[发明专利]耐刺扎、抗崩花掉块的轮胎胎面胶料及其制法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及轮胎胎面领域，尤其涉及一种具耐刺扎、抗崩花掉块胎面的全钢子午线轮胎胶料组合物，具体涉及一种耐刺扎、抗崩花掉块的轮胎胎面胶料及其制法和应用。

背景技术

由于天然橡胶具有最好的抗撕裂性能，而合成橡胶的耐撕裂性能较差，所以全钢子午线轮胎胎面胶普遍采用天然橡胶作生胶体系。

现行胎面胶配方中的天然橡胶和合成橡胶的比例为80/20，切割量为0.70cm³，耐刺扎、抗崩花掉块性能一般。耐刺扎、抗崩花掉块性能是通过切割试验机进行检测、衡量的。报道值越小，意味着耐切割能越高。

由于炭黑与橡胶具有高的物理吸附能力，带来了高的磨耗性能，因而被轮胎行业普遍用来作为补强填充体系的填料。

作为胎面级别的炭黑普遍具有：吸碘值在110g/kg以上，邻苯二甲酸二甲酯(DBP)吸收值在110×10^-5m³/kg以上，氮吸附比表面积在110×10³m²/kg以上；普遍认为高吸碘值、高DBP吸收值、高氮吸附比表面积的炭黑的耐磨性能更好。

现行的胎面胶配方使用的细粒子(即粒度最小)、低结构的N115炭黑，其吸碘值为160g/kg，DBP吸收值为113×10^-5m³/kg，氮吸附比表面积为137×10³m²/kg，其耐刺扎性能并不出色。

由于白炭黑与橡胶混合，能够大幅改善胶料的的抗撕裂性能，因而被广泛应用到对撕裂性能要求高的全钢子午线轮胎。

然而，现行的胎面配方中耐撕裂性能有进一步提升的空间。

发明内容

本发明解决的技术问题是：现有的轮胎胎面特别是全钢子午线轮胎胎面胶料存在不能同时兼顾耐刺扎、抗崩花掉块和抗撕裂性能。

本发明的发明人发现，合成橡胶在胎面中被广泛用来提升耐刺扎性能，但同时带来了负面效果，就是抗撕裂性能变差。细粒子炭黑虽然有利于提升抗撕裂性能，但耐刺扎性能不够出色。同时，增加白炭黑的用量，可以进一步提升胎面胶料的抗撕裂性能。

本发明涉及胎面包含一种50-100phr天然顺1,4-聚异戊二烯橡胶和一种0-50phr的苯乙烯-丁二烯共聚物的基本合成橡胶、40-50phr的有机填料和0-15phr无机填料的全钢子午线轮胎。其胎面由如下成分组成：一种顺1,4-聚异戊二烯橡胶和一种23.5wt％的苯乙烯基团为基础的基本合成橡胶；一种吸碘值在110g/kg以上，邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收值在115×10^-5m³/kg以上，氮吸附比表面积在130×10³m²/kg以上的增强的特殊有机填料；一种氮吸附比表面积在150×10³m²/kg以上的增强的特殊无机填料。

其中，所述吸碘值的检测标准为国标GB/T 3780.1-2006，具体步骤如下：取碘溶液浸润试样后，使其充分混合，振荡吸附后，用滴定法测定溶液剩余碘量，计算每单位质量试样吸附的碘量即为样品的碘吸附量。

所述DBP吸附值的测定方法为GB/T 3780.2-2007中的A法，具体步骤如下：用恒速滴定器将邻苯二甲酸二丁酯(DBP)加入到吸油计混合槽内的试样上，随着吸油量的增加，混合物的黏度不断增加，该黏度被传送到吸油计的扭矩传感器系统，待吸油计和滴定器关闭后读出加入油的体积，每单位质量炭黑吸附油的体积即为样品的DBP吸收值。

所述氮吸附比表面积的测定方法为：采用气体吸附仪(型号：Autosorb-iQ，厂家：QuantaChrome)测定试样的氮气吸脱附等温线，测定压力为p/p⁰＝10^-7～1。在计算程序中选择多点BET法直接得出样品的氮吸附比表面积值。

具体来说，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种轮胎胎面胶料，其特征在于，包括下述组分：

(1)橡胶主料100重量份：包括50-95份天然顺1,4-聚异戊二烯橡胶和5-50份苯乙烯-丁二烯共聚物的合成橡胶；

(2)配合剂：以100重量份的橡胶主料计，所述配合剂包括10-20重量份无机填料白炭黑。

优选的，上述胎面胶料中，所述合成橡胶中苯乙烯基团含量为23.5％。