[发明专利]一种耐切割耐磨的工程机械轮胎胎面胶及其制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种耐切割耐磨的工程机械轮胎胎面胶及其制备方法及应用，所述胎面胶包括质量份数的如下组分：以天然橡胶的总质量为100份计，含有环氧化天然橡胶5～65份，优选为10～40份；炭黑30～75份，优选为40～65份；白炭黑15～45份，优选为20～40份。本发明在天然胶中加入环氧天然胶，环氧基团的存在导致链段内摩擦大，继而通过内摩擦，以生热的形式缓解应力对材料的破坏，大大提高了胎面胶的耐切割耐磨性能。

技术领域

本发明涉及橡胶轮胎领域，具体涉及一种耐切割耐磨的工程机械轮胎胎面胶及其制备方法及应用。

背景技术

工程机械轮胎主要用作轮式工程车辆和工程机械的充气轮胎。主要应用在像矿山、建筑工地这种苛刻路面上，容易被坚硬的石子割伤，因此对轮胎的耐切割、抗崩花性能、以及耐磨性能是一种考验。尤其像轮式装载机或推土机这种行驶速度慢，运输距离短、对生热要求不高的工程机械轮胎来说，优异的耐切割性能以及耐磨性能对轮胎使用寿命的延长，以及使用成本的降低具有重要的意义。

在已有的提高耐切割技术中，大多是在天然胶中并用耐切割、抗崩花性能更好的丁苯胶。但是在白炭黑填充的胶料中，环氧胶的替代能与白炭黑发生物理及化学相互作用，促进白炭黑在基体的良好分散，使胶料达到更优异的性能，而丁苯胶则没有这样的作用。

专利CN106084327A中提到天然橡胶和环氧化天然橡胶的加入，制备抗滑橡胶轮胎，克服了普通轮胎的滚动阻力大、抗湿滑性能差等安全隐患等问题，并未提及耐切割耐磨方面的性能，而本申请致力于采用环氧天然橡胶的环氧基团与白炭黑反应促进白炭黑分散，又利用环氧基团的极性增加复合材料的内摩擦消耗能量，因此提高工程机械轮胎胎面胶耐切割耐磨方面的性能。

发明内容

本发明的目的之一是解决现有技术中工程轮胎在苛刻路面的工作环境中易割裂划伤等技术问题，提供一种耐切割耐磨的工程机械轮胎胎面胶。

本发明的目的之二是为解决现有技术中工程机械轮胎胎面胶制备方法复杂，成本高等问题，提供一种耐切割耐磨的工程机械轮胎胎面胶的制备方法，该方法中环氧化天然橡胶与羟基的反应，环氧化天然橡胶与天然橡胶之间的共硫化可以在相同温度和压力下同时进行，可以节约大量时间和成本，而且简单易操作。

为了实现上述目的之一，本发明是通过以下技术方案实现的：本发明所述的一种耐切割耐磨的工程机械轮胎胎面胶，包括质量份数的如下组分：以天然橡胶的总质量为100份计，含有环氧化天然橡胶0～65份，优选为10～40份；炭黑30～75份，优选为40～65份；白炭黑15～45份，优选为20～40份。

上述技术方案中，所述环氧化天然橡胶的环氧化度为10mol％～50mol％，优选为20mol％～40mol％，环氧基团过少起不到耐磨耐切割的作用，环氧基团过多使极性进一步变大，与天然橡胶相容性变差。

所述炭黑为炭黑N115和炭黑N234中的至少一种；所述白炭黑为沉淀法白炭黑175、沉淀法白炭黑165和高分散白炭黑1165中的至少一种；炭黑和白炭黑的配比为5∶(1～3)。

上述技术方案中，所述炭黑为炭黑N115和炭黑N234中的至少一种，优选为炭黑N115和炭黑N234同时加入，炭黑N115和炭黑N234的配比范围为4：(3～6)，优选为5：4；所述白炭黑为沉淀法白炭黑175、白炭黑165和高分散白炭黑1165中的至少一种；炭黑和白炭黑配比为5∶(1～3)，优选为5：3。炭黑体系采用高比表面积和高结构度的炭黑，但比表面积过大可能使得炭黑的分散性变差，所以采用炭黑N115与炭黑N234并用的方法来平衡这种作用，以致达到良好的补强作用、耐切割性能及耐磨性能；此外，与炭黑相比，白炭黑表面能高，变形过程中能够消耗更多的变形能，抑制裂口的增长，所以白炭黑与炭黑的并用又能进一步提高胶料的耐切割性能。

上述技术方案中，所述天然橡胶为1#烟片胶、3#烟片胶、马来西亚标准天然胶、泰国标准天然橡胶或全乳橡胶。