[發明專利]一種橡膠組合物及其應用

有效

• 申請號: 201910180909.2
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109942909B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 劉永強;姜斌;許建欣;慈婷楠;鞠志明
• 申請（專利權）人: 浦林成山（山東）輪胎有限公司
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L9/06;C08K13/02;C08K5/098;C08K3/04;B60C1/00
• 代理公司: 濟南千慧專利事務所(普通合伙企業) 37232
• 代理人: 吳紹群

本發明提供了一種橡膠組合物及其應用，包括：橡膠組分，40?60phr的炭黑，以及1?5phr的異辛酸鋅，該橡膠組合物可提高輪胎的撕裂強度，適用于制備耐刺扎抗掉塊的輪胎胎面。本發明提供的橡膠組合物，通過向傳統的橡膠配方中加入異辛酸鋅，并對其組分配比進行了篩選和優化，明顯改善了橡膠組合物的硬度、撕裂強度以及耐磨性能，可以應用于制備輪胎的胎面部位，延長輪胎的使用壽命，特別適用于在惡劣路況下行駛的全鋼子午線輪胎。

技術領域

本發明涉及輪胎橡膠材料技術領域，尤其涉及一種橡膠組合物及其應用。

背景技術

為了適應不同道路運輸條件的要求，全鋼子午線輪胎在進行配方設計時需要考慮的性能特點亦不相同。在一般路況下主要考慮輪胎磨耗、生熱性能，在中長途運輸條件下需要首先考慮輪胎磨耗性能，而在礦區、山區等非鋪裝惡劣路況條件下首先需要考慮輪胎耐刺扎抗掉塊性能。為了適應如礦區、山區等非鋪裝惡劣路況條件的要求，除需要提高輪胎的硬度和撕裂強度外，還應當重點關注輪胎的耐刺扎、抗崩花掉塊性能。

通常情況下，在配方設計時僅考慮橡膠組分中生膠品種、比例以及炭黑品種、份數就可以滿足普通路況的使用要求，而在礦區或者山區這類完全沒有鋪裝條件的路況下，傳統的配方體系難以滿足使用要求。因此，在輪胎特別是載重型的全鋼子午線輪胎的膠料組分中加入合適的助劑，使其在礦區、山區等惡劣路況下可以耐刺扎、抗掉塊，延長其使用壽命，已成為實際運輸中急需解決的重要問題。

脂肪酸鋅皂在輪胎膠料的實際生產中可以起到降低門尼粘度、改善白炭黑的流動性、增強橡膠塑性的作用，但市售的脂肪酸鋅皂助劑多為飽和脂肪酸鋅和不飽和脂肪酸鋅的混合物，制得的胎面膠料的撕裂強度較低，當應用于載重型全鋼子午線輪胎，并在未鋪裝的路況下長途行駛時，其耐磨耗、耐刺扎、抗掉塊性能并不理想。

申請公布號CN108727648A的中國發明專利申請公開了一種天然橡膠-丁苯橡膠組合物材料、其制備方法和應用。該方案提供的橡膠組合物中未使用抗撕裂劑，所得橡膠組合物材料的硬度和撕裂強度較低，適用于汽車扭力梁襯套阻尼，并不適用于在惡劣路況下行駛的子午線輪胎。

申請公布號CN107652489A的中國發明專利申請公開了一種低鋅胎面用橡膠組合物，在橡膠組分中用脂肪酸鋅類化合物和脂肪酸稀土金屬類化合物來代替氧化鋅和脂肪酸等硫化劑，以提高輪胎的抗濕滑性能。該方案僅提供硬脂酸鋅和硬脂酸鑭的混合物促進橡膠硫化，并沒有對脂肪酸鋅類化合物和脂肪酸稀土類化合物進行進一步篩選或優化，同時所得橡膠組合物材料的撕裂強度很低，在惡劣路況下行駛的刺扎掉塊現象非常明顯。

發明內容

為了解決上述問題，一方面，本發明提供了一種橡膠組合物，包括：橡膠組分，40-60phr的炭黑，以及1-5phr的異辛酸鋅。

其中，所述組合物中各組分以100phr橡膠組分為基準。本領域技術人員應當知曉，phr意為每百份橡膠含量[parts per hundreds of rubber(or resin)]，表示橡膠(或樹脂)中添加劑的百分含量，例如：炭黑40phr代表每100g或100kg等質量單位橡膠(或樹脂)添加炭黑40g或40kg等質量單位。

進一步地，上述橡膠組合物包括1.5-3phr的異辛酸鋅；優選的，異辛酸鋅在組合物中的含量可以是1.5phr、1.54phr、1.6phr、1.66phr、1.8phr、2.0phr、2.2phr、2.3phr、2.4phr、2.5phr。

進一步地，上述橡膠組合物還包括0.3-0.8phr的石蠟，優選的，石蠟可與異辛酸鋅混合后聯用。

在優選的實施方式中，異辛酸鋅與石蠟聯用的混合物構成了橡膠組合物中的抗撕裂劑，其中鋅在抗撕裂劑中的含量≥15％，優選地，異辛酸鋅在所述抗撕裂劑中的含量為75％-85％，更優選77％-83％，特別優選80％。實驗表明，添加2-3phr的上述抗撕裂劑對提高橡膠組合物耐撕裂性能的效果最明顯。