本發(fā)明涉及輪胎橡膠制造，具體地說(shuō)，涉及一種胎面橡膠組合物及其制備方法和輪胎。

背景技術(shù)：

1、橡膠復(fù)合材料如輪胎、輸送帶在使用過(guò)程中不可避免地會(huì)受到滾動(dòng)摩擦與滑動(dòng)摩擦的影響,耐磨性是橡膠制品不可忽視的重要特性,輪胎作為用量最大的橡膠制品其耐磨性能尤其受到重視,輪胎的耐磨性影響輪胎的使用壽命與橡膠磨屑的生成,橡膠磨屑是空氣污染物的重要來(lái)源,因此研究橡膠的磨耗對(duì)于橡膠制品的生產(chǎn)與應(yīng)用有著最重要意義。

2、近些年,科研人員探究了石墨、碳納米管及石墨烯等碳納米材料在橡膠中的性能,結(jié)果表明,在摩擦磨損領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)良。與石墨、碳納米管、石墨烯互為同素異形體的氧化納米碳球有望成為性能更加優(yōu)異的固體潤(rùn)滑劑和抗磨劑，且其有著傳統(tǒng)炭黑所不具備的低佩恩效應(yīng)和低滾阻效應(yīng)，因此在橡膠中有較大的應(yīng)用前景。但是，氧化納米碳球與橡膠的結(jié)合界面相對(duì)較差。

3、鑒于此，如何將氧化納米碳球制成和傳統(tǒng)填料一樣補(bǔ)強(qiáng)性的填料并應(yīng)用于橡膠中，將是一項(xiàng)非常有前景的方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種胎面橡膠組合物，該橡膠組合物添加了氧化納米碳球復(fù)合材料，該復(fù)合材料采用氧化納米碳球混煉制備，能夠作為補(bǔ)強(qiáng)性的填料的同時(shí)提高橡膠的耐磨性、降低橡膠的壓縮生熱。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

3、一種胎面橡膠組合物，所述橡膠組合物按重量份計(jì)包括以下組分的原料混煉制備得到：

4、天然橡膠100份，

5、炭黑20-50份，

6、白炭黑20-30份，

7、氧化納米碳球復(fù)合材料4-16份，

8、橡膠操作油10-20份，

9、硅烷偶聯(lián)劑2-8份，

10、石油樹脂2-2.5份，

11、以及適量的硫化劑、防老劑、活性劑、促進(jìn)劑和微晶蠟；

12、所述氧化納米碳球復(fù)合材料按重量份計(jì)包括以下組分的原料混煉制備得到：

13、天然橡膠20-40份，

14、炭黑1-10份，

15、氧化納米碳球5-15份；

16、所述炭黑粒徑為20-40nm；

17、所述白炭黑采用沉淀法制備，bet比表面積為100-200?m2/g。

18、作為優(yōu)選，所述橡膠組合物按重量份計(jì)包括以下組分的原料混煉制備得到：

19、天然橡膠100份，

20、炭黑20-50份，

21、白炭黑20-30份，

22、氧化納米碳球復(fù)合材料14-16份，

23、橡膠操作油10-20份，

24、硅烷偶聯(lián)劑2-8份，

25、石油樹脂2-2.5份，

26、防老劑0.5-1.5份，

27、微晶蠟1-2份，

28、活性劑4-6份，

29、促進(jìn)劑2-5份，

30、硫磺1-5份。

31、作為優(yōu)選，所述氧化納米碳球復(fù)合材料制備方法包括以下步驟：?jiǎn)?dòng)密煉機(jī)，設(shè)定轉(zhuǎn)速30-45轉(zhuǎn)，加入天然橡膠、炭黑，混煉20-35秒，加入氧化納米碳球，繼續(xù)混煉1-2分鐘，排膠，制得氧化納米碳球復(fù)合材料。

32、作為優(yōu)選，所述活性劑采用氧化鋅和硬脂酸：氧化鋅為1.0-4.0份，硬脂酸為1.0-3.0份。

33、作為優(yōu)選，所述促進(jìn)劑采用促進(jìn)劑dpg、促進(jìn)劑dm和促進(jìn)劑cz：促進(jìn)劑dpg為0.1-2.0，促進(jìn)劑dm為0.2-2.0份,促進(jìn)劑cz為0.2-2.0份。

34、進(jìn)一步，本發(fā)明還公開了所述的橡膠組合物的制備方法，包括以下步驟：

35、1）一段混煉：采用密煉機(jī)進(jìn)行混煉；加入天然橡膠，壓下壓坨保持55-65秒；升起壓坨，加入白炭黑、35%-45%炭黑、氧化納米碳球復(fù)合材料、硅烷偶聯(lián)劑、石油樹脂、微晶蠟、活性劑和防老劑，壓下壓坨保持55-65秒；升起壓坨加入55%-65%炭黑、橡膠操作油，壓下壓坨保持80-100秒；升起壓坨，清掃；

36、2）二段混煉：采用開煉機(jī)進(jìn)行混煉；排膠至開煉機(jī)，將雙輥開煉機(jī)輥距調(diào)到0.8-1.2mm，使密煉完的膠料包輥；依次加入促進(jìn)劑和硫化劑，左右割刀各三次；在輥0.15-0.25mm時(shí)打三角包薄通五次；輥距調(diào)到1.5-2.0mm，下片，停放。

37、進(jìn)一步，本發(fā)明還公開了一種輪胎，該輪胎包括胎面，所述胎面采用權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的橡膠組合物硫化制備得到。

38、本發(fā)明的有益效果為：氧化納米碳球復(fù)合材料與橡膠的界面結(jié)合更優(yōu)于氧化納米碳球，本發(fā)明使用沉淀二氧化硅、炭黑以及氧化納米碳球復(fù)合材料作為補(bǔ)強(qiáng)填充劑，具備高補(bǔ)強(qiáng)性，隨著氧化納米碳球復(fù)合材料的增加，填料補(bǔ)強(qiáng)性有明顯提升，同時(shí)橡膠組合物耐磨耗特性高，特別是壓縮生熱明顯降低，有利于輪胎降低油耗和提高使用壽命。

39、在本發(fā)明的橡膠組合物中，除了上述組分，可以混合不同的添加劑，例如通常用于輪胎和其他橡膠組合物中的其他填料，硫化劑，硫化促進(jìn)劑，不同類型的油，抗氧劑，增塑劑等。這些添加劑以普通的方法混合以獲得可以用于硫化的橡膠組合物。這些添加劑的量還可以是常規(guī)的通常的混合的量，前提是不反過(guò)來(lái)影響本發(fā)明的目的。

技術(shù)特征：

1.一種胎面橡膠組合物，其特征在于，所述橡膠組合物按重量份計(jì)包括以下組分的原料混煉制備得到：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其特征在于，所述橡膠組合物按重量份計(jì)包括以下組分的原料混煉制備得到：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橡膠組合物，其特征在于，所述氧化納米碳球復(fù)合材料制備方法包括以下步驟：?jiǎn)?dòng)密煉機(jī)，設(shè)定轉(zhuǎn)速30-45轉(zhuǎn)，加入天然橡膠、炭黑，混煉20-35秒，加入氧化納米碳球，繼續(xù)混煉1-2分鐘，排膠，制得氧化納米碳球復(fù)合材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橡膠組合物，其特征在于，所述活性劑采用氧化鋅和硬脂酸：氧化鋅為1.0-4.0份，硬脂酸為1.0-3.0份。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橡膠組合物，其特征在于，所述促進(jìn)劑采用促進(jìn)劑dpg、促進(jìn)劑dm和促進(jìn)劑cz：促進(jìn)劑dpg為0.1-2.0，促進(jìn)劑dm為0.2-2.0份,促進(jìn)劑cz為0.2-2.0份。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的橡膠組合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.一種輪胎，其特征在于，該輪胎包括胎面，所述胎面采用權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的橡膠組合物硫化制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及輪胎橡膠制造技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種胎面橡膠組合物及其制備方法和輪胎。所述胎面橡膠組合物添加了氧化納米碳球復(fù)合材料，氧化納米碳球復(fù)合材料由天然橡膠、炭黑和氧化納米碳球混煉得到。氧化納米碳球復(fù)合材料與橡膠的界面結(jié)合更優(yōu)于氧化納米碳球，本發(fā)明使用沉淀二氧化硅、炭黑以及氧化納米碳球復(fù)合材料作為補(bǔ)強(qiáng)填充劑，具備高補(bǔ)強(qiáng)性，隨著氧化納米碳球復(fù)合材料的增加，填料補(bǔ)強(qiáng)性有明顯提升，同時(shí)橡膠組合物耐磨耗特性高，特別是壓縮生熱明顯降低，有利于輪胎降低油耗和提高使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：陸曉祺,于博文,孫雪峰,章冰瑩,董興旺,劉輝,王丹靈
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中策橡膠集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19