[发明专利]用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶及其制备方法

说明书

本发明提出一种用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶及其制备方法，属于胎面胶技术领域，该胎面胶包括按重量份计的如下组分：基体橡胶0～80份、湿法混合胶30～153份、活性剂2～8份、炭黑0～50份、白炭黑0～20份、硅烷偶联剂0～4份、促进剂1～3份、防老剂3～6份、硫化剂1～2份；其中，所述湿法混合胶由0.1～3份碳纳米管、0.1～1份石墨烯、10～50份裂解炭黑与20～100份天然橡胶通过湿法混炼获得；所述湿法混合胶中的天然橡胶与所述基体橡胶总份数为100份。该胎面胶具有优异的材料力学性能、良好的加工工艺性能，生产成本低，有利于促进废旧轮胎的循环利用。

技术领域

本发明属于胎面胶技术领域，尤其涉及一种用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶及其制备方法。

背景技术

近年来，随着全球汽车工业快速发展，各国汽车拥有量与日俱增，随之而来的是汽车废旧轮胎越积越多，严重危害人类赖以生存的环境，破坏生态平衡，世界各国已开始关注废旧轮胎的回收处理。目前，对废旧轮胎回收循环利用最有效、最环保的方法就是采用热裂解技术处理废旧轮胎，热裂解废旧轮胎经过粉碎、除杂、高温热裂解、去除裂解产生的油气，再经过浮选去除钢丝等杂质，即可得到高碳素物质——裂解炭黑。

目前，裂解炭黑主要以部分取代炭黑的方式应用于轮胎橡胶组合物中，然而，由于废旧轮胎热裂解炭黑的灰分较高，表面活性基团被掩埋，与橡胶的界面结合作用差，补强性差，限制了裂解炭黑的应用，尤其是在胎面胶中，由于胎面胶要求耐磨，需表面积与结构较高的炭黑，较不适合裂解炭黑取代。专利CN106928518A公开了一种碳纳米管复合高性能轮胎用胎面胶，其采用裂解炭黑的同时，复合了碳纳米管，获得胎面胶的耐磨性和导热系数高，滚动阻力和耐久生热低。然而，为了达到胎面补强要求，碳纳米管的使用量较大，生产成本较高。此外，由于裂解炭黑粉尘易飞扬，给生产带来极大不便。

因而，如何在低成本下将裂解炭黑应用于胎面胶，同时保证胎面胶具有良好的使用性能，从而拓宽裂解炭黑的应用，更好的实现废旧轮胎的循环利用，是当前急需解决的一项技术问题。

发明内容

本发明针对上述的技术问题，提出一种用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶及其制备方法，将裂解炭黑、碳纳米管和石墨烯以湿法混合胶的形式作为胎面胶的组分，获得的胎面胶具有优异的材料力学性能、良好的加工工艺性能，同时，该胎面胶的生产成本低，有利于促进废旧轮胎的循环利用。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶，包括按重量份计的如下组分：基体橡胶0～80份、湿法混合胶30～153份、活性剂2～8份、炭黑0～50份、白炭黑0～20份、硅烷偶联剂0～4份、促进剂1～3份、防老剂3～6份、硫化剂1～2份；其中，所述湿法混合胶由0.1～3份碳纳米管、0.1～1份石墨烯、10～50份裂解炭黑与20～100份天然橡胶通过湿法混炼获得；所述湿法混合胶中的天然橡胶与所述基体橡胶总份数为100份。

作为优选，所述基体橡胶为天然橡胶。

作为优选，所述基体橡胶由天然橡胶和顺丁橡胶组成，其中，天然橡胶为0～60份，其余为顺丁橡胶；所述顺丁橡胶的顺式含量在96％以上。

作为优选，所述湿法混合胶中，所述天然橡胶、裂解炭黑、碳纳米管和石墨烯的重量比为100:50:2:1。

作为优选，所述碳纳米管的管径为30～50nm，长度为0.5～2μm。

作为优选，所述石墨烯的片层厚度为1～4nm，二维尺寸为100～400nm。

作为优选，所述裂解炭黑为废旧轮胎热裂解炭黑，其邻苯二甲酸二丁酯吸收值为(80～100)×10^-5m³/kg、吸碘值为80～130g/kg、比表面积为60～80m²/g、125℃下加热减量为0.5％～1.5％。