高性能輪胎用橡膠組合物及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及輪胎用橡膠領(lǐng)域W及使用該橡膠組合物的充氣子午線輪胎，尤其設(shè)及 一種高性能輪胎用橡膠組合物及其生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，汽車工業(yè)對輪胎性能提出了越來越高的要求。高速行駛要求輪 胎胎面膠料具有更低的生熱性，路面狀況的改善、高速公路的發(fā)展也對輪胎用膠的抗?jié)窕?環(huán)保及節(jié)能的要求更加苛刻。2012年11月強制實施的歐盟標簽法案針對輪胎的滾動阻力、 濕滑路面抓地力和噪聲提出了限制。
[0003] 一般預(yù)分散母膠粒配方包括W下組成部分：:至粉體(有效成分)②軟化油(增塑劑） ③加工助劑④橡膠載體。粉體是預(yù)分散母膠粒的有效成分，一般為80%的含量；軟化油或增 塑劑起降低口尼的作用；加工助劑起分散及潤滑作用；橡膠載體主要體現(xiàn)在與母膠的相容 性上。預(yù)分散母膠粒的軟化油一般使用環(huán)燒油、石蠟油。
[0004] 傳統(tǒng)煉膠工藝膠料至少3次經(jīng)過密煉機，有些膠料在密煉機中的混煉次數(shù)更多。 密煉機多段混煉工藝為實現(xiàn)橡膠分子鏈的斷裂主要采用高溫氧化裂解，低溫機械剪切為 輔。該工藝制得的膠料分子鏈分布范圍寬，容易生成大量的炭黑凝膠，影響配合劑的分散和 物理性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高性能輪胎用橡膠組合物及其生產(chǎn)工藝， 本發(fā)明胎面配方的輪胎抗?jié)窕阅軆?yōu)異，制動距離、彎道性能W及高速穩(wěn)定性都十分出眾， 在干地或是濕地都可W獲得最佳的抓地性能，同時具有較低的滾動阻力和較好的耐磨性 能。
[0006] 解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下： 一種高性能輪胎用橡膠組合物，由W下重量份原料組成：溶聚下苯膠60~100、高順 式-1，4-儀系或欽系順下膠0~20、天然膠0~20、超耐磨炭黑0~20、低聚高分散型二氧 化娃50~110、硅烷偶聯(lián)劑5~15、TDAE油0~40、氧化鋒2. 0~5. 5、硬脂酸1. 0~3. 5、 預(yù)分散硫橫1. 0~3. 5、預(yù)分散促進劑2. 0~6. 0、防老劑0. 5-2. 0。
[0007] 上述高性能輪胎用橡膠組合物，由W下重量份原料組成：溶聚下苯膠60~100、高 順式-1，4-儀系或欽系順下膠5~20、天然膠5~20、超耐磨炭黑5~20、低聚高分散型 二氧化娃50~110、硅烷偶聯(lián)劑5~15、TDAE油0~40、氧化鋒2. 0~5. 5、硬脂酸1. 0~ 3. 5、預(yù)分散硫橫1. 0~3. 5、預(yù)分散促進劑2. 0~6. 0、防老劑0. 5-2. 0。
[0008] 上述高性能輪胎用橡膠組合物，所述溶聚下苯膠中苯乙締質(zhì)量含量20-40%， LANXESS公司的BunaVsl5025、BunaVsl2438、PBR4055 ;STYRON公司的化R4602、 化R4630 ;ZE0N公司的NS116RJSR公司的HPR350JIPOL公司的SSBR2466中的一種或多 種，當(dāng)選用充油膠時應(yīng)適當(dāng)減少配方中TDAE油的份數(shù)。
[0009] 上述高性能輪胎用橡膠組合物，高順式-1，4-儀系或欽系順下膠，順式質(zhì)量含量 96%W上。例如燕山石化的BR9000 ;ENI公司的BR40、BR60 ;LANXESS公司的BunaCB24。
[0010] 上述高性能輪胎用橡膠組合物，低聚高分散型二氧化娃的氮吸附法BET比表面 積為140~210m2/g，CTAB比表面積為145~195m2/g，DBP值為2. 0~3. 5cm3/g。例如 Degussa的二氧化娃叫trasil7000、叫trasil9000,化OdiaZeosil的 1165MPU200MP。
[0011] 上述高性能輪胎用橡膠組合物，所述的超耐磨炭黑的吸附值為100~150mg/g， DBP值 0. 8 ~1. 5cm3/g。例如N115 或N121。
[0012] 上述高性能輪胎用橡膠組合物，所述硅烷偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑Si-69或Si-75。
[0013] 上述高性能輪胎用橡膠組合物，所述預(yù)分散促進劑為CZ-80、NS-80、DPG-80中的 一種或多種。
[0014] 上述高性能輪胎用橡膠組合物的生產(chǎn)工藝，包括W下步驟： a. 按重量份稱取各原料； b. 將除預(yù)分散硫橫和預(yù)分散促進劑W外的其他母膠組分由一臺曬合型密煉機經(jīng)多段 混煉或兩臺串聯(lián)的曬合型密煉機一次法混煉生產(chǎn)，密煉機填充體積60~80%; C.加硫工藝：開煉機開煉5~20min，漉距1. 0~5. 0mm，100°CW下加入預(yù)分散硫橫、 預(yù)分散促進劑，混煉均勻，60~80°C排膠出片。
[0015] 上述性能輪胎用橡膠組合物的生產(chǎn)工藝，所述步驟b的具體工藝如下：母膠混煉 工藝：在密煉機中加入溶聚下苯膠、高順式-1,4-儀系順下膠、天然膠，密煉，加壓升上頂 栓，加入低聚高分散型二氧化娃和硅烷偶聯(lián)劑，加壓升上頂栓加部分TDAE油，加壓，恒溫混 煉均勻，排膠至開煉機出片成一段母膠；在密煉機中加入一段母膠，密煉，加壓，升上頂栓， 加入氧化鋒、硬脂酸和炭黑、防老劑組分，加壓，升上頂栓加剩余TDAE油，加壓，自動控制 135-145°C恒溫混煉均勻，排膠至開煉機出片； 多段混煉重復(fù)上述工藝。
[001引本發(fā)明中： 溶聚下苯膠具有耐磨、耐寒、生熱低、回彈高、收縮性低、色澤好、灰分少、純度高W及硫 化速度快等優(yōu)點。且對濕路面抓著力、耐熱性及高溫下長時間暴露后的耐屈曉性良好，在密 煉機混煉時生熱低、壓出膨脹率小、填充量高等特點。
[0017] 二氧化娃又稱白炭黑，可在保證膠料抗?jié)窕阅艿幕A(chǔ)上，有效降低膠料的滾動 阻力，已成為低滾動阻力和高性能子午線輪胎胎面膠的主要補強劑。
[0018] 白炭黑表面有很多娃徑基，屬極性無機填料，白炭黑之間相互作用強，容易聚集形 成填料網(wǎng)絡(luò)，在橡膠中不易分散，而且因其吸附硫化促進劑而影響硫化速度和硫化程度。
[0019] 對白炭黑表面進行改性，改善填充劑的浸潤性和分散性，分散性的提高可增大白 炭黑與橡膠間的實際接觸面積，并減弱其吸附硫化體系配合劑的趨勢。同時降低膠料粘度， 也可降低相鄰白炭黑顆粒的親和力，幾乎完全可W消除白炭黑/白炭黑網(wǎng)絡(luò)的形成趨勢。
[0020] 白炭黑一般與硅烷偶聯(lián)劑一起使用，硅烷偶聯(lián)劑含有能在硫化過程中與橡膠連接 的官能團，使硅烷分子一端的白炭黑與另一端的聚合物產(chǎn)生化學(xué)"偶聯(lián)"，最終產(chǎn)生較多的 填料/聚合物鍵。提高白炭黑的分散程度的同時增強白炭黑與橡膠間的界面結(jié)合能力，其 中廣泛使用的偶聯(lián)劑是Si69。
[0021] 白炭黑和炭黑并用，在橡膠基體中互相隔離，造成網(wǎng)絡(luò)"滲雜"效應(yīng)，從而削弱單一 填料形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了填料分散性，使得填料與橡膠相互作用增強，物理性能提高。
[0022] 低溫一次法混煉工藝能使炭黑及配合劑分散得更加均勻，同時避免炭黑凝膠的產(chǎn) 生，提高膠料的化斷強度、耐磨性和耐疲勞性，減少粘合膠噴霜，提供粘性。
[002引使用本發(fā)明胎面配方的輪胎抗?jié)窕阅軆?yōu)異，制動距離、彎道性能W及高速穩(wěn)定 性都十分出眾，在干地或是濕地都可W獲得最佳的抓地性能，同時具有較低的滾動阻力和 較好的耐磨性能。
【具體實施方式】
[0024] 一種高性能輪胎用橡膠組合物，由W下重量份原料組成：溶聚下苯膠60~100、高 順式-1，4-儀系或欽系順下膠0~20、天然膠0~20、超耐磨炭黑0~20、低聚高分散型 二氧化娃50~110、硅烷偶聯(lián)劑5~15、TDAE油0~40、氧化鋒2. 0~5. 5、硬脂酸1. 0~ 3. 5、預(yù)分散硫橫1. 0~3. 5、預(yù)分散促進劑2. 0~6. 0、防老劑0. 5-2. 0。
[0025] 配方優(yōu)選為：溶聚下苯膠60~100、高順式-1，4-儀系或欽系順下膠5~20、天 然膠5~20、超耐磨炭黑5~20、低聚高分散型二氧化娃50~110、硅烷偶聯(lián)劑5~15、 TDAE油0~40、氧化鋒2. 0~5. 5、硬脂酸1. 0~3. 5、預(yù)分散硫橫1. 0~3. 5、預(yù)分散促進 劑2. 0~6. 0、防老劑0. 5-2. 0。
[002引其中各原料： 溶聚下苯膠中苯乙締質(zhì)量含量20-40% ,LANXESS公司的BunaVsl5025、BunaVsl2438、PBR4055 ;STYR0N公司的化R4602、化R4630 ;ZE0N公司的NS116RJSR公司的HPR350 ; TIP化公司的SSBR2466中的一種或多種，當(dāng)選用充油膠時應(yīng)適當(dāng)減少配方中TDAE油的份 數(shù)。
[0027]高順式-1,4-儀系或欽系順下膠，順式質(zhì)量含量96%W上。例如燕山石化的BR9000;ENI公司的BR40、BR60;LANXESS公司的BunaCB24。
[002引低聚高分散型二氧化娃的氮吸附法邸T比表面積為140~210m2/g，CTAB比表面 積為 145 ~195m2/g，DBP值為 2. 0 ~3. 5cm3/g。例如Degussa的二氧化娃叫trasil7000、 Ultrasil9000,化OdiaZeosil的 1165MPU200MP。
[0029] 超耐磨炭黑的吸附值為100~150mg/g，DBP值0. 8~1. 5cm3/g。例如N115或 N121〇
[0030] 硅烷偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑Si-69或Si-75。
[003。 預(yù)分散促進劑為CZ-80、NS-80、DPG-80中的一種或多種。
[0032] 上述高性能輪胎用橡膠組合物的生產(chǎn)工藝，包括W下步驟： a. 按重量份稱取各原料； b. 將除預(yù)分散硫橫和預(yù)分散促進劑W外的其他母膠組分由一臺曬合型密煉機經(jīng)多段 混煉或兩臺串聯(lián)的曬合型密煉機一次法混煉生產(chǎn)，密煉機填充體積60~80% ; 所述步驟b的具體工藝如下：母膠混煉工藝：在密煉機中加入溶聚下苯膠、高順 式-1，4-儀系或欽系順下膠、天然膠，密煉，加壓升上頂栓，加入低聚高分散型二氧化娃和 硅烷偶聯(lián)劑，加壓升上頂栓加部分TDAE油，加壓，恒溫混煉均勻，排膠至開煉機出片成一段 母膠；在密煉機中加入一段母膠，密煉，加壓，升上頂栓，加入氧化鋒、硬脂酸和炭黑、防老劑 組分，加壓，升上頂栓加剩余TDAE油，加壓，自動控制135-145°C恒溫混煉均勻，排膠至開煉 機出片； 多段混煉重復(fù)上述工藝。
[0033] 優(yōu)選地方案是：步驟b的具體工藝如下：母膠混煉工藝：在密煉機中加入溶聚下 苯膠、高順式-1，4-儀系或欽系順下膠、天然膠，密煉機轉(zhuǎn)速30~50rpm，加壓20~40s升 上頂栓，加入低聚高分散型二氧化娃和硅烷偶聯(lián)劑，加壓20~40s，升上頂栓加部分TDAE 油，加壓15-25S，自動控制135-145°C恒溫混煉均勻，排膠至開煉機出片成一段母膠；在密 煉機中加入一段母膠，密煉機轉(zhuǎn)速30~50rpm，加壓20~40s，升上頂栓，加入氧化鋒、硬脂 酸和炭黑、防老劑組分，加壓20~40s，升上頂栓加剩余TDAE油，加壓20~40s，自動控制 135-145°C恒溫混煉均勻，排膠至開煉機出片； 多段混煉重復(fù)上述工藝； C.加硫工藝：開煉機開煉5~20min，漉距1. 0~5. 0mm，100°CW下加入預(yù)分散硫橫、 預(yù)分散促進劑，混煉均勻，60~80°C排膠出片。
[0034] 更優(yōu)選地：所述步驟b的具體工藝如下：母膠混煉工藝：在密煉機中加入溶聚下 苯膠、高順式-1，4-儀系或欽系順下膠、天然膠，密煉機轉(zhuǎn)速，加壓20s升上頂栓，加入低聚 高分散型二氧化娃和硅烷偶聯(lián)劑，加壓30s，升上頂栓加部分TDAE油，加