技术领域
[0001] 本
发明涉及轮胎橡胶技术领域，具体地说是一种用于轮胎胎面的橡胶组合物及其制备方法。
背景技术
[0002] 众所周知，随着轮胎行业的发展，对节能环保、安全性能的要求越来越高。在冬季持续时间长、气温较低的地区，路面易积
雪结
冰引起交通事故，雪地胎的使用已经逐渐普及。
[0003] 雪地胎是专
门设计用于冬季条件下的轮胎，如冰雪
气候和气温较低的地区，雪地胎对耐低温性能要求比较高，其通过特殊的配方，低温硬化程度低，轮胎在低温下能保持较好的柔软性，增大与冰雪路面的
摩擦力，提高冰雪路面的
制动性及安全性，但是雪地胎低温制动性能的改善，一般会降低轮胎的
耐磨性能及湿路面的制动性能，耐磨性能直接影响轮胎的使用寿命，并且耐磨性能差，在使用过程中因为摩擦产生的碎屑会增多，污染环境。
发明内容
[0004] 本发明的目的就是为了克服现有的技术不足，提供一种用于轮胎胎面的橡胶组合物及其制备方法，具有优异的低温性能、优异的耐磨性能。
[0005] 本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种用于轮胎胎面的橡胶组合物，其特征在于：由下述重量份的原料制备得到，二烯
烃弹性体100份，
二氧化
硅40-100份，
偶联剂0-10份，分散剂0-5份，
炭黑10-30份，
棕榈油增塑剂5-40份，绿色功能
树脂0-20份，活性剂1-7份，防老剂1-8份，硫化促进剂1-5份，硫化剂1-4份，防焦剂0.1-1份。
[0006] 所述的二烯烃弹性体乳液中制备的苯乙烯/丁二烯共聚物、溶液中制备的苯乙烯/丁二烯共聚物、天然聚异戊二烯、顺式-1,4键含量大于92%的合成聚异戊二烯、顺式-1,4键含量大于95%的聚丁二烯中的一种或几种的混合物。
[0007] 所述的棕榈油同时含有棕榈酸、油酸、亚油酸、
硬脂酸四种组分，其酸值150-260mg KOH/g，
皂化值150-260 mg KOH/g，吸碘值70%-99%，滴定度为5-10℃，硬脂酸及棕榈酸含量共占5.0-10.0%，油酸含量占35%-90%， 亚油酸含量占5-15%。
[0008] 所述的分散剂是含有皂类及
脂肪酸酯的助剂，熔点在40-90℃。
[0009] 所述的绿色功能树脂为改性萜烯树脂、纯
单体树脂、松香树脂、
妥尔油树脂、聚萜烯树脂、
腰果油树脂、改性聚萜烯树脂中的至少一种，
软化点在90℃-150℃。
[0010] 所述的偶联剂为双（3-三乙氧基硅烷丙基）四硫化物或其与惰性分散剂按1:1重量比的混合物，双（3-三乙氧基硅烷丙基）二硫化物或其与惰性分散剂按1:1重量比的混合物，γ-巯丙基-乙氧基双（丙烷基-六乙氧基）硅氧烷，或3-辛酰基硫-1-丙基三乙氧基硅烷。
[0011] 所述的硫化促进剂为N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二苯胍、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化四甲基秋兰姆、N,N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N,N-二乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的至少一种。
[0012] 一种制备前述轮胎胎面橡胶组合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）一段混炼：
转子转速在40-100rpm，压砣压力：0.2-0.8MPa，首先将上述二烯烃弹性体、分散剂、部分防老剂、绿色功能树脂加入密炼机中进行混炼10-60s；升栓，加入部分炭黑、部分
二氧化硅、偶联剂，压栓，混炼20-150s；升栓，加入部分二氧化硅、棕榈油，压栓，混炼30-70s；提栓，压栓,混炼30-160s，控制
温度145-155℃排胶，然后在开炼机进行压片。
[0013] （2）一段停放，将第一段混炼得到的一段母胶放在空气中，自然冷却至室温。
[0014] （3）二段混炼：转子转速在40-100rpm，压砣压力：0.2-0.8MPa，按重量称取一段母胶，加入密炼机中混炼10-20s；升栓，加入剩余炭黑、剩余二氧化硅、剩余防老剂及活性剂，压栓，混炼10-50s；加入剩余棕榈油，混炼50-300s，排胶，然后在开炼机进行压片。
[0015] （4）二段停放，将第二段混炼得到的二段母胶放在空气中，自然冷却至室温。
[0016] （5）终炼：转子转速10-80rpm，压砣压力：0.1-0.7MPa，根据填充系数，称量二段母胶，将二段母胶加入密炼机中，混炼10-30s；升栓，加入硫化剂、硫化促进剂及防焦剂，压栓，混炼10-50s；提栓，压栓，混炼10-150s，排胶，得到含有棕榈油的轮胎胎面混炼胶。
[0017] （6）将上述含棕榈油的轮胎胎面混炼胶进行硫化，硫化温度160℃，时间5-60min，得到含有棕榈油的轮胎胎面橡胶组合物，并对其进行各项性能测试。
[0018] 本发明的有益效果是，加入了5-40份同时含有棕榈酸、油酸、亚油酸、硬脂酸的棕榈油增塑剂，该棕榈油的加入，显著提高了胎面橡胶组合物的低温柔量，即冰雪地制动性能优异，且显著改善了轮胎胎面橡胶组合物的耐磨性能。
具体实施方式
[0019]
实施例11. 一段混炼：转子转速在40-100rpm，压砣压力：0.2-0.8MPa，首先将上述0.5kg二烯烃弹性体、21.4g分散剂、13.4g防老剂
石蜡及
微晶蜡、42.8g绿色功能树脂加入密炼机中进行混炼10-60s；升栓，向密炼机中加入50g炭黑、363g偶联剂改性二氧化硅，混炼20-150s；升栓，加入121g偶联剂改性二氧化硅及123g棕榈油，混炼30-70s；提栓，压栓,混炼30-160s，控制温度145-155℃排胶，得到一段母胶A1，然后在开炼机进行压片。
[0020] 2.一段停放，将一段混炼得到的A1放在空气中，自然冷却至室温。
[0021] 3.二段混炼：转子转速在40-100rpm，压砣压力：0.2-0.8MPa，按重量称取1.1kg一段母胶，加入密炼机中混炼10-20s；升栓，加入49g炭黑、49g二氧化硅、13.1防老剂4020及DTPD、9.5g活性剂，混炼10-50s；升栓，加入24g棕榈油，混炼50-300s，排胶，得到二段母胶A2, 然后在开炼机进行压片。
[0022] 4.二段停放，将第二段混炼得到的二段母胶放在空气中，自然冷却至室温。
[0023] 5.终炼：转子转速10-80rpm，压砣压力：0.1-0.7MPa，称量1.2kg二段母胶，将二段母胶加入密炼机中，混炼10-30s；升栓，加入25.7g硫化剂、硫化促进剂及防焦剂混合物，混炼10-50s；提栓，压栓，混炼10-150s，排胶，得到含有棕榈油的轮胎胎面混炼胶。
[0024] 6.将上述含棕榈油的轮胎胎面混炼胶进行硫化，硫化温度160℃，时间5-60min，得到含有棕榈油的轮胎胎面橡胶组合物，并对其进行各项性能测试，具体性能见表1。
[0025] 对比例1按照实施例1中的方法操作，不同的是步骤1及3中棕榈油换为芳烃油TDAE。
[0026] 实施例21.一段混炼：转子转速在40-100rpm，压砣压力：0.2-0.8MPa，首先将上述0.5kg二烯烃弹性体、21.6g分散剂、13.5g防老剂石蜡及微晶蜡、43.0g绿色功能树脂加入密炼机中进行混炼10-60s；升栓，向密炼机中加入28g炭黑、317g偶联剂改性二氧化硅，混炼20-150s；升栓，加入158g二氧化硅、124g棕榈油，混炼30-70s；提栓，压栓,混炼30-160s，控制温度145-
155℃排胶，得到一段母胶B1，然后在开炼机进行压片。
[0027] 2.一段停放，将一段混炼得到的A1放在空气中，自然冷却至室温。
[0028] 3.二段混炼：转子转速在40-100rpm，压砣压力：0.2-0.8MPa，按重量称取1.1kg一段母胶，加入密炼机中混炼10-20s；升栓，加入剩余40g炭黑、50g偶联剂改性二氧化硅、13.3g防老剂4020及DTPD、9.7g活性剂，混炼10-50s；加入24g棕榈油，混炼50-300s，排胶，得到二段母胶B2, 然后在开炼机进行压片。
[0029] 4.二段停放，将第二段混炼得到的二段母胶放在空气中，自然冷却至室温。
[0030] 5.终炼：转子转速10-80rpm，压砣压力：0.1-0.7MPa，根据填充系数，称量1.2kg二段母胶，将二段母胶加入密炼机中，混炼10-30s；加入23.9g硫化剂、硫化促进剂及防焦剂，混炼10-50s；提栓，压栓，混炼10-150s，排胶，得到含有棕榈油的轮胎胎面混炼胶。
[0031] 6.将上述含棕榈油的轮胎胎面混炼胶进行硫化，硫化温度160℃，时间5-60min，得到含有棕榈油的轮胎胎面橡胶组合物，并对其进行各项性能测试，具体性能见表1。
[0032] 对比例2按照实施例2中的方法操作，不同的是步将步骤1及3中偶联剂改性二氧化硅换为无偶联剂改性二氧化硅及偶联剂γ-巯丙基-乙氧基双（丙烷基-六乙氧基）硅氧烷。
[0033] 实施例31.一段混炼：转子转速在40-100rpm，压砣压力：0.2-0.8MPa，首先将上述0.5kg二烯烃弹性体、22.1g分散剂、13.8g防老剂石蜡及微晶蜡、44.4g绿色功能树脂加入密炼机中进行混炼10-60s；升栓，向密炼机中加入28g炭黑、324g偶联剂改性二氧化硅，混炼20-150s；升栓，加入162g二氧化硅及128g棕榈油，混炼30-70s；提栓，压栓,混炼30-160s，控制温度145-
155℃排胶，得到一段母胶C1，然后在开炼机进行压片。
[0034] 2.一段停放，将一段混炼得到的C1放在空气中，自然冷却至室温。
[0035] 3.二段混炼：转子转速在40-100rpm，压砣压力：0.2-0.8MPa，按重量称取1.1kg一段母胶，加入密炼机中混炼10-20s；升栓，加入51g炭黑、51g偶联剂二氧化硅、13.6防老剂4020及DTPD、9.9g活性剂，混炼10-50s；升栓，加入25g棕榈油，混炼50-300s，排胶，得到二段母胶C2, 然后在开炼机进行压片。
[0036] 4.二段停放，将第二段混炼得到的二段母胶放在空气中，自然冷却至室温。
[0037] 5.终炼：转子转速10-80rpm，压砣压力：0.1-0.7MPa，根据填充系数，称量1.2kg二段母胶，将二段母胶加入密炼机中，混炼10-30s；升栓，加入23.4g硫化剂、硫化促进剂及防焦剂，混炼10-50s；提栓，压栓，混炼10-150s，排胶，得到含有棕榈油的轮胎胎面混炼胶。
[0038] 6.将上述含棕榈油的轮胎胎面混炼胶进行硫化，硫化温度160℃，时间5-60min，得到含棕榈油的轮胎胎面橡胶组合物，并对其进行各项性能测试，具体性能见表1。
[0039] 对比例3按照实施例3中的方法操作，不同的是将步骤1及3中偶联剂改性二氧化硅换为无偶联剂改性二氧化硅及偶联剂3-辛酰基硫-1-丙基三乙氧基硅烷，二氧化硅用量减少2份，炭黑用量减少5份，棕榈油用量减少2份。
[0040] 在表1 中示出了实施例与对比例的测试结果。
[0041]与对比例相比，含棕榈油的轮胎胎面橡胶组合物在-25℃的
储能模量E’下降近30%，即低温柔量上升30%，轮胎在冰雪地路面的制动性显著改善， 提高了轮胎在冰雪地路面的安全性能；含棕榈油的橡胶组合屋的DIN 磨耗体积显著下降，撕裂强度增大，说明轮胎的耐磨性能显著提高，即本发明提供的含有棕榈油的轮胎胎面胶在具备优异的低温性能的同时兼具优异的耐磨性能。
[0042] 所述的二烯烃弹性体，包括乳液中制备的苯乙烯/丁二烯共聚物、溶液中制备的苯乙烯/丁二烯共聚物、天然聚异戊二烯、顺式-1,4键含量大于92%的合成聚异戊二烯、顺式-1,4键含量大于95%的聚丁二烯或几种弹性体的混合物。
[0043] 所述的增塑剂，具体是指一种棕榈油，其特征在于同时含有棕榈酸、油酸、亚油酸、硬脂酸四种组分，具体特征在于：酸值150-260mg KOH/g，皂化值150-260 mg KOH/g，吸碘值70%-99%，滴定度为5-10℃，硬脂酸及棕榈酸含量共占5.0-10.0%，油酸含量占35%-90%， 亚油酸含量占5-15%。
[0044] 所述的分散剂，是指能够促进二氧化硅分散的助剂，优选含有皂类及脂肪酸酯的助剂，优选熔点在40-90℃的助剂。
[0045] 所述的绿色功能树脂，优选为改性萜烯树脂、纯单体树脂、松香树脂、妥尔油树脂、聚萜烯树脂、腰果油树脂、改性聚萜烯树脂中至少一种树脂，软化点优选90℃-150℃。
[0046] 所述的二氧化硅,优选在橡胶基体中具有实质上可瓦解及分散的沉淀法二氧化硅，或者本领域技术人员已知的任何增强二氧化硅，二氧化硅可以未改性二氧化硅或经偶联剂改性的二氧化硅，其氮气
吸附比表面积在50-250m2/g。
[0047] 所述炭黑，通常所有用于轮胎，尤其是用于轮胎胎面的炭黑，尤其是HAF、ISAF和SAF炭黑都是可以的，优选N375、N347、N234、N124、N330中的一种或几种。
[0048] 所述的偶联剂包括但不仅限于以下：双（3-三乙氧基硅烷丙基）四硫化物或其与惰性分散剂按1:1重量比的混合物，双（3-三乙氧基硅烷丙基）二硫化物或其与惰性分散剂按1:1重量比的混合物，γ-巯丙基-乙氧基双（丙烷基-六乙氧基）硅氧烷，3-辛酰基硫-1-丙基三乙氧基硅烷。
[0049] 所述硫化促进剂为N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二苯胍、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化四甲基秋兰姆、N,N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N,N-二乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的至少一种。
