[發明專利]一種載重胎面橡膠納米復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710655655.6
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107383446B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 金振渙;盧詠來;李京超;陳家輝;樓齊淼;馮予星
• 申請（專利權）人: 中策橡膠集團有限公司;北京化工大學
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L9/02;C08L15/00;C08L91/06;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/22;C08K5/09;C08K3/04;C08K3/36;B60C1/00
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本發明涉及一種高耐磨載重輪胎胎面用橡膠納米復合材料及其制備方法，屬于高性能輪胎技術領域。本發明制備了耐磨性能良好的NR/NBR橡膠納米復合材料，通過環氧化天然橡膠增容改性、納米填料并用及硅烷偶聯劑原位分散改性，彌補了NBR的并用帶來的高生熱問題，且使該復合材料的耐磨性進一步提高。所得的NR/NBR/ENR材料具有優異耐磨性、抗濕滑性、物理機械性能，滿足高性能輪胎材料的性能要求。此外，本發明還具有加工工藝簡便易操作，與實際工廠加工設備相匹配，可直接用于投產等優點。

技術領域

本發明屬于載重汽車輪胎領域，具體涉及一種高耐磨載重輪胎胎面用橡膠納米復合材料及其制備方法。

背景技術

全鋼載重子午胎由于其高承重及復雜路況，對胎面的耐磨性要求較高。現有全鋼胎普遍存在耐磨性差，胎面壽命低，磨損脫落易造成環境污染等問題。在保證輪胎胎面良好綜合性能的前提下謀求輪胎耐磨性的提高，使胎面符合環保要求對輪胎行業意義重大。

抗濕滑性是衡量輪胎行駛的安全性、尤其是在雨天的行駛安全性的重要指標。當汽車在雨天中的濕路面行駛時，由于水的作用，輪胎的濕抓著力會大幅度下降。因此胎面膠的抗濕滑性至關重要。抗濕滑性能的改善很大一部分工作是輪胎配方的設計。

新的歐洲法規標簽已經強制執行，主要內容是對乘用車輪胎胎面的三大基本性能，包括滾動阻力、抗濕滑和噪聲作為乘用車胎替換胎的硬性限制指標。如何平衡輪胎“魔三角”性能，一直是研究人員的努力方向。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是設計一種耐磨性、抗濕滑性優良，且保持良好綜合性能的胎面膠配方，并設計適宜的膠料混煉方法，應用于全鋼載重子午線輪胎，使其達到輪胎使用里程高，濕路面抓著力強的目的。

本發明目的之一是提供一種載重胎面橡膠復合材料，由包括以下組分的原料制備而得，各組分以重量份計：

天然橡膠，丁腈橡膠和環氧化天然橡膠100重量份；其中，天然橡膠為45-75份，優選55-65份；丁腈橡膠為20-40份，優選25-35份；環氧化天然橡膠為5-15份，優選5-10份；

炭黑 20-40份；優選25-40份；

白炭黑 10-30份；優選10-25份；

硅烷偶聯劑 0.8-2.4份；優選0.8-2份。

本發明提供的新型高性能輪胎復合材料，以天然橡膠(NR)作為連續相，在復合材料中所占生膠質量比為45-75；丁腈橡膠(BR)作為分散相，在復合材料中所占生膠比為20-40，增容劑環氧化天然橡膠(ENR)在復合材料中所占生膠質量比為5-15。

優選所述丁腈橡膠的丙烯腈含量為20％～40％，所述環氧化天然橡膠的環氧度為20％～50％。

將丁腈橡膠與天然橡膠共混，制備胎面膠，雖然磨耗性能大幅提高，但由于兩種橡膠極性差別較大，據“相似相容”原則，兩種膠分散困難，相疇尺寸大，造成力學性能下降。為了彌補該缺陷，應該加入相容劑改善這一狀況。本發明選用環氧化天然橡膠作為增容劑，一方面環氧化天然橡膠是由天然橡膠環氧化而得，本身結構與天然膠類似，與天然膠相容性較好，另一方面環氧化后其主鏈含有大量環氧基團，具備較高的極性，與丁腈橡膠也具有良好的相容性。所以，將其作為相容劑能夠顯著改善兩種膠的相容性，改善共混性能。

本發明設計了白炭黑適量替代炭黑的填料體系，優選所述炭黑的粒徑為20nm～40nm，所述白炭黑粒徑在40nm以下。