專利名稱：一種橡膠組合物、以及使用該組合物的輪胎胎面及輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于橡膠組合物領(lǐng)域，具體涉及一種輪胎胎面用橡膠組合物，和使用該橡膠組合物的輪胎胎面及充氣輪胎。
背景技術(shù)：
自從輪胎出現(xiàn)以來(lái)，人們一直關(guān)注輪胎胎面的高摩擦力和低滾動(dòng)阻力，隨著人們對(duì)于環(huán)境和自身健康的重視，“綠色輪胎”的概念漸漸深入人心。隨之而來(lái)的是二氧化硅加入到胎面中，這項(xiàng)技術(shù)可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題，但是二氧化硅在胎面使用中必須加入硅烷偶聯(lián)劑才能與橡膠發(fā)生化學(xué)結(jié)合，即使如此，二氧化硅的團(tuán)聚，分散不均和加工性能差也嚴(yán)重影響著其與橡膠的結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)行了深入研究。本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種輪胎胎面用橡膠組合物，其加工性能，填料分散性和耐磨性以平衡的方式得以改善，另外還兼具抗硫化返原效果。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種輪胎胎面。本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種輪胎。具體而言，本申請(qǐng)?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案以實(shí)現(xiàn)上述目的。本發(fā)明提供一種輪胎胎面用橡膠組合物，它包括如下組分橡膠組分，炭黑，二氧化硅，硅烷偶聯(lián)劑，和含有脂肪酸鋅鹽和活性劑的新型助劑。優(yōu)選的，所述橡膠組合物含有如下重量份的組分100重量份的橡膠組分，5-100重量份的炭黑，5-80重量份的二氧化硅，1-20重量份的含有脂肪酸鋅鹽和活性劑的新型助齊U，以及每100重量份所述二氧化硅用量為1-20重量份的硅烷偶聯(lián)劑。優(yōu)選的，所述橡膠組分的平均玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-50°c -10°c。根據(jù)本發(fā)明所述的橡膠組合物，所述橡膠組分為二烯基橡膠，選自各種天然橡膠(NR)，各種聚異丁烯橡膠(IR)，各種聚丁二烯橡膠(BR)，各種聚苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠(SBR)，乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)等等，這些橡膠可以單獨(dú)使用，或者他們使用他們的任意混合物。所述二烯基橡膠的平均玻璃化溫度優(yōu)選為_(kāi)50°C -10°C。根據(jù)本發(fā)明所述的橡膠組合物，優(yōu)選的，使用的炭黑的氮?dú)馕奖缺砻娣e不低于70m2/g，較優(yōu)選在85-175m2/g之間。如果炭黑的氮?dú)馕奖缺砻娣e低于70m2/g，則增強(qiáng)效果很小，這是不可取的。優(yōu)選的，炭黑的酞酸二丁酯油(DBP)吸收值至少為70ml/100g，較優(yōu)選在85-160ml/100g 之間。炭黑的種類沒(méi)有特別限制，例子包括HAF、ISAF, SAF或它們的組合。以100重量份的橡膠組分為基準(zhǔn)，炭黑的用量在5-100重量份之間，優(yōu)選在10-80重量份之間。
根據(jù)本發(fā)明所述的橡膠組合物，所述的二氧化硅的制備方法沒(méi)有特別限制，可以是濕法，也可以是干法。優(yōu)選的，所述的二氧化硅的氮?dú)馕奖缺砻娣e為100_300m2/g。以100重量份的橡膠組分為基準(zhǔn)，二氧化硅的用量在5-80重量份之間，優(yōu)選在5-50重量份之間。本發(fā)明的橡膠組合物中還含有硅烷偶聯(lián)劑。本發(fā)明中適合的硅烷偶聯(lián)劑是任何可以和二氧化硅一起使用的傳統(tǒng)的硅烷偶聯(lián)劑。具體的例子包括二(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物，二(3-三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物，二(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)四硫化物，_■ (3-二乙氧基甲娃燒基丙基)_■硫化物，_. (2-甲基_■乙氧基甲娃燒基丙基)二硫化物，Y-環(huán)氧丙氧丙基三乙氧基硅烷。這些偶聯(lián)劑可以單獨(dú)使用，也可以兩種或者多種混合使用。
每100重量份所述二氧化硅，硅烷偶聯(lián)劑的用量為1-20重量份，優(yōu)選在1-10重量份之間。本發(fā)明的橡膠組合物中還包括含有脂肪酸鋅鹽和活性劑的新型助劑。新型助劑中所用的脂肪酸鋅鹽中，脂肪酸的通式是CnH2n+1C00H，η ^ I ;可以是直鏈的也可以出現(xiàn)支鏈；優(yōu)選的，η為1-19。以100重量份的橡膠組分為基準(zhǔn)，含有脂肪酸鋅鹽和活性劑的新型助劑的用量為1-20重量份,優(yōu)選在1-10重量份之間。其中新型助劑中活性劑選自氧化鎂，碳酸鎂，氧化鈣，氫氧化鈣，乙醇胺，二乙醇
胺，三乙醇胺，二甘醇，三甘醇，二芐基胺等中的一種或者多種。除上述基本成份外，本發(fā)明的橡膠組合物還可以含有多種輪胎常用添加劑，例如硫化劑，促進(jìn)劑，多種類型的油，操作油，臘，抗老化劑和增塑劑等。可通過(guò)本技術(shù)領(lǐng)域的常規(guī)方法將上述組分混合以生成其后可用于硫化的橡膠組合物。本發(fā)明還提供了一種輪胎胎面，該輪胎胎面由上述橡膠組合物制備。本發(fā)明還提供了一種充氣輪胎，包括由上述組合物制備的輪胎胎面。
具體實(shí)施例方式下面將用實(shí)施例進(jìn)一步解釋本發(fā)明，當(dāng)然本發(fā)明的范圍不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1-6和對(duì)比例1-3。加工助劑脂肪酸鋅皂鹽新型助劑含有脂肪酸鋅鹽和活性劑實(shí)施例用到的其它原料均為輪胎工業(yè)常用的原料。樣品的制備根據(jù)表I和表2所示的各種配方，用I. 6升Bambury密煉機(jī)，將橡膠、炭黑、以及硫磺和硫化促進(jìn)劑以外的其它化合物混合6分鐘，以獲得母煉膠，然后使用開(kāi)放式煉膠機(jī)在母煉膠中混合硫化促進(jìn)劑和硫磺，從而獲得橡膠組合物，每種這樣獲得的橡膠組合物在150 0C的溫度下硫化30分鐘，從而獲得硫化橡膠。加工性能
按照GB/T 1232. 1-2000規(guī)定的門尼粘度測(cè)試法，在100°C下測(cè)定樣品的門尼粘度。對(duì)比例I和3的門尼粘度ML(1+4)100°C被設(shè)定為100，加工性能以下面方程中的指數(shù)表示，指數(shù)越小，門尼粘度值越小，加工性能越好。門尼粘度指數(shù)=(每個(gè)組合物的門尼值)/(比較例I和3的門尼值)X 100填料分散性能填料分散性能采用美國(guó)泰普公司的Dispergrader+100炭黑分散儀進(jìn)行測(cè)試。分散的等級(jí)越高，表明填料分散的越好。耐磨性耐磨性按照GB/T9867-2008使用江都明珠試驗(yàn)機(jī)械廠MZ-406 0型輥筒磨耗試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)試。對(duì)比例I和3中的體積磨耗量被設(shè)定為100，磨耗性能以下面公式中的磨耗指數(shù)表示，磨耗指數(shù)越小，耐磨性越好。磨耗指數(shù)=(每個(gè)組合物的磨耗量)/ (比較例I和3的磨耗量)X 100抗硫化返原性按照GB/T 16584-1996使用美國(guó)alpha公司的MDR2000型無(wú)轉(zhuǎn)子硫變儀測(cè)試混煉膠料的硫化性能，硫化返原率用以下公式計(jì)算返原率=(最大轉(zhuǎn)矩-最終轉(zhuǎn)矩)/(最大轉(zhuǎn)矩-最小轉(zhuǎn)矩)X 100對(duì)比例I和3中的返原率被設(shè)定為100，抗返原性能以返原率指數(shù)表示，返原率指數(shù)越小，抗返原效果越好。返原率指數(shù)=(每個(gè)組合物的返原率)/ (比較例I和3的返原率)X 100表I
權(quán)利要求
1.一種輪胎胎面用橡膠組合物，其特征在于包括如下組分 100重量份的二烯基橡膠組分， 5-100重量份的炭黑， 5-80重量份的二氧化硅， 1-20重量份的含有脂肪酸鋅鹽和活性劑的新型助劑， 以及每100重量份所述二氧化硅1-20重量份的硅烷偶聯(lián)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的橡膠組合物，其特征在于所述二烯基橡膠的平均玻璃化溫度為-50°C -10°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的橡膠組合物，其特征在于炭黑的氮?dú)馕奖缺砻娣e不低于70m2/g，和/或炭黑的酞酸二丁酯油吸收值至少為70ml/100g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的橡膠組合物，其特征在于炭黑選自HAF、ISAF、SAF或它們的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的橡膠組合物，其特征在于所述的二氧化硅的氮?dú)馕奖缺砻娣e為100-300m2/g。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的橡膠組合物，其特征在于所述硅烷偶聯(lián)劑選自二(3_二乙氧基甲娃燒基丙基)四硫化物，二(3_二乙氧基甲娃燒基乙基)四硫化物，二(4_二乙氧基甲娃燒基丁基)四硫化物，_■ (3-二乙氧基甲娃燒基丙基)_■硫化物，_. (2-甲基_.乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物，Y-環(huán)氧丙氧丙基三乙氧基硅烷中的一種，或它們兩種或者更多種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的橡膠組合物，其特征在于所述新型助劑中脂肪酸鋅鹽的脂肪酸通式是CnH2n+1COOH，η彡1，可以是直鏈的也可以是帶有支鏈的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的橡膠組合物，其特征在于所述新型助劑中的活性劑選自氧化鎂，碳酸鎂，氧化鈣，氫氧化鈣，乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，二甘醇，三甘醇，二芐基胺等中的一種或者多種。
9.一種輪胎胎面，該輪胎胎面由權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的橡膠組合物制備。
10.一種輪胎，包括權(quán)利要求9所述的輪胎胎面。
全文摘要
本發(fā)明在于提供一種輪胎胎面用橡膠組合物，其加工性能，填料分散性和耐磨性以平衡的方式得以改善，另外還兼具抗硫化返原效果。該輪胎胎面用橡膠組合物，含有如下重量份的組分100重量份的橡膠組分，5-100重量份的炭黑，5-80重量份的二氧化硅，1-20重量份的含有脂肪酸鋅鹽和活性劑的新型助劑，以及每100重量份所述二氧化硅用量為1-20重量份的硅烷偶聯(lián)劑。另外本發(fā)明還涉及使用該橡膠組合物制備的輪胎胎面以及由該輪胎胎面制備的充氣輪胎。
文檔編號(hào)B60C11/00GK102838786SQ20121034950
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者蔣小強(qiáng), 陳強(qiáng), 李紅偉, 盧佳, 李中文, 姚居峰, 董棟 申請(qǐng)人:北京彤程創(chuàng)展科技有限公司