1-3份。2.根据权利要求1所述高抗湿滑胎面橡胶复合材料，其特征在于使用的二烯类橡胶基体为丁苯橡胶，天然橡胶，顺丁橡胶，集成橡胶，或者是两种以上上述橡胶的混合物。3.根据权利要求1所述高抗湿滑胎面橡胶复合材料，其特征在于使用的填料为炭黑，白炭黑或者是两者的混合物。4.根据权利要求1所述高抗湿滑胎面橡胶复合材料，其特征在于只有配方中使用白炭黑时才会使用硅烷偶联剂，且硅烷偶联剂的用量以重量份计为白炭黑用量的8%。5.根据权利要求1所述高抗湿滑胎面橡胶复合材料，其特征在于使用的碳化硅为纳米级的碳化硅粉末。6.根据权利要求1所述高抗湿滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴友平，马建华，张立群，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：