一種高性能環保綠色輪胎配方的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種高性能環保綠色輪胎配方，屬于輪胎制造技術領域。
【背景技術】
[0002] 社會發展對輪胎性能的要求越來越高，集安全、綠色、環保、智能于一體的綠色輪 胎成為世界輪胎發展的新趨勢。綠色輪胎的主要優點如下： 1、高環保：傳統輪胎由于添加了有致癌作用的橡膠配合劑，它們隨著胎面磨損散發在 空氣中，嚴重污染了環境，同時世界上每年有數億條輪胎被廢棄，它們不但占據大量空間， 而且難以分解，對環境造成了極大威脅，被人們稱為"黑色污染"。隨著人們環保意識的不斷 提高，在繼續努力降低滾動阻力的同時，已開始重視使用不污染環境的材料制造輪胎，而且 努力延長輪胎的行駛里程，以減少廢舊輪胎的數量。在大量的汽車使用綠色輪胎以后，對節 油和減少污染產生巨大作用。綠色輪胎的廣泛應用將為全球每年節省數百萬桶石油，并顯 著減少CO的排放量。
[0003] 2、低消耗：習慣使用的黑色輪胎是以標準的合成橡膠和天然橡膠制成的，在汽車 行駛溫度升高的條件下，其防護材料的結構和性能都發生改變，同時車輪滾動的阻力也在 增加。綠色輪胎與普通輪胎相比，減輕了輪胎重量，減少了復合材料的能耗（滯后損失）。 所以，綠色輪胎與同等規格的輪胎相比，滾動阻力可降低22%-35%，并因此減少汽車燃料消 耗3%-8%，使汽車CO的排放量有所下降，其他性能如耐磨耗、低噪音、干濕路面抓著力等均 保持良好水平。
[0004] 3、超安全：綠色輪胎通過優化胎體設計，以絕佳的彈性胎面改進汽車在光滑路面 的抓地性能，使駕駛更平穩、制動距離更短，大大提高了駕駛安全性。研宄證明，綠色輪胎產 生的摩擦力可以減少汽車在濕滑或結冰路面上15%的剎車距離，使汽車的冬季駕駛性能提 高10%-15%。這對減少事故率和人員傷亡有著重大的意義。
[0005] 綠色輪胎具有剎車安全、彈性好、滾動阻力小、耗油低、生熱低、耐磨、耐穿刺、承載 能力大、乘坐舒適等優點。與傳統輪胎比，凸現了環保、節能、新工藝、新材料等多方面的優 勢。歐盟立法通過的標簽法正式實施，對輪胎的環保(節油）、安全性(干、濕滑性能）和低噪 音提出詳細的要求，而其它發達經濟體亦提出了相似的技術要求，這對中國的輪胎制造業 產生了較大影響，是挑戰亦是機遇，相應企業均在加大力度引進和使用新材料、新配方來生 產滿足市場需求的綠色輪胎，但是在生產實施過程中亦遇到相當多的困難： 1、完整的綠色輪胎配方是溶聚丁苯+高分散的白炭黑+偶聯劑，實施成本較高。
[0006] 2、綠色輪胎生產因配方中大量使用高結構的白炭黑80份上下，而普通輪胎僅 10~20份左右，所以輪胎生產過程中工藝執行和加工難度很大，產品均一性和穩定性差。
[0007] 3、現有國內輪胎企業要達到標簽法規定的較高水平，如雙B級輪胎(滾動阻力和 抗濕滑均達B級）仍然很難。
【發明內容】
[0008] 本發明所要解決的技術問題是：提供一種高性能環保綠色輪胎配方。
[0009] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是： 一種高性能環保綠色輪胎配方，包括下列重量份數的組分： 溶聚丁苯膠 SSBR3835,137. 5 份； 高分散白炭黑，60-80份； N220 炭黑，0-15 份； 偶聯劑TESPT，12-16份； 硬脂酸，1-4份； 氧化鋅，2. 5-5份； 防老劑RD，1-2. 5份； 防老劑4020,1.5-3份； 微晶石蠟，1-3份； 促進劑NS，1. 2-2份； 促進劑DPG，1-2. 5份； 普通硫黃粉，1-2. 5份； 綠色輪胎功能母料，7-9份。
[0010] 優選的，上述所述的一種高性能環保綠色輪胎配方，具體包括下列重量份數的組 分： 溶聚丁苯膠 SSBR3835,137. 5 份； 高分散白炭黑，70份； N220炭黑，5份； 偶聯劑TESPT，14份； 硬脂酸，2份； 氧化鋅，3份； 防老劑RD，1. 5份； 防老劑4020,2份； 微晶石蠟，2份； 促進劑NS，1. 8份； 促進劑DPG，1. 8份； 普通硫黃粉，1. 5份； 綠色輪胎功能母料，9份。
[0011] 所述的綠色輪胎功能母料，包括下列重量份數的物質：29-35份高基團含量的碳 黑混合物；6-8份改性硼酸酯界面活性劑；50-70份橡膠改質劑； 所述高基團含量的碳黑混合物，其為廢全鋼胎分揀后橡膠部裂解后的殘余物，成分包 括：70%質量份以上的碳黑，其余部分主要為si〇2;碳黑混合物主要技術指標：細度> 2000 目，吸油值50-100cm3/100g，低揮發份< 2%，pH值7-8 ; 制備方法包括如下步驟： 1)按配方將高基團含量的碳黑混合物加入氣流粉碎機研磨，細度達到2000目后通過 旋風分離器分離；氣流粉碎機研磨的轉速為5000-15000轉/分； 2) 將捕集后的碳黑混合物加入活化反應釜中，與配方量的改性硼酸酯界面活性劑在 60-140°C之間反應，進行活化偶聯30-60分鐘，增加碳黑混合物外部的活性點，成為活化接 枝物，然后放料，冷卻；以增強產品在輪胎應用時與橡膠的大側基團交聯作用，提高其在橡 膠混煉時的結合力和加工性能； 3) 在常溫下，活化接枝物按比例與橡膠改質劑機械混合復配，均勻后計量包裝。
[0012] 綠色輪胎功能母料的應用對該配方技術起到較大的性能提升作用，在綠胎的基礎 上低滾阻和抗濕滑均優于原來15-20%。
[0013] 本發明的有益效果： 本發明的高性能環保綠色輪胎，能夠實現抓地安全性和低滾阻節油的雙重優異特性， 它可以克服和超越白炭黑的諸多工藝問題和性能問題，可明顯提高濕滑地面抓著性和降低 滾動阻力；與傳統的配方對比，滾動阻力降低和抗濕滑改善均在20%以上；在轎車全綠色輪 胎胎面中應用，滾動阻力改善18. 66%，抗濕滑提高15. 52%。且其工藝優異、性能突出、成本 較低，反復對比試驗性能一致，完全滿足綠色輪胎和高性能輪胎的要求。由配方制成的輪 胎，可提高輪胎產品等級和檔，提高了輪胎的安全、環保和節油性能，具有明顯的社會效益。
【附圖說明】
[0014] 下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0015]圖1是本發明實施例1綠色輪胎性能與溫度的關系圖。
[0016]圖2是本發明實施例2綠色輪胎性能與溫度的關系圖。
[0017] 圖3是本發明實施例1和實施例2DMA測試結果對比圖。
【具體實施方式】
[0018] 實施例1 一種輪胎配方，具體包括下列重量份數的組分： 溶聚丁苯膠 SSBR3835,137. 5 份； 高分散白炭黑，70份； N220炭黑，5份； 偶聯劑TESPT，14份； 硬脂酸，2份； 氧化鋅，3份； 防老劑RD，1. 5份； 防老劑4020,2份； 微晶石蠟，2份； 促進劑NS，1. 8份； 促進劑DPG，1. 8份； 普通硫黃粉，1. 5份。
[0019] 實施例2 一種高性能環保綠色輪胎配方，具體包括下列重量份數的組分： 溶聚丁苯膠 SSBR3835,137. 5 份； 高分散白炭黑，70份； N220炭黑，5份； 偶聯劑TESPT，14份； 硬脂酸，2份； 氧化鋅，3份； 防老劑RD，1. 5份； 防老劑4020,2份； 微晶石蠟，2份； 促進劑NS，1. 8份； 促進劑DPG，1. 8份； 普通硫黃粉，1. 5份； 綠色輪胎功能母料L-727,9份。
[0020] 實施例3 上述兩個實施例的輪胎性能及DMA測試結果對比如下： 上述兩個實施例，區別在于，實施例1配方中不含有綠色輪胎功能母料L-727,為方便 區分，在對比試驗中，將實施例1的輪胎配方標記為1#(空白），實施例2的輪胎配方標記為 2#實驗。
[0021] 在轎車綠胎中物理性能數據：
【主權項】
1. 一種高性能環保綠色輪胎配方，其特征在于，包括下列重量份數的組分： 溶聚丁苯膠SSBR3835,137. 5 份； 高分散白炭黑，60-80份； N220 炭黑，0-15 份； 偶聯劑TESPT，12-16份； 硬脂酸，1-4份； 氧化鋅，2. 5-5份； 防老劑RD，1-2. 5份； 防老劑4020,1.5-3份； 微晶石蠟，1-3份； 促進劑NS，1. 2-2份； 促進劑DPG，1-2. 5份； 普通硫黃粉，1-2. 5份； 綠色輪胎功能母料，7-9份。
2. 根據權利要求1所述的一種高性能環保綠色輪胎配方，其特征在于，包括下列重量 份數的組分： 溶聚丁苯膠SSBR3835,137. 5 份， 高分散白炭黑，70份； N220炭黑，5份； 偶聯劑TESPT，14份； 硬脂酸，2份； 氧化鋅，3份； 防老劑RD，1. 5份； 防老劑4020,2份； 微晶石蠟，2份； 促進劑NS，1. 8份； 促進劑DPG，1. 8份； 普通硫黃粉，1. 5份； 綠色輪胎功能母料，9份。
3. 根據權利要求1或2所述的高性能環保綠色輪胎配方，其特征在于，所述的綠色輪胎 功能母料，包括下列重量份數的物質：29-35份高基團含量的碳黑混合物；6-8份改性硼酸 酯界面活性劑；50-70份橡膠改質劑； 所述高基團含量的碳黑混合物，其為廢全鋼胎分揀后橡膠部裂解后的殘余物，成分包 括：70%質量份以上的碳黑，其余部分主要為Sio2;碳黑混合物主要技術指標：細度> 2000 目，吸油值50-100cm3/100g，低揮發份< 2%，pH值7-8 ; 制備方法包括如下步驟： 1) 按配方將高基團含量的碳黑混合物加入氣流粉碎機研磨，細度達到2000目后通過 旋風分離器分離；氣流粉碎機研磨的轉速為5000-15000轉/分； 2) 將捕集后的碳黑混合物加入活化反應釜中，與配方量的改性硼酸酯界面活性劑在 60-140°C之間反應，進行活化偶聯30-60分鐘，增加碳黑混合物外部的活性點，成為活化接 枝物，然后放料，冷卻；以增強產品在輪胎應用時與橡膠的大側基團交聯作用，提高其在橡 膠混煉時的結合力和加工性能； 3)在常溫下，活化接枝物按比例與橡膠改質劑機械混合復配，均勻后計量包裝。
【專利摘要】本發明公開了一種高性能環保綠色輪胎配方，包括下列重量份數的組分：溶聚丁苯膠SSBR3835，137.5份；高分散白炭黑，60-80份；N220炭黑，0-15份；綠色輪胎專用料L-727，8-10份；偶聯劑TESPT，12-16份；硬脂酸，1-4份；氧化鋅，2.5-5份；防老劑RD，1-2.5份；防老劑4020，1.5-3份；微晶石蠟，1-3份；促進劑NS，1.2-2份；促進劑DPG，1-2.5份；普通硫黃粉，1-2.5份；綠色輪胎功能母料，7-9份。本發明的高性能環保綠色輪胎，能夠實現抓地安全性和低滾阻節油的雙重優異特性，它可以克服和超越白炭黑的諸多工藝問題和性能問題，可明顯提高濕滑地面抓著性和降低滾動阻力；在轎車全綠色輪胎胎面中應用，滾動阻力改善18.66%，抗濕滑提高15.52%。且其工藝優異、性能突出、成本較低，反復對比試驗性能一致，完全滿足綠色輪胎和高性能輪胎的要求。
【IPC分類】C08J3-22, C08K13-06, C08K3-36, C08K3-04, C08K9-04, C08L9-06
【公開號】CN104844864
【申請號】CN201510268031
【發明人】劉瑞強, 劉本國, 王源理
【申請人】青島四維化工有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月22日
【公告號】CN104130480A