耐油胎面胶料及其制法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及轮胎的【技术领域】，具体涉及一种耐油胎面胶料及其制法和应用。该胶料的特征在于，包含以下组分的橡胶主料100重量份：天然顺1,4-聚异戊二烯橡胶15-70重量份、苯乙烯-丁二烯共聚物0-40重量份和丙烯腈-丁二烯共聚物15-45重量份。本发明提供的胎面胶料溶胀指数为17-25％，粘合强度为30-60kN·m-1，能够有效改善胎面的耐溶胀性能和粘合性能，在兼顾胎面胶料粘合性能和耐溶胀性能的同时，可扩大轮胎胶料的应用范围，具有广泛的应用前景。
【专利说明】耐油胎面胶料及其制法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轮胎的【技术领域】，尤其是斜交工程轮胎的【技术领域】，具体涉及耐油胎 面胶料及其制法和应用。
【背景技术】
[0002] 由于天然橡胶具有最好的抗撕裂性能和粘合性能，通用合成橡胶具有高的耐刺扎 性能，所以斜交工程胎胎面胶普遍采用天然橡胶和通用合成橡胶并用的生胶体系。
[0003] 现行胎面胶配方中的天然橡胶和通用合成橡胶的比例为10/90,溶胀指数为 30%，耐油溶胀性能一般。耐油溶胀性能是将定质量的样品浸入植物油中在一定温度和时 间条件下保存，取出擦干后称重进行检测、衡量的。报道值越小，意味着耐油溶胀性能越高。
【发明内容】
[0004] 本发明解决的技术问题是：天然橡胶和通用合成橡胶在工程胎胎面中被广泛用来 提升粘合性能和耐刺扎性能，但同时带来了负面效果，就是耐油溶胀性能差。特种橡胶耐油 溶胀性能出色，被各个行业广泛应用在耐油部件中，但因差的粘合性能和耐磨耗性能限制 其大规模的应用。
[0005] 具体来说，针对现有技术的不足，本发明提供了如下技术方案：
[0006] 本发明提供一种耐油胎面胶料，其特征在于，包含下述组分的橡胶主料100重量 份：15-70重量份的天然顺1，4-聚异戊二烯橡胶、0-40重量份的苯乙烯-丁二烯共聚物和 15-45重量份的丙烯腈-丁二烯共聚物。
[0007] 优选的，上述胎面胶料中，所述苯乙烯-丁二烯共聚物中苯乙烯基团重量分数为 23. 5%，所述丙烯腈-丁二烯共聚物中丙烯腈基团重量分数为29. 4%。
[0008] 优选的，上述胎面胶料中，所述胶料还包括下述组分的配合剂：
[0009] 相对于100重量份的橡胶主料，所述配合剂包括补强剂炭黑60-70重量份、防老剂 2-7重量份、脂肪酸1. 8-2. 5重量份、氧化锌3-4重量份、磺酸1-1. 8重量份和促进剂1-3重 量份。
[0010] 优选的，上述胎面胶料中，所述防老剂包括防老剂N-(l，3-二甲基）丁基-N' -苯 基对苯二胺〇. 8-1. 2重量份、防老剂1，2-二氢-2, 2, 4-三甲基喹啉的均聚物0. 8-1. 2重量 份和防老剂微晶蜡〇. 8-1. 2重量份。
[0011] 优选的，上述胎面胶料中，所述配合剂还包括芬烃油5-7重量份。
[0012] 优选的，上述胎面胶料中，所述橡胶主料包括天然顺1，4-聚异戊二烯橡胶30-45 重量份、苯乙烯-丁二烯共聚物30-40重量份和丙烯腈-丁二烯共聚物15-30重量份。
[0013] 优选的，上述胎面胶料中，所述橡胶主料包括天然顺1，4-聚异戊二烯橡胶45重量 份、苯乙烯-丁二烯共聚物40重量份和丙烯腈-丁二烯共聚物15重量份。
[0014] 优选的，上述胎面胶料中，所述橡胶主料包括天然顺1，4-聚异戊二烯橡胶30重量 份、苯乙烯-丁二烯共聚物40重量份和丙烯腈-丁二烯共聚物30重量份。
[0015] 优选的，上述胎面胶料中，所述橡胶主料包括天然顺1，4-聚异戊二烯橡胶65-75 重量份和丙烯腈-丁二烯共聚物25-35重量份。
[0016] 优选的，上述胎面胶料中，所述橡胶主料包括天然顺1，4-聚异戊二烯橡胶70重量 份和丙烯腈-丁二烯共聚物30重量份。
[0017] 优选的，上述胎面胶料中，所述胎面胶料的溶胀指数为14-25%，粘合强度为 20-60kN?nT1。
[0018] 优选的，上述胎面胶料中，所述胎面胶料的溶胀指数为17-25%，粘合强度为 30_60kN?m丄。
[0019] 优选的，上述胎面胶料中，所述胎面胶料的玻璃化温度为-50?-20°C。
[0020] 优选的，上述胎面胶料为斜交工程轮胎胎面胶料。
[0021] 本发明还提供上述胎面胶料的制备方法，包括下述步骤：
[0022] (1)非生产性混炼步骤：将所述轮胎胎面胶料进行约2_3min的混炼，直至橡胶温 度达到 150_165°C;
[0023] (2)生产性混炼步骤：将步骤（1)得到的橡胶加入磺酸进行混炼直至温度达到 100-120。。。
[0024] 本发明还提供一种胎面，由上述胎面胶料制得。
[0025] 优选的，上述胎面为斜交工程轮胎胎面。
[0026] 本发明还提供一种轮胎，由上述胎面制备得到。
[0027] 本发明还提供上述胎面胶料、上述胎面，或上述轮胎在轮胎领域的应用。
[0028] 本发明还提供上述胎面胶料、上述胎面，或上述轮胎在斜交工程轮胎领域的应用。
[0029] 本发明提供的胎面胶料溶胀指数为17-25%，粘合强度为30_60kN?nT1，能够使胎 面的耐溶胀性能和粘合性能得到明显改善。本发明在兼顾胎面胶料粘合性能和耐溶胀性能 的同时，可扩大轮胎胶料的应用范围，具有广泛的应用前景。
【具体实施方式】
[0030] 本发明涉及工程胎胎面包含一种0-50phr天然顺1，4-聚异戊二烯橡胶、一种 0-50phr的苯乙烯-丁二烯共聚物的通用合成橡胶和一种0-50phr的丙烯腈-丁二烯共聚 物特种合成橡胶的斜交工程胎。其胎面由如下成分组成：一种顺1，4-聚异戊二烯橡胶、一 种含23. 5wt%的苯乙烯基团的苯乙烯-丁二烯共聚物通用合成橡胶和一种含29. 4wt%丙 烯腈基团为基础的丙烯腈-丁二烯共聚物特种合成橡胶。
[0031] 橡胶组合物的混炼可采用橡胶混炼领域技术人员已知的方法完成。例如在通常情 况下，将各组分在至少两个阶段中进行混炼，即至少一个非生产性混炼阶段，和一个生产性 混炼阶段。橡胶与聚合物树脂在一个或多个非生产性混炼阶段进行混炼。
[0032] 优选的，本发明用作基体的橡胶是一种天然顺1，4-聚异戊二烯橡胶、一种苯乙 烯-丁二烯共聚物的通用合成橡胶和一种丙烯腈-丁二烯共聚物特种合成橡胶。该苯乙 烯-丁二烯共聚物含有23. 5wt%的苯乙烯基团，丙烯腈-丁二烯共聚物含有29. 4wt%丙烯 腈基团。
[0033] 天然顺1，4-聚异戊二烯橡胶和苯乙烯-丁二烯共聚物，以及补强特殊有机填料的 使用被认为对增进轮胎的耐切割、抗撕裂性能是重要的。
[0034] 丙烯腈-丁二烯共聚物被普遍认为对改进耐油溶胀性能是有利的。
[0035] 下面通过具体实施例来进一步说明本发明的胎面胶料及其制备方法。
[0036] 在下面的实施例中，所用的各试剂信息如下：
[0037] 顺1，4_聚异戊二烯橡胶：厂家：上海金山石化；纯度：99%。
[0038] 苯乙烯-丁二烯共聚物：型号：SBR1502;厂家：中国石化齐鲁石化分公司；苯乙 烯基团含量为23. 5wt%。
[0039] 丙烯腈_ 丁二烯共聚物：型号：NBR-2707;厂家：兰州石化；丙烯腈基团含量为 29. 4%。
[0040] 炭黑N220:厂家：抚顺炭黑厂。
[0041] 芬烃油：型号：TDAE;厂家：汉圣化工有限公司。
[0042] 防老剂4020:化学名称：N-(1，3_二甲基）丁基-N'-苯基对苯二胺，厂家：江苏圣 奥化学科技有限公司产品。
[0043] 防老剂RD:化学名称：1，2_二氢-2, 2, 4-三甲基喹啉的均聚物，厂家：山东爱克森 化学有限公司。
[0044] 防老剂微晶蜡：型号：微晶蜡654,滴熔点（°C) :65°C，含油（wt% ) :3%，色度号： 1，针入度（1/1〇_) :2_，厂家：德国莱茵化学公司产品。
[0045] 硬脂酸：厂家：江苏如皋化工有限公司。
[0046] 氧化锌:AR，青岛海燕化工有限公司产品。
[0047] 硫磺:AR，山东临沂湖滨化工有限公司产品。
[0048] 促进剂：型号：促进剂NS，化学名称：N-叔丁基-2-苯并噻唑次黄酰胺；厂家：山东 阳谷华泰化工股份有限公司。
[0049]在下面的各实施例中，所用仪器的信息如下：
[0050]BRBanbury密炼机：型号：BR1600-GLT;厂家：美国FARREL公司。
[0051] 万能试验机：型号：JYW-67,厂家：深圳高铁检测设备有限公司。
[0052] 差不扫描量热仪：型号：DSC-60,厂家：日本岛津公司。
[0053] 凝胶色谱与激光光散射联用仪：型号：色谱系统miniDAWN，激光光散射仪Optilab rEX检测器；厂家：色谱系统为岛津公司，激光光散射仪与示差检测器为美国怀雅特技术公 司。
[0054] 实施例一
[0055] 在BRBanbury密炼机中制备如表1中所规定成分的橡胶组合物，制备过程采取两 个分开的加料混炼阶段，即一个非生产性混炼阶段和一个生产性混炼阶段。非生产性阶段 进行约2-3min的混炼，直至橡胶温度达到160°C，即完成。生产性阶段的混炼时间是使橡胶 温度达到115°C的时间。具体过程如下：
[0056] 将橡胶主料（顺1，4-聚异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物和丙烯腈-丁二 烯共聚物）、补强剂炭黑N220、填充油芬烃油、防老剂（防老剂4020、防老剂RD、防老剂微 晶蜡）、脂肪酸硬脂酸和氧化锌进行2-3min的非生产性混炼，直至橡胶温度达到160°C;再 加入硫磺和促进剂进行生产性混炼，使橡胶温度达到115°C。使所有样品在约151°C硫化 30min〇
[0057]该橡胶组合物在这里被称之为样品1、样品2、样品3、样品4。样品1在这里被当 做对比样，即，在橡胶组合物中未使用最优化的橡胶配比。
[0058] 表1实施例一中各原料添加量（单位：kg)
[0059]
【权利要求】
1. 一种耐油胎面胶料，其特征在于，包含下述组分的橡胶主料100重量份：15-70重量 份的天然顺1，4-聚异戊二烯橡胶、0-40重量份的苯乙烯-丁二烯共聚物和15-45重量份的 丙烯腈-丁二烯共聚物。
2. 根据权利要求1所述的胎面胶料，其中，所述苯乙烯-丁二烯共聚物中苯乙烯基团重 量分数为23. 5%，所述丙烯腈-丁二烯共聚物中丙烯腈基团重量分数为29. 4%。
3. 根据权利要求1或2所述的胎面胶料，其中，所述胶料还包括下述组分的配合剂： 相对于100重量份的橡胶主料，所述配合剂包括补强剂炭黑60-70重量份、防老剂2-7 重量份、脂肪酸1. 8-2. 5重量份、氧化锌3-4重量份、磺酸1-1. 8重量份和促进剂1-3重量 份。
4. 根据权利要求3所述的胎面胶料，其中，所述防老剂包括防老剂N-(l，3-二甲基） 丁基-N' -苯基对苯二胺0. 8-1. 2重量份、防老剂1，2-二氢-2, 2, 4-三甲基喹啉的均聚物 0. 8-1. 2重量份和防老剂微晶蜡0. 8-1. 2重量份。
5. 根据权利要求4所述的胎面胶料，其中，所述配合剂还包括芬烃油5-7重量份。
6. 根据权利要求4或5所述的胎面胶料，其中，所述橡胶主料包括天然顺1，4-聚异 戊二烯橡胶30-45重量份、苯乙烯-丁二烯共聚物30-40重量份和丙烯腈-丁二烯共聚物 15-30重量份。
7. 根据权利要求6所述的胎面胶料，其中，所述橡胶主料包括天然顺1，4-聚异戊二烯 橡胶45重量份、苯乙烯-丁二烯共聚物40重量份和丙烯腈-丁二烯共聚物15重量份。
8. 根据权利要求6所述的胎面胶料，其中，所述橡胶主料包括天然顺1，4-聚异戊二烯 橡胶30重量份、苯乙烯-丁二烯共聚物40重量份和丙烯腈-丁二烯共聚物30重量份。
9. 根据权利要求5所述的胎面胶料，其中，所述橡胶主料包括天然顺1，4-聚异戊二烯 橡胶65-75重量份和丙烯腈-丁二烯共聚物25-35重量份。
10. 根据权利要求9所述的胎面胶料，其中，所述橡胶主料包括天然顺1，4-聚异戊二烯 橡胶70重量份和丙烯腈-丁二烯共聚物30重量份。
11. 权利要求1-10任一项所述胎面胶料的制备方法，包括下述步骤： (1) 非生产性混炼步骤：将所述轮胎胎面胶料进行约2-3min的混炼，直至橡胶温度达 至lj 150-165°C ; (2) 生产性混炼步骤：将步骤⑴得到的橡胶加入磺酸进行混炼直至温度达到 100-120。。。
12. -种胎面，由权利要求1-10任一项所述的胎面胶料制备得到。
13. -种轮胎，由权利要求12所述胎面制备得到。
14. 权利要求1-10任一项所述的胎面胶料、权利要求12所述胎面，或权利要求13所述 轮胎在轮胎领域的应用。
【文档编号】C08K5/09GK104448432SQ201410790657
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】王 锋, 刘峰, 孙涛, 王俊英, 姜凯, 王振玲, 李 浩, 从守清 申请人:山东玲珑轮胎股份有限公司