本发明涉及一种低锌含量的轮胎胎面胶及其制备方法，尤其是一种全钢子午线轮胎胎面胶及其制备方法，属于橡胶技术领域。
背景技术：
氧化锌作为橡胶硫化活性剂，从20世纪20-30年代沿用至今，它对胶料的硫化速度、交联键类型、交联密度和物理性能具有重要影响。研究表明，如果橡胶制品生产、使用和回收等环节中锌过量释放，会对环境、人体健康，尤其是对锌较为敏感的水生动植物造成不良影响。因此积极寻找和开发氧化锌的替代品与减少氧化锌的用量也越来越受轮胎行业技术人员的重视，低锌或无锌硫化活性剂将会成为橡胶制品的趋势。
为了保证胎面胶的物理性能与硫化速度，轮胎胎面胶中的氧化锌使用量通常在3～5份。轮胎在行驶过程中，胎面与路面接触时不断遭到磨损，此时胎面中的氧化锌将随之进入周围的环境中，造成环境中的锌含量超标。
其中使用硫化剂a具体为1,3-双(柠康酰亚胺甲基)苯，该产品硫化时可以形成耐热稳定的碳-碳交联键，保持交联密度，从而使硫化橡胶的物理性能保持不变，提高耐老化性能，降低动态生热；硫化剂b具体为1,6-双(n，n-二苯基硫代氨甲酰二硫代)己烷，该产品硫化时可以形成具有稳定柔性的混合交联键【橡胶-sx-(ch2)6-sx-橡胶】，从而使硫化胶具有更好的动静态模量、降低永久变形和动态滞后损失。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种低锌含量的胎胎面胶及其制备方法，将轮胎胎面胶配方中的氧化锌用量降低至0.5～1.5份，可以降低轮胎在使用过程中对环境的“锌”污染，同时又能降低胎面胶的生热、热老化速率、拉断永久变形及提高抗硫化返原性能，从而提高轮胎的使用寿命。
按照本发明提供的技术方案，低锌含量的轮胎胎面胶，配方比例按重量份计如下：天然橡胶75～85份、顺丁橡胶15～25份、炭黑n23450～55份、增塑剂a1～1.5份、氧化锌0.5～1.5份、硬脂酸1～2.5份、防老剂40201～2份、防老剂rd1～2份、b型微晶蜡1～2份、促进剂ns0.5～2份、硫磺粉0.5～2份、硫化剂a0.2～1份、硫化剂b0.3～1.5份、防焦剂ctp0.1～0.5份。
所述增塑剂a具体为饱和及不饱和脂肪酸锌的混合物。
所述b型微晶蜡具体为直链蜡和支链蜡的混合物。
所述硫化剂a具体为1,3-双(柠康酰亚胺甲基)苯；硫化剂b具体为1,6-双(n，n-二苯基硫代氨甲酰二硫代)己烷。
所述低锌含量的轮胎胎面胶的制备方法，步骤如下：
(1)一段混炼：将75～85份天然橡胶、15～25份顺丁橡胶、10～15份炭黑n234投入密炼机中进行塑炼，上顶栓压力为4.0～5.5mpa，转子转速为40～55r/min，排胶温度为155～160℃，时间为90～105s，得到一段混炼胶；
(2)二段混炼：将步骤(1)所得一段混炼胶、0.5～1.5份氧化锌、40～45份炭黑n234、1～2.5份硬脂酸、1～1.5份增塑剂a、1～2份防老剂rd、1～2份防老剂4020和1～2份b型微晶蜡投入密炼机中进行混炼，上顶栓压力为4.0～5.5mpa，转子转速为35～50r/min，排胶温度为150～155℃，时间为120～140s，得到二段混炼胶；
(3)三段混炼：将步骤(2)所得二段混炼胶投入密炼机中进行混炼，上顶栓压力为4.0～5.5mpa，转子转速为35～45r/min，排胶温度为145～150℃，时间为90～105s，得到三段混炼胶；
(4)四段混炼：将步骤(3)所得三段混炼胶、0.5～2份硫磺、0.5～2份促进剂ns、硫化剂a：0～1份、硫化剂b：0～1.5份、和0～0.5份防焦剂ctp投入密炼机中进行混炼，转子转速为15～25r/min，上顶栓压力为4.0～5.5mpa，排胶温度为100～105℃，时间为130～140s，得到所述胎面胶。
所述一段混炼、二段混炼、三段混炼得到的各段混炼胶停放时间不少于8小时。
步骤(1)-(3)中采用的密炼机为f370密炼机，步骤(4)中采用的密炼机为gk400n密炼机。
本发明的有益效果：本发明可以降低轮胎在使用过程中对环境的“锌”污染；应用硫化剂a和硫化剂b可以使胎面硫化胶的滞后损失更小、生热和滚动阻力更低，还可以提升胎面胶料在高温硫化过程中的抗硫化返原性能；本发明为设计低锌含量的轮胎胎面胶提供一种新的方案。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1低锌含量的轮胎胎面胶的制备方法
一种全钢子午线轮胎胎面胶的制备方法，采用以下工艺步骤，组份比例按重量份数计：
(1)一段混炼：将80份天然橡胶、20份顺丁橡胶、10份炭黑n234投入f370型密炼机中进行塑炼，上顶栓压力为5.5mpa，转子转速为50r/min，排胶温度为155℃，时间为105秒，得到一段混炼胶，停放时间不少于8小时；
(2)二段混炼：将一段混炼胶、1份氧化锌、40份炭黑n234、2份硬脂酸、1份增塑剂a、1份防老剂rd、1.5份防老剂4020和1份b型微晶蜡投入f370型密炼机中进行混炼，上顶栓压力为5.5mpa，转子转速为50r/min，排胶温度为155℃，时间为120秒，得到二段混炼胶，停放时间不少于8小时；
(3)三段混炼：将二段混炼胶投入f370型密炼机中进行混炼，上顶栓压力为5.5mpa，转子转速为45r/min，排胶温度为145℃，时间为105s，得到三段混炼胶，停放时间不少于8小时；
(4)四段混炼：将三段混炼胶、0.5份硫磺、0.8份促进剂ns、硫化剂a：0.5份、硫化剂b：1.5份、和0.2份防焦剂ctp投入gk400n型密炼机中进行混炼，转子转速为25r/min，上顶栓压力为5.5mpa，排胶温度为105℃，时间为140s，得到所述胎面胶。
实施例2
低锌含量的轮胎胎面胶的制备方法，组份比例按重量份数计：
(1)一段混炼：将85份天然橡胶、15份顺丁橡胶、10份炭黑n234投入f370型密炼机中进行塑炼，上顶栓压力为4.0mpa，转子转速为40r/min，排胶温度为160℃，时间为90s，得到一段混炼胶，停放时间不少于8小时；
(2)二段混炼：将一段混炼胶、1.2份氧化锌、40份炭黑n234、2份硬脂酸、1份增塑剂a、1份防老剂rd、1.5份防老剂4020和1份b型微晶蜡投入f370型密炼机中进行混炼，上顶栓压力为5.5mpa，转子转速为35r/min，排胶温度为155℃，时间为130s，得到二段混炼胶，停放时间不少于8小时；
(3)三段混炼：将二段混炼胶投入f370型密炼机中进行混炼，上顶栓压力为5.5mpa，转子转速为45r/min，排胶温度为145℃，时间为105s，得到三段混炼胶，停放时间不少于8小时；
(4)四段混炼：将三段混炼胶、0.7份硫磺、0.9份促进剂ns、硫化剂a：0.5份、硫化剂b：1.2份、和0.2份防焦剂ctp投入gk400n型密炼机中进行混炼，转子转速为15r/min，上顶栓压力为4.0mpa，排胶温度为105℃，时间为140秒，得到所述胎面胶。
实施例3
低锌含量的轮胎胎面胶的制备方法，采用以下工艺步骤，组份比例按重量份数计：
(1)一段混炼：将75份天然橡胶、20份顺丁橡胶、10份炭黑n234投入f370型密炼机中进行塑炼，上顶栓压力为4.5mpa，转子转速为55r/min，排胶温度为158℃，时间为95s，得到一段混炼胶，停放时间不少于8小时；
(2)二段混炼：将一段混炼胶、0.8份氧化锌、40份炭黑n234、2份硬脂酸、1份增塑剂a、1份防老剂rd、1.5份防老剂4020和1份b型微晶蜡投入f370型密炼机中进行混炼，上顶栓压力为4.5mpa，转子转速为40r/min，排胶温度为155℃，时间为130s，得到二段混炼胶，停放时间不少于8小时；
(3)三段混炼：将二段混炼胶投入f370型密炼机中进行混炼，上顶栓压力为4.5mpa，转子转速为40r/min，排胶温度为148℃，时间为100秒，得到三段混炼胶，停放时间不少于8小时；
(4)四段混炼：将三段混炼胶、0.6份硫磺、1.2份促进剂ns、硫化剂a：0.35份、硫化剂b：1.4份、和0.2份防焦剂ctp投入gk400n型密炼机中进行混炼，转子转速为25r/min，上顶栓压力为5.5mpa，排胶温度为105℃，时间为135s，得到所述胎面胶。
本发明实施例得到的胎面胶进行硫化(硫化条件：151℃、30分钟)得到硫化胶的物性测试参数如表1所示。
表1
从表1可以看出：本发明所述低锌含量的轮胎胎面胶能够在保证胎面胶的耐磨性同时又可以降低生热和拉断永久变形及提高抗硫化返原性能；rpa2000硫化加工分析仪测试中，在60℃的tanδ值越低，表明胎面胶的滞后损失更小、生热和滚动阻力更低；在170℃*60min硫化测试中，对比胶料在硫化10min时s'值就已经开始下降表明硫化胶已经出现硫化返原现象以及交联密度开始下降，而本发明胶料在高温长时间硫化过程中可以保持较高的s'值而未出现下降的趋势，即表明本发明的胎面胶在硫化过程中具有较好的抗硫化返原性能。