[发明专利]轮胎胎面橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及橡胶领域，公开了轮胎胎面橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用，该组合物中含有主体橡胶、增强剂、功能化单体和自由基引发剂，所述功能化单体为单巯基类化合物，所述自由基引发剂中含有中温类引发剂和高温类引发剂，所述中温类引发剂为分解温度在40～100℃的自由基引发剂；所述高温类引发剂为分解温度大于100℃的自由基引发剂。加入不同自由基引发剂的方式，使得功能化单体均匀的分布于主体橡胶的分子链上，从而大幅度提升了增强剂在主体橡胶中的分散均匀性，由此获得了高强度、低滚阻、高抗湿滑、高耐磨的轮胎胎面用橡胶组合物。

技术领域

本发明涉及橡胶领域，具体地，涉及一种轮胎胎面橡胶组合物、一种利用所述轮胎胎面橡胶组合物制备硫化橡胶的方法以及由该方法制备得到的硫化橡胶、前述硫化橡胶在轮胎胎面胶中的应用。

背景技术

随着汽车的日益普及，石油的用量以及二氧化碳的排放量越来越高，并由此导致了石油资源的紧缺和全球气候的变暖。因此，一场降低油耗的汽车工业革命直接引发了汽车制造商对降低轮胎滚动阻力的要求。

在阻碍汽车前进的阻力中，滚动阻力占18-30％，滚动阻力能耗约占耗油量的14.4％，这意味着滚动阻力降低30％，则可节油4.5-6％。在降低滚动阻力的同时，轮胎还应具有较好的抗湿滑性能才能满足工业应用的需求。

通常情况下，抗湿滑性与滚动阻力可分别由硫化橡胶在0℃及60℃时的损耗因子tanδ值来表征。0℃时的tanδ值越大，抗湿滑性越好；60℃时的tanδ值越小，滚动阻力越低。要使胶料获得良好的综合性能，应尽量增大0℃时的tanδ值，减小60℃时的tanδ值。

CN101821328A在橡胶未进行溶剂脱除之前，通过化学键合的方式引入硅烷基团，得到了具有优异性能的湿滑性和耐磨性的二烯基橡胶，该方法虽然可以较好的在分子链上引入极性基团，但橡胶的溶剂脱除较困难，在溶剂脱除过程中容易产生交联，影响溶剂的脱除以及应用过程中加工困难。

CN102731723A采用自由基聚合机理把极性基团聚合到分子链中，众所周知，自由基聚合很难控制聚合物的结构，虽然该方法可以在分子链中引入极性基团，但主体橡胶的结构很难达到预期要求。

CN101319064A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、低滚动阻力和优异的物机性能。

CN101113217A提供的橡胶组合物包含不低于10重量份的具有不低于22nm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。

CN103159998A通过添加纳米级碳化硅粉末的方法，可以降低轮胎的滚动阻力，同时不影响胎面的耐磨性能，尤其是通过使用纳米碳化硅材料大大提高了轮胎的抗湿滑性能。

目前，世界上一些大公司也逐渐推出滚动阻力较低、抗湿滑性能较好的橡胶轮胎，并冠以“绿色轮胎”的美名。目前，“绿色轮胎”的填充体系以白炭黑为主。然而，不同比表面积的白炭黑赋予胶料的性能相差较大，要么偏向于强度、要么偏向于动态性能，无法做到同时兼顾。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种新的轮胎胎面橡胶组合物以及由该轮胎胎面橡胶组合物形成的硫化橡胶。本发明的硫化橡胶具有较高强度，同时具有较低的滚动阻力和高的抗湿滑性能，能够用于制备绿色轮胎胎面胶。