[发明专利]一种航空轮胎用胎面橡胶材料及应用

说明书

本申请提供了一种航空轮胎用胎面橡胶材料及应用，该胎面胶主要由如下配方原料制得：100重量份的橡胶组分；0.5‑10重量份的端基改性聚丁二烯；35‑65重量份的补强炭黑；以及氧化锌、硬脂酸、防老剂、防焦剂、抗返原剂、促进剂和硫磺；所述橡胶组分为天然橡胶/顺丁橡胶并用胶或异戊橡胶/顺丁橡胶并用胶；所述补强炭黑为细粒子补强炭黑，依ASTM D1765分类的吸碘值不低于100mg/g；所述端基改性聚丁二烯的改性基团为羟基或羧基。本发明基于补强炭黑粒子表面所含的少量羟基、羧基、环氧基等，通过炭黑与端基改性聚丁二烯之间的偶联反应，改善橡胶与炭黑的界面作用，控制胎面胶动态生热，利于在高性能航空轮胎中的应用。

技术领域

本申请涉及胎面橡胶材料技术领域，具体涉及一种能够用于航空轮胎制造的胎面橡胶材料，即是一种航空轮胎用胎面橡胶材料及应用。

背景技术

航空轮胎被誉为轮胎工业“皇冠上的明珠”，作为航空器与地面接触的唯一部件，航空轮胎需要满足高速度、超高载荷、超高冲击三大极端工况下的使用要求。因此，与乘用车轮胎注重操控性、节能性、舒适性等诸多综合因素的平衡不同，航空轮胎对于安全性、可靠性、稳定性三大要素有着极端追求。胎面作为轮胎与地面直接接触的唯一部位，会首当其冲地受到极端工况的考验，所以胎面胶性能的优劣会对航空轮胎使用性能产生直接、显著的影响。

为了保障航空器和航空轮胎的安全性，胎面胶在机械性能方面需要具备极其优异的耐磨、耐刺扎、耐切割性能。另外，由于航空轮胎承载高、下沉量大，胎面部位在使用过程中的形变很大，势必会造成胎面部位的快速生热和升温，而高的生热会与机械应力作用耦合在一起，加速胎面部位的机械破坏。因此，在提高配方胶料机械性能的同时，抑制或降低动态生热，这对于高性能胎面胶和高端航空轮胎的开发大有裨益。

其中，炭黑作为橡胶配方中最重要的主要原材料之一，对于橡胶的补强和机械性能的提升具有决定性的作用。对于在极端工况下使用，对机械性能有着极端追求的航空轮胎胎面部位而言，在进行配方开发设计时，通常会选择小粒径、高结构度的高耐磨甚至超耐磨炭黑，作为补强填料。这种设计思路能够极大提高航空轮胎在行驶过程中的耐磨损、耐刺扎性能，提高航空轮胎的安全性、可靠性、稳定性和使役寿命。但是随着炭黑粒径的降低、结构度的提高，胶料的生热会显著增加，这对于航空轮胎整体性能的提升会产生负面作用。降低小粒径、高结构度炭黑的用量显然能够降低生热，但毫无疑问在一定程度上会牺牲胎面的机械性能。

发明内容

本发明旨在开发一种能够用于航空轮胎制造的胎面橡胶材料，所述的航空轮胎用胎面橡胶材料具有较高的机械性能，同时兼具低生热特性，利于在高性能航空轮胎中的应用。

本发明提供一种航空轮胎用胎面橡胶材料，其主要由如下配方原料制备得到：

100重量份的橡胶组分；

0.5-10重量份的端基改性聚丁二烯；

35-65重量份的补强炭黑；

以及氧化锌、硬脂酸、防老剂、防焦剂、抗返原剂、促进剂和硫磺；

所述橡胶组分为天然橡胶/顺丁橡胶并用胶或异戊橡胶/顺丁橡胶并用胶；所述补强炭黑为细粒子补强炭黑，依ASTMD1765分类的吸碘值不低于100mg/g；所述端基改性聚丁二烯的改性基团为羟基或羧基。

在本发明的实施例中，所述橡胶组分为天然橡胶/顺丁橡胶并用胶或异戊橡胶/顺丁橡胶并用胶，并用胶中二者总份数按100重量份计，顺丁橡胶为10～50重量份，优选为15～35重量份。

在本发明的实施例中，所述端基改性聚丁二烯的羟值高于0.4mmol/g或羧基值高于0.3mmol/g，所述端基改性聚丁二烯用量优选为1～5重量份。

在本发明的实施例中，所述补强炭黑的压缩吸油值不低于100cm³/100g，所述补强炭黑用量优选为40～55重量份。