一种超低滚动阻力轮胎胎面胶料及其炼胶方法和轮胎的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于橡胶轮胎制造领域，尤其涉及一种超低滚动阻力轮胎胎面胶料及其炼 胶方法和轮胎。
【背景技术】
[0002] 随着国家经济实力的不断增强，汽车产业得到迅猛的发展，汽车已经成为人们生 活中必不可少的重要交通工具。而汽车产业的发展也推动着轮胎行业的不断创新与进步。 随着环保法规的日益严格和石油资源的日益紧缺，如何降低汽车燃油消耗成为了汽车行业 和消费者关注的焦点。如日本从2010年开始实施自愿轮胎标签制度;欧盟从2012年11月1日 起，实施强制性轮胎标签法规，绿色轮胎的全球份额随之大幅增加。在这个大背景之下，降 低轮胎滚动阻力成为轮胎行业的一个热门话题。
[0003] 在风阻、轮胎滚动阻力和机械阻力这三组影响汽车燃油消耗的主要因素中，轮胎 的滚动阻力约占20-30%，轮胎滚动阻力产生的能耗占耗油量的15%。这意味着滚动阻力降低 30%，则可节油4.5%左右。其中，在所有组成轮胎的胶料配方中，仅由胎面配方产生的滚动阻 力占到50%左右。通过调整胎面配方可以，可以达到降低轮胎滚动阻力的目的。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述的技术问题，本发明的第一个目的是提供一种超低滚动阻力胎面胶 料，本发明的第二个目的是提供上述的胶料混炼方法，本发明的第二个目的是提供上述的 胶料制备的轮胎，其60°C附近tanS值在0.06-0.07范围以内，轮胎胎面滚动阻力达到A级。
[0005] 为了实现上述的第一个目的，本发明采用以下技术方案： 一种超低滚动阻力轮胎胎面胶料，该轮胎胎面胶胶料按重量百分比计由包括以下组分 的材料混炼而成： 溶聚丁苯橡胶1 40.0-80.0份 溶聚丁苯橡胶2 10.0-30.0份 顺丁橡胶 10.0-30.0份 白炭黑 50.0-110.0份 芳烃油 5.0-20.0份 硅烷偶联剂 8.0-18.0份 白炭黑分散剂 1.0-6.0份 萜烯树脂 2.0-10.0份 促进剂DPG 1.0-3.0份 所述的溶聚丁苯橡胶1中苯乙烯的质量占聚合物总重的10-40%，而乙烯基的质量占丁 二稀总重的40-70%;所述的溶聚丁苯橡胶2中苯乙烯的质量占聚合物总重的30-60%，而乙烯 基的质量占丁二稀总重的15-45%;所述的顺丁橡胶中顺式丁二烯的质量占聚合物总重2 95%〇
[0006] 作为优选，该轮胎胎面胶胶料按重量百分比计由包括以下组分的材料混炼而成： 溶聚丁苯橡胶1 50.0-70.0份 溶聚丁苯橡胶2 15.0-25.0份 顺丁橡胶 15.0-25.0份 白炭黑 60.0-100.0份 芳烃油 7.0-18.0份 硅烷偶联剂 10.0-16.0份 白炭黑分散剂 2.0-5.0份 砲稀树脂 4.0-8.0份 促进剂DPG 1.5-2.5份。
[0007] 作为优选，所述的溶聚丁苯橡胶1中苯乙烯的质量占聚合物总重的20-30%，乙烯基 的质量占丁二稀总重的50-60%;所述的溶聚丁苯橡胶2中苯乙烯的质量占聚合物总重的40-50%，而乙烯基的质量占丁二稀总重的20-40%;所述的顺丁橡胶为钕系顺丁橡胶； 作为再优选，所述的溶聚丁苯橡胶1中苯乙烯质量占聚合物总重的27.5%，乙烯基的质 量占丁二稀总重的59%;溶聚丁苯橡胶2中苯乙烯质量占聚合物总重的42%，乙烯基的质量占 丁二稀总重的30%。
[0008] 作为优选，所述的白炭黑选用氮吸附比表面积(NSA)在145~185m2/g的高分散白 炭黑;所述的硅烷偶联剂为X50S。
[0009] 作为优选，该胎面胶胶料还包括活化剂2.0-5.0份，防老剂3.5-6.5份，硫磺1.5-3.0份和促进剂CZ 1.5-3.0份。作为再优选，所述的活化剂采用氧化锌和硬脂酸，氧化锌为 1.5-2.5份，硬脂酸为0.5-2.5份。作为再优选，所述的防老剂采用防老剂RD、防老剂4020和 微晶蜡，防老剂RD为1.5-2.5份，防老剂4020为1.5-2.5份，微晶蜡为0.5-1.5份。
[0010]为了实现上述的第二个目的，本发明采用以下技术方案： 上述的轮胎胎面胶料的制备方法，该方法使用串联式一次法密炼机，控制密炼机转子 速度50rpm，上顶栓压力55N/cm2，密炼机冷却水温度30-40°C ;上辅机工艺包括以下步骤： ① 加入橡胶、白炭黑、白炭黑分散剂、硅烷偶联剂、促进剂DPG、硬脂酸、防老剂RD、防老 剂4020、萜烯树脂，压上顶栓保持60秒； ② 升上顶栓加入芳烃油； ③ 压上顶栓使胶料升温至145°C ; ③ 提上顶栓加入氧化锌； ④ 压上顶栓使胶料在145°C恒温混炼60秒； ⑤ 将胶料排至下辅机； 下辅机工艺： ① 使胶料升温至145 °C; ② 145 °C恒温混炼250秒； ③ 排胶至开炼机，翻炼冷却胶料至90-100°C，在开炼机上加入硫磺、促进剂CZ分散均 匀，下片冷却至室温。
[0011]为了实现上述的第三个目的，本发明采用以下技术方案： 一种超低滚动阻力轮胎，该低滚动阻力轮胎的胎面胶胶料采用上述的胎面胶胶料，滚 动阻力达到A级。
[0012] 本专利胎面配方使用功能化的溶聚丁苯橡胶，通过硅烷化反应与白炭黑进行反 应，提高填料在橡胶基体中的分散性，从而降低填料Payene效应，最终达到降低胶料滞后损 失的目的。轮胎行业通常使用60°C附近胎面胶料损耗因子正切值(tanS)的大小表征轮胎的 滚动阻力的高低，60°CtanS越小，则轮胎滚动阻力越低。所以为了制备超低滚阻胎面胶，胎 面胶在60°C附近tanS应该越低越好。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合实施例和对比例进一步说明本发明目的，但并非限制本发明权的保护范 围，本发明的范围在权利要求书中提出。具体配方见表1。
[0014] 表1实施例和对比例配方特征
其中： ① 溶聚丁苯橡胶A苯乙烯质量占聚合物总重的27.5%，乙烯基占丁二稀总重的59%; ② 溶聚丁苯橡胶B苯乙烯质量占聚合物总重的42%，乙烯基占丁二稀总重的30%; ③ 溶聚丁苯橡胶C苯乙烯质量占聚合物总重的20%，乙烯基占丁二稀总重的55%; ④ 溶聚丁苯橡胶D苯乙烯质量占聚合物总重的40%，乙烯基占丁二稀总重的40%; ⑤ 硅烷偶联剂为X50S; 上述配方胶料加工工艺如下所示： 使用串联式一次法密炼机，控制密炼机转子速度50rpm，上顶栓压力55N/cm2，密炼机冷 却水温度30-40°C。上辅机工艺:①加入橡胶、白炭黑、白炭黑分散剂、硅烷偶联剂、促进剂 DPG、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4020、萜烯树脂，压上顶栓保持60秒;②升上顶栓加入芳烃 油;③压上顶栓使胶料升温至145°C;③提上顶栓加入氧化锌;④压上顶栓使胶料在145°C恒 温混炼60秒;⑤将胶料排至下辅机。下辅机工艺:①使胶料升温至145 °C ;②145 °C恒温混炼 250秒;③排胶至开炼机，翻炼冷却胶料至90-100 °C，在开炼机上加入硫磺、促进剂CZ分散均 匀，下片冷却至室温。
[0015] 表1中实施例和典型通用轿车胎面的主要性能如表2所示。
[0016] 表2实施例和对比例配方性能
上述的实施例和对比例机床测试结果如表3所示。
[0017] 表3实施例和对比样机床性能(轮胎规格205/65R15 94H)
【主权项】
1. 一种超低滚动阻力轮胎胎面胶料，其特征在于该轮胎胎面胶胶料按重量百分比计由 包括以下组分的材料混炼而成： 溶聚丁苯橡胶1 40.0-80.0份 溶聚丁苯橡胶2 10.0-30.0份 顺丁橡胶 10.0-30.0份 白炭黑 50.0-110.0份 芳烃油 5.0-20.0份 硅烷偶联剂 8.0-18.0份 白炭黑分散剂 1.0-6.0份； 萜烯树脂 2.0-10.0份 促进剂DPG 1.0-3.0份 所述的溶聚丁苯橡胶1中苯乙烯的质量占聚合物总重的10-40%，而乙烯基的质量占丁 二稀总重的40-70%;所述的溶聚丁苯橡胶2中苯乙烯的质量占聚合物总重的30-60%，而乙烯 基的质量占丁二稀总重的15-45%;所述的顺丁橡胶中顺式丁二烯的质量占聚合物总重2 95%〇2. 根据权利要求1所述的一种超低滚动阻力轮胎胎面胶料，其特征在于该轮胎胎面胶 胶料按重量百分比计由包括以下组分的材料混炼而成： 溶聚丁苯橡胶1 50.0-70.0份 溶聚丁苯橡胶2 15.0-25.0份 顺丁橡胶 15.0-25.0份 白炭黑 60.0-100.0份 芳烃油 7.0-18.0份 硅烷偶联剂 10.0-16.0份 白炭黑分散剂 2.0-5.0份 砲稀树脂 4.0-8.0份 促进剂DPG 1.5-2.5份。3. 根据权利要求1或2所述的一种超低滚动阻力轮胎胎面胶料，其特征在于:所述的溶 聚丁苯橡胶1中苯乙烯的质量占聚合物总重的20-30%，乙烯基的质量占丁二稀总重的50-60%;所述的溶聚丁苯橡胶2中苯乙烯的质量占聚合物总重的40-50%，而乙烯基的质量占丁 二稀总重的20-40%;所述的顺丁橡胶为钕系顺丁橡胶。4. 根据权利要求3所述的一种超低滚动阻力轮胎胎面胶料，其特征在于:所述的溶聚丁 苯橡胶1中苯乙烯质量占聚合物总重的27.5%，乙烯基的质量占丁二稀总重的59%;溶聚丁苯 橡胶2中苯乙烯质量占聚合物总重的42%，乙烯基的质量占丁二稀总重的30%。5. 根据权利要求1或2所述的一种超低滚动阻力轮胎胎面胶料，其特征在于:所述的白 炭黑选用氮吸附比表面积在145~185m 2/g的高分散白炭黑;所述的硅烷偶联剂为X50S。6. 根据权利要求1或2所述的一种超低滚动阻力轮胎胎面胶料，其特征在于该胎面胶胶 料还包括活化剂2.0-5.0份，防老剂3.5-6.5份，硫磺1.5-3.0份和促进剂CZ 1.5-3.0份。7. 根据权利要求6所述的一种超低滚动阻力轮胎胎面胶料，其特征在于:活化剂采用氧 化锌和硬脂酸，氧化锌为1.5-2.5份，硬脂酸为0.5-2.5份；防老剂采用防老剂RD、防老剂 4020和微晶蜡，防老剂RD为1.5-2.5份，防老剂4020为1.5-2.5份，微晶蜡为0.5-1.5份。8. 根据权利要求7所述轮胎胎面胶料的制备方法，其特征在于该方法使用串联式一次 法密炼机，控制密炼机转子速度40~60rpm，上顶栓压力50~60N/cm 2,密炼机冷却水温度30-40°C ;上辅机工艺包括以下步骤： ① 入橡胶、白炭黑、白炭黑分散剂、硅烷偶联剂、促进剂DPG、硬脂酸、防老剂RD、防老剂 4020、萜烯树脂，压上顶栓保持50~70秒； ② 升上顶栓加入芳烃油； ③ 压上顶栓使胶料升温至140~150°C ; ③ 提上顶栓加入氧化锌； ④ 压上顶栓使胶料在140~150 °C恒温混炼50~70秒； ⑤ 将胶料排至下辅机； 下辅机工艺： ① 使胶料升温至140~150 °C ; ② 140~150 °C恒温混炼200~300秒； ③ 排胶至开炼机，翻炼冷却胶料至90-100°C，在开炼机上加入硫磺、促进剂CZ分散均 匀，下片冷却至室温。9. 一种超低滚动阻力轮胎，其特征在于：该低滚动阻力轮胎的胎面胶胶料采用权利要 求1或2所述的胎面胶胶料，滚动阻力达到A级。
【专利摘要】本发明属于橡胶轮胎制造领域，尤其涉及一种超低滚动阻力轮胎胎面胶料及其炼胶方法和轮胎。一种超低滚动阻力轮胎胎面胶料，该轮胎胎面胶胶料按重量百分比计由包括以下组分的材料混炼而成：溶聚丁苯橡胶1、溶聚丁苯橡胶2、顺丁橡胶、白炭黑、芳烃油、硅烷偶联剂、白炭黑分散剂、萜烯树脂和促进剂DPG。本发明使用功能化的溶聚丁苯橡胶，通过硅烷化反应与白炭黑进行反应，提高填料在橡胶基体中的分散性，从而降低填料Payene效应，最终达到降低胶料滞后损失的目的。
【IPC分类】C08K3/06, C08K5/09, C08K3/22, C08L9/00, B60C1/00, C08L9/06, C08K13/02, C08L45/00, B29B7/74, C08K3/36
【公开号】CN105623018
【申请号】CN201610163679
【发明人】王丹灵, 任福君
【申请人】中策橡胶集团有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月22日