[发明专利]一种轮胎胎面胶料组合物及其混炼方法和低滚阻全钢子午线轮胎

说明书

本发明涉及轮胎制造新材料技术领域，具体涉及一种轮胎胎面胶料组合物及其混炼方法和低滚阻全钢子午线轮胎。一种轮胎胎面胶料组合物，该组合物由包括以下组分的原料混炼制得：生胶100phr，炭黑35‑50phr，硅格粉5‑15phr，硅烷偶联剂1.0‑2.0phr，有机硫代磷酸盐0.2‑0.8phr。本发明优势主要体现在，将新硅格粉与硅烷、有机硫代磷酸盐偶联用于全钢子午线轮胎胎面配方，在具有比白炭黑更低生热特性的同时，克服了使用白炭黑分散困难问题，提高胶料加工性能的同时磨耗性能损失较小，并且比重轻，节油，价格低廉，有利于工业化生产，经济价值综合提升。

技术领域

本发明涉及轮胎制造新材料技术领域，具体涉及一种轮胎胎面胶料组合物及其混炼方法和低滚阻全钢子午线轮胎。

背景技术

轮胎滚动阻力主要是由于轮胎反复变形产生滞后损失从而造成能量损失，而能量是靠燃油供给的，降低轮胎滚动阻力意味着节油。相关研究认为轮胎滚动阻力油耗达整车油耗的15％左右。降低油耗，减少污染物尾气排放，促进生态可持续发展，绿色低滚阻轮胎概念应运而生。米其林公司于1992年首次研发出低滚动阻力轮胎，欧盟、美国等已对乘用车排放(或燃油限)设定了部分标准，我国也在2020年开始对汽车要求实施国六标准。

轮胎胎面配方中生胶体系、补强体系是影响胶料损耗因子tanδ的两大主要因素(tanδ用以表征滚动阻力)。低滚动阻力胎面配方设计，全钢子午线轮胎生胶一般选用天然橡胶NR 为主，部分并用顺丁橡胶BR及溶聚丁苯胶SSBR等。炭黑补强体系容易形成填料网络，滞后损失增加；技术人员一般通过添加白炭黑来降低滞后损失，但白炭黑因其表面活性基团容易团聚，导致其在橡胶中分散困难，通过硅烷偶联作用一定程度上减少了聚集效应，但是含白炭黑配方仍存在加工困难等问题；同时白炭黑比重大，配方中使用白炭黑会使轮胎重量增加，节油效果打折扣。

专利CN110305374 A中在N220与白炭黑的配方中加入活性粉煤灰，提高生产效率降低配方成本，物性微损失5-10％，但因使用白炭黑，分散困难问题尚未解决，并未对磨耗作相关说明。

硅格粉由哈尔滨硅格新材料有限公司生产，是属于生物基粒子，来源于自然界，价格低廉，为天然硅矿石/硅藻土经深度纯化/复合而成。如申请人子公司杭州中策清泉实业有限公司申请的中国发明专利申请(公开号：CN112080161A公开日：20201215)公开了硅格粉主伸展功能，提高橡胶的伸长率，减少形变生热，降低橡胶轮胎的滚动阻力。但由于硅格粉分子内含有较多的活性官能团，直接在橡胶中投加使用时分子内基团相互作用较多，导致硅格粉在橡胶中分散不均匀，形成大颗粒状及块状分布，反而破坏了橡胶的性能。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本申请的目的是提供一种轮胎胎面胶料组合物，该组合物使用硅格粉并用硅烷偶联剂及有机硫代磷酸盐类/磷酸酯类在配方中原位偶联橡胶消除或减弱表面效应，降低生产成本的同时耐磨性损失较小。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种轮胎胎面胶料组合物，该组合物由包括以下组分的原料混炼制得：

作为优选，该组合物由包括以下组分的原料混炼制得：

作为优选，所述生胶选用天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶中的一种或两种。

作为优选，所述炭黑用N134或N234，更为优选地使用N134。

作为优选，硅烷偶联剂用双—三乙氧基硅丙基四硫化物、二硫化物或巯基硅烷；有机硫代磷酸盐使用烷基硫代磷酸锌如二硫代磷酸-O,O-二烷基酯锌盐。。