一种用于半钢子午线轮胎胎面的橡胶组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于制作半钢子午线轮胎胎面胶的橡胶组合物，该橡胶组合物特 别适合用于制作冬季使用的半钢子午线轮胎的胎面。本发明属于橡胶和轮胎工业生产技术 领域。
【背景技术】
[0002] 随着绿色环保轮胎的发展，W及为了满足欧盟轮胎标签法规的要求，国际橡胶界 纷纷采用W溶聚下苯橡胶为主的橡胶组合物制作轿车子午线轮胎的胎面胶，其中包括全部 使用溶聚下苯橡胶或者W溶聚下苯橡胶并用部分顺下橡胶的方案。也有厂家使用溶液聚合 法苯己帰-下二帰-异戊二帰橡胶，即溶液聚合法H元集成橡胶。按照设想，H元集成橡胶 既类似于异戊橡胶的较好综合性能，又有顺下橡胶一样好的耐磨性能，并免除了不同橡胶 并用所必须的物理共混，可W达到微观均匀，且节省加工工时和能源的消耗。但是，由于采 用乳聚方法比较难W控制H元共聚，因此最初的H元集成橡胶都是溶液聚合法合成的，W 至于业界默认为所述及的H元集成橡胶就是溶液聚合H元集成橡胶。
[0003] 实际应用表明，溶液聚合法H元集成橡胶相对于下苯橡胶其物理性能稍差，尤其 是玻璃化温度偏高，使得其在提升了抗湿滑性能的同时耐低温性能变差，甚至难W满足轮 胎在冬季的使用要求，因此需要并用部分顺下橡胶。该一点与H元集成橡胶设计初衷是相 矛盾的，也部分抹杀了其相对于溶聚下苯橡胶的技术优势。
[0004] 本发明所涉及的乳液聚合法苯己帰-下二帰-异戊二帰橡胶即乳聚法H元集成橡 胶是近年来被研发出来的新型H元集成橡胶。该种新型的合成橡胶品种由中国大连理工大 学李扬教授等率先开发成功，并与齐鲁石化公司橡胶厂合作进行了进一步的生产性研究。 李扬等对该乳液聚合H元集成橡胶的方法申请了专利，其专利公开号为CN101463110A巧L 聚苯己帰-异戊二帰-下二帰H元共聚物及其制备方法)。北京橡胶工业研究设计院受巧对 该乳液聚合法H元集成橡胶的基本性能进行了评价W及应用性研究，认为结构合理的乳聚 法H元集成橡胶其物理性能不亚于乳聚下苯橡胶的某些品种，甚至可W达到接近于天然橡 胶，优于溶聚下苯橡胶和溶液聚合法H元集成橡胶。特别是该种橡胶的玻璃化温度低于溶 液法H元集成橡胶，因此具备在较低的温度环境下使用的可能。同时与溶聚法H元集成橡 胶相比乳聚法H元集成橡胶在合成工艺中大幅度减少使用有机溶剂，因此更为节能、环保。
[0005] 试验表明，该乳聚法H元集成橡胶可W不与天然橡胶、顺下橡胶等橡胶品种并用， 而单独作为生胶组分制作相应的橡胶组合物，应用于制作半钢子午线轮胎的胎面。该橡胶 组合物的抗湿滑性能和滚动阻力性能可与溶聚下苯橡胶为主的胎面橡胶组合物相当，从而 适合制作半钢子午线轮胎的胎面，特别适于制作冬季使用的轿车轮胎。
[0006]综上所述，采用乳聚法H元集成橡胶制备的橡胶组合物在轮胎生产领域有良好的 应用前景。由于该乳聚法H元集成橡胶系一种新型的合成橡胶品种，国内外针对其进行的 应用研究十分有限，经过检索和查询并未发现相关的专利文献和技术报道。本发明所针对 的半钢子午线轮胎领域更是未见其应用和评价的相关报道。
【发明内容】
[0007] 本发明针对一种新型合成橡胶乳聚法H元集成橡胶特别设计了橡胶组合物的组 成、制备方法和使用目标。即；单独使用乳液聚合法H元集成橡胶制备一种高性能的轮胎胎 面橡胶组合物；使用符合欧盟轮胎标签法规要求的环保型操作油，从而使该胎面胶料完全 符合欧盟绿色轮胎的环保要求；该橡胶组合物的抗湿滑性能和滚动阻力性能可与溶聚下苯 橡胶为主的胎面橡胶组合物媳美，从而适合制作半钢子午线轮胎的胎面，特别适于制作冬 季使用的轿车轮胎。由于单独使用乳液聚合法H元集成橡胶，不并用天然橡胶，也不并用其 它种类的合成橡胶，且其加工工艺减除了在炼胶工艺中W往并用橡胶品种所必须的共混过 程，节省加工工时和能源的消耗。
[000引 技术方案 本发明通过W下技术方案实现： 1、在该橡胶组合物中W百分比计，橡胶组合物所使用的橡胶生胶100%为乳液聚合法 合成的苯己帰-下二帰-异戊二帰H元集成橡胶，不并用天然橡胶，也不并用其它种类的合 成橡胶。该乳聚H元集成橡胶的分子结构具有W下特点： A结合苯己帰含量23. 5%±40/0， B结合1，2- 了二帰含量在10%左右， C结合1，2-异戊二帰含量不高于3%, D结合1，4-异戊二帰含量不高于30%。
[0009] 2、在该橡胶组合物中包含了较高比例的白炭黑。具体而言，W质量份数计每100 份橡胶生胶加入不低于40份的白炭黑，白炭黑的最高使用份数不高于125份。由于提高了 白炭黑的质量份数，故在该橡胶组合物中相应减少炭黑用量，W控制组合物得到适当的硬 度和物理机械性能。
[0010] 3、为了符合欧盟标签法规的环保性能要求，在该橡胶组合物中使用了环保型的操 作油。具体的使用量为W 100份橡胶生胶为基准，添加的操作油质量份数为：T50份。其操 作油的类型包括： A环保芳姪油TDAE, B浅抽油MES， C残余芳香精油RAE, D重环焼油HNAP。
[0011] 4、按照上述组成，W轮胎和橡胶加工的常用设备和工艺条件制备橡胶组合物、轮 胎胎面胶半成品W及制备半钢子午线轮胎。
[0012] 有益效果 实际检测得知，按着本发明技术方案中橡胶组合物抗湿滑性能优异，滚动阻力值较低， 适合用于制作半钢子午线轮胎的胎面，特别适于制作冬季使用的轿车轮胎。
[0013] 该橡胶组合物使用符合欧盟标签法规的环保性能要求的操作油，因此与绿色环保 轮胎的要求更加接近。该橡胶组合物采取单一的乳聚H元集成橡胶胶种，不并用天然橡胶， 也不并用其它种类的合成橡胶。因此在橡胶混炼过程中减除了其加工工艺减除了 W往并用 橡胶品种所必须的共混过程，减少了工艺过程，提高了生产效率，因此节省了加工工时和能 源。
[0014] 该橡胶组合物W轮胎和橡胶加工的常用设备和工艺条件制备，W及进而用于轮胎 胎面胶半成品，W半钢成型法制备子午线轮胎。因此无需为实施本专利增加专用设备。
【具体实施方式】
[0015] W下举出实施例对本发明作进一步的说明，本发明的权利要求并不受实施例的限 巧||。实施例中橡胶组合物的组份均W质量份计数。
[0016] 本发明的实施例中的轮胎胎面胶用橡胶组合物包含有；橡胶组分、白炭黑、娃焼偶 联剂、环保型操作油TDAE。
[0017] 橡胶组分即生胶为100%的乳聚法H元集成橡胶（E-SIBR)。本实施例1用到的乳聚 法集成橡胶其微观结构为；结合苯己帰含量为25. 8% ;结合1，4-下二帰量为46. 6 ;1，2-下 二帰量为10. 5% ;结合1，2-异戊二帰量为1. 9%，1，4-异戊二帰量为13. 9, 3, 4-异戊二帰量 为 1. 3〇/〇。
[0018] 白炭黑可W是干法或湿法制备的沉淀白炭黑，并没有特别的限制。但要求其氮吸 附比表面积（NsSA)在100mVg^300mVg之间。W使得该白炭黑既有好的补强效果，又不至于 分散度降低，而使橡胶组合物的生热升高，对产品不利。
[0019] W 100份质量份的橡胶组分为基准，加入白炭黑的量至少为40质量份，而炭黑的 添加量至多为125份。白炭黑含量太少低发热性和抗湿滑性能不能充分体现，加入量太多 加工性能和可使用性变差。
[0020] 本发明中的橡胶组合物包含娃焼偶联剂。适用的娃焼偶联剂是任何可W和白 炭黑一起使用的传统娃焼偶联剂。如双-[y-(H己氧基娃）丙基]四硫化物（Si-69)、 双-(3- H己氧基娃焼丙基）-二硫化物（Si-75、Z-6920或A1589)等等。
[002。 W 100质量份白炭黑计，娃焼偶联剂的加入量为白炭黑量的59T20%。娃焼偶联剂 加入量太少白炭黑的分散效果欠佳，加入量过多会导致成本过高，并且对强力性能和耐磨 耗性能不利。
[002引本发明实施例中包含环保型矿物软化剂即操作油，适用类型有TDAE、MES、HNAP、 RAE等等。W 100份橡胶质量份计，操作油的加入量为：T50份之间。操作油加入量太少，对 橡胶塑化效果欠佳，也不利于填料分散。加入量过高，加工性能变差，甚至可能从橡胶组合 物中渗出，影响橡胶组合物的使用性能。
[0023] 本发明实施例中还用到炭黑、活性剂、交联剂、促进剂、防老剂等橡胶界常用的配 合剂。本发明对该些配合剂的使用不作特殊的限定。
[0024] 在对照例中用到的橡胶有溶聚法集成橡胶（S-SIBR)和溶聚下苯橡胶（SSBR)。对 照例中用到的橡胶都为充油橡胶，油品填充量为37. 5%。实施例和对照例中所提到橡胶质量 份均W干胶计，即均扣除其中油品的质量。
[00巧]将实施例、对照例1、对照例2各物料按照表1所示配方进行混炼并制备橡胶试样。 硫化试样在16(TC下硫化20min。并按照相关标准进行各性能测试。
[0026] 表 1
【主权项】
1. 一种橡胶组合物，其特征在于该橡胶组合物所使用的橡胶生胶100%为乳液聚合法 合成的苯乙烯-丁二烯-异戊二烯三元集成橡胶，不并用天然橡胶，也不并用其它种类的合 成橡胶。
2. 根据权利要求1所述的乳液聚合法合成的苯乙烯-丁二烯-异戊二烯三元集成橡 胶，其特征在于： A结合苯乙烯含量23. 5%±4%， B结合1，2- 丁二烯含量在10%左右， C结合1，2-异戊二烯含量不高于3%， D结合1，4-异戊二烯含量不高于30%。
3. 根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于以质量份数计每100份橡胶生胶 所使用的白炭黑比例不低于40份，且每100份橡胶生胶中白炭黑最高使用份数不高于125 份。
4. 根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于该橡胶组合物使用符合欧盟标签法 规要求的操作油，其用量范围为以质量份数计每100份橡胶生胶，操作油的添加量为3~50 份；其操作油的类型包括： A环保芳烃油TDAE， B浅抽油MES， C残余芳香精油RAE， D重环烷油HNAP。
5. 根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于该橡胶组合物的用途在于制作半钢 子午线轮胎的胎面。
【专利摘要】本发明公开了一种用于制作半钢子午线轮胎胎面胶的橡胶组合物，该橡胶组合物单独使用乳液聚合法三元集成橡胶为橡胶生胶组分。所制备的轮胎胎面具有良好的抗湿滑性能和低滚动阻力性能，且该橡胶组合物使用符合欧盟标签法规要求的操作油，使其组成符合绿色环保要求。该橡胶组合物的生产省时，能源消耗较低。该橡胶组合物特别适合用于制作冬季使用的半钢子午线轮胎的胎面。
【IPC分类】C08K3-22, C08K3-36, C08K3-06, B60C1-00, C08K13-02, C08K5-09, C08K5-01, C08K3-04, C08K5-548, C08L9-06
【公开号】CN104725684
【申请号】CN201310704312
【发明人】张新军, 李花婷, 李淑环
【申请人】北京橡胶工业研究设计院
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月19日