[发明专利]轮胎子口护胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种轮胎子口护胶及其制备方法和应用。所述轮胎子口护胶，包括如下重量份数的原料成分：天然橡胶10份‑90份、双官能化聚丁二烯橡胶10份‑90份、氧化石墨烯0.01份‑7.5份、白炭黑20份‑60份、炭黑10份‑20份和硅烷偶联剂4份‑10份，所述双官能化聚丁二烯橡胶的官能基团为胺基和硅氧烷基。本发明的轮胎子口护胶，通过设计物料组成和含量，得到一种高硬度、耐屈挠、低生热半钢子午线轮胎子口护胶，解决了轮胎子口护胶力学强度和硬度偏低、生热高等问题。

技术领域

本发明属于橡胶技术领域，具体涉及一种轮胎子口护胶及其制备方法和应用。

背景技术

轮胎子口又称趾口，是指轮胎橡胶与轮胎钢圈相接触的部分，主要起保护轮胎骨架的胎体帘布及钢丝子口包布作用。全钢子午线轮胎的胎圈位置为承受负载应力的集中区域、同时子口护胶与轮辋之间需要摩擦传递动力而产生摩擦生热的高温区，因此需要子口护胶在高温和高应力环境下具有更加优异的性能，防止子口护胶因高温老化导致性能快速下降或在高应力作用下出现撕裂破坏。

传统的子口护胶配方中通常使用天然橡胶，但天然橡胶价格高，难加工。因此，大部分轮胎企业通过在配方中添加聚丁二烯橡胶，在解决加工问题的同时降低生产成本。但添加聚丁二烯橡胶后轮胎性能难以保证，制品力学强度、硬度、生热性能下降明显。

因此，需要研发一种新的子口护胶，在不升级设备、不提升能耗的前提下，降低子口护胶的混炼加工要求，加强子口护胶耐磨、抗疲劳破坏性能，从而提高轮胎性能，得到高性能轮胎。

发明内容

本发明提供了一种轮胎子口护胶，通过设计物料组成和含量，得到一种高硬度、耐屈挠、低生热半钢子午线轮胎子口护胶，解决了轮胎子口护胶力学强度和硬度偏低、生热高等问题。

本发明还提供了上述轮胎子口护胶的制备方法，操作简单，便于工业化生产，成本低，可以制备得到一种高硬度、耐屈挠、低生热半钢子午线轮胎子口护胶，解决了轮胎子口护胶力学强度和硬度偏低、生热高等问题。

本发明提出的技术方案是：

第一方面，本发明提出一种轮胎子口护胶，包括如下重量份数的原料成分：天然橡胶10份-90份、双官能化聚丁二烯橡胶10份-90份、氧化石墨烯0.01份-7.5份、白炭黑20份-60份、炭黑10份-20份和硅烷偶联剂4份-10份；

其中，所述双官能化聚丁二烯橡胶的官能基团为胺基和硅氧烷基。

具体地，本发明中，采用了具有胺基和硅氧烷基的双官能化聚丁二烯橡胶作为原料，利用所含的胺基官能基团与氧化石墨烯中的羧基发生脱水缩合反应，能够得到一种具有优异力学性能的复合材料。机理应该是，双官能化聚丁二烯橡胶与氧化石墨烯能够更稳定地结合，产生更大的界面作用，阻止或破坏了氧化石墨烯极性基团之间的团聚，从而提高了氧化石墨烯在聚丁二烯橡胶中的分散性，同时提高了其力学性能。该反应机理可以通过图1来反映。

本发明作为原料之一的具有胺基和硅氧烷基的双官能化聚丁二烯橡胶，相比于聚丁二烯橡胶的结构，二个端基上分别引入了胺基和硅氧烷基，可以商购，也可以选择适当的单体通过聚合反应得到，例如，可以采用金属锂或烷基锂催化剂，使丁二烯单体发生聚合反应过程中同时或分步引入胺基和硅氧烷基，作为具体实施例的合成方法，可以包括以下步骤：