一种用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物及其制备方法与流程

本发明涉及轮胎橡胶材料，尤其是一种用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物及其制备方法。

背景技术：

1、轮胎，是供给车辆、农业机械、工程机械行驶及飞机起落等用的圆环形弹性制品，其具有承受载荷、驱动制动机缓冲吸震等诸多功能。其中胎面胶料位于轮胎的最外层，是轮胎承受外部应力最为苛刻的部分，对轮胎胎面性能研究，如：降低滚动阻力、缩短湿地刹车距离、延长使用寿命、提高操控性能和提高抗破坏性等具有重要的理论研究意义和工程应用价值。

2、目前市场上使用的轮胎大多采用炭黑作为补强剂，炭黑通过其表面活性与橡胶大分子有效结合，显著提高轮胎的性能，特别是在耐磨性和强度方面。因此传统的轮胎为黑色。然而，传统轮胎多为黑色轮胎，难以满足用户的多样化需求，也难以彰显用户个性，尤其是现在的年轻人追求时尚，更希望轮胎有炫酷的彩色外观；军品轮胎更需要一种与车辆融为一体的迷彩外观。因此，近年来，许多轮胎厂商相继推出彩色轮胎并引起了市场一定的关注，但是由于彩色轮胎对于色彩的要求极高，即对于抗变色性能要求极高，制约了彩色轮胎的发展。

3、cn112175261a了一种彩色轮胎橡胶组合物，主要由以下重量比的组分组成：橡胶100-200份、白炭黑10-15份、石蜡油5-10份、硫化剂3-4份、硅烷偶联剂3-5份、着色剂3-6份、抗静电剂5-6份、硫化促进剂3-5份、硫醇锑2-3份、増粘树脂1-2份、防老剂4-6份、氧化锌3-5份、硬脂酸1-2份、促进剂tbztd 1-3份，防焦剂ctp1-2份。上述专利解决了胎侧轮胎在强烈光照以及湿热的环境下不会有变色现象，同时具有美观效果。

4、白炭黑作为性能优良、绿色环保的补强剂在彩色轮胎原材料橡胶的生产过程中得到了越来越多的应用，它主要的成份的sio2，基本无色可以做成各种彩色橡胶制品。然而采用传统干法炼胶工艺很难使白炭黑均匀分散到橡胶材料中。而且与传统的采用黑炭黑制备的黑色轮胎胎面胶料性能相比，彩色轮胎强度低，耐磨性差，无法满足轮胎胎面的使用要求。因此对于耐磨抗变色彩色轮胎橡胶材料工艺配方开发也提出了极高的要求。为此我们提出了一种用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物及其制备方法。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的不足，提供了一种用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物及其制备方法，解决了目前彩色轮胎胎面胶料强度低、不耐磨、易变色，使用寿命短的问题，实现了迷彩轮胎可采用彩色胎面胶的可能性。

2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物，包括以下重量份数的原料：改性白炭黑湿法天然橡胶140-160份、改性tpe5-10份、改性eva3-5份、氧化锌2-8份、硬脂酸2-5份、防老剂2-6份、软化剂3-8份、促进剂2-4份、硫化剂1-4份以及活化非极性金属颜料2-6份。

3、上述的用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物，所述改性tpe包括陶瓷粉：2％-5％，润滑剂：0.5％-1.5％，表面改性剂：2％-3％，tpe：余量。

4、上述的用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物，所述改性eva包括钛白粉：1％-2％，具有酚基/胺基官能团的表面改性剂：1.5％-2.5％，eva：余量。

5、上述的用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物，所述防老剂为酚类抗氧剂。

6、上述的用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物，还包括白炭黑5-15份、硅烷偶联剂2-6份。

7、上述的用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

8、(1)、按重量份数称取原料，将湿法混炼胶投入密炼机塑炼30″-100″；

9、(2)、投入改性tpe、改性eva、氧化锌、硬脂酸、软化剂、防老剂混炼120″-600″或温度达到145℃～160℃时排料，得到一段母炼胶；

10、(3)、一段母炼胶停放8h-24h后，加入促进剂、硫化剂在密炼机中混炼40″-120″或温度达到95℃-105℃排料，得到白胶混炼胶；

11、(4)、称取一定重量的白胶混炼胶，按重量份数比例加入活化非极性金属颜料，根据加入的颜料，可获得相应颜色的彩胶。

12、上述的用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物的制备方法，所述步骤(2)中，投入白炭黑20-40份，硅烷偶联剂2-6份，混炼60″或温度达到145℃-155℃。

13、本发明用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物及其制备方法的有益效果是，采用专利cn108070180b自有技术生产制作140～160份改性白炭黑湿法天然橡胶。该混炼胶不同于传统的天然胶添加白炭黑的混炼制造方法，而是采用一种湿法改性混炼工艺制备天然橡胶白炭黑母胶。湿法改性天然橡胶白炭黑母胶是将白炭黑浆液与天然橡胶胶乳通过共混、共凝、绉片、造粒、水洗、干燥等制成，实现了白炭黑的混炼在液相中进行，改性白炭黑与天然胶在絮凝过程中有很好的物理偶合作用，分散性和均匀性提高。解决了白炭黑用量大，采用传统干法炼胶工艺很难使白炭黑均匀分散到橡胶材料中的技术问题。

14、通过陶瓷粉、润滑剂、具有双键官能团的表面改性剂，改性tpe，调节合适的硫化交联度，经交联键的加强，形成了较强的网络结构，达到一定的定深硬度，使得制品可以达到纯炭黑轮胎的耐磨水平，具有双键官能团的表面改性剂更容易与橡胶反应，并且高分子弹性体tpe，与橡胶共混可提高耐老化性。

15、通过具有酚基/胺基官能团的表面改性剂、钛白粉改性eva，具有酚基/胺基官能团的表面改性剂更容易与橡胶反应，具有防老化的作用。eva是小分子材料，具有良好的渗透性及浸润性，使得颜色均一。并且能够和骨架结构材料形成较好的粘合，有效填充骨架结构之间的缝隙，能够提高粘合性。钛白粉具有保色作用，在保证彩色橡胶色彩的前提下，提高和改善半成品之间的粘合性能。

16、氧化锌的颗粒细小呈球状，具有很大的表面积，具有良好的分散性与良好的吸附性，因而能促进橡胶的硫化、活化和补强防老化作用、能加强硫化过程，达到稳定性、加工安全性提高、大幅度降低不良率，提高橡胶制品耐撕裂性、耐磨性。同时，可提高橡胶产品的抗老化、抗挠裂性能。

17、硬脂酸：软化增塑作用，使橡胶更容易加工和成型。同时具有优良的润滑作用，减少加工过程中的摩擦和生热，降低加工难度和能耗。硬脂酸和活性氧化锌共同作用，促进橡胶的活化、硫化。

技术特征：

1.一种用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物，其特征在于：包括以下重量份数的原料：改性白炭黑湿法天然橡胶140-160份、改性tpe5-10份、改性eva3-5份、氧化锌2-8份、硬脂酸2-5份、防老剂2-6份、软化剂3-8份、促进剂2-4份、硫化剂1-4份以及活化非极性金属颜料2-6份。

2.根据权利要求1所述的用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物，其特征是，所述改性tpe包括陶瓷粉：2％-5％，润滑剂：0.5％-1.5％，表面改性剂：2％-3％，tpe：余量。

3.根据权利要求2所述的用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物，其特征是，所述改性eva包括钛白粉：1％-2％，具有酚基/胺基官能团的表面改性剂：1.5％-2.5％，eva：余量。

4.根据权利要求3所述的用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物，其特征是，所述防老剂为酚类抗氧剂。

5.根据权利要求4所述的用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物，其特征是，还包括白炭黑5-15份、硅烷偶联剂2-6份。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物的制备方法，其特征是，所述步骤(2)中，投入白炭黑20-40份，硅烷偶联剂2-6份，混炼60″或温度达到145℃-155℃。

技术总结
本发明涉及轮胎橡胶材料技术领域，尤其是一种用于彩色轮胎胎面的耐磨抗变色橡胶组合物及其制备方法，包括以下重量份数的原料：改性白炭黑湿法天然橡胶140‑160份、改性TPE5‑10份、改性EVA3‑5份、氧化锌2‑8份、硬脂酸2‑5份、防老剂2‑6份、软化剂3‑8份、促进剂2‑4份、硫化剂1‑4份以及活化非极性金属颜料2‑6份，解决了目前彩色轮胎胎面胶料强度低、不耐磨、易变色，使用寿命短的问题，实现了迷彩轮胎可采用彩色胎面胶的可能性。

技术研发人员：刘瑞强
受保护的技术使用者：刘瑞强
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23