高性能轮胎用橡胶组合物及其生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及轮胎用橡胶领域W及使用该橡胶组合物的充气子午线轮胎，尤其设及 一种高性能轮胎用橡胶组合物及其生产工艺。
【背景技术】
[0002] 随着经济的发展，汽车工业对轮胎性能提出了越来越高的要求。高速行驶要求轮 胎胎面胶料具有更低的生热性，路面状况的改善、高速公路的发展也对轮胎用胶的抗湿滑、 环保及节能的要求更加苛刻。2012年11月强制实施的欧盟标签法案针对轮胎的滚动阻力、 湿滑路面抓地力和噪声提出了限制。
[0003] 一般预分散母胶粒配方包括W下组成部分：:至粉体(有效成分)②软化油(增塑剂） ③加工助剂④橡胶载体。粉体是预分散母胶粒的有效成分，一般为80%的含量；软化油或增 塑剂起降低口尼的作用；加工助剂起分散及润滑作用；橡胶载体主要体现在与母胶的相容 性上。预分散母胶粒的软化油一般使用环烧油、石蜡油。
[0004] 传统炼胶工艺胶料至少3次经过密炼机，有些胶料在密炼机中的混炼次数更多。 密炼机多段混炼工艺为实现橡胶分子链的断裂主要采用高溫氧化裂解，低溫机械剪切为 辅。该工艺制得的胶料分子链分布范围宽，容易生成大量的炭黑凝胶，影响配合剂的分散和 物理性能。
【发明内容】
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供一种高性能轮胎用橡胶组合物及其生产工艺， 本发明胎面配方的轮胎抗湿滑性能优异，制动距离、弯道性能W及高速稳定性都十分出众， 在干地或是湿地都可W获得最佳的抓地性能，同时具有较低的滚动阻力和较好的耐磨性 能。
[0006] 解决上述技术问题所采用的技术方案如下： 一种高性能轮胎用橡胶组合物，由W下重量份原料组成：溶聚下苯胶60~100、高顺 式-1，4-儀系或钦系顺下胶0~20、天然胶0~20、超耐磨炭黑0~20、低聚高分散型二氧 化娃50~110、硅烷偶联剂5~15、TDAE油0~40、氧化锋2. 0~5. 5、硬脂酸1. 0~3. 5、 预分散硫横1. 0~3. 5、预分散促进剂2. 0~6. 0、防老剂0. 5-2. 0。
[0007] 上述高性能轮胎用橡胶组合物，由W下重量份原料组成：溶聚下苯胶60~100、高 顺式-1，4-儀系或钦系顺下胶5~20、天然胶5~20、超耐磨炭黑5~20、低聚高分散型 二氧化娃50~110、硅烷偶联剂5~15、TDAE油0~40、氧化锋2. 0~5. 5、硬脂酸1. 0~ 3. 5、预分散硫横1. 0~3. 5、预分散促进剂2. 0~6. 0、防老剂0. 5-2. 0。
[0008] 上述高性能轮胎用橡胶组合物，所述溶聚下苯胶中苯乙締质量含量20-40%， LANXESS公司的BunaVsl5025、BunaVsl2438、PBR4055 ;STYRON公司的化R4602、 化R4630 ;ZE0N公司的NS116RJSR公司的HPR350JIPOL公司的SSBR2466中的一种或多 种，当选用充油胶时应适当减少配方中TDAE油的份数。
[0009] 上述高性能轮胎用橡胶组合物，高顺式-1，4-儀系或钦系顺下胶，顺式质量含量 96%W上。例如燕山石化的BR9000 ;ENI公司的BR40、BR60 ;LANXESS公司的BunaCB24。
[0010] 上述高性能轮胎用橡胶组合物，低聚高分散型二氧化娃的氮吸附法BET比表面 积为140~210m2/g，CTAB比表面积为145~195m2/g，DBP值为2. 0~3. 5cm3/g。例如 Degussa的二氧化娃叫trasil7000、叫trasil9000,化OdiaZeosil的 1165MPU200MP。
[0011] 上述高性能轮胎用橡胶组合物，所述的超耐磨炭黑的吸附值为100~150mg/g， DBP值 0. 8 ~1. 5cm3/g。例如N115 或N121。
[0012] 上述高性能轮胎用橡胶组合物，所述硅烷偶联剂是硅烷偶联剂Si-69或Si-75。
[0013] 上述高性能轮胎用橡胶组合物，所述预分散促进剂为CZ-80、NS-80、DPG-80中的 一种或多种。
[0014] 上述高性能轮胎用橡胶组合物的生产工艺，包括W下步骤： a. 按重量份称取各原料； b. 将除预分散硫横和预分散促进剂W外的其他母胶组分由一台晒合型密炼机经多段 混炼或两台串联的晒合型密炼机一次法混炼生产，密炼机填充体积60~80%; C.加硫工艺：开炼机开炼5~20min，漉距1. 0~5. 0mm，100°CW下加入预分散硫横、 预分散促进剂，混炼均匀，60~80°C排胶出片。
[0015] 上述性能轮胎用橡胶组合物的生产工艺，所述步骤b的具体工艺如下：母胶混炼 工艺：在密炼机中加入溶聚下苯胶、高顺式-1,4-儀系顺下胶、天然胶，密炼，加压升上顶 栓，加入低聚高分散型二氧化娃和硅烷偶联剂，加压升上顶栓加部分TDAE油，加压，恒溫混 炼均匀，排胶至开炼机出片成一段母胶；在密炼机中加入一段母胶，密炼，加压，升上顶栓， 加入氧化锋、硬脂酸和炭黑、防老剂组分，加压，升上顶栓加剩余TDAE油，加压，自动控制 135-145°C恒溫混炼均匀，排胶至开炼机出片； 多段混炼重复上述工艺。
[001引本发明中： 溶聚下苯胶具有耐磨、耐寒、生热低、回弹高、收缩性低、色泽好、灰分少、纯度高W及硫 化速度快等优点。且对湿路面抓着力、耐热性及高溫下长时间暴露后的耐屈晓性良好，在密 炼机混炼时生热低、压出膨胀率小、填充量高等特点。
[0017] 二氧化娃又称白炭黑，可在保证胶料抗湿滑性能的基础上，有效降低胶料的滚动 阻力，已成为低滚动阻力和高性能子午线轮胎胎面胶的主要补强剂。
[0018] 白炭黑表面有很多娃径基，属极性无机填料，白炭黑之间相互作用强，容易聚集形 成填料网络，在橡胶中不易分散，而且因其吸附硫化促进剂而影响硫化速度和硫化程度。
[0019] 对白炭黑表面进行改性，改善填充剂的浸润性和分散性，分散性的提高可增大白 炭黑与橡胶间的实际接触面积，并减弱其吸附硫化体系配合剂的趋势。同时降低胶料粘度， 也可降低相邻白炭黑颗粒的亲和力，几乎完全可W消除白炭黑/白炭黑网络的形成趋势。
[0020] 白炭黑一般与硅烷偶联剂一起使用，硅烷偶联剂含有能在硫化过程中与橡胶连接 的官能团，使硅烷分子一端的白炭黑与另一端的聚合物产生化学"偶联"，最终产生较多的 填料/聚合物键。提高白炭黑的分散程度的同时增强白炭黑与橡胶间的界面结合能力，其 中广泛使用的偶联剂是Si69。
[0021] 白炭黑和炭黑并用，在橡胶基体中互相隔离，造成网络"渗杂"效应，从而削弱单一 填料形成的网络结构，提高了填料分散性，使得填料与橡胶相互作用增强，物理性能提高。
[0022] 低溫一次法混炼工艺能使炭黑及配合剂分散得更加均匀，同时避免炭黑凝胶的产 生，提高胶料的化断强度、耐磨性和耐疲劳性，减少粘合胶喷霜，提供粘性。
[002引使用本发明胎面配方的轮胎抗湿滑性能优异，制动距离、弯道性能W及高速稳定 性都十分出众，在干地或是湿地都可W获得最佳的抓地性能，同时具有较低的滚动阻力和 较好的耐磨性能。
【具体实施方式】
[0024] 一种高性能轮胎用橡胶组合物，由W下重量份原料组成：溶聚下苯胶60~100、高 顺式-1，4-儀系或钦系顺下胶0~20、天然胶0~20、超耐磨炭黑0~20、低聚高分散型 二氧化娃50~110、硅烷偶联剂5~15、TDAE油0~40、氧化锋2. 0~5. 5、硬脂酸1. 0~ 3. 5、预分散硫横1. 0~3. 5、预分散促进剂2. 0~6. 0、防老剂0. 5-2. 0。
[0025] 配方优选为：溶聚下苯胶60~100、高顺式-1，4-儀系或钦系顺下胶5~20、天 然胶5~20、超耐磨炭黑5~20、低聚高分散型二氧化娃50~110、硅烷偶联剂5~15、 TDAE油0~40、氧化锋2. 0~5. 5、硬脂酸1. 0~3. 5、预分散硫横1. 0~3. 5、预分散促进 剂2. 0~6. 0、防老剂0. 5-2. 0。
[002引其中各原料： 溶聚下苯胶中苯乙締质量含量20-40% ,LANXESS公司的BunaVsl5025、BunaVsl2438、PBR4055 ;STYR0N公司的化R4602、化R4630 ;ZE0N公司的NS116RJSR公司的HPR350 ; TIP化公司的SSBR2466中的一种或多种，当选用充油胶时应适当减少配方中TDAE油的份 数。
[0027]高顺式-1,4-儀系或钦系顺下胶，顺式质量含量96%W上。例如燕山石化的BR9000;ENI公司的BR40、BR60;LANXESS公司的BunaCB24。
[002引低聚高分散型二氧化娃的氮吸附法邸T比表面积为140~210m2/g，CTAB比表面 积为 145 ~195m2/g，DBP值为 2. 0 ~3. 5cm3/g。例如Degussa的二氧化娃叫trasil7000、 Ultrasil9000,化OdiaZeosil的 1165MPU200MP。
[0029] 超耐磨炭黑的吸附值为100~150mg/g，DBP值0. 8~1. 5cm3/g。例如N115或 N121〇
[0030] 硅烷偶联剂是硅烷偶联剂Si-69或Si-75。
[003。 预分散促进剂为CZ-80、NS-80、DPG-80中的一种或多种。
[0032] 上述高性能轮胎用橡胶组合物的生产工艺，包括W下步骤： a. 按重量份称取各原料； b. 将除预分散硫横和预分散促进剂W外的其他母胶组分由一台晒合型密炼机经多段 混炼或两台串联的晒合型密炼机一次法混炼生产，密炼机填充体积60~80% ; 所述步骤b的具体工艺如下：母胶混炼工艺：在密炼机中加入溶聚下苯胶、高顺 式-1，4-儀系或钦系顺下胶、天然胶，密炼，加压升上顶栓，加入低聚高分散型二氧化娃和 硅烷偶联剂，加压升上顶栓加部分TDAE油，加压，恒溫混炼均匀，排胶至开炼机出片成一段 母胶；在密炼机中加入一段母胶，密炼，加压，升上顶栓，加入氧化锋、硬脂酸和炭黑、防老剂 组分，加压，升上顶栓加剩余TDAE油，加压，自动控制135-145°C恒溫混炼均匀，排胶至开炼 机出片； 多段混炼重复上述工艺。
[0033] 优选地方案是：步骤b的具体工艺如下：母胶混炼工艺：在密炼机中加入溶聚下 苯胶、高顺式-1，4-儀系或钦系顺下胶、天然胶，密炼机转速30~50rpm，加压20~40s升 上顶栓，加入低聚高分散型二氧化娃和硅烷偶联剂，加压20~40s，升上顶栓加部分TDAE 油，加压15-25S，自动控制135-145°C恒溫混炼均匀，排胶至开炼机出片成一段母胶；在密 炼机中加入一段母胶，密炼机转速30~50rpm，加压20~40s，升上顶栓，加入氧化锋、硬脂 酸和炭黑、防老剂组分，加压20~40s，升上顶栓加剩余TDAE油，加压20~40s，自动控制 135-145°C恒溫混炼均匀，排胶至开炼机出片； 多段混炼重复上述工艺； C.加硫工艺：开炼机开炼5~20min，漉距1. 0~5. 0mm，100°CW下加入预分散硫横、 预分散促进剂，混炼均匀，60~80°C排胶出片。
[0034] 更优选地：所述步骤b的具体工艺如下：母胶混炼工艺：在密炼机中加入溶聚下 苯胶、高顺式-1，4-儀系或钦系顺下胶、天然胶，密炼机转速，加压20s升上顶栓，加入低聚 高分散型二氧化娃和硅烷偶联剂，加压30s，升上顶栓加部分TDAE油，加