一种耐磨性胎面橡胶及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于轮胎橡胶技术领域，具体涉及一种耐磨性胎面橡胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002]橡胶分为天然橡胶和合成橡胶两大类，天然橡胶的优点是具备良好的物理机械性能和优良的弹性，并且机械强度高，扯断强度，抗撕裂，但是其缺点是耐油和耐溶剂性能差，易老化。天然橡胶容易混炼，能用普通的硫磺硫化方式进行硫化。目前就综合性能来说，没有一种合成橡胶能比得上天然橡胶，常见的天然橡胶有烟片胶(RSS)和泰国产的天然标准胶(STR)。
[0003]合成橡胶是以石油为主要来源，由某些低分子化合物作为原料，经过复杂的化学反应制造的；合成橡胶按主要性能和用途区分可分为通用橡胶和特殊橡胶，常见的乘用厂生产轮胎使用的合成橡胶有顺丁胶(BR)、丁苯胶(SBR)、丁基胶(IIR)等。
[0004]胎面橡胶主要用于汽车轮胎的表面，对其耐磨性和耐久性都具有很高的要求，橡胶制品在不同的应用中的磨损是不同的，而耐磨性又十分复杂，胶料是否耐磨与抗切口增长、热稳定性、抗撕裂性、硬度和耐疲劳性都有很大的关系。
[0005]进一步的，胎面橡胶配方的添加工艺对制备的橡胶的耐磨性也有很大的影响，这是因为，有些组分会吸附接触，影响到后续胶体合成的性能。
【发明内容】
[0006]发明目的:本发明的目的在于提供一种耐磨性胎面橡胶，使其性能优越，热稳定性高，硬度适中，耐磨性和耐疲劳性都能符合要求；本发明的另一目的是提供该橡胶的制备方法。
[0007]技术方案:为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:
一种耐磨性胎面橡胶，包括以下重量份数的原料:天然橡胶70~90份、异戊二烯橡胶30-50份、丁基胶10~20份、硬脂酸2~3份、硫化剂1~3份、促进剂TMTD 4-8份、软化剂5~10份、补强剂5~10份、防老剂2~3份；所述的补强剂为乙炔炭黑或者白炭黑；所述的软化剂为娃烧偶联剂。
[0008]所述的原料还包括重量份数为5~10份的陶土或者碳酸钙。
[0009]所述的防老剂为石蜡。
[0010]所述的硫化剂为硫磺。
[0011]所述的耐磨性胎面橡胶的制备方法:包括以下步骤:
1)按照比例将天然橡胶在55~60°C进行塑炼；将异戊二烯橡胶和丁基胶在75~80°C进行一段混炼；将塑炼后的天然橡胶加入一段混炼的混合物中在80~90°C进行二段混炼，得到混炼完毕的混合物；
2)向混炼完毕的混合物中加入硬脂酸、硫化剂、促进剂TMTD、软化剂和防老剂，于1800C ~200°C，压力ll~13Mpa下反应20min中再加入补强剂后热压成型23~28min。
[0012]所述的耐磨性胎面橡胶的制备方法，所述的塑炼时间为30~50分钟，所述的一段混炼时间为40~60分钟，所述的二段混炼的时间为30~40分钟。
[0013]发明原理:在橡胶配方中加入二氧化硅，这种环保的新式补强剂，能够更加耐磨，增强轮胎的湿地抓着力，降低滚动阻力，减少汽车能耗；软化剂能改善橡胶的加工性能，使橡胶尽快软化，促使配合剂尽快混炼，常见的软化剂为TDAE、MES、芳烃油等等，本领域技术人员发现这些软化剂配合补强剂效果都不佳，只有硅烷偶联剂配合使用时才有意料不到的效果。添加重量份数为5~10份的陶土或者碳酸钙作为填料可以优化胶料的耐磨性能，选用尚比表面积、尚结构度以及表面活性的填料，可以有效地提尚Jj父料的耐磨性能。
[0014]在制备之前，天然橡胶必须进行塑炼；不添加大量软化剂、增塑剂的原因是因为配方中加入了合成橡胶。
[0015]有益效果:与现有技术相比，本发明的耐磨性胎面橡胶，其独特的配方使得轮胎热稳定性高，硬度适中，耐磨性和耐疲劳性都能符合要求；该橡胶的制备方法，简单环保，制备的橡胶能符合使用要求，经久耐用，具备很好的经济效益和实用性。
【具体实施方式】
[0016]下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步的说明。
[0017]实施例1胎面橡胶a
一种耐磨性胎面橡胶，包括以下重量份数的原料:天然橡胶70份、异戊二烯橡胶30份、丁基胶10份、硬脂酸2份、硫化剂I份、促进剂TMTD 4份、软化剂5份、补强剂5份、防老剂2份；补强剂为乙炔炭黑；软化剂为硅烷偶联剂。原料还包括重量份数为5份的碳酸钙。防老剂为石蜡。硫化剂为硫磺。
[0018]耐磨性胎面橡胶的制备方法:包括以下步骤:
O按照比例将天然橡胶在55°C进行塑炼；将异戊二烯橡胶和丁基胶在75°C进行一段混炼；将塑炼后的天然橡胶加入一段混炼的混合物中在80°C进行二段混炼，得到混炼完毕的混合物；2)向混炼完毕的混合物中加入硬脂酸、硫化剂、促进剂TMTD、软化剂和防老剂，于180°C，压力IlMpa下反应20min中再加入补强剂后热压成型23min，制得胎面橡胶a。耐磨性胎面橡胶的制备方法，塑炼时间为30分钟，所述的一段混炼时间为40分钟，所述的二段混炼的时间为30分钟。
[0019]实施例2胎面橡胶b
一种耐磨性胎面橡胶，包括以下重量份数的原料:天然橡胶90份、异戊二烯橡胶50份、丁基胶20份、硬脂酸3份、硫化剂3份、促进剂TMTD 8份、软化剂10份、补强剂10份、防老剂3份；补强剂为白炭黑；软化剂为硅烷偶联剂。原料还包括重量份数为10份的陶土。防老剂为石蜡。硫化剂为硫磺。
[0020]耐磨性胎面橡胶的制备方法:包括以下步骤:
O按照比例将天然橡胶在60°c进行塑炼；将异戊二烯橡胶和丁基胶在80°C进行一段混炼；将塑炼后的天然橡胶加入一段混炼的混合物中在90°C进行二段混炼，得到混炼完毕的混合物；2)向混炼完毕的混合物中加入硬脂酸、硫化剂、促进剂TMTD、软化剂和防老剂，于200°C，压力13Mpa下反应20min中再加入补强剂后热压成型28min，制得胎面橡胶b。耐磨性胎面橡胶的制备方法，所述的塑炼时间为50分钟，所述的一段混炼时间为60分钟，所述的二段混炼的时间为40分钟。
[0021]实施例3 胎面橡胶c
一种耐磨性胎面橡胶，包括以下重量份数的原料:天然橡胶80份、异戊二烯橡胶40份、丁基胶15份、硬脂酸2.5份、硫化剂2份、促进剂TMTD 6份、软化剂8份、补强剂8份、防老剂2.5份；补强剂为白炭黑；软化剂为硅烷偶联剂。原料还包括重量份数为8份的碳酸钙。防老剂为石蜡。硫化剂为硫磺。
[0022]耐磨性胎面橡胶的制备方法:包括以下步骤:
O按照比例将天然橡胶在58°C进行塑炼；将异戊二烯橡胶和丁基胶在78°C进行一段混炼；将塑炼后的天然橡胶加入一段混炼的混合物中85°C进行二段混炼，得到混炼完毕的混合物；2)向混炼完毕的混合物中加入硬脂酸、硫化剂、促进剂TMTD、软化剂和防老剂，于190°C，压力12Mpa下反应20min中再加入补强剂后热压成型25min，制得胎面橡胶C。耐磨性胎面橡胶的制备方法，所述的塑炼时间为40分钟，所述的一段混炼时间为50分钟，所述的二段混炼的时间为35分钟。
[0023]实施例4性能测试
将实施例1~3中制备的胎面橡胶a、胎面橡胶b和胎面橡胶c进行耐磨性能测试，采用阿克隆磨耗试验方法，试验时让试样与砂轮在一定的倾斜角度和一定的负荷作用下进行摩擦，测定试样在一定里程内的磨耗体积。采用倾斜角度15°，砂轮转速33r/min进行测试。试样受力26.7N。经测试后，胎面橡胶a的磨耗系数为670，胎面橡胶b的磨耗系数为770，胎面c的磨耗系数为720。
[0024]同时，胎面橡胶a~c的抓地性能均为AA级别。因此采用本发明的配方和方法，胎面橡胶既能保持优越的耐磨性，又能保持良好的抓地性能，实现安全驾驶，耐疲劳，经久耐用。
【主权项】
1.一种耐磨性胎面橡胶，其特征在于:包括以下重量份数的原料:天然橡胶70~90份、异戊二烯橡胶30~50份、丁基胶10~20份、硬脂酸2~3份、硫化剂1~3份、促进剂TMTD 4-8份、软化剂5~10份、补强剂5~10份、防老剂2~3份；所述的补强剂为乙炔炭黑或者白炭黑；所述的软化剂为硅烷偶联剂。2.根据权利要求1所述的耐磨性胎面橡胶，其特征在于:所述的原料还包括重量份数为5~10份的陶土或者碳酸钙。3.根据权利要求1所述的耐磨性胎面橡胶，其特征在于:所述的防老剂为石蜡。4.根据权利要求1所述的耐磨性胎面橡胶，其特征在于:所述的硫化剂为硫磺。5.权利要求1~4中任意一项所述的耐磨性胎面橡胶的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: O按照比例将天然橡胶在55~60°C进行塑炼；将异戊二烯橡胶和丁基胶在75~80°C进行一段混炼；将塑炼后的天然橡胶加入一段混炼的混合物中在80~90°C进行二段混炼，得到混炼完毕的混合物； 2)向混炼完毕的混合物中加入硬脂酸、硫化剂、促进剂TMTD、软化剂和防老剂，于1800C ~200°C，压力ll~13Mpa下反应20min中再加入补强剂后热压成型23~28min。6.根据权利要求5所述的耐磨性胎面橡胶的制备方法，其特征在于:所述的塑炼时间为30~50分钟，所述的一段混炼时间为40~60分钟，所述的二段混炼的时间为30~40分钟。
【专利摘要】本发明公开了一种耐磨性胎面橡胶，属于轮胎橡胶技术领域，包括以下重量份数的原料：天然橡胶70~90份、异戊二烯橡胶30~50份、丁基胶10~20份、硬脂酸2~3份、硫化剂1~3份、促进剂TMTD？4~8份、软化剂5~10份、补强剂5~10份、防老剂2~3份；补强剂为乙炔炭黑或者白炭黑；软化剂为硅烷偶联剂。本发明还公开了该耐磨性胎面橡胶的制备方法。本发明的耐磨性胎面橡胶，其独特的配方使得轮胎热稳定性高，硬度适中，耐磨性和耐疲劳性都能符合要求；该橡胶的制备方法，简单环保，制备的橡胶能符合使用要求，经久耐用，具备很好的经济效益和实用性。
【IPC分类】C08L9/00, C08K3/26, C08K3/06, C08K5/09, C08L7/00, C08K3/04, C08K3/34, C08K3/36, C08K13/02
【公开号】CN105131356
【申请号】CN201510555492
【发明人】周波
【申请人】苏州国泰科技发展有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月2日