[发明专利]一种硫化橡胶组合物的湿地滞后摩擦系数的计算方法及在轮胎设计中应用

说明书

本发明属于轮胎行业的应用领域，涉及到一种硫化橡胶组合物的湿地滞后摩擦系数的计算方法及在轮胎设计中应用。该方法兼顾胎面中的白炭黑用量和比表面积，以及胎面胶的粘弹性，可以在做成轮胎前就预测轮胎的湿地抓地性能，缩短开始周期，减少开发成本。

技术领域

本发明属于轮胎行业的应用领域，涉及到一种硫化橡胶组合物的湿地滞后摩擦系数的计算方法及在轮胎设计中应用。

背景技术

轮胎在湿地上的摩擦系数，直接关系到汽车在湿地上的刹车距离。

胎面胶作为直接与地面的接触部分，其物理性能和粘弹性特性，与刹车距离有关。虽然行业普遍认为胎面胶在0℃时的tanδ存在一定相关性，但是其相关系数较弱。尤其是最近二三十年以来，白炭黑被用来填充到胎面胶中增加湿地摩擦系数以来，tanδ与湿地抓地力的相关性系数进一步减弱。

比如，一般认为0℃时tanδ越高，胎面胶湿地抓着性能越好。另一方面，白炭黑用量越大，胎面胶的湿地抓着性能越好。但是，白炭黑的加入，尤其是白炭黑的大量加入，会导致胎面胶0℃的tanδ降低。因此，通过粘弹性和白炭黑量来评估胎面胶的湿地抓着性能，实际上存在着一个悖论。

申请人申请的中国发明专利申请(公开号：CN111337274A，公开日：20200626)公开了一种使用便携式摆动摩擦系数测定仪(以下简称PSRT)预测轮胎抗湿滑性能的检测方法。采用PSRT测试仪用来检测不同橡胶配方在相同测试表面的摩擦系数，以此来预测轮胎抗湿滑性能。使用PSRT预测轮胎的抗湿滑性能，是一个非常简单、迅速、经济的测试方法，可以为实验室评价橡胶配方的抗湿滑性能提供更好的判断依据，间接的可以用来预测轮胎的抗湿滑性能。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本申请的一个目的是提供一种硫化橡胶组合物的湿地滞后摩擦系数的计算方法，该方法兼顾胎面中的白炭黑用量和比表面积，以及胎面胶的粘弹性，可以在做成轮胎前就预测轮胎的湿地抓地性能，缩短开始周期，减少开发成本。

为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：

一种硫化橡胶组合物的湿地滞后摩擦系数的计算方法，该方法包括

1)粘弹性因子计算：u₁＝1000×tanδ(0℃)/Hs，

其中：Hs为硫化后橡胶组合物在室温下的硬度，tanδ(0℃)为硫化后橡胶组合物在0℃滞后损失；

2)填料因子计算：u₂＝log(Total CTAB)，

Total CTAB＝S₁CTAB×S₁Phr+S₂CTAB×S₂Phr+……+S_nCTAB×S_nPhr，

其中：S₁ CTAB为第一种白炭黑的CTAB值，S₁Phr为第一种白炭黑的质量份；S₂ CTAB为第二种白炭黑的CTAB值，S₂Phr为第二种白炭黑的质量份；S_nCTAB为第n种白炭黑的CTAB值，S_nPhr为第n种白炭黑的质量份；

硫化橡胶组合物滞后摩擦因子u_hys＝u₁+u₂。

作为优选，所述的步骤1)中将橡胶组合物进行硫化，在动态机械分析仪，实施温度扫描；测试结果得到扫描温度范围内各个温度下的弹性模量E'，粘性模量E和滞后损失tanδ。

再优选，温度扫描范围为：-80～100℃；扫描频率为：30Hz；动应变为：0.5％。