[发明专利]一种高性能轮胎胎面胶及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高性能轮胎胎面胶及其制备方法。该轮胎胎面胶的配方质量份数组成为：天然橡胶60～90份，顺丁橡胶0～20份，低分子量反式丁二烯‑异戊二烯共聚橡胶9～20份，炭黑40～60份，白炭黑0～20份，硅烷偶联剂0～2份，氧化锌1～5份，硬脂酸1～5份，硫黄0.3～3份，促进剂0.5～5份，防老剂1～3份，其他助剂1～10份。本发明采用低分子量反式丁二烯‑异戊二烯共聚橡胶改性轮胎胎面胶，其硫化胶拉伸强度提高15～20％，撕裂强度提高1％～20％，60℃损耗因子降低4％～20％，磨耗降低10％～25％。本发明的轮胎胎面胶胶料的各项性能满足轮胎胎面胶性能。

技术领域

本发明涉及一种高性能轮胎胎面胶，尤其涉及低分子量反式丁二烯-异戊二烯共聚橡胶在轮胎胎面胶中的应用及高性能轮胎胎面胶的制备方法。

背景技术

中国是轮胎生产大国，也是轮胎出口大国。欧盟标签法的实施对我国轮胎工业造成了重大的冲击，迫使我国轮胎行业不断提高轮胎等级，开发新材料、研制新配方。轮胎中的“魔鬼三角”：滚动阻力、磨耗和抗湿滑性是影响轮胎性能的重要指标。在橡胶工业中，通常会使用软化剂，这类物质通常含有环芳烃化合物，人体与其接触会有毒，且多数具有污染性。随着国家对环保的重视，芳烃油的使用受到限制。低分子橡胶的使用可以替代芳烃油，既能够降低有毒化合物，减少材料污染，又能够增加橡胶的加工操作性。同时，低分子橡胶由于含有双键，硫化时能够参与交联，成为硫化网络中的组成部分，与芳烃油比具有优良的物理、化学稳定性。

自1943年液体聚硫橡胶问世以来，目前不同的橡胶种类几乎都其对应的低分子量橡胶牌号，包括液体聚丁二烯橡胶(LBR)、液体丁腈橡胶、液体聚异戊二烯橡胶(LIR)、液体丁苯橡胶(LSBR)、液体硅橡胶、液体乙丙橡胶、液体聚硫橡胶和液体聚氨酯橡胶等(《橡胶科技市场》)。日本可乐丽公司生产的多种牌号低分子量液体聚二烯烃橡胶，如LIR、LBR、LSBR被广泛应用在橡胶制品领域(www.kuraray.com)。低分子量橡胶目前多用与胶黏剂和密封材料，在轮胎中的胎面胶和胎圈中也得到应用。低分子橡胶应用在轮胎中可以改善橡胶的填料分散，在轮胎的胎圈中可以减少窝气现象。低分子量橡胶的应用能够改善橡胶的加工性能、便于实现生产的连续化和自动化，但也存在生产成本高的缺点。《特种橡胶制品》中报道了液体橡胶的制备及其在天然橡胶中的应用。《橡胶工业》中也报道了液体橡胶在天然橡胶(NR)和顺丁橡胶(BR)并用体系中的研究，并对液体橡胶在NR/BR体系中对其微观结构和硫化胶的性能做了表征(《合成橡胶工业》)。《材料导报》对液体丁二烯-异戊二烯共聚物在NR/BR并用体系中的应用也做了报道。

本发明涉及的低分子量反式丁二烯-异戊二烯共聚橡胶，不同于已报道的以高顺式-1,4-结构或混合结构为主的LIR或LBR等液体橡胶，而是一种反式结构含量大于92％的丁二烯和异戊二烯多嵌段共聚物，既含有可结晶的反式-1，4-聚丁二烯(TPB)嵌段，又含有可结晶的反式-1，4-聚异戊二烯(TPI)嵌段，不仅可改善混炼胶的加工性，而且可作为相容剂改善天然橡胶和顺丁橡胶的相容性，同时可结晶性也赋予混炼胶更好的综合力学性能。

发明内容

本发明的目的之一是解决芳烃油在轮胎使用中的迁移及污染问题，提供一种可参与硫化交联的低分子量反式丁二烯-异戊二烯共聚橡胶并用到轮胎胎面胶中，起到改善胶料的加工混炼性能，同时参与硫化交联的作用。

本发明的另一个目的是改善天然橡胶与顺丁橡胶的相容性，提供一种低分子量反式丁二烯-异戊二烯共聚橡胶作为相容剂并用到轮胎胎面胶中的配方体系。

本发明的另一个目的是提供一种高性能轮胎胎面胶，其硫化胶的拉伸强度可提高15～20％，撕裂强度提高1％～20％，60℃的损耗因子降低4％～20％，磨耗降低10％～25％。

本发明的再一个目的是提供一种高性能轮胎胎面胶的制备工艺。

为此，本发明提供了一种高性能轮胎胎面胶，采用低分子量反式丁二烯-异戊二烯共聚橡胶改性天然橡胶或天然橡胶/顺丁橡胶并用体系，混炼胶配方以重量份计，由以下组份组成：