[发明专利]全钢子午线轮胎胎肩垫胶组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全钢子午线轮胎胎肩垫胶组合物及其制备方法，属于橡胶轮胎技术领域。

背景技术

胎肩垫胶作为轮胎的心脏，肩部应力集中部位，在轮胎在行驶过程中，受长时间的形变和屈挠的下，肩部生热高，垫胶力学性能下降快，容易导致肩空等轮胎病象。因此需胎肩要垫胶具备生热低、耐屈挠性能好和高温下胶料的热稳定性好。

为了保证胎肩垫胶的屈挠疲劳性能，胎肩垫胶大多采用高硫低促的硫化体系，而对于这种硫化体系形成的多硫键在轮胎高温行驶下热稳定差，一旦力学性能的下降，容易出现肩部应力的变化，容易出现肩空。为了提升轮胎质量，降低肩空，改善肩部垫胶的热稳定性和低生热性显得尤为重要。目前大多数轮胎企业采用提高防老剂用量和抗硫化返原剂来提升胎肩垫胶的热稳定性和降低返原问题，虽然有一定的效果，但是效果不明显，且成本高。为提高轮胎的使用寿命，提高胎肩垫胶的热稳定性和降低垫胶生热，成为了轮胎研发人员的一个重要课题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种高性能全钢子午线轮胎胎肩垫胶橡胶组合物，所述的这种高性能全钢子午线轮胎胎肩垫胶橡胶组合物解决了轮胎胎肩垫胶生热高，定伸应力、拉伸强度等力学性能的稳定性差等技术问题，同时保证轮胎行驶过程中胎肩垫胶的所需的屈挠疲劳性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种全钢子午线轮胎胎肩垫胶组合物，其包括按重量份数计的如下组分：

作为优选方案，所述的填料为炭黑和白炭黑的混合物，其中炭黑的用量为10～35份，白炭黑的用量为15～30份；所述的偶联剂为双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物，用量为白炭黑重量份的10％～12％；所述的反应型交联剂为1,6-双(N,N′-二苯并噻唑氨基甲酰二硫)-己烷。优选地，炭黑可选N330炭黑、N326炭黑或N375高结构炭黑，补强效果好，加工性能好，用量为10～35重量份；白炭黑可采用高分散高结构白炭黑175GR或165GR，白炭黑用量为15～30重量份，且炭黑与白炭黑的总量在30～50重量份；所述偶联剂为双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物，其用量为白炭黑重量份的10％～12％，混炼时对白炭黑表面进行原位改性，改性后的白炭黑填料与橡胶大分子链之间直接的化学键合减弱了橡胶组合物的滞后效应，从而有效降低橡胶组合物动态状况下的生热。

作为优选方案，所述硫化剂为不溶性硫磺和促进剂，所述硫化剂与反应型交联剂的重量份数之和为2～6.5份。优选地，所述不溶性硫磺为IS7520。

作为优选方案，所述促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺，所述润滑剂选自硬脂酸和氧化锌中的一种或两种，所述防老剂选自N-(1，3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体中的一种或两种，所述防焦剂为N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺，所述活性剂为硬脂酸和氧化锌。

以不溶性硫磺、促进剂N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺和反应型交联剂1,6-双(N,N′-二苯并噻唑氨基甲酰二硫)-己烷形成硫化体系，可形成热力学稳定的具类似多硫键柔性的混合交联键，结构如下(x≤3)：橡胶-S_x-(CH₂)₆-S_x-橡胶，提高了胎肩垫胶橡胶组合物的热稳定性，同时大大降低了混炼胶在压出和成型时出现喷霜现象。

第二方面，本发明还提供了一种如前述的全钢子午线轮胎胎肩垫胶组合物的制备方法，其包括：

一段母炼胶的制备步骤；

终炼的步骤。

作为优选方案，所述一段母炼胶的制备步骤包括如下操作：

启动密炼机，设置密炼机的转子转速为45～55rpm，混炼压力为10～15MPa，冷却水温度30～40℃，转子温度为30～40℃，加入天然橡胶、炭黑、白炭黑和偶联剂Si-69，混炼30～50秒提上顶栓，接着往混炼室里投加氧化锌、硬脂酸、防老剂，混炼至温度为130～148℃提上顶栓、降低转速至25～40rpm，停留10～15秒压上顶栓，混炼至温度为145～160℃排胶，得到一段母炼胶；

作为优选方案，所述终炼的步骤包括如下操作：