[發明專利]一種高性能輕量化胎面膠配方及其制備方法

在審

• 申請號: 201910589746.3
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110157062A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 趙江華
• 申請（專利權）人: 江蘇通用科技股份有限公司
• 主分類號: C08L21/00
• 分類號: C08L21/00;C08K13/04;C08K3/04;C08K7/26;C08K3/22;C08K5/09;C08K3/06;B60C1/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;夏蘇娟

本發明屬于輪胎配方技術領域，具體涉及一種高性能輕量化胎面膠配方及其制備方法，其配方按重量份數計，包括橡膠100份、炭黑10?30份、中空多孔SiO₂ 10?50份、硅烷偶聯劑2?8份、防老劑1?4份、ZnO 3?8份、硬脂酸3份、硫磺0.8?1.5份、促進劑1?3份、防焦劑CTP 0.1?0.5份。本發明將中空多孔納米SiO₂作為填料應用于高性能輪胎胎面配方，大幅提升了填料對橡膠的補強作用，同時實現了輪胎的輕量化。

技術領域

本發明屬于輪胎配方技術領域，具體涉及一種高性能輕量化胎面膠配方及其制備方法。

背景技術

輪胎填料的發展經歷了兩個階段，第一階段：炭黑填料，炭黑對橡膠的補強顯著，其特點是高耐磨、高生熱；第二階段，白炭黑階段，白炭黑與橡膠的相互作用弱，補強性能差，表現在配方的耐磨性較差，但是白炭黑配方的生熱低。從結構的角度分析，炭黑和白炭黑填料聚集體均為鏈支狀結構，最小結構單元為實心球狀，橡膠分子通過物理、化學的方式與填料表面結合。實心結構單元的缺點主要有三點：（1）比重高，填充橡膠的重量高，滾阻大；（2）比表面積小，單位面積表面與橡膠分子作用點少，補強效果較差。

與普通白炭黑比較，中空多孔SiO₂納米堆積密度更小，更加輕量化；從結構角度講，中空結構與傳統實心結構相比，具有更高的比表面積，且與橡膠分子更易于穿插相互作用形成結合橡膠，增強對橡膠的補強效果，該材料是未來白炭黑填料發展的方向。

發明內容

本發明的目的是突破現有輪胎胎面配方的技術瓶頸，提供一種高性能輕量化胎面膠配方及其制備方法，將中空多孔SiO₂納米材料作為填料應用于輪胎配方中。

按照本發明的技術方案，所述高性能輕量化胎面膠配方，按重量份數計，包括橡膠100份、炭黑10-30份、中空多孔SiO₂ 10-50份、硅烷偶聯劑 2-8份、防老劑 1-4份、ZnO 3-8份、硬脂酸 3份、硫磺0.8-1.5份、促進劑 1-3份、防焦劑CTP 0.1-0.5份。

進一步的，所述中空多孔SiO₂結構為單殼空結構、多層空心結構，尺寸為10-100nm，比表面積大于100 m²/g。

進一步的，所述炭黑為N234、N220、N134、N115、N110中的一種。

進一步的，所述促進劑為次磺酰胺類促進劑。

本發明的另一方案還提供了一種高性能輕量化胎面膠的制備方法，包括以下步驟，

（1）母煉：

a、一段母膠煉膠：按重量份數計，將橡膠100份、炭黑10-30份、中空多孔SiO₂ 10-50份、硅烷偶聯劑 2-8份、防老劑 1-4份、ZnO 3-8份、硬脂酸 3份加入密煉機中，保持填充系數65%-75%，轉速20-50r/min，于150-160℃條件下排膠，煉膠時間為2-5 min；密煉機的下片控制膠片厚度為5-10mm，制備得到一段母膠；

b、二段母膠煉膠：將步驟a所得一段母膠按照65%-75%的填充系數加入到密煉機中繼續混煉，轉速20-50r/min，排膠溫度為155-160℃，煉膠時間為0.8-3min，制得二段母膠；

（2）終煉：將步驟（1）所得二段母膠加入密煉機中，密煉機的填充系數為70%-80%，繼續加入硫磺0.8-1.5份、促進劑 1-3份、防焦劑CTP 0.1-0.5份，煉膠時間為2-5min，轉速20-40r/min，排膠溫度為100℃；密煉機下片并控制厚度為5-7mm，得到高性能輕量化胎面膠配方膠料。

進一步的，所述步驟（1）的密煉機為GK系列或F系列密煉機；步驟（2）的密煉機為GK系列密煉機。