一种高性能环保绿色轮胎配方的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高性能环保绿色轮胎配方，属于轮胎制造技术领域。
【背景技术】
[0002] 社会发展对轮胎性能的要求越来越高，集安全、绿色、环保、智能于一体的绿色轮 胎成为世界轮胎发展的新趋势。绿色轮胎的主要优点如下： 1、高环保：传统轮胎由于添加了有致癌作用的橡胶配合剂，它们随着胎面磨损散发在 空气中，严重污染了环境，同时世界上每年有数亿条轮胎被废弃，它们不但占据大量空间， 而且难以分解，对环境造成了极大威胁，被人们称为"黑色污染"。随着人们环保意识的不断 提高，在继续努力降低滚动阻力的同时，已开始重视使用不污染环境的材料制造轮胎，而且 努力延长轮胎的行驶里程，以减少废旧轮胎的数量。在大量的汽车使用绿色轮胎以后，对节 油和减少污染产生巨大作用。绿色轮胎的广泛应用将为全球每年节省数百万桶石油，并显 著减少CO的排放量。
[0003] 2、低消耗：习惯使用的黑色轮胎是以标准的合成橡胶和天然橡胶制成的，在汽车 行驶温度升高的条件下，其防护材料的结构和性能都发生改变，同时车轮滚动的阻力也在 增加。绿色轮胎与普通轮胎相比，减轻了轮胎重量，减少了复合材料的能耗（滞后损失）。 所以，绿色轮胎与同等规格的轮胎相比，滚动阻力可降低22%-35%，并因此减少汽车燃料消 耗3%-8%，使汽车CO的排放量有所下降，其他性能如耐磨耗、低噪音、干湿路面抓着力等均 保持良好水平。
[0004] 3、超安全：绿色轮胎通过优化胎体设计，以绝佳的弹性胎面改进汽车在光滑路面 的抓地性能，使驾驶更平稳、制动距离更短，大大提高了驾驶安全性。研宄证明，绿色轮胎产 生的摩擦力可以减少汽车在湿滑或结冰路面上15%的刹车距离，使汽车的冬季驾驶性能提 高10%-15%。这对减少事故率和人员伤亡有着重大的意义。
[0005] 绿色轮胎具有刹车安全、弹性好、滚动阻力小、耗油低、生热低、耐磨、耐穿刺、承载 能力大、乘坐舒适等优点。与传统轮胎比，凸现了环保、节能、新工艺、新材料等多方面的优 势。欧盟立法通过的标签法正式实施，对轮胎的环保(节油）、安全性(干、湿滑性能）和低噪 音提出详细的要求，而其它发达经济体亦提出了相似的技术要求，这对中国的轮胎制造业 产生了较大影响，是挑战亦是机遇，相应企业均在加大力度引进和使用新材料、新配方来生 产满足市场需求的绿色轮胎，但是在生产实施过程中亦遇到相当多的困难： 1、完整的绿色轮胎配方是溶聚丁苯+高分散的白炭黑+偶联剂，实施成本较高。
[0006] 2、绿色轮胎生产因配方中大量使用高结构的白炭黑80份上下，而普通轮胎仅 10~20份左右，所以轮胎生产过程中工艺执行和加工难度很大，产品均一性和稳定性差。
[0007] 3、现有国内轮胎企业要达到标签法规定的较高水平，如双B级轮胎(滚动阻力和 抗湿滑均达B级）仍然很难。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种高性能环保绿色轮胎配方。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是： 一种高性能环保绿色轮胎配方，包括下列重量份数的组分： 溶聚丁苯胶 SSBR3835,137. 5 份； 高分散白炭黑，60-80份； N220 炭黑，0-15 份； 偶联剂TESPT，12-16份； 硬脂酸，1-4份； 氧化锌，2. 5-5份； 防老剂RD，1-2. 5份； 防老剂4020,1.5-3份； 微晶石蜡，1-3份； 促进剂NS，1. 2-2份； 促进剂DPG，1-2. 5份； 普通硫黄粉，1-2. 5份； 绿色轮胎功能母料，7-9份。
[0010] 优选的，上述所述的一种高性能环保绿色轮胎配方，具体包括下列重量份数的组 分： 溶聚丁苯胶 SSBR3835,137. 5 份； 高分散白炭黑，70份； N220炭黑，5份； 偶联剂TESPT，14份； 硬脂酸，2份； 氧化锌，3份； 防老剂RD，1. 5份； 防老剂4020,2份； 微晶石蜡，2份； 促进剂NS，1. 8份； 促进剂DPG，1. 8份； 普通硫黄粉，1. 5份； 绿色轮胎功能母料，9份。
[0011] 所述的绿色轮胎功能母料，包括下列重量份数的物质：29-35份高基团含量的碳 黑混合物；6-8份改性硼酸酯界面活性剂；50-70份橡胶改质剂； 所述高基团含量的碳黑混合物，其为废全钢胎分拣后橡胶部裂解后的残余物，成分包 括：70%质量份以上的碳黑，其余部分主要为si〇2;碳黑混合物主要技术指标：细度> 2000 目，吸油值50-100cm3/100g，低挥发份< 2%，pH值7-8 ; 制备方法包括如下步骤： 1)按配方将高基团含量的碳黑混合物加入气流粉碎机研磨，细度达到2000目后通过 旋风分离器分离；气流粉碎机研磨的转速为5000-15000转/分； 2) 将捕集后的碳黑混合物加入活化反应釜中，与配方量的改性硼酸酯界面活性剂在 60-140°C之间反应，进行活化偶联30-60分钟，增加碳黑混合物外部的活性点，成为活化接 枝物，然后放料，冷却；以增强产品在轮胎应用时与橡胶的大侧基团交联作用，提高其在橡 胶混炼时的结合力和加工性能； 3) 在常温下，活化接枝物按比例与橡胶改质剂机械混合复配，均匀后计量包装。
[0012] 绿色轮胎功能母料的应用对该配方技术起到较大的性能提升作用，在绿胎的基础 上低滚阻和抗湿滑均优于原来15-20%。
[0013] 本发明的有益效果： 本发明的高性能环保绿色轮胎，能够实现抓地安全性和低滚阻节油的双重优异特性， 它可以克服和超越白炭黑的诸多工艺问题和性能问题，可明显提高湿滑地面抓着性和降低 滚动阻力；与传统的配方对比，滚动阻力降低和抗湿滑改善均在20%以上；在轿车全绿色轮 胎胎面中应用，滚动阻力改善18. 66%，抗湿滑提高15. 52%。且其工艺优异、性能突出、成本 较低，反复对比试验性能一致，完全满足绿色轮胎和高性能轮胎的要求。由配方制成的轮 胎，可提高轮胎产品等级和档，提高了轮胎的安全、环保和节油性能，具有明显的社会效益。
【附图说明】
[0014] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0015]图1是本发明实施例1绿色轮胎性能与温度的关系图。
[0016]图2是本发明实施例2绿色轮胎性能与温度的关系图。
[0017] 图3是本发明实施例1和实施例2DMA测试结果对比图。
【具体实施方式】
[0018] 实施例1 一种轮胎配方，具体包括下列重量份数的组分： 溶聚丁苯胶 SSBR3835,137. 5 份； 高分散白炭黑，70份； N220炭黑，5份； 偶联剂TESPT，14份； 硬脂酸，2份； 氧化锌，3份； 防老剂RD，1. 5份； 防老剂4020,2份； 微晶石蜡，2份； 促进剂NS，1. 8份； 促进剂DPG，1. 8份； 普通硫黄粉，1. 5份。
[0019] 实施例2 一种高性能环保绿色轮胎配方，具体包括下列重量份数的组分： 溶聚丁苯胶 SSBR3835,137. 5 份； 高分散白炭黑，70份； N220炭黑，5份； 偶联剂TESPT，14份； 硬脂酸，2份； 氧化锌，3份； 防老剂RD，1. 5份； 防老剂4020,2份； 微晶石蜡，2份； 促进剂NS，1. 8份； 促进剂DPG，1. 8份； 普通硫黄粉，1. 5份； 绿色轮胎功能母料L-727,9份。
[0020] 实施例3 上述两个实施例的轮胎性能及DMA测试结果对比如下： 上述两个实施例，区别在于，实施例1配方中不含有绿色轮胎功能母料L-727,为方便 区分，在对比试验中，将实施例1的轮胎配方标记为1#(空白），实施例2的轮胎配方标记为 2#实验。
[0021] 在轿车绿胎中物理性能数据：
【主权项】
1. 一种高性能环保绿色轮胎配方，其特征在于，包括下列重量份数的组分： 溶聚丁苯胶SSBR3835,137. 5 份； 高分散白炭黑，60-80份； N220 炭黑，0-15 份； 偶联剂TESPT，12-16份； 硬脂酸，1-4份； 氧化锌，2. 5-5份； 防老剂RD，1-2. 5份； 防老剂4020,1.5-3份； 微晶石蜡，1-3份； 促进剂NS，1. 2-2份； 促进剂DPG，1-2. 5份； 普通硫黄粉，1-2. 5份； 绿色轮胎功能母料，7-9份。
2. 根据权利要求1所述的一种高性能环保绿色轮胎配方，其特征在于，包括下列重量 份数的组分： 溶聚丁苯胶SSBR3835,137. 5 份， 高分散白炭黑，70份； N220炭黑，5份； 偶联剂TESPT，14份； 硬脂酸，2份； 氧化锌，3份； 防老剂RD，1. 5份； 防老剂4020,2份； 微晶石蜡，2份； 促进剂NS，1. 8份； 促进剂DPG，1. 8份； 普通硫黄粉，1. 5份； 绿色轮胎功能母料，9份。
3. 根据权利要求1或2所述的高性能环保绿色轮胎配方，其特征在于，所述的绿色轮胎 功能母料，包括下列重量份数的物质：29-35份高基团含量的碳黑混合物；6-8份改性硼酸 酯界面活性剂；50-70份橡胶改质剂； 所述高基团含量的碳黑混合物，其为废全钢胎分拣后橡胶部裂解后的残余物，成分包 括：70%质量份以上的碳黑，其余部分主要为Sio2;碳黑混合物主要技术指标：细度> 2000 目，吸油值50-100cm3/100g，低挥发份< 2%，pH值7-8 ; 制备方法包括如下步骤： 1) 按配方将高基团含量的碳黑混合物加入气流粉碎机研磨，细度达到2000目后通过 旋风分离器分离；气流粉碎机研磨的转速为5000-15000转/分； 2) 将捕集后的碳黑混合物加入活化反应釜中，与配方量的改性硼酸酯界面活性剂在 60-140°C之间反应，进行活化偶联30-60分钟，增加碳黑混合物外部的活性点，成为活化接 枝物，然后放料，冷却；以增强产品在轮胎应用时与橡胶的大侧基团交联作用，提高其在橡 胶混炼时的结合力和加工性能； 3)在常温下，活化接枝物按比例与橡胶改质剂机械混合复配，均匀后计量包装。
【专利摘要】本发明公开了一种高性能环保绿色轮胎配方，包括下列重量份数的组分：溶聚丁苯胶SSBR3835，137.5份；高分散白炭黑，60-80份；N220炭黑，0-15份；绿色轮胎专用料L-727，8-10份；偶联剂TESPT，12-16份；硬脂酸，1-4份；氧化锌，2.5-5份；防老剂RD，1-2.5份；防老剂4020，1.5-3份；微晶石蜡，1-3份；促进剂NS，1.2-2份；促进剂DPG，1-2.5份；普通硫黄粉，1-2.5份；绿色轮胎功能母料，7-9份。本发明的高性能环保绿色轮胎，能够实现抓地安全性和低滚阻节油的双重优异特性，它可以克服和超越白炭黑的诸多工艺问题和性能问题，可明显提高湿滑地面抓着性和降低滚动阻力；在轿车全绿色轮胎胎面中应用，滚动阻力改善18.66%，抗湿滑提高15.52%。且其工艺优异、性能突出、成本较低，反复对比试验性能一致，完全满足绿色轮胎和高性能轮胎的要求。
【IPC分类】C08J3-22, C08K13-06, C08K3-36, C08K3-04, C08K9-04, C08L9-06
【公开号】CN104844864
【申请号】CN201510268031
【发明人】刘瑞强, 刘本国, 王源理
【申请人】青岛四维化工有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月22日
【公告号】CN104130480A