[发明专利]一种高抗湿滑轮胎胎面材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，具体地说是一种高抗湿滑轮胎胎面橡胶复合材料的制备方法。 

背景技术

抗湿滑性能是衡量汽车使用过程中的行驶安全性，尤其在湿滑路面条件下的行驶安全的关键指标。伴随汽车动力技术以及现代高速公路的发展，汽车的行驶速度较以往有了很大程度的提高，因此轮胎抗湿滑性能就表现的更加重要。从橡胶黏弹性的角度，胎面橡胶的抗湿滑性能可由动态粘弹性谱图中0℃的tan δ值来表征，0℃时的tan δ值高，表明橡胶的抗湿滑性能好，然而仅仅通过橡胶的黏弹性，即0℃时的tan δ值的高低，并不能非常准确的判定胎面材料抗湿滑性能的优劣。胎面胶与路面接触时，对摩擦力起作用的无非就是表面的几个到几十个橡胶分子层，通常在干燥路面上，轮胎牵引力由胎面胶与路面的摩擦产生，然而当汽车在雨天的湿路面行驶时，由于水的存在，轮胎胎面与路面之间存在一层水膜间隔，进而大大降低了轮胎的抓着力。而如果能在胎面橡胶配方中加入一种可以刺破水膜的组分，轮胎的抗湿滑性能会得到显著的提高。以往的研究从橡胶分子设计，不同粒径白炭黑粒子配合以及轮胎花纹设计的角度对提高轮胎抗湿滑性能这一问题给出了方案。 

CN101962423A（申请公布日：2011年2月2日）专利中通过对溶液聚合制备共轭二烯烃/单乙烯基芳烃共聚物橡胶进行的研究发现，使用不对称醚与阴离子表面活性剂的复配结构调节体系，可以制备出具有较低聚苯乙烯微嵌段含量，中乙烯基含量的高抗湿滑和低滚动阻力的三元共聚橡胶。这一三元共聚物0℃tan δ的值为0.25-0.96之间，优选0.35-0.5，60℃的tan δ的值低于0.12。 

CN101319064A（公开日期2008年12月10日）专利中通过在溶聚丁苯橡胶聚合末期加入硅烷偶联剂封端，制得末端带硅氧 烷基团的溶聚丁苯橡胶胶液，在胶液中加入白炭黑粉体后充分搅拌，经共凝聚、热处理后获得分子末端与填料牢固键接的复合材料。该纳米复合材料具有优异的填料-橡胶相互作用和界面结合，表现出高抗湿滑性、低滚动阻力、优异的物机性能。 

CN101113217A（公开日期2008年1月30日）专利中所述橡胶组合物包含不低于10重量份的具有不低于22nm的平均粒径的二氧化硅和不低于5重量份的具有小于22nm的平均一次粒径的二氧化硅，其中两种二氧化硅总量为15-150重量份。所获得的胎面橡胶复合材料可以有效提高轮胎的抗湿滑性能，磨耗性能和操控稳定性，同时降低了轮胎的滚动阻力。 

CN201619401 U（公开日2010年11月3日）专利中通过在胎面内部固定连接夹心胶，使胎冠形成凸起，由于这一夹心胶的硬度比胎面部分高，从而可以有效破坏胎面与路面间形成的水膜，提高胎面与路面的抓着力。 

CN1708417A（公开日2005年12月14日）通过在轮胎胎面花纹中增加横向沟槽同时调整凸起部分的倒角进而有效将湿滑路面上的水从轮胎接地印迹中导走，由此提高轮胎的抗湿滑性能。 

由于橡胶黏弹性（0℃tan δ值的大小）与轮胎抗湿滑性能有限的相关性，使用具备较高0℃tan δ值的橡胶只能对轮胎抗湿滑性产生有限的影响。使用夹心胶方案大大增加轮胎加工过程中的复杂性，同时由于两相之间存在结合力较差的问题，从而可能降低轮胎的安全性。另外，胎面花纹上横向沟槽的增加，会影响轮胎的操控稳定性。众所周知，白炭黑填充胎面橡胶具有较炭黑填充橡胶更好的抗湿滑性能，其中很重要的原因就是白炭黑具有远高于炭黑的粒子硬度（莫氏硬度），具有较高微观粒子硬度的白炭黑填充胶更容易刺破湿滑路面上的水膜，进而提高轮胎的抗湿滑性能。本发明中通过在橡胶配方中添加少量的纳米碳化硅，显著提高了轮胎在湿滑路面上破坏水膜的能力，进而大幅提高了其抗湿滑性能。与此同时，轮胎的滚动阻力不会增加，而胎面的耐磨性能会得到改善。炭黑，白炭黑以及碳化硅的粒 径和表面特性如表1所示。 

表1. 炭黑，白炭黑以及碳化硅的粒子特性 

发明内容：

本发明提供了一种高抗湿滑胎面橡胶复合材料的制备方法。本发明的目的是提供一种高抗湿滑胎面橡胶复合材料，该胎面胶材料可以提高轮胎的抗湿滑性能，同时又能在不影响胎面耐磨性能的前提下降低轮胎的滚动阻力。 

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案： 

一种高抗湿滑胎面橡胶复合材料，其配合比例按重量份数计，具体如下：