一種用于半鋼子午線輪胎胎面的橡膠組合物的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于制作半鋼子午線輪胎胎面膠的橡膠組合物，該橡膠組合物特 別適合用于制作冬季使用的半鋼子午線輪胎的胎面。本發(fā)明屬于橡膠和輪胎工業(yè)生產(chǎn)技術 領域。
【背景技術】
[0002] 隨著綠色環(huán)保輪胎的發(fā)展，W及為了滿足歐盟輪胎標簽法規(guī)的要求，國際橡膠界 紛紛采用W溶聚下苯橡膠為主的橡膠組合物制作轎車子午線輪胎的胎面膠，其中包括全部 使用溶聚下苯橡膠或者W溶聚下苯橡膠并用部分順下橡膠的方案。也有廠家使用溶液聚合 法苯己帰-下二帰-異戊二帰橡膠，即溶液聚合法H元集成橡膠。按照設想，H元集成橡膠 既類似于異戊橡膠的較好綜合性能，又有順下橡膠一樣好的耐磨性能，并免除了不同橡膠 并用所必須的物理共混，可W達到微觀均勻，且節(jié)省加工工時和能源的消耗。但是，由于采 用乳聚方法比較難W控制H元共聚，因此最初的H元集成橡膠都是溶液聚合法合成的，W 至于業(yè)界默認為所述及的H元集成橡膠就是溶液聚合H元集成橡膠。
[0003] 實際應用表明，溶液聚合法H元集成橡膠相對于下苯橡膠其物理性能稍差，尤其 是玻璃化溫度偏高，使得其在提升了抗?jié)窕阅艿耐瑫r耐低溫性能變差，甚至難W滿足輪 胎在冬季的使用要求，因此需要并用部分順下橡膠。該一點與H元集成橡膠設計初衷是相 矛盾的，也部分抹殺了其相對于溶聚下苯橡膠的技術優(yōu)勢。
[0004] 本發(fā)明所涉及的乳液聚合法苯己帰-下二帰-異戊二帰橡膠即乳聚法H元集成橡 膠是近年來被研發(fā)出來的新型H元集成橡膠。該種新型的合成橡膠品種由中國大連理工大 學李揚教授等率先開發(fā)成功，并與齊魯石化公司橡膠廠合作進行了進一步的生產(chǎn)性研究。 李揚等對該乳液聚合H元集成橡膠的方法申請了專利，其專利公開號為CN101463110A巧L 聚苯己帰-異戊二帰-下二帰H元共聚物及其制備方法)。北京橡膠工業(yè)研究設計院受巧對 該乳液聚合法H元集成橡膠的基本性能進行了評價W及應用性研究，認為結(jié)構(gòu)合理的乳聚 法H元集成橡膠其物理性能不亞于乳聚下苯橡膠的某些品種，甚至可W達到接近于天然橡 膠，優(yōu)于溶聚下苯橡膠和溶液聚合法H元集成橡膠。特別是該種橡膠的玻璃化溫度低于溶 液法H元集成橡膠，因此具備在較低的溫度環(huán)境下使用的可能。同時與溶聚法H元集成橡 膠相比乳聚法H元集成橡膠在合成工藝中大幅度減少使用有機溶劑，因此更為節(jié)能、環(huán)保。
[0005] 試驗表明，該乳聚法H元集成橡膠可W不與天然橡膠、順下橡膠等橡膠品種并用， 而單獨作為生膠組分制作相應的橡膠組合物，應用于制作半鋼子午線輪胎的胎面。該橡膠 組合物的抗?jié)窕阅芎蜐L動阻力性能可與溶聚下苯橡膠為主的胎面橡膠組合物相當，從而 適合制作半鋼子午線輪胎的胎面，特別適于制作冬季使用的轎車輪胎。
[0006]綜上所述，采用乳聚法H元集成橡膠制備的橡膠組合物在輪胎生產(chǎn)領域有良好的 應用前景。由于該乳聚法H元集成橡膠系一種新型的合成橡膠品種，國內(nèi)外針對其進行的 應用研究十分有限，經(jīng)過檢索和查詢并未發(fā)現(xiàn)相關的專利文獻和技術報道。本發(fā)明所針對 的半鋼子午線輪胎領域更是未見其應用和評價的相關報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明針對一種新型合成橡膠乳聚法H元集成橡膠特別設計了橡膠組合物的組 成、制備方法和使用目標。即；單獨使用乳液聚合法H元集成橡膠制備一種高性能的輪胎胎 面橡膠組合物；使用符合歐盟輪胎標簽法規(guī)要求的環(huán)保型操作油，從而使該胎面膠料完全 符合歐盟綠色輪胎的環(huán)保要求；該橡膠組合物的抗?jié)窕阅芎蜐L動阻力性能可與溶聚下苯 橡膠為主的胎面橡膠組合物媳美，從而適合制作半鋼子午線輪胎的胎面，特別適于制作冬 季使用的轎車輪胎。由于單獨使用乳液聚合法H元集成橡膠，不并用天然橡膠，也不并用其 它種類的合成橡膠，且其加工工藝減除了在煉膠工藝中W往并用橡膠品種所必須的共混過 程，節(jié)省加工工時和能源的消耗。
[000引 技術方案 本發(fā)明通過W下技術方案實現(xiàn)： 1、在該橡膠組合物中W百分比計，橡膠組合物所使用的橡膠生膠100%為乳液聚合法 合成的苯己帰-下二帰-異戊二帰H元集成橡膠，不并用天然橡膠，也不并用其它種類的合 成橡膠。該乳聚H元集成橡膠的分子結(jié)構(gòu)具有W下特點： A結(jié)合苯己帰含量23. 5%±40/0， B結(jié)合1，2- 了二帰含量在10%左右， C結(jié)合1，2-異戊二帰含量不高于3%, D結(jié)合1，4-異戊二帰含量不高于30%。
[0009] 2、在該橡膠組合物中包含了較高比例的白炭黑。具體而言，W質(zhì)量份數(shù)計每100 份橡膠生膠加入不低于40份的白炭黑，白炭黑的最高使用份數(shù)不高于125份。由于提高了 白炭黑的質(zhì)量份數(shù)，故在該橡膠組合物中相應減少炭黑用量，W控制組合物得到適當?shù)挠?度和物理機械性能。
[0010] 3、為了符合歐盟標簽法規(guī)的環(huán)保性能要求，在該橡膠組合物中使用了環(huán)保型的操 作油。具體的使用量為W 100份橡膠生膠為基準，添加的操作油質(zhì)量份數(shù)為：T50份。其操 作油的類型包括： A環(huán)保芳姪油TDAE, B淺抽油MES， C殘余芳香精油RAE, D重環(huán)焼油HNAP。
[0011] 4、按照上述組成，W輪胎和橡膠加工的常用設備和工藝條件制備橡膠組合物、輪 胎胎面膠半成品W及制備半鋼子午線輪胎。
[0012] 有益效果 實際檢測得知，按著本發(fā)明技術方案中橡膠組合物抗?jié)窕阅軆?yōu)異，滾動阻力值較低， 適合用于制作半鋼子午線輪胎的胎面，特別適于制作冬季使用的轎車輪胎。
[0013] 該橡膠組合物使用符合歐盟標簽法規(guī)的環(huán)保性能要求的操作油，因此與綠色環(huán)保 輪胎的要求更加接近。該橡膠組合物采取單一的乳聚H元集成橡膠膠種，不并用天然橡膠， 也不并用其它種類的合成橡膠。因此在橡膠混煉過程中減除了其加工工藝減除了 W往并用 橡膠品種所必須的共混過程，減少了工藝過程，提高了生產(chǎn)效率，因此節(jié)省了加工工時和能 源。
[0014] 該橡膠組合物W輪胎和橡膠加工的常用設備和工藝條件制備，W及進而用于輪胎 胎面膠半成品，W半鋼成型法制備子午線輪胎。因此無需為實施本專利增加專用設備。
【具體實施方式】
[0015] W下舉出實施例對本發(fā)明作進一步的說明，本發(fā)明的權利要求并不受實施例的限 巧||。實施例中橡膠組合物的組份均W質(zhì)量份計數(shù)。
[0016] 本發(fā)明的實施例中的輪胎胎面膠用橡膠組合物包含有；橡膠組分、白炭黑、娃焼偶 聯(lián)劑、環(huán)保型操作油TDAE。
[0017] 橡膠組分即生膠為100%的乳聚法H元集成橡膠（E-SIBR)。本實施例1用到的乳聚 法集成橡膠其微觀結(jié)構(gòu)為；結(jié)合苯己帰含量為25. 8% ;結(jié)合1，4-下二帰量為46. 6 ;1，2-下 二帰量為10. 5% ;結(jié)合1，2-異戊二帰量為1. 9%，1，4-異戊二帰量為13. 9, 3, 4-異戊二帰量 為 1. 3〇/〇。
[0018] 白炭黑可W是干法或濕法制備的沉淀白炭黑，并沒有特別的限制。但要求其氮吸 附比表面積（NsSA)在100mVg^300mVg之間。W使得該白炭黑既有好的補強效果，又不至于 分散度降低，而使橡膠組合物的生熱升高，對產(chǎn)品不利。
[0019] W 100份質(zhì)量份的橡膠組分為基準，加入白炭黑的量至少為40質(zhì)量份，而炭黑的 添加量至多為125份。白炭黑含量太少低發(fā)熱性和抗?jié)窕阅懿荒艹浞煮w現(xiàn)，加入量太多 加工性能和可使用性變差。
[0020] 本發(fā)明中的橡膠組合物包含娃焼偶聯(lián)劑。適用的娃焼偶聯(lián)劑是任何可W和白 炭黑一起使用的傳統(tǒng)娃焼偶聯(lián)劑。如雙-[y-(H己氧基娃）丙基]四硫化物（Si-69)、 雙-(3- H己氧基娃焼丙基）-二硫化物（Si-75、Z-6920或A1589)等等。
[002。 W 100質(zhì)量份白炭黑計，娃焼偶聯(lián)劑的加入量為白炭黑量的59T20%。娃焼偶聯(lián)劑 加入量太少白炭黑的分散效果欠佳，加入量過多會導致成本過高，并且對強力性能和耐磨 耗性能不利。
[002引本發(fā)明實施例中包含環(huán)保型礦物軟化劑即操作油，適用類型有TDAE、MES、HNAP、 RAE等等。W 100份橡膠質(zhì)量份計，操作油的加入量為：T50份之間。操作油加入量太少，對 橡膠塑化效果欠佳，也不利于填料分散。加入量過高，加工性能變差，甚至可能從橡膠組合 物中滲出，影響橡膠組合物的使用性能。
[0023] 本發(fā)明實施例中還用到炭黑、活性劑、交聯(lián)劑、促進劑、防老劑等橡膠界常用的配 合劑。本發(fā)明對該些配合劑的使用不作特殊的限定。
[0024] 在對照例中用到的橡膠有溶聚法集成橡膠（S-SIBR)和溶聚下苯橡膠（SSBR)。對 照例中用到的橡膠都為充油橡膠，油品填充量為37. 5%。實施例和對照例中所提到橡膠質(zhì)量 份均W干膠計，即均扣除其中油品的質(zhì)量。
[00巧]將實施例、對照例1、對照例2各物料按照表1所示配方進行混煉并制備橡膠試樣。 硫化試樣在16(TC下硫化20min。并按照相關標準進行各性能測試。
[0026] 表 1
【主權項】
1. 一種橡膠組合物，其特征在于該橡膠組合物所使用的橡膠生膠100%為乳液聚合法 合成的苯乙烯-丁二烯-異戊二烯三元集成橡膠，不并用天然橡膠，也不并用其它種類的合 成橡膠。
2. 根據(jù)權利要求1所述的乳液聚合法合成的苯乙烯-丁二烯-異戊二烯三元集成橡 膠，其特征在于： A結(jié)合苯乙烯含量23. 5%±4%， B結(jié)合1，2- 丁二烯含量在10%左右， C結(jié)合1，2-異戊二烯含量不高于3%， D結(jié)合1，4-異戊二烯含量不高于30%。
3. 根據(jù)權利要求1所述的橡膠組合物，其特征在于以質(zhì)量份數(shù)計每100份橡膠生膠 所使用的白炭黑比例不低于40份，且每100份橡膠生膠中白炭黑最高使用份數(shù)不高于125 份。
4. 根據(jù)權利要求1所述的橡膠組合物，其特征在于該橡膠組合物使用符合歐盟標簽法 規(guī)要求的操作油，其用量范圍為以質(zhì)量份數(shù)計每100份橡膠生膠，操作油的添加量為3~50 份；其操作油的類型包括： A環(huán)保芳烴油TDAE， B淺抽油MES， C殘余芳香精油RAE， D重環(huán)烷油HNAP。
5. 根據(jù)權利要求1所述的橡膠組合物，其特征在于該橡膠組合物的用途在于制作半鋼 子午線輪胎的胎面。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于制作半鋼子午線輪胎胎面膠的橡膠組合物，該橡膠組合物單獨使用乳液聚合法三元集成橡膠為橡膠生膠組分。所制備的輪胎胎面具有良好的抗?jié)窕阅芎偷蜐L動阻力性能，且該橡膠組合物使用符合歐盟標簽法規(guī)要求的操作油，使其組成符合綠色環(huán)保要求。該橡膠組合物的生產(chǎn)省時，能源消耗較低。該橡膠組合物特別適合用于制作冬季使用的半鋼子午線輪胎的胎面。
【IPC分類】C08K3-22, C08K3-36, C08K3-06, B60C1-00, C08K13-02, C08K5-09, C08K5-01, C08K3-04, C08K5-548, C08L9-06
【公開號】CN104725684
【申請?zhí)枴緾N201310704312
【發(fā)明人】張新軍, 李花婷, 李淑環(huán)
【申請人】北京橡膠工業(yè)研究設計院
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2013年12月19日