一种降低轮胎滚阻的胎体橡胶组合物、混炼方法、应用和轮胎与流程

1.本发明涉及用于轮胎制造的新材料技术领域，尤其涉及一种降低轮胎滚阻的胎体橡胶组合物、混炼方法、应用和轮胎。


背景技术：

2.汽车产业在世界范围内迅猛发展，而汽车轮胎是车辆的重要组成部分，其质量和性能的好坏直接影响到车辆性能。子午线轮胎胎体帘布层是由覆胶帘子布组成的胎体层，是轮胎的受力骨架层。子午线轮胎按照胎体骨架材料来分，胎体是钢丝的称为全钢轮胎，一般用于商业载重用胎；胎体是纤维的为半钢轮胎，一般用于乘用胎。
3.目前子午线轮胎胎体橡胶混合物一般选择全天然橡胶或天然橡胶并用少量丁苯橡胶为生胶体系。因为天然橡胶具有较高的胶料强度、优异的物理性能和粘合性能。但是在轮胎使用过程中，高速行驶中轮胎不断的变形，产生大量的热量，使得轮胎温度升高。动态高温的使用环境，会使得高硫磺用量的天然橡胶体系产生疲劳破坏，从而导致可能的安全事故。因此通过配方调整，降低胎体胶生热十分有必要。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明开发了一种降低轮胎滚阻的胎体橡胶组合物，该橡胶组合物不应用传统轮胎橡胶组合物中的丁苯橡胶，以改性低顺式聚丁二烯和天然橡胶作为生胶，提高炭黑分散，降低生热，保证胶料物理性能、与帘线间的粘合性能，同时具有更优良的动态性能。
5.为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
6.一种降低轮胎滚阻的胎体橡胶组合物，该组合物由按橡胶体系为100重量份计包括以下组分的原料混炼制备得到：
7.橡胶体系由以天然橡胶 改性低顺式聚丁二烯共计100重量份构成，其中，改性低顺式聚丁二烯橡胶10-30质量份，天然橡胶70-90质量份；
8.炭黑30-50重量份；
9.活性剂2-6重量份；
10.防老剂2-4重量份；
11.粘合剂2-6重量份；
12.所述的改性低顺式聚丁二烯为锡偶联改性的低顺式聚丁二烯橡胶，低顺式聚丁二烯橡胶以li为催化剂合成的改性低顺式聚丁二烯，顺式含量为20％-50％。
13.作为优选，所述改性低顺式聚丁二烯橡胶15-25质量份，天然橡胶75-85质量份。
14.作为优选，所述的炭黑为n330、n375、n550、n660中的一种或多种混合。再优选，所述的炭黑为n375。
15.作为优选，所述的粘合剂为1.0-2.5份粘合树脂sl-3020和2-4份粘合剂ra-65。
16.作为优选，所述的活性剂为2-5份氧化锌和1.0-2.0份硬脂酸。
17.作为优选，所述的该组合物的混炼原料还包括增塑剂、促进剂和硫磺，增塑剂为2-5份，促进剂为0.5-1.5份，硫磺为2-6份。
18.进一步，本发明还提供了一种降低轮胎滚阻的胎体橡胶组合物的混炼方法，该方法包括以下的步骤：
19.一、采用切线型密炼机进行混炼，控制密炼机转子速度40-55rpm，控制上顶栓压力4.2
±
0.2bar，密炼机冷却水温度25-40℃；具体包括以下的工艺步骤：
20.1.1加入全部橡胶组分，压上顶栓，保持10-20秒；
21.1.2升上顶栓，加入炭黑、氧化锌、硬脂酸、粘合剂、防老剂，压上顶栓使胶料升温至100-110℃；
22.1.3升上顶栓，加入增塑剂，保持6-10秒；
23.1.4压上顶栓使胶料升温至140-150℃，升上顶栓，排胶压片；
24.二、采用切线型密炼机进行终炼加硫，控制密炼机转子速度15-30rpm，控制上顶栓压力4.2
±
0.2bar，密炼机冷却水温度25-40℃；具体包括以下的工艺步骤：
25.2.1加入混炼好的母胶，加入硫化剂、促进剂；
26.2.2压上顶栓使胶料升温至70-80℃；
27.2.3升上顶栓，保持6-10秒；
28.2.4压上顶栓使胶料升温至85-95℃；
29.2.5升上顶栓，保持6-8秒；
30.2.6压上顶栓使胶料升温至95-105℃，排胶压片。
31.进一步，本发明还提供了一种降低轮胎滚阻的胎体橡胶组合物在制备轮胎胎体中的应用。
32.进一步，本发明还提供了一种低滚阻轮胎，该轮胎的胎体采用所述的一种降低轮胎滚阻的胎体橡胶组合物硫化制备得到。
33.本发明由于采用了上述的技术方案，采用本技术方案的有益效果是：本发明与现有技术相比，可以明显降低轮胎橡胶组合物的生热，同时可以保证该橡胶组合物的物理性能及和帘线间的粘合性能。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清查、完整的描述，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。给予本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.本发明的参比例、对比例、实施例的橡胶组合物的配方如表1所示。
36.表1
[0037][0038]
其中，天然橡胶，north east rubber co.,ltd产品；镍系聚丁二烯橡胶，br9000，中石油大庆石化分公司产品；钕系高顺式聚丁二烯橡胶，vcr412，日本宇布产品；锡偶联改性低顺式聚丁二烯橡胶，1250h，日本宇部产品；炭黑，n375，卡博特(中国)投资有限公司产品；其余产品皆为市售。
[0039]
上述的参比例、对比例、实施例的橡胶组合物的混炼方法包括以下的步骤：
[0040]
一、采用切线型密炼机进行混炼，控制密炼机转子速度50rpm，控制上顶栓压力4.2
±
0.2bar，密炼机冷却水温度30℃；具体包括以下的工艺步骤：
[0041]
1.1加入全部橡胶组分，压上顶栓，保持15秒；
[0042]
1.2升上顶栓，加入炭黑、氧化锌、硬脂酸、粘合剂、防老剂，压上顶栓使胶料升温至105℃；
[0043]
1.3升上顶栓，加入环保芳烃油，保持8秒；
[0044]
1.4压上顶栓使胶料升温至145℃，升上顶栓，排胶压片；
[0045]
二、采用切线型密炼机进行终炼加硫，控制密炼机转子速度20rpm，控制上顶栓压力4.2
±
0.2bar，密炼机冷却水温度30℃；具体包括以下的工艺步骤：
[0046]
2.1加入混炼好的母胶，加入硫化剂、促进剂；
[0047]
2.2压上顶栓使胶料升温至75℃；
[0048]
2.3升上顶栓，保持8秒；
[0049]
2.4压上顶栓使胶料升温至90℃；
[0050]
2.5升上顶栓，保持7秒；
[0051]
2.6压上顶栓使胶料升温至100℃，排胶压片。
[0052]
由参比例、对比例、实施例获得的橡胶组合物相关性能参数见表2，各项性能皆以参比例性能为100％对实施例数据进行处理。
[0053]
表2
[0054][0055][0056]
采用流变仪测试最大转矩(f
max
)、硫速(t90)、门尼焦烧时间t5，数值越大，转矩越高、硫速越慢、门尼焦烧时间越长；采用拉力机测试物理性拉伸强度及拉断伸长率，数值越大，拉伸强度越大、拉断伸长率越大；采用拉力机测试表征与帘线间粘合h抽出性能，数值越高，h抽出力越大，与帘线粘合性能越佳。采用dma测试的方法表征橡胶组合物的动态粘弹性能，以60℃下tanδ表征橡胶组合物的生热性能，数值越高，tanδ越低，生热越低。上述胶料的测试结果可以说明，一种应用改性低顺式聚丁二烯作为低滚阻胎体的橡胶组合物，，物理机械性能优异、与帘线粘合性能更佳、胶料的生热更低。与参比例相比，实施例2的改性低顺式聚丁二烯用量在20质量份，可以明显降低橡胶组合物中的生热，提高与帘线的粘合力。
[0057]
以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。