[發明專利]一種橡膠組合物和輪胎胎面膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201210422885.5
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103788422A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 賀小進;王世朝;王妮妮;康新賀;楊洪友;韓書亮;劉輝;石建文
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L9/00;C08L9/06;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/36;C08K3/22;C08K5/09;B60C1/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種橡膠組合物和輪胎胎面膠及其制備方法。

背景技術

隨著汽車工業和運輸業的發展，人們對汽車輪胎的性能要求越來越高，在確保輪胎在行駛過程中安全性的前提下，對輪胎使用壽命、降低汽車燃油消耗引起了高度重視，胎面膠是輪胎的重要組成部分，其在行駛過程中直接與路面接觸，因此胎面膠性能對整個輪胎性能、輪胎行駛過程中的安全性及節油效果起著至關重要的作用。胎面膠首先要求有較好的物理機械性能，其物理機械性能包括拉伸強度、扯斷伸長率、定伸應力、永久變形、硬度、耐撕裂性、耐疲勞性、耐熱性、耐磨耗、耐老化等。同時要求在確保其物理機械性能的前提下降低滾動阻力、提高抗濕滑性，或者是二者有較好的平衡。

另外，隨著人們環保意識的加強，世界各國對環保要求越來越高，立法也越來越嚴格，如歐盟Reach法案要求2010年后出口到歐盟的橡膠制品中不能含對人體有害的芳烴類物質，這些物質會隨輪胎的磨損與橡膠顆粒一起進入大氣而對環境造成污染。

傳統胎面膠加工過程中常用芳烴類低分子油作增塑劑或軟化劑，這些增塑劑不僅會降低硫化膠的物理機械性能等，而且在高溫下易揮發，多數具有污染性，在使用過程中易遷移到制品表面或被溶劑抽出，從而使制品體積收縮、變形而影響使用壽命。另外，這些芳烴類低分子油的加入還會降低硫化膠的耐磨性、耐老化性，增加輪胎行駛過程中的熱累積，降低輪胎使用壽命。

采用反應性增塑劑如液體橡膠可以賦予橡膠良好的加工性能，而且因其具有與主體材料相同或相似的鏈結構，硫化時能參與交聯成為硫化膠網絡中的組成部分，使硫化膠具有優良的物理性能和化學穩定性，且可節省混煉能耗，提高擠出效率和擠出物尺寸穩定性，改善擠出和壓延膠料表面質量及改善未硫化膠片的粘性。反應性增塑劑還能降低硫化膠的壓縮疲勞溫升、永久變形和滾動阻力，有利于輪胎節能，同時可減少環境污染。

CN102134336A采用液體異戊二烯橡膠用作輪胎三角膠組合物，該發明在保證三角膠膠料主要物理性能、部件尺寸穩定性、工藝粘性不降低的前提下，降低壓出升溫高、提高生產效率、降低工藝損耗。但該發明的液體異戊二烯橡膠是用于輪胎三角膠的制備，而未涉及其在輪胎胎面膠中的應用，輪胎三角膠和胎面膠的用途不同，對其性能要求完全不同，而且該發明三角膠配方中炭黑用量大，要求膠料的硬度大、壓縮生熱低，但對耐磨性、滾動阻力、抗濕滑性沒有要求，且主體橡膠全部為天然橡膠，還要添加含高芳烴的工藝油和增粘樹脂。由于含高芳烴工藝油的使用，輪胎在使用過程中仍然會對環境造成污染。

JP2000142016A中介紹了一種可改善加工性能并用白炭黑補強的輪胎胎面膠組合物，該膠料由100重量份主體橡膠，3-40重量%的液體異戊二烯與乙烯基吡啶的嵌段共聚物（其中相對于異戊二烯，乙烯基吡啶的含量為3%-30%，Mn為2000-50000），和20-150份SiO₂組成，例如天然橡膠35份，SBR60份，異戊二烯/乙烯基吡啶為100∶5的液體異戊二烯-乙烯基吡啶共聚物（Mn為36000）5份，SiO₂45份及其它傳統添加劑組成的膠料具有良好的擠出性能，硫化膠具有良好的耐磨性和較低的滾動阻力。該發明雖然可以得到性能較好的輪胎胎面膠組合物，但該發明胎面膠組合物中的液體橡膠包含二種單體：異戊二烯和乙烯基吡啶，該液體橡膠的制備過程較復雜，單體乙烯基吡啶的價格較貴，致使該液體橡膠的價格較貴，且要用到價格相對較貴的SiO₂作為補強劑，致使輪胎的制造成本較高。另外該發明中并未提到該胎面膠組合物用作輪胎胎面膠時對滾動阻力、抗濕滑性、生熱及耐老化性能的改善結果。

發明內容

本發明的目的是為了克服了現有技術中輪胎胎面膠存在的缺點，提供了一種橡膠組合物和輪胎胎面膠組合物及其制備方法。本發明制備的得到的輪胎胎面膠在具備良好的綜合性能的同時，壓縮生熱及動態生熱低低、永久變形小、抗濕滑性能較好和滾動阻力小。

本發明提供了一種橡膠組合物，該組合物含有主體橡膠、硫化劑、硫化促進劑、活化劑和增強劑，其中，所述組合物還含有液體聚異戊二烯橡膠，所述主體橡膠含有天然橡膠、順丁橡膠和溶聚丁苯橡膠。

本發明還提供了一種輪胎胎面膠的制備方法，該方法包括將上述的橡膠組合物進行混煉，得到混煉膠；并將所述混煉膠硫化，得到胎胎面膠。

本發明進一步提供了一種輪胎胎面膠，其中，該輪胎胎面膠由上述方法制備得到。