本发明涉及橡胶材料技术领域，具体而言，涉及一种胎面橡胶组合物及全天够轮胎。
背景技术：
全天候轮胎是近年来轮胎开发的一个细分市场，胎面通常采用溶聚丁苯橡胶、天然橡胶和顺丁橡胶三胶并用制备。全天候轿车轮胎胎面的性能要求往往比夏季轮胎胎面更为均衡，除保持现有的耐磨、抗湿滑性及滚动阻力要求外，还对耐切割、耐屈挠割口增长性能也有特别要求。然而，轮胎性能往往面临相互矛盾的问题，某一方面性能的提高，往往意味着另一性能的降低，这导致现有的全天候轮胎胎面无法兼顾耐切割、耐屈挠裂口增长及低滚动阻力性能。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种胎面橡胶组合物及全天够轮胎，以解决现有技术中全天候轮胎胎面无法兼顾耐切割、耐屈挠裂口增长及低滚动阻力性能的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种胎面橡胶组合物，其中，按重量份计，胎面橡胶组合物包括：30～50份的高门尼稀土顺丁橡胶、10～30份的天然橡胶和/或异戊橡胶、20～60份的溶聚丁苯橡胶、50～120份的补强剂以及0.01～5份的硫化剂，其中，高门尼稀土顺丁橡胶在100℃下的门尼粘度为60～90。
进一步地，高门尼稀土顺丁橡胶的分子量分布为1.5～3.5，高门尼稀土顺丁橡胶的生胶门尼松弛率小于0.65。
进一步地，按重量份计，胎面橡胶组合物包括：40～45份的高门尼稀土顺丁橡胶、15～20份的天然橡胶、50～60份的溶聚丁苯橡胶、60～85份的补强剂以及0.01～5份的硫化剂。
进一步地，按重量份计，胎面橡胶组合物还包括：0～14份的偶联剂、0.1～5份的防老剂、0.02～10份的促进剂、5～40份的加工油、2～10份的活性剂及0.5～4份的防护蜡。
进一步地，偶联剂为硅烷偶联剂，优选硅烷偶联剂选自3，3’-双(三乙氧基甲基硅烷基丙基)四硫化物、3，3’-双(三甲氧基甲基硅烷基丙基)二硫化物、3，3’-双(三甲氧基甲基硅烷基丙基)四硫化物、3，3’-双(三乙氧基甲基硅烷基丙基)二硫化物、3，3’-双(三乙氧基甲基硅烷基丙基)八硫化物、3，3’-双(三丁氧基甲基硅烷基丙基)二硫化物及3，3’-双(三丁氧基甲基硅烷基丙基)四硫化物中的一种或多种。
进一步地，防老剂选自防老剂rd、防老剂4020、防老剂ns及防老剂d中的一种或多种。
进一步地，促进剂选自氧化锌和/或硬脂酸。
进一步地，活性剂选自n-氧二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺和/或n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺。
进一步地，补强剂为炭黑/白炭黑。
根据本发明的另一方面，还提供了一种全天候轮胎，包括胎面，其中胎面的材料为上述胎面橡胶组合物。。
应用本发明的技术方案，提供了一种胎面橡胶组合物，按重量份计，胎面橡胶组合物包括：30～50份的高门尼稀土顺丁橡胶、10～30份的天然橡胶和/或异戊橡胶、20～60份的溶聚丁苯橡胶、50～120份的补强剂以及0.01～5份的硫化剂，其中，高门尼稀土顺丁橡胶在100℃下的门尼粘度为60～90。
本发明提供的上述胎面橡胶组合物，采用了门尼粘度为60～90的高门尼稀土顺丁橡胶，其具有较高的线性度。同时，将该高门尼稀土顺丁橡胶与天然橡胶(和/或异戊橡胶)、溶聚丁苯橡胶按上述配比组合，辅助以上述含量的补强剂和硫化剂，使得本发明提供的胎面橡胶组合物能够更好地平衡胎面的耐切割、耐屈挠裂口增长及低滚动阻力性能，非常适合应用在全天候轮胎的胎面上。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
正如背景技术部分所描述的，现有技术中的全天候轮胎胎面无法兼顾耐切割、耐屈挠裂口增长及低滚动阻力性能。
为了解决这一问题，本发明提供了一种胎面橡胶组合物，其特征在于，按重量份计，胎面橡胶组合物包括：30～50份的高门尼稀土顺丁橡胶、10～30份的天然橡胶和/或异戊橡胶、20～60份的溶聚丁苯橡胶、50～120份的补强剂以及0.01～5份的硫化剂，其中，高门尼稀土顺丁橡胶在100℃下的门尼粘度为60～90。
本发明提供的上述胎面橡胶组合物，采用了门尼粘度为60～90的高门尼稀土顺丁橡胶，其具有较高的线性度。同时，将该高门尼稀土顺丁橡胶与天然橡胶(和/或异戊橡胶)、溶聚丁苯橡胶按上述配比组合，辅助以上述含量的补强剂和硫化剂，使得本发明提供的胎面橡胶组合物能够更好地平衡胎面的耐切割、耐屈挠裂口增长及低滚动阻力性能，非常适合应用在全天候轮胎的胎面上。
本发明提供的上述胎面橡胶组合物中，只要按照上述配比，同时采用门尼粘度为60～90的高门尼稀土顺丁橡胶，即可兼顾较高的耐切割、耐屈挠裂口增长及低滚动阻力性能。在一种优选的实施方式中，高门尼稀土顺丁橡胶的分子量分布为1.5～3.5，高门尼稀土顺丁橡胶的生胶门尼松弛率msr小于0.65。将高门尼稀土顺丁橡胶的分子量分布和生胶门尼松弛率msr值控制在上述范围内，上述三个性能能够得到进一步平衡。从而能够进一步提高全天候轮胎胎面的综合性能。
在保证较高的耐切割、耐屈挠裂口增长及低滚动阻力性能的同时，为了进一步平衡胎面的拉伸强度、断裂伸长率等其他机械性能，在一种优选的实施方式中，按重量份计，胎面橡胶组合物包括：40～45份的高门尼稀土顺丁橡胶、15～20份的天然橡胶、50～60份的溶聚丁苯橡胶、60～85份的补强剂以及0.01～5份的硫化剂。
除了上述成分以外，本领域技术人员也可以选择性地添加其他橡胶领域的常用助剂，用以提高胎面的整体性能。在一种优选的实施方式中，按重量份计，胎面橡胶组合物还包括：0～14份的偶联剂、0.1～5份的防老剂、0.02～10份的促进剂、5～40份的加工油、2～10份的活性剂及0.5～4份的防护蜡。加入上述用量的偶联剂、防老剂、促进剂、加工油、活性剂和防护蜡，能够更好地补充本发明上述橡胶组合物的性能，比如老化性能、加工性能、硫化性能等。
具体的助剂种类可以采用本领域常用的类型。在一种优选的实施方式中，偶联剂为硅烷偶联剂，优选硅烷偶联剂包括但不限于3，3’-双(三乙氧基甲基硅烷基丙基)四硫化物、3，3’-双(三甲氧基甲基硅烷基丙基)二硫化物、3，3’-双(三甲氧基甲基硅烷基丙基)四硫化物、3，3’-双(三乙氧基甲基硅烷基丙基)二硫化物、3，3’-双(三乙氧基甲基硅烷基丙基)八硫化物、3，3’-双(三丁氧基甲基硅烷基丙基)二硫化物及3，3’-双(三丁氧基甲基硅烷基丙基)四硫化物中的一种或多种。
在一种优选的实施方式中，防老剂包括但不限于防老剂rd、防老剂4020、防老剂ns及防老剂d中的一种或多种。
在一种优选的实施方式中，促进剂包括但不限于氧化锌和/或硬脂酸。
在一种优选的实施方式中，活性剂包括但不限于n-氧二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺和/或n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺。
在一种优选的实施方式中，补强剂包括但不限于炭黑/白炭黑。优选上述50～120份的补强剂中包括0～40份的炭黑和40～90份的白炭黑，更优选包括0～30份的炭黑和50～90份的白炭黑。炭黑的型号包括但不限于n110、n115、n120、n125、n135、n220、n231、n234、n242、n293、n299、n326、n330、n335、n339、n343、n351、n356、n375、n539、n550、n660、n772及n990中的一种或多种，白炭黑优选80～300m2/g之间的高分散沉淀法白炭黑，比如罗地亚生产的zeosil1165mp、1115mp，德固赛生产的ultrasil7000等。
优选地，加工油为芳烃油，比如宁波汉胜公司的tdae油。
优选地，防护蜡为微晶蜡。
根据本发明的另一方面，还提供了一种全天候轮胎，包括胎面，胎面的材料为上述胎面橡胶组合物。采用该橡胶组合物作为胎面，能够很好地平衡胎面的耐切割、耐屈挠裂口增长及低滚动阻力性。
以下通过实施例进一步说明本发明的有益效果：
测试方法：
(1)门尼黏度：采用m200e型门尼粘度计测试，试验温度100℃。
(2)生胶门尼松弛率msr：按照iso289-4-2003规定的方法进行测量msr绝对值。
(3)硫化特性：混炼胶的硫化特性采用c200e型无转子硫化仪测试，试验温度160℃，振荡速率1.7hz，振幅0.5°。
(4)主要机械性能：按照gb/t528-2009规定的方法测试拉伸应力应变性能，按照gb/t531.1-2008规定的方法测试硫化胶硬度。
(5)耐切割性能测试：北京万汇一方耐切割试验机，转速725r/min，打击速度120次/min，试验时间15min。通过对旋转的橡胶试样施加冲击力，测量试验前后试样的重量。对比例1为100，其他对比例及实施例的值用指数表示，指数越小，表示耐切割性能越好。
(6)屈挠裂口增长性能测试：按照gb/t13934-2006标准对耐屈挠裂口增长性能进行测量。以对比例1为100，其他对比例及实施例的值用指数表示。指数越小，表示耐屈挠裂口增长性能越高。
(7)60℃损耗因子测试：采用德国gabo生产的eplexor500ndma(动态机械热分析仪)测试，采用拉伸模式，试验条件为10hz，静应变1％，动应变0.25％应变，升温速度3℃/min。以对比例1为100，其他对比例及实施例的值用指数表示。指数越小，表示滚动阻力越低。
以下各实施例及对比例中配制的胎面橡胶组合物，其混炼胶的制备方法如下：
一段：1.57l本伯里密炼机中，先添加生胶，之后添加补强剂及可选的偶联剂，再添加剩余的填料以及小料，混炼至155℃～165℃排胶；
二段：1.57l本伯里密炼机，添加一段的母炼胶混炼至150℃后排胶；
三段：开炼机上进行，添加二段的母炼胶，后添加硫化剂及可选的促进剂，薄通六次下片。
以下各配方中采用的原料如下：
1)溶聚丁苯橡胶：sol6270sl，门尼粘度47，25％结合苯乙烯，63％乙烯基，37.5份lowpca油，锦湖化学产品；天然橡胶：印尼20#标准橡胶，sir20；
2)顺丁橡胶：br9000，门尼粘度44，顺式含量96.6％，分子量分布3.36，生胶门尼松弛率msr为0.6，燕山石化公司产品；
3)稀土顺丁橡胶：牌号cb22，门尼粘度59，顺式含量97％，分子量分布2.2，门尼松弛msr为0.7，朗盛公司产品。
4)高门尼稀土顺丁橡胶：门尼粘度60～90，顺式含量96％，分子量分布1.5～3.5，门尼松弛msr小于0.65，锦州石化产品，采用的制备方法可参见申请号为201410815921.3的中国专利。
5)炭黑：n234，卡博特公司产品。
6)白炭黑：高分散型白炭黑zeosil1165mp，青岛罗地亚公司产品；
7)硅烷偶联剂：3，3’-双(三乙氧基甲基硅烷基丙基)四硫化物，商品名称si69，德国赢创工业集团产品；
8)加工油：tdae油，宁波汉胜公司产品。
9)防老剂rd：2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体,
10)防老剂4020：n-(1,3-二甲基)丁基-n'-苯基对苯二胺
11)防老剂ns：n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺，天津迈科化工。
12)防老剂d：二苯胍，天津迈科化工产品。
实施例1至7
实施例1至7的橡胶组合物的配方如下，这些实施例中采用的组分类型都一样，不同之处在于各组分的用量不同：
实施例8至12
实施例8至12中各组分的用量与实施例1相同，硫化剂、补强剂及其他助剂的种类也与实施例1相同，不同之处在于生胶组分的物理性质，详见下表：
对比例1
对比例1中的配方同实施例1，不同之处在于，将实施例1中的高门尼稀土顺丁橡胶替换为顺丁橡胶br9000，其门尼粘度为44，顺式含量96.6％，分子量分布3.36，生胶门尼松弛率msr为0.6。
对比例2
对比例2中的配方同实施例1，不同之处在于，将实施例1中的高门尼稀土顺丁橡胶替换为cb22，其门尼粘度为59，顺式含量97％，分子量分布2.2，门尼松弛msr为0.7。
上述实施例1至15及对比例1、2中的橡胶组合物的性能见表1、2、3
表1
表2
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明提供的上述胎面橡胶组合物，采用了门尼粘度为60～90的高门尼稀土顺丁橡胶，其具有较高的线性度。同时，将该高门尼稀土顺丁橡胶与天然橡胶(和/或异戊橡胶)、溶聚丁苯橡胶按上述配比组合，辅助以上述含量的补强剂和硫化剂，使得本发明提供的胎面橡胶组合物能够更好地平衡胎面的耐切割、耐屈挠裂口增长及低滚动阻力性能，非常适合应用在全天候轮胎的胎面上。
特别地，由实施例1至7可以看出，将各组分的用量控制在优选范围内，有利于进一步改善并平衡提高胎面橡胶组合物的耐切割、耐屈挠裂口增长及低滚动阻力性能。由实施例8至12可以看出，将高门尼稀土顺丁橡胶的门尼粘度、分子量分布和msr值进行优选后，胎面橡胶组合物的综合性能更佳。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。