[发明专利]一种高抗湿滑轮胎胎面橡胶复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，具体涉及一种高抗湿滑轮胎胎面橡胶复合材料 及其制备方法。

背景技术

优良的抗湿滑性能、较低的滚动阻力和高耐磨性能是构成高性能轮胎三大 关键指标。而轮胎的这三大性能存在一个魔鬼三角定律，也就是说很难在不影 响其它两项性能的情况下，提升其中某一项性能指标。轮胎的这些性能在很大 程度上依赖于制备轮胎的橡胶材料的黏弹性能。从橡胶黏弹性角度，轮胎橡胶 的滚动阻力可由其动态粘弹谱图中60℃时的tanδ值来表征，该值越低表明轮胎的 滚动阻力越低；轮胎橡胶的抗湿滑性能则由动态粘弹谱图中0℃时的tanδ值来表 征，其值越高代表轮胎胎面较高的抗湿滑性能。也就是说，为了降低轮胎的滚 动阻力，提高其耐磨性能，要选用具有较高回弹性的橡胶材料；如果要改善轮 胎的抗湿滑性能，则需要使用具有较高能量损失的橡胶材料。为了平衡这一矛 盾，在实际轮胎生产中，人们将不同黏弹性能的橡胶材料进行混炼硫化，从而 获得综合性能优良的轮胎制品。

3,4-异戊橡胶是一种能够显著提高0℃时的tanδ值(轮胎抗湿滑性能的重要指 标)，几乎不影响60℃时的tanδ值(轮胎滚动阻力的衡量指标之一)的一种新型 橡胶材料。固特异公司的专利表明(US5104941，EP1911797A1,EP0524339A1)， 在轮胎的胎面胶中引入锂系或铁系3,4-异戊橡胶可有效提高轮胎胎面胶0℃的tan δ值，从而改善其抗湿滑性能。然而迄今为止还没有稀土3,4-异戊橡胶用于轮胎 胎面胶的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种高抗湿滑轮胎胎面橡胶复合材料及其制备方法， 该复合材料采用稀土3,4-异戊橡胶用于轮胎胎面胶，可以有效提高轮胎的抗湿滑 性能，并且可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，本发明的技术方案具体如下：

一种高抗湿滑轮胎胎面橡胶复合材料，包括以下成分：配合比例以重量计， 所有二烯烃类橡胶总重为100份；所述二烯烃类橡胶包括溶聚丁苯橡胶、顺丁橡 胶和稀土3,4-异戊橡胶；

溶聚丁苯橡胶65～90份，其玻璃化转变温度在-40℃到-20℃之间；

顺丁橡胶5～15份，其玻璃化转变温度在-95℃到-105℃之间；

稀土3,4-异戊橡胶5～20份，其玻璃化转变温度在-20℃到20℃之间；所述稀 土3,4-异戊橡胶为不含凝胶的、聚合物分子链由3,4-结构单元和1,4-结构单元构成 的稀土3,4-异戊橡胶；

增塑剂30～70份；

白炭黑50～120份；所述白炭黑的表面积为80-130m²/g；

炭黑5～30份；

硅烷偶联剂0.5～20份；

硬脂酸0.5～3份；

氧化锌2～5份；

硫磺1～3份；

防老剂1～5份；

促进剂1～5份。

在上述技术方案中，所述溶聚丁苯橡胶的苯乙烯含量在20％到30％之间。

在上述技术方案中，所述稀土3,4-异戊橡胶是利用稀土催化剂配位聚合制备 的，其3,4-结构单元摩尔含量在50％到90％之间。

在上述技术方案中，所述稀土3,4-异戊橡胶是3,4-结构单元摩尔含量为 55％-80％，顺式1,4-结构单元和反式1,4-结构单元的总摩尔含量为10％～50％，不 含1,2-结构单元的聚异戊二烯。

在上述技术方案中，所述增塑剂为芳烃油、脂肪油和环烷烃油中的一种或 两种。

在上述技术方案中，所述增塑剂为MES、TDAE、重环烷烃油和填充油中的 一种或两种。

在上述技术方案中，所述硅烷偶联剂配合白炭黑使用，其用量为所用白炭 黑质量的6％～15％。

一种高抗湿滑轮胎胎面橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

按照上述重量份称取各组分，采用下述混炼方法进行炼制：

一段混炼：在密炼机中，填充系数为0.66-0.72，加入溶聚丁苯橡胶、顺丁橡 胶、稀土3,4-异戊橡胶、白炭黑、炭黑和硅烷偶联剂进行混炼，混炼时胶料温度 控制在145℃-165℃，混炼时间为180-240秒，混炼完毕卸下胶料，得到一段混 炼胶；