本发明涉及轮胎橡胶技术领域,具体地说是一种抗静电轮胎胎面橡胶组合物及其充气轮胎。
背景技术:
众所周知,轮胎在行驶过程中,胎面与地面的摩擦会产生静电,静电荷不能消散导出可能引起行驶危险和加速轮胎老化。添加较高份数的白炭黑在商用车胎绿色胎面配方中,相对的减少了炭黑的加入量,而炭黑是具有良好的导电性,减少其含量也就降低了绿色商用车胎的抗静电性。为了同时获得低滚阻、高导电性,各国对于该领域都有研究,主要是在添加导电材料的方面或者更改轮胎的结构设计,将电荷直通地面,消除静电荷的影响。添加的导电材料有导电硅胶、导电填料等。随着高白炭黑商用车胎配方的发展,不断涌现的新型硅烷偶联剂也对配方的导电性能产生了不同的影响,对于配方的研究还在不断发展,发现最佳的配方组分配合,达到综合性能最优具有重要的研究意义。
技术实现要素:
本发明的目的就是为了克服现有的技术不足,提供一种抗静电轮胎胎面橡胶组合物及其充气轮胎,具有高含量的非导电填料白炭黑,降低组合物的滞后损失,具有高强度和抗静电性。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是:一种抗静电轮胎胎面橡胶组合物,其特征在于,包含以下的组分按重量份数混炼构成:100天然橡胶、14~18中超耐磨炭黑、30-35白炭黑、4~5巯基硅烷偶联剂、3~5导电炭黑、1~2白炭黑分散剂、1~2防护蜡、3~5防老剂、2~4氧化锌、1~3硬脂酸、1~2硫磺、1~2促进剂、抗返原剂0.5-1。
本发明还可通过如下措施来实现:所述的天然胶为标准胶或者混合胶。所述的导电炭黑stsa值为490~590m2/g,吸油值为240~320ml/100g。所述的中超耐磨炭黑与导电炭黑总份数不超过总组合物份数的12%。所述白炭黑为高比表白炭黑,比表面积(ctab值)大于200m2/g。所述巯基硅烷偶联剂为硅烷偶联剂si747。所述的白炭黑分散剂为分散剂ht207。
一种充气轮胎,使用前述抗静电轮胎胎面橡胶组合物制成的轮胎胎面部件。
一种充气轮胎,使用包括前述轮胎胎面部件制成的轮胎。
本发明的有益效果是,具有高含量的非导电填料白炭黑,降低组合物的滞后损失,添加少量的导电炭黑搭配巯基硅烷偶联剂si747,组合物成分中添加导电炭黑,并与组合物中使用的硅烷偶联剂形成协同作用,该组合物具有良好的导电性,并同时具有高强度和低滚阻的特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例。
组合物配方表见表1
表1
所述的导电炭黑stsa值为490~590m2/g,吸油值为240~320ml/100g,导电炭黑是orion公司生产的xpb538beds;所述的中超耐磨炭黑与导电炭黑总份数不超过总组合物份数的12%,中超耐磨炭黑为coraxhp130或n234;所述白炭黑为高比表白炭黑,比表面积(ctab值)大于200m2/g,高分散白炭黑是zeosil200mp;所述巯基硅烷偶联剂为硅烷偶联剂si747;所述的白炭黑分散剂为分散剂ht207。
一种充气轮胎,使用前述抗静电轮胎胎面橡胶组合物制成的轮胎胎面部件。
一种充气轮胎,使用包括前述轮胎胎面部件制成的轮胎。
对比例和实施例混炼工艺:将天然胶、防护蜡、白炭黑分散剂、硬脂酸一起投入到密炼机中混炼均匀后,投入中超耐磨炭黑及部分高比表白炭黑、硅烷偶联剂,混炼50s~60s后,加入剩余白炭黑、导电炭黑、氧化锌、防老剂,在混炼过程中间提栓一次,在150~160℃排胶得到母胶;母胶室温放置24h后,加入密炼机,投入硫磺、促进剂、抗返原剂,混炼均匀,之间提栓一次,在100~105℃排胶得终炼橡胶组合物。
将各组终炼胶在150℃×30min条件下硫化,按照国标进行定伸应力、强度、回弹、磨耗指数的测试;硫化胶的动态粘弹性能使用dma进行检测,dma检测条件为:60℃应变扫描(静态10%,动态0.1%~5%,f=10hz);使用高阻仪,按照gb/t1692-2008标准对硫化试样进行测量。
具体结果见表2:
表2
dma测试结果,在60℃下的滞后损失tanδ代表胶料的生热损失,一般数值越低,代表生热越低,滚阻越低。
通过三个对比例可以看出,单独添加导电炭黑或者使用si747硅烷均能够改善配方的导电性,两个实施例说明,当同时使用导电炭黑和巯基硅烷si747时,能够显著提高配方的导电性,与对比例2相比,说明两者对于导电通路的形成具有协同作用,而从对比例2可以看出,四硫硅烷si69与导电炭黑协同导电作用不如巯基硅烷si747明显。
本发明的橡胶组合物可合适用于轮胎胎面部件,所述的轮胎胎面部件用于制成的充气轮胎,本发明的充气轮胎可以通过常规方法由该橡胶组合物制成,将含有上述成分的未硫化橡胶组合物挤压并加工成胎面部件的形状,然后在轮胎成型机中,以常规方式与其它轮胎部件组装在一起以制造未硫化轮胎,未硫化轮胎在硫化机中被加热和加压以生产轮胎。
1.一种抗静电轮胎胎面橡胶组合物,其特征在于,包含以下的组分按重量份数混炼构成:100天然橡胶、14~18中超耐磨炭黑、30-35白炭黑、4~5巯基硅烷偶联剂、3~5导电炭黑、1~2白炭黑分散剂、1~2防护蜡、3~5防老剂、2~4氧化锌、1~3硬脂酸、1~2硫磺、1~2促进剂、抗返原剂0.5-1。
2.一种抗静电轮胎胎面橡胶组合物,其特征在于所述的天然胶为标准胶或者混合胶。
3.一种抗静电轮胎胎面橡胶组合物,其特征在于所述的导电炭黑stsa值为490~590m2/g,吸油值为240~320ml/100g。
4.一种抗静电轮胎胎面橡胶组合物,其特征在于所述的中超耐磨炭黑与导电炭黑总份数不超过总组合物份数的12%。
5.一种抗静电轮胎胎面橡胶组合物,其特征在于所述白炭黑为高比表白炭黑,比表面积(ctab值)大于200m2/g。
6.一种抗静电轮胎胎面橡胶组合物,其特征在于所述巯基硅烷偶联剂为硅烷偶联剂si747。
7.一种抗静电轮胎胎面橡胶组合物,其特征在于所述的白炭黑分散剂为分散剂ht207。
8.一种充气轮胎,其特征在于使用权利要求1、2、3、4、5或6所述的抗静电轮胎胎面橡胶组合物制成的轮胎胎面部件。
9.一种充气轮胎,其特征在于使用包括权利要求8所述的轮胎胎面部件制成的轮胎。