[發明專利]一種全鋼子午線輪胎用胎面橡膠組合物及其制備方法

在審

• 申請號: 201710368160.5
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107163315A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 王鋒;劉峰;孫濤;王俊英;姜凱;周寶珍;王振玲;李彥果;邢濤
• 申請（專利權）人: 山東玲瓏輪胎股份有限公司
• 主分類號: C08L9/00
• 分類號: C08L9/00;C08L91/06;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/36;C08K5/09;C08K3/22;C08K3/06;B60C1/00
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技術領域

本發明涉及一種全鋼子午線輪胎用胎面橡膠組合物及其制備方法。

背景技術

全鋼絲子午線輪胎一般用于載重及工程機械車輛上。由于炭黑與橡膠具有高的物理吸附能力，帶來了高的磨耗性能(磨耗性能是通過阿克隆磨耗試驗機進行檢測、衡量的，通常磨耗體積報道值越小，意味著耐磨性能越高)，因而被輪胎行業普遍用來作為補強填充體系的填料。但隨著炭黑用量的增大，膠料的耐磨性能提升的同時，輪胎的生熱也會相應增大，即滾動阻力上升(滾動阻力是通過動態熱機械分析儀進行檢測、衡量的，通常60℃的tanδ報道值越小，意味著滾動阻力越低)。白炭黑并用硅烷偶聯劑的體系替換部分炭黑，與橡膠混合，能夠大幅降低膠料的生熱，改善輪胎的滾阻性能，因而被廣泛應用到對滾阻性能要求高的全鋼子午線輪胎。但是由于白炭黑的耐磨性能和耐切割性能不及炭黑，這使得輪胎的磨耗性能和耐切割性能(耐切割性能是通過切割試驗機進行檢測、衡量的，通常切割體積越小，意味著耐切割性能越高)下降。

因此，有必要提出有效的技術方案，解決上述問題。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提供一種全鋼子午線輪胎用胎面橡膠組合物。該組合物兼顧耐磨、耐切割和滾阻三方面的性能。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種全鋼子午線輪胎用胎面橡膠組合物，所述組合物包括下述組分：氧化還原法制得的石墨烯0.5-3重量份，超耐磨炭黑40-60重量份，白炭黑1-15重量份。

優選地，所述組合物還包括下述組分：順1,4-聚異戊二烯橡膠100重量份，硅烷偶聯劑0.8重量份，防老劑3重量份，硬脂酸2重量份，氧化鋅3.5重量份，硫磺1.5重量份和促進劑1重量份。

優選地，所述防老劑包括防老劑N(1,3二甲基丁基)-N’苯基對苯二胺1重量份，防老劑2,2,4-三甲基-1,2-二氫喹啉聚合物1重量份，防老劑微晶蠟12重量份。

優選地，所述氧化還原法制得的石墨烯比表面積為2630m³/g，單層厚度為0.34nm，單層比例≥90％。本申請使得石墨烯極高的補強能力。使用本發明方法解決了超高的比表面積帶來的加工困難、不易分散問題。

優選地，所述超耐磨炭黑高比表面積、易分散，具有高比表面積高結構度，吸碘值在110g/kg以上，DBP吸收值在115×10^-5m³/kg以上，氮吸附比表面積在130×10³m²/kg以上。

優選地，所述白炭黑的氮吸附比表面積在150×10³m²/kg以上。

本發明還提供一種全鋼子午線輪胎用胎面橡膠組合物的制備方法，包括下述步驟：

(1)以4‰的重量比例將石墨烯均勻混合在水溶液中，再與白炭黑在攪拌機中混勻，得到白炭黑/氧化還原法制得的石墨烯的水溶液預混合物；

(2)將順1,4-聚異戊二烯橡膠，硅烷偶聯劑，防老劑，硬脂酸，超耐磨炭黑，以及步驟(1)得到的白炭黑/氧化還原法制得的石墨烯的水溶液預混合物進行約2-3min的混煉，直至橡膠溫度達到160℃，即完成；

(3)將步驟(2)得到的橡膠加入氧化鋅、硫磺和促進劑進行1～3min的混煉，排膠溫度不超過115℃。

進一步的，所述氧化還原法制得的石墨烯的水溶液和白炭黑的重量比為0.5:1-1:1。

有益效果：本發明采用氧化還原法制得的石墨烯、炭黑和白炭黑并用的補強體系，兼顧耐磨、耐切割和滾阻三方面的性能。

具體實施方式

本發明涉及一種全鋼子午線輪胎用胎面橡膠組合物，所述組合物包括下述組分：氧化還原法制得的石墨烯0.5-3重量份，超耐磨炭黑40-60重量份，白炭黑1-15重量份。

作為本發明的一個實施例，所述氧化還原法制得的石墨烯比表面積為2630m³/g，單層厚度為0.34nm，單層比例≥90％。本申請使得石墨烯極高的補強能力。使用本發明方法解決了超高的比表面積帶來的加工困難、不易分散問題。

作為本發明的一個實施例，所述超耐磨炭黑高比表面積、易分散，具有高比表面積高結構度，吸碘值在110g/kg以上，DBP吸收值在115×10^-5m³/kg以上，氮吸附比表面積在130×10³m²/kg以上。