本发明属于橡胶轮胎与化工制造技术领域，涉及一种用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物及其制备方法，达到轮胎胎侧橡胶高耐屈挠、高耐老化的要求，满足用户对轮胎外观进行修饰的审美视觉。
背景技术：
胎侧是轮胎结构完整性的一个重要组成部分，具有保护胎体以防止轮胎受到侧向的物理和化学损伤，同时也是轮胎中最吸引眼球的部位。轮胎在颜色方面的发展，经历了最初保持了橡胶的原色调白色，到加入各种颜色的添加剂得到的五颜六色的轮胎，因其强度和反抗撕裂性能较差、耐老化性能差、成本昂贵、使用时间一长胶料就会慢慢变黄变棕等原因极少被应用；之后，采用轮胎喷漆的方式改变胎壁颜色，但使用一段时间以后，油漆会逐渐脱落胎侧也没有之前的美观，这种方式逐渐被淘汰；后来又重新设计生产胎侧带有白色字体或环带的轮胎，还设计了一款透明的夜光胎，以及利用二氧化硅取代碳等方式，由于二氧化硅的固有颜色是白色，可以加入任意不同的染色剂，轮胎也就实现多色彩，但是彩色轮胎仍然只能当作普通装饰轮胎，其性能并不能与人们长时间研究的黑色轮胎相媲美。随着轮胎行业的发展，用户不仅对轮胎的质量及使用舒适性要求越来越高，同时对轮胎的外观视觉要求也越来越高，这是传统纯黑色轮胎难以满足，例如，轮胎制造企业通常希望自己生产的轮胎胎侧商标等标记醒目且长期存留不褪色，以获得良好的宣传作用；使轮胎胎侧外观色彩可与车型的种类、造型、漆色等其他饰物相匹配，突出车辆的个性；如今也有现有技术，如中国专利号201210030090.X公开了一种用于彩色载重子午线轮胎胎侧的橡胶组，原料中需要添加白炭黑；中国专利号201410026066.8公开了一种镶嵌式彩色轮胎胶料组合及其制备方法，利用彩色胶料与黑色胶料组合配方，同样需要添加炭黑；中国专利号201410833317.3公开了一种用于彩色轮胎胎侧耐变色性的橡胶组合物，也是需要添加炭黑；橡胶密炼过程中，影响胶料分散效果、炼胶速度的重要因素是密炼机的转子转速，密炼室内的主要剪切区就是转子凸棱与密炼室壁之间的最小间隙处，转子转速过高或过低都影响胶料密炼效率和胶料性能；研发一种即可用于轮胎胎侧字体制作，又可直接制作轮胎胎侧，同时又不依赖于添加炭黑的具有高耐屈挠、高耐老化的彩色橡胶，以满足用户对轮胎外观进行修饰的审美视觉，具有良好的经济价值和社会价值。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求一种用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物及其制备方法，解决现有技术中彩色橡胶胎侧耐屈挠性低、耐老化性低和胎侧易褪色的问题。
为了实现上述目的，本发明涉及的用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物,其原材料组分及各组分重量份数为：天然橡胶30-40份，三元乙丙橡胶10-20份，氯化丁基橡胶45-55份，增粘树脂1-2份，无炭黑型活性剂1.5-2.5份，分散剂1-2份,防老剂0.5-1份，白陶土25-30份，钛白粉30-40份，着色剂19-24份，促进剂1-1.5份，硫磺0.4-1份，防焦剂0.1份。
作为优选，所述天然橡胶包括SVR-3L型橡胶，三元乙丙橡胶包括KEP-350型橡胶，氯化丁基橡胶包括CIIR-1066型橡胶，无炭黑型活性剂包括硬脂酸，所述着色剂包括联苯胺黄18-22份和橡胶大红1-2份；所述促进剂包括促进剂DM 0.8份和促进剂RPS-710 0.5份。
本发明所述防老剂包括防老剂6PPD 0.5-1份、防老剂DMPPD 0-0.5份、防老剂TMQ 0.5份和B型微晶蜡0-0.5份；
本发明所述B型微晶蜡可以提高橡胶耐臭氧龟裂性能，轮胎胎侧需要同时具备长期的耐静态臭氧老化性能和长效的耐动态臭氧老化性能，防老剂DMPPD是一种长效防老剂，提高橡胶的耐疲劳和耐臭氧龟裂性能，防老剂TMQ用于防护热和氧引起的老化，本身不具有耐臭氧和耐疲劳功能，但同时添加防老剂6PPD和防老剂DMPPD后，防老剂6PPD和防老剂DMPPD二者与防老剂TMQ具有协同作用，增加胶料的耐臭氧能力，在胶料中挥发性和迁移率低，耐久性能好。
一种用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物的制备方法，其具体制备过程包括以下步骤：
(1)配料配胶：按照用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物的原材料组分及各组分重量份数进行配胶配料；
(2)第一段密炼：将天然橡胶、三元乙丙橡胶、氯化丁基橡胶、增粘树脂、无炭黑型活性剂、分散剂、无污染型防老剂、白陶土和钛白粉投入密炼机，设置密炼机转子转速为40-60转/分，设置上顶栓压力为0.5MPa，密炼至胶料温度为150℃时排出胶料，得到一段母炼胶料；
(3)第二段密炼：将得到的一段母胶与着色剂一起投入密炼机，设置密炼机转子转速为40转/分，设置上顶栓压力为0.5MPa，密炼至胶料温度为145℃时排出胶料，得到二段母炼胶料；
(4)第三段密炼：将得到的二段母胶与促进剂，硫磺，防焦剂一起投入密炼机，设置密炼机转子转速为35-40转/分，设置上顶栓压力为0.5MPa，密炼至胶料温度为100℃时排出胶料，得到用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物。
本发明第一段密炼过程，主要用于完成各组分橡胶原料反复破碎、混合，第一次密炼开始时，各组分橡胶原料温度低，采用转子高转速设置，保持高剪切速率，提高了各组分原料的混入速度，而且避免了因转子高转速导致胶料的温度过高，造成胶料粘度下降，剪切效果降低，对分散不利的影响；添加防老剂时，先将防老剂TMQ和B型微晶蜡投入密炼机进行密炼，再提起上顶栓，将防老剂6PPD和防老剂DMPPD一起投入密炼机中进行密炼；第一段密炼过程中，仅进行一次提栓，在较长时间地保持高剪切作用状态下,在不提高门尼粘度前提下，有效促进各组分橡胶原料的分散度；
本发明在第二次密炼和第三次密炼过程中不设置提栓装置,延长在高剪切状态的密炼时间，实现一次完成密炼，缩短了整体密炼时间；第三次密炼时，胶料温度较高，设置密炼机转子转速为35转/分，降低了转子转速，防止转子打滑，同时充分利用胶体温度能量、提高密炼效率，使各组分原料充分混合反应，分散性好。
一种轮胎，所述轮胎的胎侧包括上述任一彩色橡胶组合物制备的胎侧。
本发明与现有技术相比，以天然橡胶，三元乙丙橡胶胶和氯化丁基橡胶为主要橡胶原料，其本身颜色为白色，不添加炭黑，着色效果好，颜色鲜艳纯正；原料中添加分散剂更好的使橡胶原料均匀混合，提高相容性，减少喷霜，增进塑性，提高流动性，缩短混炼时间,提高混炼质量和效率，减少挤出气泡，提高橡胶制品整体的性能；采用的促进剂DM在胶料中易分散、不污染，优化胶料加工安全性，RPS-710型促进剂改善了氯化丁基胶活性，使其同步均匀硫化，提高硫化效率，减少次品率；配合制备工艺中的三段式密炼工艺，解决现有技术中彩色橡胶胎侧耐屈挠性低、耐老化性低和胎侧易褪色的问题，其具有良好的压出性，可塑性和流动性，材料力学性能和加工工艺性能好，制备工艺简单，适合大批量工厂化生产，具有良好的经济效益和社会价值。
具体实施方式:
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
本实施例涉及的用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物,其原材料组分及各组分重量份数为：SVR-3L型橡胶35份，KEP-350型橡胶15份，CIIR-1066型橡胶50份，增粘树脂1.5份，硬脂酸2份，分散剂1.5份,无污染型防老剂0.5份，白陶土28份，钛白粉35份，联苯胺黄20份，橡胶大红2份，促进剂DM 0.8份，促进剂RPS-710 0.5份，硫磺0.5份，防焦剂0.1份；
本实施例涉及的用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物的制备方法，其具体制备过程包括以下步骤：
(1)配料配胶：按照用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物的原材料组分及各组分重量份数进行配胶配料；
(2)第一段密炼：将天然橡胶，三元乙丙橡胶，氯化丁基橡胶，增粘树脂，硬脂酸，分散剂，无污染型防老剂，白陶土，钛白粉投入密炼机，设置密炼机转子转速设置为45转/分，设置上顶栓压力为0.5MPa，密炼至胶料温度为150℃时排出胶料，得到一段母炼胶料；
本实施例第一段密炼过程，各组分橡胶原料温度低，采用转子较高转速设置，保持较高剪切速率，提高了各组分原料的混入速度，而且避免了因转子高转速导致胶料的温度过高，造成胶料粘度下降，剪切效果降低，对分散不利的影响；添加防老剂时，先将防老剂TMQ和B型微晶蜡投入密炼机进行密炼，再提起上顶栓，将防老剂6PPD和防老剂DMPPD一起投入密炼机中进行密炼；第一段密炼过程中，仅进行一次提栓，在较长时间地保持高剪切作用状态下,在不提高门尼粘度前提下，有效促进各组分的分散度；
(3)第二段密炼：将得到的一段母胶与着色剂一起投入密炼机，设置密炼机转子转速为40转/分，设置上顶栓压力为0.5MPa，密炼至胶料温度为145℃时排出胶料，得到二段母炼胶料；
(4)第三段密炼：将得到的二段母胶与促进剂，硫磺，防焦剂一起投入密炼机，设置密炼机转子转速为40转/分，设置上顶栓压力为0.5MPa，密炼至胶料温度为100℃时排出胶料，得到最终橡胶组合物。
本实施例制备工艺中采用三段式密炼工艺，密炼机转子转速与上顶栓压力的设置与原料中各组分含量的配比相适应，多次分段密炼充分，混合均匀，密炼时排出胶料的温度依次降低，分段改善橡胶侧耐屈挠性、耐老化性和抗变色性。
实施例2：
本实施例涉及的用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物,其原材料组分及各组分重量份数为：SVR-3L型橡胶30份，KEP-350型橡胶20份，CIIR-1066型橡胶50份，增粘树脂2份，硬脂酸1.5份，分散剂1份,无污染型防老剂0.7份，白陶土25份，钛白粉35份，联苯胺黄20份，橡胶大红2份，促进剂DM 0.8份，促进剂RPS-710 0.6份，硫磺0.8份，防焦剂0.1份；
本实施例涉及的用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物的制备方法，其具体制备过程包括以下步骤：
(1)配料配胶：按照用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物的原材料组分及各组分重量份数进行配胶配料；
(2)第一段密炼：将天然橡胶，三元乙丙橡胶，氯化丁基橡胶，增粘树脂，无炭黑型活性剂，分散剂，防老剂，白陶土，钛白粉投入密炼机，密炼机转子转速设置为60转/分，设置上顶栓压力为0.5MPa，密炼至胶料温度为150℃时排出胶料，得到一段母炼胶料；
第一段密炼过程，主要用于完成各组分橡胶原料反复破碎、混合，第一次密炼开始时，各组分橡胶原料温度低，采用转子高转速设置，保持高剪切速率，提高了各组分原料的混入速度，而且避免了因转子高转速导致胶料的温度过高，造成胶料粘度下降，剪切效果降低，对分散不利的影响；添加防老剂时，先将防老剂TMQ和B型微晶蜡投入密炼机进行密炼，再提起上顶栓，将防老剂6PPD和防老剂DMPPD一起投入密炼机中进行密炼；第一段密炼过程中，仅进行一次提栓，在较长时间地保持高剪切作用状态下,在不提高门尼粘度前提下，有效促进各组分橡胶原料的分散度；
(3)第二段密炼：将得到的一段母胶与着色剂一起投入密炼机，设置密炼机转子转速为40转/分，设置上顶栓压力为0.5MPa，密炼至胶料温度为145℃时排出胶料，得到二段母炼胶料；
(4)第三段密炼：将得到的二段母胶与促进剂，硫磺，防焦剂一起投入密炼机，设置密炼机转子转速为35转/分，设置上顶栓压力为0.5MPa，密炼至胶料温度为100℃时排出胶料，得到最终橡胶组合物。
在第二次密炼和第三次密炼过程中不设置提栓装置,延长在高剪切状态的密炼时间，实现一次完成密炼，缩短了整体密炼时间；第三次密炼时，胶料温度较高，设置密炼机转子转速为35转/分，降低了转子转速，防止转子打滑，同时充分利用胶体温度能量、提高密炼效率，使各组分橡胶原料充分混合反应，分散性好。
实施例3：
本实施例涉及的用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物,其原材料组分及各组分重量份数为：SVR-3L型橡胶40份，KEP-350型橡胶15份，CIIR-1066型橡胶45份，增粘树脂1.5份，硬脂酸2份，分散剂2份,无污染型防老剂1份，白陶土30份，钛白粉35份，联苯胺黄20份，橡胶大红2份，促进剂DM 0.9份，促进剂RPS-710 0.5份，硫磺0.6份，防焦剂0.1份；
本实施例涉及的用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物的制备方法，其具体制备过程包括以下步骤：
(1)配料配胶：按照用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物的原材料组分及各组分重量份数进行配胶配料；
(2)第一段密炼：将天然橡胶，三元乙丙橡胶，氯化丁基橡胶，增粘树脂，无炭黑型活性剂，分散剂，防老剂，白陶土，钛白粉投入密炼机，设置密炼机转子转速设置为40转/分，设置上顶栓压力为0.5MPa，密炼至胶料温度为150℃时排出胶料，得到一段母炼胶料；
第一段密炼过程，主要用于完成各组分橡胶原料反复破碎、混合，采用转子低转速设置，避免了因转子高转速导致胶料的温度过高，造成胶料粘度下降，剪切效果降低，对分散不利的影响；添加防老剂时，先将防老剂TMQ和B型微晶蜡投入密炼机进行密炼，再提起上顶栓，将防老剂6PPD和防老剂DMPPD一起投入密炼机中进行密炼；第一段密炼过程中，仅进行一次提栓，提高各组分橡胶原料的分散度；
(3)第二段密炼：将得到的一段母胶与着色剂一起投入密炼机，设置密炼机转子转速为40转/分，设置上顶栓压力为0.5MPa，密炼至胶料温度为145℃时排出胶料，得到二段母炼胶料；
(4)第三段密炼：将得到的二段母胶与促进剂，硫磺，防焦剂一起投入密炼机，设置密炼机转子转速为35-40转/分，设置上顶栓压力为0.5MPa，密炼至胶料温度为100℃时排出胶料，得到最终橡胶组合物。
在第二次密炼和第三次密炼过程中不设置提栓装置,延长在高剪切状态的密炼时间，实现一次完成密炼，缩短了整体密炼时间；第三次密炼时，胶料温度较高，设置密炼机转子转速为35转/分，降低了转子转速，防止转子打滑，同时充分利用胶体温度能量、提高密炼效率，使各组分原料充分混合反应，分散性好。
本实施例按有关国家标准对橡胶组合物进行性能测试，测试数据如表1所示。
表1：
实施例4：
本实施例涉及的用于轮胎胎侧的彩色橡胶组合物的原材料组分及各组分重量份数、制备方法同实施例2，不同之处在于该橡胶组合物特别适用于生产半钢子午胎的橙色轮胎胎侧及胎侧橙色字体。