高抗?jié)窕鹉z組合物、制備方法及包含其的輪胎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請屬于輪胎制造技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種高抗?jié)窕鹉z組合物及包含其的 輪胎。
【背景技術(shù)】
[0002] 輪胎是汽車組成部件中唯一與路面直接接觸的部分,它具有承受載荷、驅(qū)動制動 及緩沖吸震等諸多功能,是關(guān)系到車輛行駛安全的最重要部件之一。其中胎面膠料位于輪 胎的最外層,是輪胎承受外部應(yīng)力最為苛刻的部分,輪胎胎面性能研究主要集中在降低滾 動阻力、縮短濕地剎車距離、延長使用壽命、提高操控性能和提高抗破壞性能這幾個方面。 其中抗?jié)窕阅苁顷P(guān)乎行車安全,尤其是乘坐人員人身安全的重要指標。抗?jié)窕阅苁禽?胎在行使過程中與濕滑道路表面產(chǎn)生的摩擦阻力???jié)窕允呛饬枯喬バ旭偘踩?、尤?是在濕雨天的行駛安全性的重要指標。輪胎胎面膠與路面的摩擦產(chǎn)生輪胎的牽引力。當汽 車在濕路面行駛時,輪胎與路面被水層隔開,輪胎的濕摩擦力會大幅度下降。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種高抗?jié)窕鹉z組合物及包含其的輪胎,以克服現(xiàn)有技 術(shù)中的不足。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0005] 本申請實施例公開了一種高抗?jié)窕鹉z組合物,按照重量份包括:
[0006] 100重量份的橡膠;
[0007] 40~105重量份的炭黑;
[0008] 5~20重量份的白炭黑;
[0009] 15~30重量份的碳納米管;
[0010] 1~30重量份的樹脂。
[0011]優(yōu)選的,在上述的高抗?jié)窕鹉z組合物中,按重量份還包括增塑劑30~50份、防老 劑0.5~6重量份、硬脂酸0.5~5重量份、氧化鋅0.5~8重量份、促進劑0.5~5重量份和硫化 劑0.5~7重量份。
[0012] 優(yōu)選的,在上述的高抗?jié)窕鹉z組合物中,所述的碳納米管為未處理碳納米管或 經(jīng)過含不飽和雙鍵基團、羧基、羥基改性的碳納米管。
[0013] 優(yōu)選的,在上述的高抗?jié)窕鹉z組合物中,所述碳納米管的長度0.5~100微米,直 徑為0.5~200納米。
[0014]優(yōu)選的,在上述的高抗?jié)窕鹉z組合物中,所述的樹脂具有20~150攝氏度的玻璃 化轉(zhuǎn)變溫度,所述樹脂具有200~2000的數(shù)均分子量,所述樹脂具有30~200克/100克的溴 值。
[0015]優(yōu)選的,在上述的高抗?jié)窕鹉z組合物中,所述樹脂含量為20重量份,所述碳納米 管的含量為20~25重量份,所述炭黑的含量為45~95重量份。
[0016] 優(yōu)選的,在上述的高抗?jié)窕鹉z組合物中,所述橡膠為二烯類橡膠。
[0017] 優(yōu)選的,在上述的高抗?jié)窕鹉z組合物中,所述炭黑具有比表面積為5-150平方 米/克,DBP的吸收值是30-150立方厘米/100克。
[0018] 相應(yīng)的,本申請公開了一種高導(dǎo)熱橡膠組合物的制備方法,包括:
[0019] ⑴母煉:
[0020]母煉是在密煉機中進行的,起始溫度為30-70°C,轉(zhuǎn)速為30-80轉(zhuǎn)/分鐘,壓力為3-8 巴,加料順序為:橡膠在初始加入,5-60秒后加入白炭黑、炭黑、碳納米管、偶聯(lián)劑、防老劑、 氧化鋅、微晶蠟、硬脂酸、增塑劑和樹脂,最后在140-170攝氏度時排膠;
[0021] ⑵終煉:
[0022] 終煉是在密煉機中進行,加料順序:在開始先母膠,10-60秒后加入促進劑二苯胍、 促進劑N-叔丁基-2-苯并噻唑次黃酰胺和硫磺,100-400秒后排膠。
[0023] 本申請還公開了一種輪胎,包括任一所述的高抗?jié)窕鹉z組合物。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明的輪胎制品在維持原有的加工性能 的前提下,提高了輪胎產(chǎn)品在干地和濕地的抓地力,縮短了剎車距離,從而提高了輪胎的安 全性能。
【具體實施方式】
[0025] 本申請實施例公開了一種高抗?jié)窕鹉z組合物,按照重量份包括:
[0026] 100重量份的橡膠;
[0027] 40~105重量份的炭黑;
[0028] 5~20重量份的白炭黑;
[0029] 15~30重量份的碳納米管;
[0030] 1~30重量份的樹脂。
[0031] 在上述的橡膠組合物中,橡膠體系選用二烯類橡膠,二烯類橡膠以100重量份 (phr)計算。
[0032] 二烯類橡膠包括天然橡膠及其他各種合成橡膠,其中合成橡膠的具體例子包括順 丁橡膠(順-1,4-聚丁二烯)、異戊橡膠(順-1,4-聚戊二烯,包括天然橡膠和合成異戊橡膠)、 丁基橡膠(包括普通丁基橡膠、氯化丁基橡膠、溴化丁基橡膠羧化丁基橡膠)、丁苯橡膠(丁 二烯/苯乙烯共聚物,包含乳聚丁苯橡膠和溶聚丁苯橡膠)、乙丙橡膠(乙烯/丙烯/二烯單體 共聚物)。優(yōu)選天然橡膠、丁苯橡膠和順丁橡膠。
[0033] 較佳地,優(yōu)選至少兩種二烯類的橡膠。例如,優(yōu)選為兩種或以上橡膠的組合,如順-1,4_聚異戊二烯橡膠(包含天然橡膠和合成順-1,4_聚異戊二烯)、丁苯橡膠(丁二烯/苯乙 烯共聚物)、順丁橡膠(順-1,4_聚丁二烯)。
[0034] 較佳地,丁苯橡膠可以選用乳液聚合的丁二烯/苯乙烯共聚物,其中可以選用含有 10~70重量%的乙烯基,可以選用含有5~40重量%的苯乙烯,有時可以選用苯乙烯含量更 高的丁苯橡膠。
[0035]在上述的橡膠組合物中,白炭黑的含量為5~20重量份。
[0036] 較佳地,白炭黑包括氣相白炭黑和沉淀白炭黑,優(yōu)選沉淀白炭黑。
[0037]在上述的橡膠組合物中,炭黑的含量為40~105重量份,優(yōu)選45~95重量份。
[0038]炭黑具有比表面積為5-150平方米/克,DBP的吸收值是30-150立方厘米/100克的 特征。
[0039]在上述的橡膠組合物中,碳納米管的含量為15~30重量份,優(yōu)選18~25重量份。 [0040]較佳地,碳納米管的純度2 95重量%。
[0041 ] 較佳地,碳納米管具有0.5~200納米的直徑。
[0042]較佳地,碳納米管具有0.5~100微米的長度。
[0043]較佳地,碳納米管為未處理碳納米管或改性碳納米管;若為改性碳納米管,改性基 團包含不飽和碳碳雙鍵改性基團、羧基和羥基等;若為不包和雙鍵基團改性,其中的不飽和 雙鍵可以位于改性基團的主鏈上或支鏈上。
[0044] 較佳地,所述碳納米管包括單壁碳納米管和多壁碳納米管。
[0045] 在上述的橡膠組合物中,樹脂的含量為1~30重量份。
[0046]較佳地,樹脂具有20~150攝氏度的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,優(yōu)選50~100攝氏度。
[0047]較佳的,樹脂具有200~2000的數(shù)均分子量。
[0048]較佳的,樹脂具有30~200克/100克的溴值。
[0049] 在上述的橡膠組合物中,還包含各種添加劑。
[0050] 橡膠組合物還可包括30-50重量份的增塑劑??梢栽谙鹉z混合過程中加入增塑劑, 也可以包含于橡膠中。所述增塑劑包括本領(lǐng)域已知的各種油,包括芳烴油、環(huán)烷油、石蠟油、 植物系的各種油等,
[0051 ]橡膠組合物還包含以下添加劑:防老劑,其用量一般為0.5-6重量份;硬脂酸,其用 量一般是〇. 5-5重量份;氧化鋅,其用量一般是0.5-8重量份。
[0052]所述橡膠組合物還可包括硫化促進劑來控制硫化的時間以及溫度,改善橡膠的加 工和使用性能。較佳地,使用兩種促進劑,即主促進劑和助促進劑。其中主促進劑和助促進 劑的用量一般是0.5-5重量份。可用于本案的促進劑的種類有噻唑類、秋蘭姆類、次磺酰胺 類、二硫代氨基甲酸鹽類、黃原酸類、胍類、硫脲類等。較佳地,主促進劑是次磺酰胺類,助促 進劑是胍類。硫化劑為〇. 5-7重量份。
[0053]在本發(fā)明實施例中,所述橡膠組合物應(yīng)用于輪胎胎面,優(yōu)選應(yīng)用于超高性能輪胎 的胎面。
[0054]在本實施例的另一方面,提供了一種輪胎,它包含上述橡膠組合物。
[0055]下面結(jié)合具體的實施例進一步闡述本發(fā)明。下列實施例僅用于解釋和說明本發(fā) 明,而不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。下列實施例中未注明具體條件的試驗方法,通常按照 常規(guī)條件,或按照制造廠商所建議的條件。除非另有說明,所有的百分比和份數(shù)按重量計。 [0056] 橡膠組合物的制備:
[0057] 通過混煉的方法來制備具有以下組成的橡膠組合物,所述混煉包括:
[0058] (1)母煉:
[0059] 母煉是在X(S)M-1.6 X (0~180)型密煉機中進行的,起始溫度為30-70攝氏度,轉(zhuǎn) 速為30-80轉(zhuǎn)/分鐘,壓力為3-8巴。加料順序為:橡膠在初始加入,5-60秒后加入白炭黑、炭 黑、碳納米管、偶聯(lián)劑、防老劑、氧化鋅、微晶蠟、硬脂酸、增塑劑和樹脂,最后在140-170攝氏 度時排膠。
[0060] (2)終煉:
[0061 ] 終煉是在X(S)M-1.6 X (0~180)型密煉機中進行,加料順序:在開始先母膠,10-60 秒后加入促進劑二苯胍、促進劑N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺和硫磺,100-400秒后排膠。 [0062] 原材料及設(shè)備:
[0063] 溶聚丁苯橡膠(SBR2557S