[发明专利]一种硫化橡胶组合物的湿地粘附摩擦系数的计算方法及在轮胎设计中应用

说明书

本发明属于轮胎行业的应用领域，涉及到一种硫化橡胶组合物的湿地粘附摩擦系数的计算方法及在轮胎设计中应用。该方法兼顾胎面中的白炭黑用量和比表面积，以及胎面胶的粘弹性，可以在做成轮胎前就预测轮胎的湿地抓地性能，缩短开始周期，减少开发成本。

技术领域

本发明属于轮胎行业的应用领域，涉及到一种硫化橡胶组合物的湿地粘附摩擦系数的计算方法及在轮胎设计中应用。

背景技术

轮胎在湿地上的摩擦系数，直接关系到汽车在湿地上的刹车距离。

胎面胶作为直接与地面的接触部分，其物理性能和粘弹性特性，与刹车距离有关。

虽然行业普遍认为胎面胶在0℃时的tanδ存在一定相关性，但是其相关系数较弱。尤其是最近二三十年以来，白炭黑被用来填充到胎面胶中增加湿地摩擦系数以来，tanδ与湿地抓地力的相关性系数进一步减弱。

比如，一般认为0℃时tanδ越高，胎面胶湿地抓着性能越好。另一方面，白炭黑用量越大，胎面胶的湿地抓着性能越好。但是，白炭黑的加入，尤其是白炭黑的大量加入，会导致胎面胶0℃的tanδ降低。因此，通过粘弹性和白炭黑量来评估胎面胶的湿地抓着性能，实际上存在着一个悖论。

一般理论认为，硫化胶的摩擦系数，主要由滞后摩擦系数、粘附摩擦系数构成。在本人申请的发明(申请号：CN 2021100478352，申请日：20210114)“一种硫化橡胶组合物的湿地滞后摩擦系数的计算方法及在轮胎设计中应用”中，描述了硫化胶的滞后因子与湿地摩擦能力的关系。在本专利中，发现粘附摩擦系数与硫化胶的拉伸强度TB相关。并且，一步描述了粘附摩擦系数计算方法。

申请人申请的中国发明专利申请(公开号：CN111337274A，公开日：20200626)公开了一种使用便携式摆动摩擦系数测定仪(以下简称PSRT)预测轮胎抗湿滑性能的检测方法。采用PSRT测试仪用来检测不同橡胶配方在相同测试表面的摩擦系数，以此来预测轮胎抗湿滑性能。使用PSRT预测轮胎的抗湿滑性能，是一个非常简单、迅速、经济的测试方法，可以为实验室评价橡胶配方的抗湿滑性能提供更好的判断依据，间接的可以用来预测轮胎的抗湿滑性能。

在本发明中，兼顾胎面中的白炭黑用量和比表面积，以及胎面胶拉伸强度TB，得到一种硫化胶的湿地粘附摩擦系数的计算方法。使用该方法与我们用专利CN111337274A的预测轮胎抗湿滑性的方法一致性高，重现性好。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本申请的一个目的是提供一种硫化橡胶组合物的湿地粘附摩擦系数的计算方法，该方法兼顾胎面中的白炭黑用量和比表面积，以及胎面胶的湿地粘附摩擦，可以在做成轮胎前就预测轮胎的湿地抓地性能，缩短开始周期，减少开发成本。

为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：

一种硫化橡胶组合物的湿地粘附摩擦系数的计算方法，该方法包括以下的步骤：

1)湿地粘附摩擦因子计算：u₁＝TB/(E')ⁿ，

其中：0.3＜n＜0.8，TB为硫化后橡胶组合物25℃室温下测定硫化胶的拉伸强度，E'为硫化后橡胶组合物0℃时的弹性模量；

2)填料因子计算：u₂＝Total CTAB/1000，

Total CTAB＝S₁CTAB×S₁Phr+S₂CTAB×S₂Phr+……+S_nCTAB×S_nPhr，