本发明属于轮胎制造和胎面胶配方开发
技术领域：
，具体涉及一种超低滚阻、高抗湿滑乘用子午线轮胎的胎面橡胶组合物。
背景技术：
：随着人们对环保意识和安全意识日益增强，对轮胎的性能提出了更高的要求，欧盟轮胎标签法的正式实施之后，低滚动阻力、高抗湿滑性能的轮胎更是成为近些年来的研究热点。胎面作为轮胎中直接与地面接触的部件，其对轮胎滚动阻力和抗湿滑性能方面的影响非常大，因此胎面胶料的配方设计显得尤为重要，各轮胎厂家以及科研单位纷纷研究开发低滚阻、高抗湿滑的胎面橡胶组合物，也取得了很多成果。专利CN105524318A提供了一种白炭黑高填充溶聚丁苯橡胶纳米复合材料，该材料以溶聚丁苯胶为橡胶主体，并填充高达120份的白炭黑。该橡胶材料的测试结果显示具有高的低温滞后损失(0℃tanδ)和低的高温滞后损失(60℃tanδ)。专利CN105315525A提供了一种高抗湿滑和低滚动阻力的轮胎胎面胶料，该胎面胶料的生胶体系为异戊二烯橡胶并用苯乙烯-丁二烯共聚物，填料体系为白炭黑/炭黑并用体系，测试结果显示该胶料具有高物理性能、高抗湿滑和低滚动阻力的综合性能。技术实现要素：本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种超低滚阻、高抗湿滑乘用子午线轮胎的胎面橡胶组合物，采用该橡胶组合物和制备方法所制备轮胎的滚动阻力等级可达A级，抗湿滑性等级可达B级。本发明是通过以下技术方案实现的：超低滚阻、高抗湿滑乘用子午线轮胎的胎面橡胶组合物，包括以下重量份的原材料组分制成：100份二烯类橡胶、60～75份填充补强剂、5～10份硅烷偶联剂、5～10份增塑剂、0～3份白炭黑分散剂、0～10份抗湿滑助剂、4～6份防老剂、4～6份活性剂、3.5～5.5份硫化剂和硫化促进剂。优选地，所述二烯类橡胶为60～80份苯乙烯-丁二烯共聚物、10-20份聚异戊二烯、10-20份丁二烯橡胶中的两种或三种的复配。更进一步地，所述苯乙烯-丁二烯共聚物为分子改性的溶聚丁苯胶。优选地，所述填充补强剂为55～70份沉淀水合二氧化硅(白炭黑)和5份炭黑的混合物。优选地，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂X75-S或者封端型巯基硅烷偶联剂，其中硅烷偶联剂X75-S为双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物和高耐磨炭黑N330等质量比例的混合物。更进一步地，所述封端型巯基硅烷偶联剂为3-(辛酰硫基)丙基三乙氧基硅烷。优选地，所述白炭黑分散剂为莱茵化学开发的Aflux37或者AktiplastST。优选地，所述抗湿滑助剂为甲基苯乙烯与苯乙烯共聚物、萜烯树脂或者Lanxess公司开发的NanopreneM20。本发明的有益效果在于：改性溶聚丁苯橡胶因其与白炭黑良好的相互作用可显著降低滚阻，配合使用封端型硫基硅烷偶联剂，可进一步改善白炭黑与橡胶的相互作用，降低生热，提升滚阻性能。改性的溶聚丁苯橡胶与封端型硫基硅烷偶联剂配合使用所制备的橡胶组合物，可获得滚阻等级A级，抗湿滑性等级B级的超低滚阻和高抗湿滑的轮胎。具体实施方式为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。组合物的制造：本发明的胎面胶料组合物(其配方在表1中给出)的混炼工艺可以使用轮胎工业公知的分阶段混炼方法。具体如下：(1)将橡胶、白炭黑、硅烷偶联剂、抗湿滑助剂和白炭黑分散剂加入到密炼机中混炼1-2min，加入增塑剂，继续混炼至温度达到145℃后，控制转速6-55rpm，保持温度在145-150℃范围内继续混炼6min，再提高转速至混炼温度达155℃排胶，得到M1段母炼胶，冷却待用。(2)将冷却后的M1段母炼胶、炭黑、活性剂和防老剂一起加入密炼机中，转速40-60rpm，混炼至155℃排胶，得到M2段母炼胶，冷却待用。(3)将冷却后的M2段母炼胶与硫化剂和硫化促进剂一起加入密炼机中，转速15-30rpm，混炼至温度达到100℃排胶，冷却。得到制备轮胎胎面用的橡胶组合物。表1组合物编号实施例1实施例2对比例1对比例2聚异戊二烯橡胶15101510改性苯乙烯-丁二烯共聚物7080//苯乙烯-丁二烯共聚物//7080聚丁二烯橡胶15101510填充补强剂白炭黑65655550填充补强剂炭黑551520封端型巯基硅烷偶联剂7.85.2//普通硅烷偶联剂//912增塑剂1051616抗湿滑助剂106//白炭黑分散剂2322防老剂4.754.754.754.75活性剂4.54.54.54.5硫化剂和硫化促进剂3.64.14.94.9组合物的测试：将上述橡胶组合物使用平板硫化机在160℃下硫化15min，得到2mm厚的物性片。测试其基本物性和动态力学性能，结果列于表2中。表2组合物编号实施例1实施例2对比例1对比例2邵氏A硬度(度)63626263100％定伸应力(MPa)2.52.52.72.9300％定伸应力(MPa)12.512.913.013.5拉伸强度(MPa)18.720.818.217.5断裂伸长率(％)404433411398撕裂强度(kN/m)464642450℃tanδ0.4780.5540.3990.40560℃tanδ0.0970.0990.1450.138轮胎的制造：本发明的胎面胶料混合物可以使用冷喂料或者热喂料螺杆挤出机进行胎面挤出，但是挤出温度必须控制低于130℃，温度太高，胎面胶料存在焦烧的风险。随后，螺杆挤出机挤出的胎面半成品胶料可以与其他轮胎部件一起在轮胎成型机上使用常规的轮胎成型方法制备轮胎胎胚。最后，未硫化的轮胎胎胚在硫化机内经过一定的温度、压力和时间条件下硫化制备轮胎。轮胎的测试：按照上述配方和轮胎制备工艺生产的轮胎，经过外观、动平衡、均匀性等检查后挑选出合格的轮胎成品进行如下对比测试，测试结果列于表3中。(1)轮胎滚动阻力系数轮胎滚动阻力测试可以根据不同的标准，采用不同的测试原理或方法进行。本发明中所制备的轮胎是根据欧洲TUV认证的ECER117标准测试，采用测试方法为轮胎轴测力法，其测量设备为美国MTS公司生产的滚动阻力试验机。轮胎滚动阻力系数Cr由滚动阻力除以轮胎负荷计算出来，公式如下：Cr＝Fr/Fz式中：Cr——滚动阻力系数，N/kN；Fr——滚动阻力，单位N；Fz——轮胎试验负荷，单位kN。再经过一系列修正和对标处理得到25℃时对标后的滚动阻力系数。(2)轮胎湿地抓着力指数轮胎湿路面抓着力性能有车辆法和拖车法两种测量方法，本发明中轮胎的湿地抓着力是将轮胎寄往西班牙IDIADA试验场，采用车辆法测试一组安装在装备乘用车上的轮胎抓着力性能。其中，装备乘用车是指为了测试方法的需要装备了适合测试车辆在湿路面上行驶的速度和两个速度间距离的传感器等测试仪器且带有防抱死制动系统(ABS)的乘用轿车。为计算试验轮胎的湿地抓着力指数(G)，需将参比轮胎和参照轮胎安装在淋湿的、铺筑的路面直线行驶的车辆上，然后将两者的湿地制动力性能进行比对。按照如下公式计算参比轮胎的湿地抓着力指数G(T)：式中：t是测得的在参比轮胎T进行试验时的湿地路面温度(℃)。t0是湿路面参照温度条件，对于常规轮胎t0＝20℃。BFC(T)是参比轮胎T的制动力系数BFC(R)是参照轮胎的制动力系数BFC(R0)是参照轮胎在参照条件下的制动力系数，BFC(R0)＝0.68。对于常规轮胎a＝-0.4232，b＝-8.297。表3组合物编号实施例1实施例2对比例1对比例2滚动阻力系数(N/kN)6.426.438.37.7滚动阻力等级AACB湿地抓着力指数1.451.471.40141湿地抓着力等级BBBB由上述测试结果可以看出，实施例中改性丁二烯-苯乙烯共聚物和封端型硫基硅烷偶联剂共同作用下的橡胶组合物所得轮胎，在保持高湿地性能的基础上，达到了超低滚阻的水平。以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。当前第1页1 2 3