本发明涉及轮胎胶料技术领域，尤其是一种轻型单轨列车水平轮胎胎面胶料及其制备方法。
背景技术：
轻型单轨列车水平轮胎是一种特种轮胎，具体规格为：E200-15 18PR SM10,此种轮胎强度高、耐磨性能优良、生热低、耐曲挠性能好，主要用于轻型轨道交通单轨列车水平轮位，单轨列车运行时起稳定和平衡的作用，单轨列车通常需要连续运行，普通情况下速度50km/h，最快速度可达80km/h，故对轮胎性能要求较高，由于目前轨道交通发展越来越快，所用轮胎具有很强的针对性，日本轮胎生产厂商普利司通在市场上占有较大优势，技术及轮胎性能也较其余厂家有较大优势。为提高公司竞争力，丰富公司产品，优化产品结构，增加企业盈利点，决定开发轻轨水平轮胎，本工作针对水平轮胎胎面配方进行开发研究。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种单轨列车水平轮胎胎面胶料及其制备方法，得到强度较高、生热低、耐磨性能优异的橡胶复合材料，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：
一种轻型单轨列车水平轮胎胎面胶料，是由生胶和助剂制备而成，所述生胶是由天然橡胶与高顺式丁二烯橡胶，生胶和助剂的比例可采用现有常规的配方，制备时采用常规制备方法。
具体的，上述轻型单轨列车水平轮胎胎面胶料，所述生胶中含有40～60%（质量）的天然橡胶，余量为高顺式丁二烯橡胶。优选的，天然橡胶的含量为45～50%（质量），最佳含量为48.8%（质量）。
进一步的，按照质量份计算，前述轻型单轨列车水平轮胎胎面胶料是由天然橡胶70-90份、高顺式丁二烯橡胶10-30份、炭黑30-60份、氧化锌2-8份、硬脂酸1-5份、防老剂1-5份、软化剂3-9份、芳烃油1-10份、硫磺1-3份、促进剂0.8-3份和防焦剂0.1-0.3份制备而成。
优选的，前述轻型单轨列车水平轮胎胎面胶料是由天然橡胶75-85份、高顺式丁二烯橡胶15-25份、炭黑40-50份、氧化锌3-5份、硬脂酸1-2份、防老剂2.5-3.5份、软化剂7-8份、芳烃油3-8份、硫磺1.5-2份、促进剂1-2份和防焦剂0.2-0.4份制备而成。
最佳的，前述轻型单轨列车水平轮胎胎面胶料是由天然橡胶80份、高顺式丁二烯橡胶20份、炭黑46.5份、氧化锌4份、硬脂酸1份、防老剂3.5份、软化剂5份、芳烃油5份、硫磺2.0份、促进剂1.5份和防焦剂0.2份制备而成。
本发明还提供了前述轻型单轨列车水平轮胎胎面胶料的制备方法：
母胶混炼：设置密炼机转速为70～90prm，在密炼机中加入天然橡胶、高顺式丁二烯橡胶，混炼60秒后加入氧化锌、硬脂酸、软化剂，混炼至120秒，加入炭黑、芳烃油，混炼至170秒，提栓，然后压栓至240秒后排料即得母胶；
终炼胶混炼：设置开炼机前辊转速22～26rpm，后辊转速16～20rpm，辊温为55～65℃，在开炼机中加入母胶、硫磺、促进剂、防老剂、防焦剂，薄通6次，打三角包6次，排胶即得胶料。
优选的，上述制备方法为：
母胶混炼：设置密炼机转速为80prm，在密炼机中加入天然橡胶、高顺式丁二烯橡胶，混炼60秒后加入氧化锌、硬脂酸、软化剂，混炼至120秒，加入炭黑、芳烃油，混炼至170秒，提栓，然后压栓至240秒后排料即得母胶；
终炼胶混炼：设置开炼机前辊转速24rpm，后辊转速18rpm，辊温为60℃，在开炼机中加入母胶、硫磺、促进剂、防老剂、防焦剂，薄通6次，打三角包6次，排胶即得胶料。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明通过创造性提供一种新制生胶，该生胶与助剂采用特定的组分比形成本发明的轮胎胎面，该胎面材料强度较高、生热低、耐磨性能优异，适合大规模。
附图说明
附图1是本发明配方与原技术方案配方的物理性能对比图。
具体实施方式
本发明的实施例：本发明的一种轻型单轨列车水平轮胎胎面胶料，是由生胶和助剂制备而成，所述生胶是由天然橡胶与高顺式丁二烯橡胶，生胶和助剂的比例可采用现有常规的配方，制备时采用常规制备方法。
具体的，上述轻型单轨列车水平轮胎胎面胶料，所述生胶中含有40～60%（质量）的天然橡胶，余量为高顺式丁二烯橡胶。优选的，天然橡胶的含量为45～50%（质量），最佳含量为48.8%（质量）。
进一步的，按照质量份计算，前述轻型单轨列车水平轮胎胎面胶料是由天然橡胶70-90份、高顺式丁二烯橡胶10-30份、炭黑30-60份、氧化锌2-8份、硬脂酸1-5份、防老剂1-5份、软化剂3-9份、芳烃油1-10份、硫磺1-3份、促进剂0.8-3份和防焦剂0.1-0.3份制备而成。
优选的，前述轻型单轨列车水平轮胎胎面胶料是由天然橡胶75-85份、高顺式丁二烯橡胶15-25份、炭黑40-50份、氧化锌3-5份、硬脂酸1-2份、防老剂2.5-3.5份、软化剂7-8份、芳烃油3-8份、硫磺1.5-2份、促进剂1-2份和防焦剂0.2-0.4份制备而成。
最佳的，前述轻型单轨列车水平轮胎胎面胶料是由天然橡胶80份、高顺式丁二烯橡胶20份、炭黑46.5份、氧化锌4份、硬脂酸1份、防老剂3.5份、软化剂5份、芳烃油5份、硫磺2.0份、促进剂1.5份和防焦剂0.2份制备而成。
本发明还提供了前述轻型单轨列车水平轮胎胎面胶料的制备方法：
母胶混炼：设置密炼机转速为70～90prm，在密炼机中加入天然橡胶、高顺式丁二烯橡胶，混炼60秒后加入氧化锌、硬脂酸、软化剂，混炼至120秒，加入炭黑、芳烃油，混炼至170秒，提栓，然后压栓至240秒后排料即得母胶；
终炼胶混炼：设置开炼机前辊转速22～26rpm，后辊转速16～20rpm，辊温为55～65℃，在开炼机中加入母胶、硫磺、促进剂、防老剂、防焦剂，薄通6次，打三角包6次，排胶即得胶料。
优选的，上述制备方法为：
母胶混炼：设置密炼机转速为80prm，在密炼机中加入天然橡胶、高顺式丁二烯橡胶，混炼60秒后加入氧化锌、硬脂酸、软化剂，混炼至120秒，加入炭黑、芳烃油，混炼至170秒，提栓，然后压栓至240秒后排料即得母胶；
终炼胶混炼：设置开炼机前辊转速24rpm，后辊转速18rpm，辊温为60℃，在开炼机中加入母胶、硫磺、促进剂、防老剂、防焦剂，薄通6次，打三角包6次，排胶即得胶料。
上述技术方案中各种配比的胶料和普通胶料的对比如下：
一、胶料的制备
按表1的配方采用如下方法制备胶料：
母胶混炼：设置密炼机转速为80prm，在密炼机中加入天然橡胶、高顺式丁二烯橡胶，混炼60秒后加入氧化锌、硬脂酸、软化剂，混炼至120秒，加入炭黑、芳烃油，混炼至170秒，提栓，然后压栓至240秒后排料；
终炼胶混炼：设置开炼机前辊转速24rpm，后辊转速18rpm，辊温为60℃，在开炼机中加入母胶、硫磺、促进剂、防老剂、防焦剂，薄通6次，打三角包6次，排胶即得胶料。
二、胶料性能
1、胶料动态粘弹性分析对比
从图1可以看出，本发明配方胶料动态性能明显优于普通配方胶料，本发明配方胶料粘弹性能在温度变化过程中没有出现明显的变化，在30℃-90℃区间内本发明配方胶料滞后损失基本保持不变，在60℃时tanδ值还有所下降，说明本发明配方胶料滚动阻力较低，而普通配方胶料粘弹性能随温度变化波动很大，温度升高以后，滞后损失急速增大，胶料性能明显下降，轻轨列车通常是长时间连续行车，行车时间长，除了站内短暂停靠外，基本都在轨道上运行，势必要求轮胎性能竟可能保持稳定，本发明配方胶料表现优异。
2、物理性能对比
配方物理性能如表2所示，本发明配方胶料主要特征：使用天然橡胶并用高顺式丁二烯橡胶，在保证足够高的强度的同时，增加胶料的耐磨性，同时高顺式丁二烯橡胶的分子间滑移更为容易，可以使得胶料在使用过程中发生形变时产生更少的热量，有利于使用安全；本发明胶料使用新工艺高结构中超耐磨炉黑，兼顾到胶料生热低的同时提高胶料耐磨性能；与普通配方相比，本发明配方胶料拉伸强度提高1MPa左右；撕裂强度提高15%以上；耐曲挠性能大大提升，曲挠30万次无裂纹产生；耐磨性能大幅提高，DIN磨耗值小于115.0。
上述方案的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用的发明，熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施方案做出各种修改；因此，本发明不限于上述实方案，本领域技术人员根据本发明的方法，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。