本發(fā)明屬于橡膠輪胎與化工制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物及其制備方法，用于越野車相關(guān)賽事漂移表演時產(chǎn)生彩色煙霧，提升表演時的現(xiàn)場視覺效果，提升觀賞性和娛樂性。
背景技術(shù)：
汽車行業(yè)發(fā)展迅速，競技賽事種類繁多，精彩紛呈，漂移賽事表演無疑是最吸引人眼球的競技賽事種類之一。漂移產(chǎn)生的條件是：汽車后輪失去大部分或者全部抓地力，同時前輪能保持抓地力或失去小部分或是獲得額外的抓地力；這時只要前輪有一定的橫向力，車就甩尾，使輪胎與地面的相對靜摩擦力轉(zhuǎn)換為滑動摩擦力，產(chǎn)生漂移現(xiàn)象，此時彩煙輪胎與地面高速摩擦后會散發(fā)出絢麗的濃密彩色煙霧使賽道內(nèi)漂移表演極具觀賞性，而普通輪胎漂移過程中煙霧產(chǎn)生量很少，顏色多為黑色，不能滿足漂移賽事等特殊場合的應(yīng)用；由于漂移時，輪胎與地面高速摩擦，這就需要輪胎與地面具有較好抓地力，胎面橡膠需要一定的柔軟性和耐磨損性；隨著輪胎胎面的磨損和摩擦溫度的升高，發(fā)煙材料達(dá)到燃點，產(chǎn)生煙霧從輪胎橡膠中釋放出來形成彩色煙霧，要實現(xiàn)上述效果，橡膠性能和發(fā)煙材料的選擇都起著至關(guān)重要的作用。通過對原材料的細(xì)化優(yōu)選及配方的改進，改善輪胎橡膠組合物的整體性能以適合于彩煙漂移胎胎冠橡膠的性能要求，使輪胎具有足夠的抓地力和牽引力，改善橡膠綜合性能，成煙效果好。除了對原材料的細(xì)化優(yōu)選及配方的改進，與之配合的膠料密煉過程同樣對橡膠性能產(chǎn)生重要影響，例如基體橡膠及小料的投加順序不當(dāng)，易產(chǎn)生原材料混合不均勻、性能波動較大、制備過程中打滑、成煙效果差等現(xiàn)象，在密煉過程中,粒狀配合劑的分散主要依靠較強的擠壓、剪切力來完成,而剪切力不僅與機械作用力大小有關(guān),且與生膠粘度有關(guān)；為了制備出適合添加發(fā)煙材料的漂移輪胎的膠料，中國專利申請?zhí)?01510746745.7，公開了一種紅色煙霧輪胎膠料的制備方法，其密煉過程采用傳統(tǒng)的三段式密煉，對膠料的性能改善有限，煙霧色彩單一；因此如何在現(xiàn)有條件下，調(diào)整輪胎胎面橡膠料配方及其制備過程，在輪胎的滾動阻力、耐磨性能和耐濕滑性能之間找到平衡，使輪胎橡膠具有良好的牽引力和抓地力，且制備方法原理可靠，提高橡膠原材料分散度，特別是利于發(fā)煙材料在橡膠中的分散性，實現(xiàn)成煙效果好、色彩豐富，是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，尋求一種彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物及其制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中膠料綜合性能平衡性不足、分散性差、煙霧效果不穩(wěn)定和煙霧色彩單一的問題，進一步解決輪胎牽引力和抓地力低的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物,其原材料組分及各組分重量份數(shù)為：丁苯橡膠70～90份，順丁橡膠10～30份，炭黑80～110份，芳烴油20～30份，活性劑5～8份，防老劑5～8份，分散劑1～7份,發(fā)煙材料20～30份，促進劑2～4份，硫磺1.5～2.5份；所述胎冠為生產(chǎn)越野型半鋼子午胎。
所述丁苯橡膠包括充油丁苯橡膠SBR1712和充油丁苯橡膠SBR1721，順丁橡膠為BR9000型橡膠，炭黑為N234型炭黑，活性劑包括氧化鋅和硬脂酸，防老劑包括防老劑6PPD、防老劑RD、防護蠟，分散劑包括分散劑40MS、分散劑WB212，促進劑包括促進劑DM、促進劑CZ和促進劑DPZ。
充油丁苯橡膠SBR1712是一種填充高芳香烴油的軟乳聚丁苯橡膠，具有優(yōu)良的粘著性、耐磨性和可加工性，充油丁苯橡膠SBR1712和充油丁苯橡膠SBR1721性能相互配合，提高抗?jié)窕院拖鹉z抓地力；BR9000型橡膠的玻璃化溫度低、彈性高、耐屈撓性能好、耐磨性能好、之后損失小、生熱小、與其它橡膠互溶性好、抓著力小、耐濕滑性能差、拉伸強度耐撕裂強度較低、耐磨性優(yōu)異、耐曲撓性良好，充油丁苯橡膠SBR1712、充油丁苯橡膠SBR1721和BR9000型橡膠作為基體橡膠，性能相互協(xié)調(diào)，提高膠料綜合性能。
所述發(fā)煙材料包括氧化劑、可燃劑和耐熱染料，所述氧化劑由氯化鉀、高氯酸中的一種或兩種組成，所述可燃劑由蔗糖、乳糖、小麥粉中的一種或多種組成，所述耐熱染料由9-二乙胺基薔薇引杜林酮、氨基蒽醌、1,4-二氨基-2，3-二氫蒽醌、1,4-二對甲苯氨基蒽醌中的一種或多種組成。
氯化鉀或高氯酸鉀與上述可燃劑混合后，燃點低于250℃，輪胎漂移時與地面摩擦生熱達(dá)到可燃劑的燃點，可燃劑燃燒產(chǎn)生熱量和氣體，達(dá)到染料9-二乙胺基薔薇引杜林酮、氨基蒽醌或1,4-二對甲苯氨基蒽醌的升華溫度，染料升華產(chǎn)生煙霧，煙量均勻，色澤鮮艷，可產(chǎn)生多種顏色，煙霧持續(xù)時間長。
N234型炭黑，其吸碘值為120g/kg,DBP吸收值125cm3/100g，具有較好的補強性，提高膠料耐磨性，特別是提高橡膠高速摩擦環(huán)境中，改善膠料加工性能，膠料壓出表面光滑。
本發(fā)明涉及的彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物的制備方法，其具體制備過程包括以下步驟：
(1)按照彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物的原材料組分及各組分重量份數(shù)對各原材料組分分別進行配膠配料，將大塊原料橡膠分割成數(shù)個體積為103cm3以下的小塊，按照加料順序?qū)υ牧线M行分組放置并將每組原材料混合均勻，原材料總體積占密煉機密煉室有效容積的60％～70％；所述彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物的原材料組分及各組分重量份數(shù)為：丁苯橡膠70～90份，順丁橡膠10～30份，炭黑80～110份，芳烴油20～30份，活性劑5～8份，防老劑5～8份，分散劑1～7份,發(fā)煙材料20～30份，促進劑2～4份，硫磺1.5～2.5份；
(2)第一段密煉：將丁苯橡膠、順丁橡膠、活性劑和分散劑一起投入密煉機的密煉室進行混煉30秒后,第一次提起上頂栓，向密煉室中加入2/3重量份數(shù)的炭黑,將粉末狀炭黑均勻灑在膠料表面，壓下上頂栓密煉至膠料溫度為115℃時，制得炭黑母煉膠，第二次提起上頂栓，向密煉室中注入芳烴油，壓下上頂栓密煉至膠料145℃時，第三次提起上頂栓使膠料靜止10秒，最后壓下上頂栓，密煉至膠料165℃時排出膠料，排出的膠料通過擠出機擠壓成片狀，冷卻至45℃以下時，收取層疊的片狀膠料，得到第一段母煉膠料；密煉過程中設(shè)定密煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分，設(shè)定上頂栓壓力為5.5N/cm2；
丁苯橡膠對粉劑的濕潤能力較差，粉劑原料難于分散，第一段密煉初期，先加入丁苯橡膠、順丁橡膠、活性劑和分散劑，密煉30秒后加入炭黑，制得炭黑母煉膠，提高混煉效果，利于縮短混煉時間，采用開放式煉膠機混煉，增加薄通次數(shù)；
(3)第二段密煉：將停放4小時的第一段母膠、防老劑和發(fā)煙材料一起投入密煉機的密煉室進行密煉30秒后，提起上頂栓，向密煉室中加入1/3重量份數(shù)的炭黑，壓下上頂栓再次密煉30秒后，提起上頂栓使膠料靜止10秒，最后壓下上頂栓，密煉至膠料160℃時排出膠料，排出的膠料通過擠出機擠壓成片狀，冷卻至45℃以下時，收取層疊的片狀膠料，得到第二段母煉膠料；密煉過程中設(shè)定密煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分,設(shè)定上頂栓壓力為5.5N/cm2；
(4)第三段密煉：設(shè)定密煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)/分,設(shè)定上頂栓壓力為5N/cm2；將停放4小時的第二段母膠、促進劑和硫磺一起投入密煉機，密煉至45秒時，提起上頂栓使膠料靜止5秒，再壓下上頂栓，密煉至膠料95℃時排出膠料，排出的膠料通過擠出機擠壓成片狀，冷卻至45℃以下時，收取層疊的片狀膠料，得到終煉膠，完成制備過程。
第三段密煉中加入促進劑和硫磺，設(shè)置較低排膠溫度，減少焦燒危險，提高加工安全性，縮短密煉時間；
以上所述制備過程中，膠料停放時，收取層疊的片狀膠料每4-6次薄通為一段進行停放，停放的環(huán)境干燥，無陽光直射，環(huán)境溫度控制在21-25℃之間。
分兩次加入炭黑，使橡膠與炭黑之間進一步生成結(jié)合橡膠，提高補強效果。先將部分炭黑和生膠同時加入密煉機中,炭黑混入生膠后,膠料形成碎塊,使形成整塊膠料的粘度增大,隨膠料粘度增大,剪切力也隨之增大,炭黑聚集體產(chǎn)生有效的分散，降低膠料的門尼粘度；為后序炭黑的分散打下了良好的基礎(chǔ)；生膠與少量炭黑混合后有部分時間進行塑化,保證了膠料塑性值,同時也利于后序炭黑、小料的分散，提高膠料綜合性能。
一種輪胎，所述輪胎的胎冠由上述彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物制備方法制備。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，原材料組分及組分含量設(shè)計合理，整個密煉過程中，采用高密煉溫度設(shè)置，有利于生膠和膠料的塑性流動和變形，有利于橡膠對固體配合劑粒子表面的濕潤和混合吃粉，特別是膠料與發(fā)煙材料的充分混合；各組分原材料分?jǐn)?shù)次加入，多次空翻，延長整體混煉時間，混合充分均勻，分散度高；使制得的輪胎具有一定的柔軟性和耐磨性，輪胎牽引力和抓地力好；其配方設(shè)計合理，制備工藝精細(xì)，成品性能穩(wěn)定，成煙效果好，具有良好的經(jīng)濟效益和社會價值。
具體實施方式:
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1：
本實施例涉及的彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物,其原材料組分及各組分重量份數(shù)為：丁苯橡膠SBR1712 40份，丁苯橡膠SBR1721 40份，順丁橡膠BR9000 20份，N234型炭黑95份，芳烴油22份，硬脂酸4份，氧化鋅3份，分散劑40MS 2份，分散劑WB212 3份,促進劑DM 1份，促進劑CZ 1份，促進劑DPG 1份，防老劑6PPD 3份,防老劑RD 2份，防護蠟2份，硫磺1.6份，氯化鉀7份，蔗糖3份和9-二乙胺基薔薇引杜林酮9份。
本實施例涉及的彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物的制備方法，其具體制備過程包括以下步驟：
(1)配膠配料：按照上述彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物的原材料組分及各組分重量份數(shù)對各原材料組分分別進行配膠配料，將大塊原料橡膠分割成數(shù)個體積為103cm3以下的小塊，按照加料順序?qū)υ牧线M行分組放置并將每組原材料混合均勻，原材料總體積占密煉機密煉室有效容積的60％～70％；
(2)第一段密煉：將丁苯橡膠、順丁橡膠、活性劑和分散劑一起投入密煉機的密煉室進行混煉30秒后,第一次提起上頂栓，向密煉室中加入2/3重量份數(shù)的炭黑,將粉末狀炭黑均勻灑在膠料表面，壓下上頂栓密煉至膠料溫度為115℃時，制得炭黑母煉膠，第二次提起上頂栓，向密煉室中注入芳烴油，壓下上頂栓密煉至膠料145℃時，第三次提起上頂栓使膠料靜止10秒，最后壓下上頂栓，密煉至膠料165℃時排出膠料，排出的膠料通過擠出機擠壓成片狀，冷卻至45℃以下時，收取層疊的片狀膠料，得到第一段母煉膠料；密煉過程中設(shè)定密煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分，設(shè)定上頂栓壓力為5.5N/cm2；采用開放式煉膠機混煉，增加薄通次數(shù)；
(3)第二段密煉：將停放4小時的第一段母膠、防老劑和發(fā)煙材料一起投入密煉機的密煉室進行密煉30秒后，提起上頂栓，向密煉室中加入1/3重量份數(shù)的炭黑，壓下上頂栓再次密煉30秒后，提起上頂栓使膠料靜止10秒，最后壓下上頂栓，密煉至膠料160℃時排出膠料，排出的膠料通過擠出機擠壓成片狀，冷卻至45℃以下時，收取層疊的片狀膠料，得到第二段母煉膠料；密煉過程中設(shè)定密煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分,設(shè)定上頂栓壓力為5.5N/cm2；
(4)第三段密煉：設(shè)定密煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)/分,設(shè)定上頂栓壓力為5N/cm2；將停放4小時的第二段母膠、促進劑和硫磺一起投入密煉機，密煉至45秒時，提起上頂栓使膠料靜止5秒，再壓下上頂栓，密煉至膠料95℃時排出膠料，排出的膠料通過擠出機擠壓成片狀，冷卻至45℃以下時，收取層疊的片狀膠料，得到終煉膠，完成制備過程。
本實施例所述胎冠為生產(chǎn)越野型半鋼子午胎
實施例2：
本實施例涉及的彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物,其原材料組分及各組分重量份數(shù)為：丁苯橡膠SBR1712 50份，丁苯橡膠SBR1721 30份，順丁橡膠BR9000 21份，N234型炭黑95份，芳烴油22份，硬脂酸3份，氧化鋅4份，分散劑40MS 3份，分散劑WB212 2份,促進劑DM 1.3份，促進劑CZ 1.2份，促進劑DPG 0.5份，防老劑6PPD 4份,防老劑RD 1.5份，防護蠟1.5份，硫磺1.6份，高氯酸鉀7份，乳糖3份和氨基蒽醌、1,4-二氨基-2，3-二氫蒽醌9份。
本實施例涉及的彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物的制備方法，其具體制備過程包括以下步驟：
(1)配膠配料：按照上述彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物的原材料組分及各組分重量份數(shù)對各原材料組分分別進行配膠配料，將大塊原料橡膠分割成數(shù)個體積為103cm3以下的小塊，按照加料順序?qū)υ牧线M行分組放置并將每組原材料混合均勻，原材料總體積占密煉機密煉室有效容積的60％～70％；
(2)第一段密煉：將丁苯橡膠、順丁橡膠、活性劑和分散劑一起投入密煉機的密煉室進行混煉30秒后,第一次提起上頂栓，向密煉室中加入2/3重量份數(shù)的炭黑,將粉末狀炭黑均勻灑在膠料表面，壓下上頂栓密煉至膠料溫度為115℃時，制得炭黑母煉膠，第二次提起上頂栓，向密煉室中注入芳烴油，壓下上頂栓密煉至膠料145℃時，第三次提起上頂栓使膠料靜止10秒，最后壓下上頂栓，密煉至膠料165℃時排出膠料，排出的膠料通過擠出機擠壓成片狀，冷卻至45℃以下時，收取層疊的片狀膠料，得到第一段母煉膠料；密煉過程中設(shè)定密煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分，設(shè)定上頂栓壓力為5.5N/cm2；采用開放式煉膠機混煉，增加薄通次數(shù)；
(3)第二段密煉：將停放4小時的第一段母膠、防老劑和發(fā)煙材料一起投入密煉機的密煉室進行密煉30秒后，提起上頂栓，向密煉室中加入1/3重量份數(shù)的炭黑，壓下上頂栓再次密煉30秒后，提起上頂栓使膠料靜止10秒，最后壓下上頂栓，密煉至膠料160℃時排出膠料，排出的膠料通過擠出機擠壓成片狀，冷卻至45℃以下時，收取層疊的片狀膠料，得到第二段母煉膠料；密煉過程中設(shè)定密煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分,設(shè)定上頂栓壓力為5.5N/cm2；
(4)第三段密煉：設(shè)定密煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)/分,設(shè)定上頂栓壓力為5N/cm2；將停放4小時的第二段母膠、促進劑和硫磺一起投入密煉機，密煉至45秒時，提起上頂栓使膠料靜止5秒，再壓下上頂栓，密煉至膠料95℃時排出膠料，排出的膠料通過擠出機擠壓成片狀，冷卻至45℃以下時，收取層疊的片狀膠料，得到終煉膠，完成制備過程。
以上所述制備過程中，膠料停放時，收取層疊的片狀膠料每4-6次薄通為一段進行停放，停放的環(huán)境保證干燥，無陽光直射，環(huán)境溫度控制在21-25℃之間。
實施例3：
本實施例涉及的彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物,其原材料組分及各組分重量份數(shù)為：丁苯橡膠SBR1712 45份，丁苯橡膠SBR1721 45份，順丁橡膠BR9000 10份，N234型炭黑98份，芳烴油24份，硬脂酸3.5份，氧化鋅4份，分散劑40MS 3份，分散劑WB212 3.5份,促進劑DM 1.1份，促進劑CZ 1.1份，促進劑DPG 0.9份，防老劑6PPD 3份,防老劑RD 2.5份，防護蠟1.5份，硫磺1.8份，氯化鉀8份，小麥粉3.5份和1,4-二氨基-2，3-二氫蒽醌9.5份。
本實施例涉及的用于輪胎胎側(cè)的彩色橡膠組合物的制備方法同實施例2。
實施例4：
本實施例涉及的彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物,其原材料組分及各組分重量份數(shù)為：丁苯橡膠SBR1712 30份，丁苯橡膠SBR1721 60份，順丁橡膠BR9000 15份，N234型炭黑106份，芳烴油26份，硬脂酸5份，氧化鋅2.5份，分散劑40MS 2.8份，分散劑WB212 4.2份,促進劑DM 1.3份，促進劑CZ 1.3份，促進劑DPG 1.3份，防老劑6PPD 2份,防老劑RD 3份，防護蠟1份，硫磺1.9份，氯化鉀10份，蔗糖3.5份和1,4-二對甲苯氨基蒽醌12份。
本實施例涉及的用于輪胎胎側(cè)的彩色橡膠組合物的制備方法同實施例2。
實施例5：
本實施例涉及的彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物,其原材料組分及各組分重量份數(shù)為：
丁苯橡膠SBR1712 30份，丁苯橡膠SBR1721 60份，順丁橡膠BR9000 15份，N234型炭黑106份，芳烴油26份，硬脂酸5份，氧化鋅2.5份，分散劑40MS 2.8份，分散劑WB212 4.2份,促進劑DM 1.3份，促進劑CZ 1.3份，促進劑DPG 1.3份，防老劑6PPD 2份,防老劑RD 3份，防護蠟1份，硫磺2份，氯化鉀11，蔗糖4份氨基蒽醌4份，1,4-二氨基-2，3-二氫蒽醌4份和1,4-二對甲苯氨基蒽醌7份。
本實施例涉及的用于輪胎胎側(cè)的彩色橡膠組合物的制備方法同實施例2。
按有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)對橡膠組合物進行性能測試，測試數(shù)據(jù)如表1所示。
表1：
實施例6：本實施例涉及的彩煙漂移胎胎冠橡膠組合物的原材料組分及各組分重量份數(shù)、制備方法同實施例2，不同之處在于該橡膠組合物特別適用于生產(chǎn)越野型半鋼子午胎的彩煙漂移胎胎冠。