一种低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物及其制备方法与流程

本发明低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物，尤其是涉及一种低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物及其制备方法。

背景技术：

1、众所周知，轮胎主要由胎面、胎侧、帘布、钢丝圈等部件构成。而胎面材料是轮胎直接与路面接触的部位，其物理特性对轮胎的性能起着举足轻重的作用。随着轮胎行业针对节能环保、安全性能的要求逐渐提升，采用绿色材料制备一种兼顾滚动阻力、抗湿滑性以及耐磨性的胎面材料是轮胎行业迫切需求。作为一种无机增强材料，白炭黑在轮胎中的可以更好地起到降低胎面生热以及提升抗湿滑的特性。但是，过量的白炭黑填充往往带来橡胶耐磨性能的下降。因此，寻求一种复合活性硅来替代白炭黑是当前行业的发展方向。

2、中国发明专利申请(公开号：cn111499944a)公开了一种轮胎胎面胶，该轮胎胎面橡胶采用溶聚丁苯橡胶、乳聚丁苯橡胶以及顺丁橡胶三者并用的生胶体系，全白炭黑的高填充填料体系，以及抗湿滑树脂与普通碳氢树脂并用的高树脂体系，再与操作油、防老剂、活性剂、促进剂和硫化剂共同作用，使得轮胎胎面胶既能满足冬季冰雪地抓地性能，又具有良好的夏季干湿地抓地性能。但其白炭黑较高填充量会极大削弱胎面橡胶的耐磨性。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物，包括以下重量份的组分：100份重量的天然橡胶；30-50份重量的炭黑；10-20份重量的复合白炭黑；1-5份重量的硅烷偶联剂；2-6份重量的氧化锌；1-3份重量的硬脂酸，2-6份重量的防老剂，1-3份重量的硫磺，0.5-3份重量的促进剂。

3、进一步地，所述的组合物包括以下重量份的组分：100份重量的天然橡胶；40份重量的炭黑；15份重量的复合白炭黑；3份重量的硅烷偶联剂；3.5份重量的氧化锌；2份重量的硬脂酸，3份重量的防老剂，1.5份重量的硫磺，1份重量的促进剂。

4、进一步地，所述的复合白炭黑由质量比为(20-60)：(40-80)的白炭黑和复合活性硅混合而成。

5、进一步地，所述的复合活性硅通过以下方法制得：将纳米二氧化硅通过研磨方式嵌入到多孔微纳二氧化硅的微孔中；纳米二氧化硅嵌入多孔微纳二氧化硅的单孔嵌入量为孔体积的50％～100％。

6、进一步地，所述纳米二氧化硅的孔径主要分布在3nm-4nm之间；

7、多孔微纳二氧化硅粒径为800目～2500目，多孔结构孔径30nm～300nm，孔深30nm～300nm，孔数量10000～60000个/g，bet法比表面积10～200m2/g；

8、进一步地，研磨方式采用机械载荷嵌入装置连续或者分步式进料，研磨温度60℃～80℃，转速2～3转/秒。

9、所述的复合活性硅的粒径为800目～2500目。

10、进一步地，所述的白炭黑和复合活性硅的质量比为60：40，或者20：80。

11、进一步地，所述的硅烷偶联剂为si-69；

12、所述的防老剂为对苯胺类防老剂，包括：二烷基、烷基/芳基或二芳基对苯二胺类；

13、所述的促进剂为噻唑类橡胶促进剂，包括：2-巯基苯并噻唑或二硫化二苯并噻唑。

14、本发明还提供一种低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物的制备方法，采用两段式混炼方法，具体包括以下步骤：

15、将80％的天然橡胶与炭黑、复合白炭黑、硅烷偶联剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂在高速高压密炼机混炼制成母胶，炼制完成后停放8h；

16、然后所得母胶与剩余20％的天然橡胶送入低速密炼机，加入硫磺和促进剂进行混炼即得产品。

17、进一步地，高速高压密炼机的压力为0.5～0.8mpa，优选0.6mpa，速度为40～60rpm，优选为50rpm；

18、低速密炼机的压力为0.3～0.6mpa，优选0.4mpa，速度为20～30rpm，优选25rpm。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、本发明采用复合活性硅替代白炭黑，该复合活性硅由大量二氧化硅粒子粘聚而成，由于其表面含有大量的羟基，使其易聚集，以聚集体的形式存在，聚集体的大小不均，从几微米到十几微米不等，可以与白炭黑形成互补，良好的分散在天然橡胶中，且复合活性硅含有活性基团si-oh，使其具有很强的亲水性以及活性，可以在硫化反应中与橡胶长链发生缩聚反应，从而极大地降低了胎面橡胶的生热以及湿滑特性，在保证胎面橡胶的耐磨特性的前提下，提高了轮胎的整体性能。

技术特征：

1.一种低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于，包括以下重量份的组分：100份重量的天然橡胶；30-50份重量的炭黑；10-20份重量的复合白炭黑；1-5份重量的硅烷偶联剂；2-6份重量的氧化锌；1-3份重量的硬脂酸，2-6份重量的防老剂，1-3份重量的硫磺，0.5-3份重量的促进剂。

2.根据权利要求1所述的一种低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于，所述的组合物包括以下重量份的组分：100份重量的天然橡胶；40份重量的炭黑；15份重量的复合白炭黑；3份重量的硅烷偶联剂；3.5份重量的氧化锌；2份重量的硬脂酸，3份重量的防老剂，1.5份重量的硫磺，1份重量的促进剂。

3.根据权利要求1或2所述的一种低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于，所述的复合白炭黑由质量比为(20-60)：(40-80)的白炭黑和复合活性硅混合而成。

4.根据权利要求3所述的一种低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于，所述的复合活性硅通过以下方法制得：将纳米二氧化硅通过研磨方式嵌入到多孔微纳二氧化硅的微孔中；纳米二氧化硅嵌入多孔微纳二氧化硅的单孔嵌入量为孔体积的50％～100％。

5.根据权利要求4所述的一种低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于，所述纳米二氧化硅的孔径主要分布在3nm-4nm之间；

6.根据权利要求4所述的一种低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于，研磨方式采用机械载荷嵌入装置连续或者分步式进料，研磨温度60℃～80℃，转速2～3转/秒。

7.根据权利要求3所述的一种低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于，所述的白炭黑和复合活性硅的质量比为60：40，或者20：80。

8.根据权利要求1所述的一种低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为si-69；

9.一种如权利要求1所述的低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物的制备方法，其特征在于，采用两段式混炼方法，具体包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物的制备方法，其特征在于，高速高压密炼机的压力为0.5～0.8mpa，速度为40～60rpm；

技术总结
本发明属于轮胎橡胶技术领域，具体涉及一种低生热抗湿滑轮胎胎面橡胶组合物及其制备方法，包括以下重量份的组分：100份重量的天然橡胶；4030‑50份重量的炭黑；1510‑20份重量的复合白炭黑；31‑5份重量的Si‑69硅烷偶联剂；3.52‑6份重量的氧化锌；21‑3份重量的硬脂酸，32‑6份重量的防老剂，1.51‑3份重量的硫磺，10.5‑3份重量的促进剂。采用两段式混炼方法制备而成。与现有技术相比，本发明通过采用复合活性硅替代白炭黑，极大地降低了胎面橡胶的生热以及湿滑特性，在保证胎面橡胶的耐磨特性的前提下，提高了轮胎的整体性能。

技术研发人员：谢斌,周海山,谢上盛
受保护的技术使用者：双钱集团（江苏）轮胎有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11