一種輪胎胎面專用高耐磨橡膠材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及橡膠材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種輪胎胎面專用高耐磨橡膠材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 輪胎胎面是指輪胎最外層與路面接觸而表面印有花紋的一層，其能使輪胎具有牽 引力，緩沖行駛時的沖擊和搖擺，防止簾線層的割破和刺穿等。用于制作輪胎胎面的橡膠 材料需要具有以下特點：（1)具有高度的耐磨性、耐疲勞性能；(2)具有良好的耐老化性能；
[3] 具有較高的拉伸強度、彈性和強韌性；(4)車輛行駛時低的生熱性。隨著我國道路狀況 的改善，高速公路的發(fā)展，汽車行駛速度大幅度提高，且超載現(xiàn)象普遍，用戶對輪胎胎面的 耐高溫、耐磨性及長時間穩(wěn)定運行提出了更高要求?，F(xiàn)有的輪胎胎面其耐磨性、強度和耐熱 性不是很理想，已經(jīng)不能適應(yīng)這種高速、超載、長距離等使用條件，需要進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提出了一種輪胎胎面專用高耐磨橡膠材料，其力學(xué)性能好，耐熱性高，耐磨 性能優(yōu)異，用作輪胎胎面綜合性能好，使用壽命長。
[0004] 本發(fā)明提出了一種輪胎胎面專用高耐磨橡膠材料，其原料按重量份包括以下組 分：天然橡膠30-50份、聚丁二烯橡膠10-15份、改性高嶺土 15-25份、硬脂酸改性超細(xì)氧 化鈰2-10份、納米碳酸鈣3-12份、納米二氧化鈦5-15份、氧化鋅1-5份、硬脂酸2-5份、硫 磺1-3份、2-(4-嗎啉基二硫代）苯并噻唑0. 5-2份、有機硅-丙烯酸酯橡膠粒子2-5份、甲 基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物1-5份、二正辛基二硫代氨基甲酸鑭0. 1-0. 5份、甘 氨酸二硫代氨基甲酸合鈷釔〇. 2-0. 8份、N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺0. 1-0. 5份、促進(jìn) 劑M0. 1-0. 5份、促進(jìn)劑CZ0. 1-0. 6份、防老劑MB0. 2-1份、硬脂酸鑭0. 5-1份、硬脂酸鈣 0. 1-0. 5份、偏苯三酸三辛酯1-3. 5份、4-硝基鄰苯二甲酸二甲酯0. 1-0. 3份。
[0005] 優(yōu)選地，其原料中，二正辛基二硫代氨基甲酸鑭的重量份為0. 2-0. 4份、甘氨酸二 硫代氨基甲酸合鈷釔的重量份為〇. 3-0. 6份、促進(jìn)劑M的重量份為0. 2-0. 45份、促進(jìn)劑CZ 的重量份為〇. 15-0. 46份。
[0006] 優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分：天然橡膠42-46份、聚丁二烯橡膠 12-13. 5份、改性高嶺土 20-23份、硬脂酸改性超細(xì)氧化鈰3-8份、納米碳酸鈣7-10份、納米 二氧化鈦8-10份、氧化鋅2. 3-3. 5份、硬脂酸3. 2-4. 1份、硫磺1. 6-2. 3份、2-(4-嗎啉基二 硫代）苯并噻唑1. 2-1. 8份、有機硅-丙烯酸酯橡膠粒子3. 3-3. 9份、甲基丙烯酸甲酯-丁 二烯-苯乙烯共聚物2. 6-3. 5份、二正辛基二硫代氨基甲酸鑭0. 26-0. 35份、甘氨酸二硫 代氨基甲酸合鈷釔〇. 35-0. 58份、N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺0. 22-0. 35份、促進(jìn)劑M 0. 25-0. 4份、促進(jìn)劑CZ0. 2-0. 5份、防老劑MB0. 4-0. 7份、硬脂酸鑭0. 7-0. 9份、硬脂酸鈣 0. 23-0. 35份、偏苯三酸三辛酯1. 8-2. 3份、4-硝基鄰苯二甲酸二甲酯0. 13-0. 22份。
[0007] 優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分：天然橡膠44份、聚丁二烯橡膠13份、改性 高嶺土 21份、硬脂酸改性超細(xì)氧化鈰5. 6份、納米碳酸鈣8. 3份、納米二氧化鈦9. 2份、氧 化鋅3份、硬脂酸4份、硫磺2份、2-(4_嗎啉基二硫代）苯并噻唑1. 6份、有機硅-丙烯酸 酯橡膠粒子3. 5份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物3. 2份、二正辛基二硫代氨基 甲酸鑭〇. 3份、甘氨酸二硫代氨基甲酸合鈷釔0. 42份、N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺0. 31 份、促進(jìn)劑M0. 32份、促進(jìn)劑CZ0. 26份、防老劑MB0. 56份、硬脂酸鑭0. 83份、硬脂酸鈣 0. 32份、偏苯三酸三辛酯2. 1份、4-硝基鄰苯二甲酸二甲酯0. 21份。
[0008]優(yōu)選地，所述硬脂酸改性超細(xì)氧化鈰的平均粒徑為5-20nm;納米碳酸鈣的平均粒 徑為l〇-25nm;納米二氧化鈦的平均粒徑為10-30nm。
[0009]優(yōu)選地，所述聚丁二烯橡膠為乙烯基聚丁二烯橡膠、低順式聚丁二烯橡膠中的一 種或者兩種的組合。
[0010] 優(yōu)選地，所述改性高嶺土的改性劑為雙（三乙氧基丙基硅烷）四硫化物、雙（三乙 氧基丙基硅烷）二硫化物、3-丙酰基硫代-1-丙基-三甲氧基硅烷中的一種或者多種的組 合。
[0011] 本發(fā)明所述輪胎胎面專用高耐磨橡膠材料按照常規(guī)的橡膠制備方法制取。
[0012] 本發(fā)明中，選擇的聚丁二烯橡膠彈性、耐磨性和耐低溫性能好，生熱低，滯后損失 小，耐屈撓龜裂性能和力學(xué)性能優(yōu)異，加入到橡膠材料中，與天然橡膠并用，在保持天然橡 膠優(yōu)勢的同時明顯改善了橡膠材料的耐磨性、彈性，使輪胎生熱低，滯后損失小，力學(xué)性能 優(yōu)異；硬脂酸改性超細(xì)氧化鈰中，一部分硬脂酸通過吸附的作用與超細(xì)氧化鈰連接，一部 分硬脂酸與超細(xì)氧化鈰發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生成了硬脂酸鹽，加入到橡膠材料中，與納米碳酸 鈣、改性高嶺土、納米二氧化鈦配合，提高了橡膠材料的耐磨性、拉伸強度、撕裂強度和彈 性，超細(xì)氧化鈰在熱空氣的作用下會從高價態(tài)被還原為低價態(tài)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，在防老 劑MB、硬脂酸鑭的輔助下，使橡膠材料具有優(yōu)異的耐熱性和耐老化性；加入的有機硅-丙烯 酸酯橡膠粒子和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物改善了橡膠材料的抗沖擊性能， 提高了橡膠材料的彈性；選擇了二正辛基二硫代氨基甲酸鑭、甘氨酸二硫代氨基甲酸合鈷 釔配合促進(jìn)劑M和促進(jìn)劑CZ作為橡膠材料的促進(jìn)劑，并調(diào)節(jié)了其比例，與N-環(huán)己基硫代鄰 苯二甲酰亞胺配合后，明顯改善了橡膠材料的硫化性質(zhì)，縮短了橡膠硫化時間，得到的橡膠 材料力學(xué)性能好，耐熱性高，另外，4-硝基鄰苯二甲酸二甲酯的加入提高了橡膠材料的耐油 性；本發(fā)明中，各種原料按照上述比例相互配合，其優(yōu)勢能協(xié)同促進(jìn)，得到的輪胎胎面專用 高耐磨橡膠材料其力學(xué)性能好，耐熱性高，耐磨性能優(yōu)異，用作輪胎胎面綜合性能好，使用 壽命長。
[0013]對本發(fā)明所述輪胎胎面專用高耐磨橡膠材料進(jìn)行性能檢測，其檢測結(jié)果如下表所 示：
[0014]

【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做出詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)了解，實施例只用于說明本發(fā) 明，而不是用于對本發(fā)明進(jìn)行限定，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上所做的修改、等同替換等均在本發(fā) 明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0016] 在具體實施例中，本發(fā)明所述輪胎胎面專用高耐磨橡膠材料，其原料中，天然橡膠 的重量份可以為 30、32、34、35. 6、37、38、39. 3、40、42、43、44. 5、45、46、47. 5、48、48. 3、49、 49. 2、50 份，聚丁二烯橡膠的重量份可以為 10、10. 2、10. 8、11、11. 3、11. 7、12、12. 4、12. 8、 13、13. 4、14、14. 5、14. 7、15 份，改性高嶺土的重量份可以為 15、15. 6、16、17、18、. 3、19、 19. 4、21、23、24. 5、25份，硬脂酸改性超細(xì)氧化鈰的重量份可以為2、2. 3、2. 7、3、3. 4、3. 8、 4、4. 5、4. 9、5. 3、6、6. 7、8、8. 3、9、9. 4、10 份，納米碳酸鈣的重量份可以為 3、3. 5、3. 8、4、 4. 2、4. 6、5、5. 3、5. 8、6、6. 4、6. 8、7、7. 5、8、8. 6、9、9. 4、10、10. 5、11、11. 6、12 份，納米二氧 化鈦的重量份可以為 5、5. 6、6、6. 7、7、7. 5、8、8. 6、9、9. 4、10、10. 5、11、11. 6、12、12. 3、13、 13. 4、14、14. 5、15 份，氧化鋅的重量份可以為 1、1. 2、1. 6、1. 8、2、2. 3、2. 7、3、3. 4、3. 8、4、 4. 5、4. 8、5 份，硬脂酸的重量份可以為 2、2. 3、2. 8、3、3. 4、3. 75、4、4. 2、4. 5、4. 86、5 份，硫磺 的重量份可以為 1、1. 2、1. 3、1. 45、1. 6、1. 8、1. 93、2、2. 3、2. 45、2. 6、2. 78、2. 86、2. 9、3 份， 2-(4_嗎啉基二硫代）苯并噻唑的重量份可以為0. 5、0. 56、0. 63、0. 7、0. 74、0. 8、0. 86、0. 9、 0. 94、1、1. 2、1. 3、1. 45、1. 6、1. 68、1. 9、1. 93、2份，有機硅-丙烯酸酯橡膠粒子的重量份可 以為 2、2. 3、2. 6、2. 9、3. 4、3. 8、4、4. 2、4. 5、4. 68、4. 86、5 份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯 乙烯共聚物的重量份可以為 1、1. 3、1. 56、1. 86、1. 9、2、2. 3、2. 45、2. 8、2. 93、3、3. 4、3. 7、 4、4. 5、4. 8、5份，二正辛基二硫代氨基甲酸鑭的重量份可以為0. 1、0. 18、0. 23、0. 35、0. 4、 0. 46、0. 49、0. 5份，甘氨酸二硫代氨基甲酸合鈷釔的重量份可以為0. 2、0. 26、0. 3、0. 34、 0? 4、0. 45、0. 5、0. 56、0. 6、0. 68、0. 7、0. 73、0. 8份，N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺的重量份 可以為0.1、0.16、0.23、0.3、0.34、0.4、0.43、0.5份，促進(jìn)劑]?的重量份可以為0.1、0.16、 0? 2、0. 28、0. 3、0. 34、0. 4、0. 46、0. 5 份，促進(jìn)劑CZ的重量份可以為 0? 1、0. 16、0. 2、0. 27、 0? 3、0. 34、0. 4、0. 46、0. 5、0. 53、0. 6 份，防老劑MB的重量份可以為 0? 2、0. 26、0. 3、0. 34、 0? 4、0. 48、0. 6、0. 67、0. 8、0. 83、0. 9、0. 93、1 份，硬脂酸鑭的重量份可以為 0? 5、0. 56、0. 6、 0? 68、0. 8、0. 94、1 份，硬脂酸鈣的重量份可以為 0? 1、0. 16、0. 2、0. 23、0. 3、0. 34、0. 4、0. 46、 〇? 5份，偏苯三酸三辛酯的重量份可以為1、1. 2、1. 56、1. 8、1. 93、2、2. 3、2. 4、2. 56、2. 89、 2. 9、3、3. 4、3. 5份，4-硝基鄰苯二甲酸二甲酯的重量份可以為0. 1、0. 12、0. 16、0. 18、0. 2、 0? 23、0. 26、0. 28、0. 29、0. 3 份。
[0017] 實施例1
[0018] 本發(fā)明所述輪胎胎面專用高耐磨橡膠材料，其原料按重量份包括以下組分：天然 橡膠30份、聚丁二烯橡膠15份、改性高嶺土15份、硬脂酸改性超細(xì)氧化鈰10份、納米碳酸 鈣3份、納米二氧化鈦15份、氧化鋅1份、硬脂酸5份、硫磺1份、2-(4_嗎啉基二硫代）苯 并噻唑2份、有機硅-丙烯酸酯橡膠粒子2份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物5 份、二正辛基二硫代氨基甲酸鑭0. 1份、甘氨酸二硫代氨基甲酸合鈷釔0. 8份、N-環(huán)己基硫 代鄰苯二甲酰亞胺0.1份、促進(jìn)劑M0.5份、促進(jìn)劑CZ0.1份、防老劑MB1份、硬脂酸鑭 〇.5份、硬脂酸鈣0. 1份、偏苯三酸三辛酯3. 5份、4-硝基鄰苯二甲酸二甲酯0. 3份。
[0019]