轮胎胎面胶
冬季轮胎胎面胶配方的研究
冬季轮胎胎面胶配方的研究
冬季轮胎是在低温和零下气温下使用的轮胎，为了确保车辆在这种恶劣的环境中行驶安全，轮胎制造商需要对冬季轮胎进行特殊的设计和制造。
轮胎胎面胶是轮胎中最重要的组成部分之一，对轮胎的性能和使用寿命起着至关重要的作用。
因此，对冬季轮胎胎面胶配方的研究非常重要。
在冬季轮胎胎面胶的配方中，一般会添加一些特殊的添加剂，以确保轮胎在低温下的性能。
例如，硅胶和气相二氧化硅可以提高轮胎的抓地力和耐磨性。
同时，为了防止轮胎在低温下变硬和脆化，一般会添加一些低温弹性体，例如丁腈橡胶和丁基橡胶等。
此外，在冬季轮胎胎面胶的配方中，还需要考虑到其与其他组分的相容性和反应性。
例如，一些添加剂会影响轮胎的耐油性和抗老化性能，因此需要谨慎选择。
为了研究冬季轮胎胎面胶的配方，轮胎制造商会使用各种材料测试和实验室测试来确定最佳配方。
这些测试包括耐磨性、抗裂性、抗老化性、低温性能等。
总之，冬季轮胎胎面胶配方的研究是轮胎制造商必须进行的重要工作之一，以确保轮胎在低温和恶劣的环境下的性能和安全性。
轮胎胎面胶配方
１ 背 景技 术
高 的额 定 负荷 ，所 以胎面 生热 量显 著增 加 。 关 于 提高 在 高 负荷 、高滑 移 速 度和 急 转 弯 下 的耐 磨 性 ，有 专 利 文 献 （ 例 如 日 本 专 利 特 开 ２ ０ ０ ０ — ３ ０ １ ９ ０ ８和特 开 ２ ０ ０ １ — ２ ５ ３ ９ ７ ４ ）提 出 了采 用 高 质 量份 的高顺 式 结构 含 量 的 聚丁 二 烯橡 胶 ，采 用
要求 防止 由于在 滑 行 中 的急 转 弯等 造 成 的大 变 形 而产 生 的崩 花 （ 花纹 端部 缺 胶） 。在着 陆 时 ，有 必 要 防止 由于激 烈 的 滑 移 、开始 着 陆 时胎 面 对 滑 行 道 的长 时 间滑 移 和 划 痕而 造成 的胎 面早 期 磨 耗 ， 特 别 是 防止造 成人 字形 割 口等 。 另 外 ，在 直线 电动 机汽 车 轮 胎 中 ，会 由于直 线 电动 机汽 车 在 紧 急着 陆 时 的胎 面 大变 形 和大 负
过去， 飞 机和 直线 电动 机汽 车 （ 磁 悬浮 车）等 用 的 高速 高 负荷 轮 胎 存 在着 要 兼 顾在 严 苛 条件 下 的耐磨 性 、生 热耐 久 性 、抗 人 字 形割 口性 和抗 崩
花 性等 的 问题 。例 如 ，在航 空 轮胎 异 常 的过 载 起
飞着 陆 时 ，由于 胎面 会承 受 大 的变 形和 大 的负荷 ， 所 以胎 面 生 热量 极 大 ，有 必 要 防止 在翻 新 胎 面 的 粘 合面 间产 生粘 合 剥 离 。另 外 ，在 正 常情 况 下 ，
第 ２期
李汉堂 ．轮胎胎面胶配方
３ ７
轮胎胎 面胶配 方
李 汉堂 编 译
摘
要： 本发 明提供 一种 飞机 和直 线电动机 汽车等用的高速高负荷轮胎 ， 特别 是提供适 用于飞机 的轮胎 。
两种树脂对轿车轮胎胎面胶性能的影响
两种树脂对轿车轮胎胎面胶性能的影响树脂是一种常见的材料，广泛应用于各行各业，包括汽车轮胎制造。
树脂对轿车轮胎胎面胶性能的影响是非常重要的，下面将介绍两种树脂对轿车轮胎胎面胶性能的影响。
第一种树脂是天然橡胶。
天然橡胶是由橡胶树分泌的胶乳经过加工处理后得到的，具有良好的弹性和耐磨性。
在轿车轮胎胎面胶中添加天然橡胶可以提高轮胎的抓地性能和耐磨性。
天然橡胶的弹性可以增加轮胎的接触面积，提高轮胎与地面之间的摩擦力，从而增加轮胎的抓地性能。
此外，天然橡胶还具有较低的热膨胀系数，可以减少轮胎在高温下的膨胀变形，提高轮胎的稳定性和耐磨性。
因此，天然橡胶是一种理想的胎面胶材料，可以提高轿车轮胎的性能。
第二种树脂是合成橡胶。
合成橡胶是由人工合成的化合物制成的，具有更加均匀的分子结构和更好的力学性能。
合成橡胶的优点在于可以根据具体的需求来设计橡胶的性能，例如耐磨性、抗老化性能等。
合成橡胶可以与其他添加剂进行调配，以实现特定的性能要求。
在轿车轮胎胎面胶中添加合成橡胶可以提高轮胎的耐磨性和抗老化性能。
由于合成橡胶的分子结构更加均匀，所以其耐磨性和抗老化性能要优于天然橡胶。
另外，合成橡胶还可以通过调整配方来改变轮胎的硬度和强度，从而提高轮胎的稳定性和耐用性。
总结起来，两种树脂对轿车轮胎胎面胶性能的影响是显著的。
天然橡胶可以提高轮胎的抓地性能和耐磨性，而合成橡胶可以提高轮胎的耐磨性和抗老化性能。
因此，在轮胎制造中，选择合适的树脂材料对轮胎的性能有着重要的影响。
改性植物油在冬季轮胎胎面胶配方中的应用
改性植物油在冬季轮胎胎面胶配方中的应用冬季轮胎的胎面胶是指能够在低温环境下保持良好弹性和抓地力的胶料。
改性植物油是近年来在轮胎行业中被广泛应用的一种新型配方材料。
本文将探讨改性植物油在冬季轮胎胎面胶配方中的应用。
改性植物油是通过添加特定的化学物质来改变植物油的物理和化学性质，从而提高其耐寒性和抗老化性能。
在冬季轮胎胎面胶配方中使用改性植物油可以增加胎面胶的柔软度和粘合性，从而提高轮胎的抓地力和操控性能。
此外，改性植物油还可以改善轮胎的湿地性能和雪地性能，使轮胎在湿滑和冰雪路面上有更好的抓地力和制动性能。
改性植物油可以用于各种不同类型的冬季轮胎胎面胶配方中。
例如，改性植物油可以与天然橡胶和合成橡胶相结合，用于制备冬季超高性能轮胎（UHP）的胎面胶。
改性植物油可以提供所需的柔软度和抓地力，同时还能够增强胶料的耐寒性和耐磨性。
此外，改性植物油还可以与填料、交联剂和其他添加剂相配合，用于制备冬季普通轮胎的胎面胶。
改性植物油可以增加填料的分散度和热稳定性，提高轮胎的耐磨性能和耐寒性能。
改性植物油的具体应用方式和添加量需要根据不同的轮胎类型和胎面要求确定。
一般来说，改性植物油可以通过两种方式与其他材料混合：直接混合和预处理混合。
直接混合是将改性植物油直接与其他材料混合在一起，然后进行加热压片和硫化等工艺。
预处理混合是将改性植物油事先与其他材料进行预处理，在混炼过程中再进行加热压片和硫化等工艺。
添加量通常在5-10%之间，具体含量可以根据胎面胶的要求和性能优化来确定。
总之，改性植物油在冬季轮胎胎面胶配方中具有广泛的应用潜力。
通过增加胶料的柔软度和粘合性，改性植物油可以提高轮胎的抓地力和操控性能，在湿滑和冰雪路面上具有更好的性能。
此外，改性植物油还可以增加胎面胶的耐磨性和耐寒性，提高轮胎的寿命和适应低温环境的能力。
随着对环保和可持续发展的要求不断提高，改性植物油将成为未来冬季轮胎胎面胶配方中的重要替代品。
抗切割型矿用轮胎胎面胶配方优化
抗切割型矿用轮胎胎面胶配方优化抗切割型矿用轮胎是矿山等恶劣工况下使用的重型设备轮胎，由于经常在坚硬的岩石表面运行，容易遭受切割和磨损，因此需要具备很高的耐磨和抗切割性能。
在胎面胶配方中优化成分的选择和比例可以提升轮胎的性能，下面是一个抗切割型矿用轮胎胎面胶配方优化的建议。
1.选择合适的胶料在抗切割型矿用轮胎的胎面胶配方中，首先要选择合适的胶料。
胶料的选择要考虑其耐磨性能、抗切割性能和抗老化性能。
常用的耐磨胶料有天然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶等，而抗切割性能好的胶料有聚四氟乙烯、丁腈橡胶等。
2.添加填料增加耐磨性能填料在胎面胶中起到增加硬度和耐磨性能的作用。
常用的填料有碳黑、硅灰、氧化锌等。
其中碳黑是最常用的一种，可以在一定程度上提高胶料的硬度和耐磨性能。
3.添加增强剂提升胶料强度在胎面胶中添加适量的增强剂可以提高其强度和韧性，增加抗切割性能。
常用的增强剂有硫化剂、活性小分子交联剂等。
硫化剂可以通过交联作用增加胶料的强度和耐久性，而活性小分子交联剂则可以增加胶料的韧性和抗切割性能。
4.关注黏性和粘度胎面胶的黏性和粘度直接影响其加工性能和性能稳定性。
适当增加胶料的黏性和粘度可以提高胶料的加工性能和抗切割性能。
可以通过添加粘合剂和增塑剂来调整黏性和粘度，如添加天然树脂或热塑性弹性体（TPE）。
5.改善胶料的耐老化性能长期暴露在恶劣工况下的矿用轮胎容易受到紫外线、氧气、油脂等因素的影响而老化。
通过添加抗氧化剂、紫外线吸收剂和抗裂剂等可以提高胎面胶的耐老化性能。
抗氧化剂可以防止胶料的老化以及硫化过程中的氧化反应，紫外线吸收剂可以吸收或散射紫外线，抗裂剂可以防止胶料发生裂纹。
总之，对抗切割型矿用轮胎胎面胶的配方进行优化，可以通过选择合适的胶料、添加填料、增强剂、粘合剂、增塑剂和改善耐老化性能的添加剂来提升轮胎的耐磨和抗切割性能，以满足恶劣工况下轮胎的使用要求。
航空轮胎胎面胶配方
间延 伸 的胎 体 帘布 层 ，胎体 帘 布层 被 分 为 两组 。
在使 用 中，工 作 机械 应 力 会 导致 在 轮胎 胎 圈
第 一 组胎 体 帘布 层 从 轮胎 的 内侧 向外侧 反包 各 周 部沿 轮 辋 凸缘 产生 周 期 弯 曲 。特别 是 这 些周 期 弯
向补 强件 钢 丝 圈 ，为 了形 成 反 包 部 ，第 一组 胎 体 曲在 位 于轮 辋 弯 曲 区 的胎 体 帘 布层 部 会产 生 曲率
主 要 原材 料 为基 料 的胶 料 还 需配 合 适 当 的硫 化 体 炭 黑和 一种 交 联体 系 。二 烯系橡 胶为 乙烯 、０【．烯烃
系 和 防护剂 之类 的添 加剂 。
和 非共 轭 二烯 的三元 聚合 物 。
这 样 的航 空 轮胎 胎 面 胶 已经 用 了多年 ，它 具
有 能 耐航 空 轮胎 非 常特 殊 磨 耗条 件 的机 械 性 能 。 ２ 实例 的详 细 说明
这 是 因为 这 些航 空 轮胎 要 经 受非 常 大 的温 度 和速
通 常 ，轮胎 具 有 与路 面接 触 的胎 面 、与 两胎
度 变化 ，特 别是 在 着 陆时 ，轮 胎 要 从零 速 度 升 高 圈部 连接 的两 胎侧 部 以及 使 轮胎 与 安装 轮胎 的轮
到 非 常高 的 速度 ，会 产 生 相 当大 的 热量 和 相 当 大 辋 机械 连接 的两 个胎 圈部 。
帘 布层 的反 包层 端 部通 常 位 于钢 丝 圈 的径 向最外 变 化 ， 而 曲率变 化 与胎 体 帘 布层 补 强件 的伸 长率
大 家 都 知道 ，航 空轮 胎 胎 面胶 主 要成 分 是 天
在他 们 的研究 中 ，委托 试验 的公 司 已经发 现 ，
工程机械轮胎胎面胶的配方优化论文
工程机械轮胎胎面胶的配方优化论文工程机械轮胎胎面胶的配方优化论文摘要：对矿用工程机械轮胎胎面胶的配方进行优化。
结果表明：在胎面胶配方中采用全天然橡胶体系，并适当加入白炭黑、偶联剂Si69和分散剂FS-40，胶料的硫化特性基本相当，硫化胶的300%定伸应力和撕裂强度增大；成品轮胎的耐久性能提高。
关键词：工程机械轮胎；胎面胶；抗撕裂性能露天矿是工程机械轮胎使用最集中、要求条件最苛刻的地方。
矿山路面多为碎石路面，尤其是在雨季和尖石外露的情况下，易刺伤轮胎。
矿山用轮胎承受的负荷大、运输距离短、转弯多，且轮胎花纹块变形大，易被外露的尖石划伤掉块。
轮胎胎面的划伤掉块表现为胎面胶抗撕裂性能较差，轮胎使用寿命缩短。
本工作主要对矿用工程机械轮胎胎面胶的配方进行优化设计，以延长轮胎使用寿命。
1实验1.1主要原材料天然橡胶（NR），SCR5，海南省农垦集团总公司产品；顺丁橡胶（BR），牌号9000，中国石化北京燕山石油化工股份有限公司产品；炭黑N220，新疆塔里木炭黑有限责任公司产品；氧化锌，兰州黄河锌品有限公司产品；促进剂NOBS，兰州化学工业公司有机合成厂产品。
1.2配方试验配方和生产配方。
1.3主要设备和仪器XK-160型开炼机，江都市新真威试验机械有限公司产品；3L密炼机，英国法雷尔公司产品；GK270型密炼机，益阳橡胶塑料机械集团有限公司产品；XM-140型密炼机，大连橡胶塑料机械股份有限公司产品；50t电热平板硫化机，湖州宏侨橡胶机械有限公司产品；WGJ-2500B型电子拉力机，广西师范大学秀峰电器厂产品；C2000E 型无转子硫化仪，北京友深电子仪器有限公司产品；MH-74型阿克隆磨耗试验机，长沙仪表机床厂产品。
1.4试样制备1.4.1小配合试验胶料采用两段混炼工艺。
一段混炼在3L密炼机中进行，转子转速为80r·min-1，混炼工艺为：生胶、小料→压砣（30s）→炭黑（90s）→芳烃油（90s）→排胶（155℃）；二段混炼在开炼机上进行，混炼工艺为：一段混炼胶、硫黄、促进剂→薄通→混炼均匀后下片。
杜仲胶在全钢子午线轮胎胎面胶中的应用
如有帮助，欢迎支持。
杜仲胶在全钢子午线轮胎胎面胶中的应用目前大中型载重轮胎，特别是全钢子午线轮胎胎面胶中，主要采用天然橡胶（NR）为主要原料，以满足力学强度、耐刺扎、低生热等性能要求，同时可采用少量丁苯橡胶（SBR）和顺丁橡胶（BR），以提高耐磨性，但并用后硫化胶生热有所增大，难以满足高性能节能环保轮胎的要求。
杜仲胶的主要成分是反式-1,4-聚异戊二烯，与普通天然橡胶（NR）和异戊橡胶（IR）具有相同的化学组成-（C5H8）n-，但分子链结构为反式-1,4-结构，因此易于结晶，熔点为60℃左右。
因此，杜仲胶与天然胶必然有着很好的共混共硫化性能。
我们在这方面开展工作，对于试验结果有着很好的预期。
本次试验我们采用人工合成的反式-1,4-聚异戊二烯橡胶（TPI）作为对比样品。
宋景社、黄宝坤等研究表明当TPI的质量分数在20%~40%（生胶）时，不仅能保持或提高原胶的各项力学性能，而且动态性能，特别是滚动阻力、生热、耐疲劳性、耐磨性等有明显的改善，有望在高性能轮胎中得到应用。
而杜仲胶和TPI有着相同的化学组成，唯一的区别在于非橡胶烃的组分和含量以及分子量分布。
因此我们有理由认为，杜仲胶在全钢子午线轮胎中的应用前景是非常值得期待的。
一．试验配方本阶段试验采取全钢胎的胎面胶配方，胎面胶是轮胎中直接接触路面的部件，用胶量大，对各项性能要求较高，特别是对于耐磨性、生热、滚动阻力等动态性能的要求更是苛刻，是轮胎中的关键部件。
加上近些年对于绿色轮胎的呼声越来越高，环保、节能、减排的迫切性使得对于轮胎胎面胶的考核又上了一个台阶，而杜仲胶优异的动态性能正符合了我们对于胎面胶的需要，这也是我们选取胎面胶作为试验配方的原因。
表一配方配方编号DZ-0 DZ-1 DZ-2 DZ-3 DZ-4 DZ-5 DZ-6杜仲胶- 5 10 15 - - -TPI - - - - 5 10 15NR 100 95 90 85 95 90 85StA 2 2 2 2 2 2 2ZnO 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5S 2 2 2 2 2 2 2促NS 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8N234 50 50 50 50 50 50 504020 1 1 1 1 1 1 1油 5 5 5 5 5 5 5防RD 1 1 1 1 1 1 1石蜡 1 1 1 1 1 1 1合计167.3 167.3 167.3 167.3 167.3 167.3 167.3本阶段工作的试验配方以杜仲胶的用量为变量，分别替代5、10、15份的天然胶，同样我们也用TPI替代了5、10、15份的天然胶，并与杜仲胶进行对比。
轻型载重子午线轮胎胎面胶配方优化设计
１ １ 主 要 原 材 料 ．
ＮＲ， Ｉ ２ ， 度 尼 西 亚 产 品 ； 苯 橡 胶 ＳＲ ０ 印 丁
厂产 品 ； Ｒ ０ ０型 硫 化仪 ， 国阿 尔法 科 技 有 ＭＤ ２ ０ 美
限公 司产 品。
１ ４ 试 样 制 备 ．
（Ｂ ， 号 １０ Ｓ Ｒ） 牌 ５ ０和 １ １ ， ７ ２ 申华 化 学 工业 有 限公
量不 足 ， 需要 大 量进 口 ， 产成 本 较 高 ， 生 为此 考 虑
试 验 配 方 ： ５ Ｓ Ｒ１ ０ ８ ， Ｒ １ ， ＮＲ ， Ｂ ５０ ０ Ｂ ５
炭黑 Ｎ３ ５ ７ ， 化 锌 ２ 硬脂 酸 １ 防老 剂 ７ ２ 氧 ， ， Ｒ ４２ Ｄ／ Ｏ Ｏ和 防护蜡 ４ 芳 烃 油 ２ ， 黄 和 促进 ， ５硫
促进 剂 ＮＳ ２ ７ 其他 ．，
１．。 １ ３
胎， 因此胎 面胶硬 度和定 伸应 力需高 于斜交 轮 胎 ， 此外还 要具 有较 高 的 强伸 性 能 和 耐磨 性 能 ， 对 而 耐屈挠 性 能和生热 要求 不是很 高 。 由于工 艺 和设 备等 原 因 ， 国内轻 型载 重 子午 线 轮 胎 胎 面胶 中天 然橡胶 （ ＮＲ） 用量通 常为 ５ Ｏ份左 右 。我 国 ＮＲ产
生产 配方 ： ５ ， Ｂ ７ ２ ２ ， Ｒ ３ ， ＮＲ ０ Ｓ Ｒ１ １ Ｏ Ｂ ０
作 者 简 介 ： 学斌 （ ９ ４ ） 男 ， 南 漯 河 人 ， 为 新 疆 昆 仑 吴 １６ ， 河 现 轮 胎 有 限 公 司 工程 师 ， 士 ， 事 轮 胎 配方 设 计 和 工 艺 管 理 工作 。 学 从
８， Ｏ 顺
１ ， 大 炭 黑 和 芳烃 油 的用 量 ， 对 配 方 其他 组 分 进 行 适 当 调 整 ， 面胶 硬 度 和 ３ ０ 定 伸 应 力 增 大 ， 伸 强 ５增 并 胎 ０ 拉
航空轮胎胎面胶配方
于采 用 多萜二烯 树脂 。 下 述 的大 部分 实 施形 式适 用 于航 空轮 胎 ，但 在特 定 的实 施形 式 中 ， 以下 介 绍 的胶料 有 可 能对 制造 大 型车 辆轮 胎 胎面 是有 用 的 。大 型车 辆包 括 载重 汽 车轮 胎 、公 共汽 车轮 胎 、地 铁 车辆 轮胎 、 拖 拉机 轮胎 、拖 车 轮胎 、农 用 轮胎 、运土 车轮 胎
荷 下 以较 高速 度 即 时加 速 时 ，航 空轮 胎 胎 面必 须
有如 下成 分 ： ４ ０ ～１ ０ ０重 量份 聚异 戊二烯 橡胶 、 ０ ～ ６ ０重量 份高 不饱 和二 烯系橡 胶 、 １ ～２ ５重量份 具
有５ ０ ～１ ２ ０ ℃玻 璃化 温度 的多 萜树脂 。 在几 个实 施
基 、－ Ｎ（
水而产生水滑现象 。遗憾 的是 ，航空轮胎在接地
时会 导 致 滑行 道沟 槽 的边 部切 入 轮胎 胎 面 部 。在 飞机 着 陆 中 ，于 轮胎 承 载 负荷 且 被加 速 时 ，轮 胎 在滑 行 道 的沟 槽 中会产 生变 形 ，进而 给 轮胎 带 来 撕裂 作 用力 ，导 致轮 胎产 生人 字形 割 口。
形 式 中 ，多萜 树 脂为 多萜 二烯树 脂 。 胶 料 中还 添 加 有 １ ～１ ０ 重 量 份 具 有 分 子 式
ＭＯ ３ Ｓ … Ｓ Ｘ Ｓ — Ｓ Ｏ ３ Ｍ【 式中： ｘ为烯化游离基或者含
２个 或 ２个 以上烯 化单元 的游 离基 ； ２个 烯化 单元
通 过氧 原 子或硫 原子 、． Ｓ Ｏ２ ． 基 、－ ＮＨ一 基 、－ ＮＨ ２ 一
航空轮胎胎面胶配方
这 些胶 料 还 配合 有０．１～ ｌ０质 量份 具 有如 下 分
道 的沟 槽 内而 产生 人 字形 割 口。这些 跑 道 沟槽 有 子 式 的聚硫 代 硫酸 盐抗 硫化 返 原剂 ：
助 于将 水从 跑道 内排 出，防止 轮 胎产 生水 滑现 象 。
Ｍ ０３－－Ｓ－－Ｓ．－Ｘ－－Ｓ－－Ｓ０３Ｍ
虽然 下 面主 要 是 讨论 航 空 轮胎 ，但 必 须考 虑 分散 指 数 （Ｉｐ）。多分 散指 数 是重均 分 子量 （Ｍｗ）
到 下 面揭 示 的这 些胶 料对 成 型 载 重汽 车 轮胎 胎 面 与 数均 分子 量 （Ｍｎ）之 比。本发 明的另 一实 例为
胶 是 有 利 的 。载 重汽 车 轮胎 包 括 卡车 轮 胎 、大 客 至 少 具 有两 种 这 些特 性 或 者具 有 所 有三 种 这 些特
硫 酸 盐抗 硫 化返 原 剂 的可 交 联胶 料 。业 己发 现 ， 境 条件 下是 固体 化 合 物 ）在 食 品加 工 工 业 中基 本
在 用 于航 空 轮胎 胎 面胶 料 中并 用 聚萜 烯树 脂 和 聚 上是 用 作粘 合剂 。
硫 代硫 酸 盐 抗硫 化 返 原剂 可 使胎 面 胶 具 有惊 人 的
轮 胎 胎面 还 要 经 受飞 机 起 飞瞬 间产 生 非常 大 的 力 。 量份 玻璃 化温 度 为５０～ １２０℃ 的聚萜 烯 树脂 。在一
飞机 起 飞 时需 要在 负荷 条件 下加速 至较 高 的速 度 。 些实 例 中 ，聚萜 烯树 脂 为聚萜 二 烯树 脂 。
特 别是 航 空 轮胎 会 由于 胎 面横 切 入 飞机 场 跑
Ｍ ０３·－Ｓ－－Ｓ－－Ｘ－－Ｓ－－Ｓ０３Ｍ
式 中 ：ｘ 为 具 有 ２个 或 多个 亚烷 基 单 元 的 烯 化 游 离 基 或 １个 游 离 基 ；Ｍ 为 金 属 。 关键词 ：航空轮胎 ；胎面胶 ；配方 ；聚萜 烯树 脂；聚硫代硫酸盐
胎面胶的性能设计
因)
在 试 图用胎 面 级弹性 体 来 降
,
它一直 是一 个 很 有兴趣 的
。
低轮胎 滚 动 阻力方 面
〔
已 经 采用 的 各种 聚合
技术领 域 所 以 减小 滚 动 阻力是 改善 车辆 姗 料消耗 的 一种 方 法 历 史上
a
,
: 物方 法有 下述 几 种 卜 幻
已 经 提 出 了 5 种 解 释滚动 阻
。
略 ) 所示
,
。 〔8 〕
拓宽 低温 下 的 损耗 峰对
轮胎 胶 料 的并用 聚 合物 复合 材料 的相 间形 态 及 坡 料在其 中的分 布 作者 得 出有不 同分配 供 比较
。
本文 简 要论述 了 设计 具 有特 殊性 能 的 轮 胎 胎 面胶 的三 种 方法
S BR
。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
改善 回 弹性 所用 能 量 究表明
,
。
这 些 改 善有 可能不 必 增加 加工
。
比 较 了 用 控 制乳 聚
i
n
最 后 考察 了并用 方法
实验 室 研 料并用 在
的分 子 间 组 成分布 (
S B R 法 来改
亚 磺 酞胺 促进 剂 相 比 较 时
, 。
当 与传 拢的 戮端
胶 料 的硫 化速崖
,
显著增 加 降
。
,
焦 烧 安全 性 和 初 始 疲 劳 性能 下 或 通过
。 ,
焦 烧 安 全 性 的调 节
通过 改变 硫磺 和 促进 剂 的用量
可 改善加 工 安全 性
。
,
前段 的 叙 述 表 明 化性 焦剂
。
ZD B D F
一种轮胎胎面胶及其制备方法
专利名称：一种轮胎胎面胶及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：栾波,王日国,贺爱华,王浩,邵华锋,李兰阁申请号：CN201910661450.8
申请日：20190722
公开号：CN110358156B
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及橡胶加工领域，尤其涉及一种轮胎胎面胶及其制备方法。
所述轮胎胎面胶按重量份数计包括：天然橡胶50～95份；顺丁橡胶5～30份；反式丁戊橡胶5～20份；填料40～70份；填料分散剂1.0～3.0份；硅烷偶联剂1.0～4.0份；氧化锌2.0～6.0份；硬脂酸0.5～3.0份；防老剂1.5～5.0份；促进剂0.8～3.0份；硫黄0.6～2.0份；抗硫化返原剂0～0.6份。
本发明提供的轮胎胎面胶中，天然橡胶与顺丁橡胶的相容性和共硫化特性较优，填料分散均匀，这几种组分与其他组分协同作用，最终得到的轮胎胎面胶在耐湿滑性能基本不变的前提下，滚动阻力和压缩生热较低，同时，耐磨性能较优。
申请人：山东华聚高分子材料有限公司
地址：256500 山东省滨州市博兴县经济开发区
国籍：CN
代理机构：北京集佳知识产权代理有限公司
代理人：刘猛
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轮胎配方及原材料介绍
国外载重汽车轮胎胎面胶配方单位：质量份轮胎主要可以由天然橡胶（NR）聚异戊二烯，丁苯橡胶（SBR）丁二烯和苯乙烯，顺丁橡胶（BR）是由丁二烯，异戊橡胶（IR）是由异戊二烯，丁基橡胶（IIR）是异丁烯和少量异戊二烯或丁二烯为主要原料，硬脂酸，氧化锌，微晶蜡，防老剂，操作油，硬质炭黑，防焦剂，促进剂，硫磺等为配料制成。
1、天然橡胶（NR）以橡胶烃（聚异戊二烯）为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。
弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料粘合，在综合性能方面优于多数合成橡胶。
缺点是耐氧和耐臭氧性差，容易老化变质；耐油和耐溶剂性不好，第抗酸碱的腐蚀能力低；耐热性不高。
使用温度范围：约－60℃~＋80℃。
制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。
特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶－金属悬挂元件、膜片、模压制品。
2、丁苯橡胶（SBR）丁二烯和苯乙烯的共聚体。
性能接近天然橡胶，是目前产量最大的通用合成橡胶，其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶，质地也较天然橡胶均匀。
缺点是：弹性较低，抗屈挠、抗撕裂性能较差；加工性能差，特别是自粘性差、生胶强度低。
使用温度范围：约－50℃~＋100℃。
主要用以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品。
3、顺丁橡胶（BR）是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶。
优点是：弹性与耐磨性优良，耐老化性好，耐低温性优异，在动态负荷下发热量小，易于金属粘合。
缺点是强度较低，抗撕裂性差，加工性能与自粘性差。
使用温度范围：约－60℃~＋100℃。
一般多和天然橡胶或丁苯橡胶并用，主要制作轮胎胎面、运输带和特殊耐寒制品。
4、异戊橡胶（IR）是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。
化学组成、立体结构与天然橡胶相似，性能也非常接近天然橡胶，故有合成天然橡胶之称。
它具有天然橡胶的大部分优点，耐老化由于天然橡胶，弹性和强力比天然橡胶稍低，加工性能差，成本较高。
轮胎胎面胶动态力学性能的预测
能 主 要 取 决 于 温 度 、 率 、 料 以 及 大 变 形 度 。 变 频 填
Ｅ。 的虚数 部 分 ， 表粘 性 组 分 ， 负 荷 周 期 中的 代 与
挠 试 验 机 （ ｄ ｌ Ｉ）和 动 态 力 学 分 析 仪 Ｍｏ ｅ Ｉ
初 始静 态压 缩 １ ％ ， 后 在 频 率 为 １ Ｈｚ 施 以 Ｏ 然 ０ 下
士２ ５ Ｓ 形 变 。 ．Ｄ Ａ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（ ＶＡ４ ０ ） 别在 ３ ℃、０ ｏＯ 分 Ｏ ７ ℃和 １０ ０ ℃下测 量 了橡 胶 胶 料 的储 能 模 量 、 耗模 量 、 数 模 量 、 耗 因 损 复 损
可 以对 弹 性体 应用 中各种 压缩模 式进 行 自动粘 弹
分析。
少浪 费与 降低成 本 都要 求实验 室必 须进 行不 断 的
改进 。同 时 ， 了满 足某 个别产 品 的性能 和需 求 ， 为
橡 胶 的动 态测 试 主要受 ３ 因素 影 响 ： 个
（ ） 力学 。与试 样 内部 温度 有关 Ｉ２ 力学 。 １热 （）
下 以拉伸 一压 缩模 式进 行 。用 ＶＡ４ ０ ０ ０动态 力学
分 析仪 可 以测 量 的性能 如下 ： （ ）弹性 模 量 或 储 能模 量 Ｅ 。是 复 数 模 量 １ Ｅ’ 的实 数 部 分 ， 映 弹 性 材 料 的 刚 性 （ 性 组 反 弹
分 ） 与负荷 周期 中最大 储能成 正 比 ； ，
１ 实 验
研 究用 设 备 资料 见表 １ 。用 １ ５ ． Ｌ实 验 室 密
赛车轮胎胎面胶
减少 炭黑 和 软化 剂 的配 合 量 ， 同时 增 大硫 化 剂 的
用 量 ， 是 随之 而来 的 问题 是 将会牺 牲抓 着性能 。 但
并用这 两 种特定 性质 的炭 黑所 制成 的轮 胎胎 面胶 能 对 而 比较 优越 ， 同时可 以抑制 行驶 中 的热塌 边现 象 ， 即 刚 性降低 的现 象 。
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维普资讯
３ ４
橡 胶 参 考 资 料
２０ ０ ８年
赛 车轮 胎 胎 面胶
那洪 东 编译
本 文 所介 绍 的轮胎 胎 面胶是 在兼 顾抓着 力 和 防爆 性能 的 同时 ， 以抑 制 刚 性 降低 的赛 车轮 胎 可
为 了解 决这 一 问题 ， 日本 专 利 特 开 平 ９ 在 — ２ ６ １ 号 公报 中提 出了在 １ ０份 （ ２３１ ０ 以下 均用 质 量
份 表示 ） 橡胶 成分 中 ， 配合 ７ ￣１ ０ 的炭黑 。该 ０ ０份
炭黑 由两 种 组成 ： 种炭 黑 的氮吸 附 比表 面积 （ 一 以 下 均用 Ｎ２ Ａ 表 示 ） １ ０ ／ Ｓ 在 ４ ｍｚｇ以上 ； 另一 种 炭 黑 的 Ｎ Ｓ 为 ６ ～ ９ ｍ。ｇ ２Ａ ０ ０ ／ 。两 种 炭 黑 的配合 比 为 ３： ～ １： ， 称这 种胶 料 不仅 可 以改善 干 路 １ ３据
在赛 车轮 胎 中 ， 了提 高干 路面 的抓着 力 ， 为 必
须增 大滞 后 损 耗 。为 此 ， 以往 多数 是 大量 配合 小
粒径 的炭 黑 ， 由此 可得 到较 高 的抓着 性 能 ， 然而 防
爆 性 能会 降低 ， 驶 中轮胎 容易 发生爆 裂 ， 法 保 行 无
障行 驶 的安 全 性 。反 之 ， 了提 高 轮 胎 的 防爆 性 为 能 以及 抑制 升 热“ 边 ” 象 ， 常 采 用 的方 法 是 塌 现 通
轮胎胶料配方设计
轮胎胶料配方设计 2008-1-5第一节轮胎各部件胶料配方设计一、胎面胶、胎侧胶配方设计1、胎面胶、胎侧胶性能要求（1）胎面胶性能要求由于胎面是轮胎与路面直接接触的部位，承受着轮胎最苛刻的外应力作用，经常出现的损坏形式为胎面磨光、刺扎损坏、花纹崩花及裂口，导致胎体爆破，影响轮胎的使用寿命。
因此，胎面胶应具有优越的耐磨性，较高的拉伸强度和撕裂强度，良好的耐老化、耐屈挠、耐热、抗刺扎和抗花纹沟裂口等性能。
（2）胎侧胶性能要求胎侧即轮胎两侧，是侧向变形最大的部位，胎侧胶较薄，用以保护胎体免受机械损伤及日光、风雨的侵蚀，其损坏形式为屈挠龟裂、机械损伤。
因此，胎侧胶应具有良好的强伸性能及耐屈挠龟裂、耐大气老化等性能。
胎面胶、胎侧胶可用一种胶料制备，但一种胶料难以同时满足各种不同性能的要求。
目前大中型载重轮胎已普遍采用分层出形的复合胎面胶，既利于提高产品质量，又可降低成本。
分层压出形式常用的有以下三种形式。
①胎冠上层用一种胶料，胎冠下层胶与胎侧共用一种胶料。
②胎冠上、下层用一种胶料，胎侧用另一种胶料。
③胎冠、胎肩、胎侧分别采用三种胶料。
2、胎面胶、胎侧胶配方（1）胎面胶配方特点胎面胶与胎冠上层胶配方相同。
①常用生胶品种有NR、SBR 和BR。
NR 具优异的弹性、拉伸强度和耐磨性能，是轮胎胶料中理想的胶种，虽然使用中出现裂口较快，但其扩展速率比SBR 和BR慢。
SBR 具有优良的耐磨和耐老化性能。
BR 的弹性更优于NR 并具有良好的耐磨性和生热低的特点，适宜用于轮胎胎面胶较料中。
通常大型轮胎如工程机械轮胎胎面以NR 单用为宜。
中小型轮胎胎面胶则以NR 为主，掺用SBR 或BR，拖拉机轮胎胎面也可采用三胶并用的配方。
②主要补强剂是cb，可根据胶料性能要求和生胶类别确定cb 品种及用量。
胎面胶采用活性cb,一般总用量为45～50 质量份。
以下均用“份”代表“质量份”来表示配合剂用量。
③硫化体系中硫磺用量根据选用胶种而定，全天然橡胶配方硫磺用量为2.5～2.8 份，掺用SBR 或BR 的配方，以采用低硫高促体系。
低滚动阻力轿车轮胎胎面胶配方的优化
低滚动阻力轿车轮胎胎面胶配方的优化首先，优化胎面胶的化学成分是减少滚动阻力的关键。
传统的轮胎胶中含有大量的天然橡胶，这种材料的滚动阻力较高。
因此，可以从材料替代的角度进行优化，使用含有较少天然橡胶的胶料。
例如，使用合成橡胶、丁苯橡胶和丁腈橡胶等替代材料。
其次，应该优化胎面胶的胶料混合方法。
传统的胶料混合过程中，往往需要较长的混合时间和温度以确保胶料充分混合。
这样的处理方式会导致能量的浪费和过度的热量产生。
因此，应该优化胶料的混合方法，如使用高效的混合设备和优化的混合时间和温度。
此外，还可以通过增加填充剂的使用量来减少滚动阻力。
增加填充剂的使用量可以减少胶料的粘附性，从而减少滚动阻力。
例如，硅酸钙是一种常用的填充剂，可以在一定程度上减少滚动阻力。
此外，纳米级填料的应用也是减少滚动阻力的一种方法。
另外一点是，可以通过优化胎面胶的花纹设计来减少滚动阻力。
轮胎胎面花纹的设计不仅影响车辆的抓地力和排水性能，也会影响滚动阻力。
优化胎面花纹的设计可以减少胎面与地面之间的接触面积，减少滚动阻力。
例如，可以采用低阻力的V型花纹或平滑花纹等设计。
最后，还可以考虑使用特殊涂层来减少滚动阻力。
例如，可以在胎面上涂覆一层低阻力的涂层，以减少轮胎与地面之间的摩擦。
这种涂层通常是由聚四氟乙烯（PTFE）等材料制成的。
总结起来，低滚动阻力轿车轮胎胎面胶配方的优化可以从材料替代、胶料混合方法、填充剂使用、花纹设计和涂层应用等方面进行。
优化配方可以减少滚动阻力，提高汽车的燃油经济性和环境友好性。
这将有益于减少能源消耗和减少对环境的负面影响。
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目录
摘要
一•汽车轮胎胎面胶国内外生产情况
二•胎面胶的制造(加工原理, 加工方法)
1、胎面挤出联动装置
2、挤出口型板的制备
胎面挤出工艺
1、胎面胶挤出用胶的热炼和供胶
2、胎面胶挤出
三•配方组成，及配方的计算。
四•胎面胶的加工工艺，及工艺简述和工艺流图。
五•产品的应用，发展趋势。
摘要
随着汽车工业和交通运输业的高速发展公路建设特别是高速公路的迅猛发展,
迫切需要各种高性能轮胎。
先后出现了所谓的安全轮胎、节能轮胎、高性能轮胎、冬季轮胎、全天候轮胎或者全季节轮胎以及环境轮胎等各种新型轮胎。
进入90年代后,绿色运动的广泛开展使人们对节油效益有了更多的了解,出现了所谓“绿色轮胎”。
近几十年来国内外对轮胎性能研究的重点集中在滚动损失,抗湿滑性和耐磨性等3个方面,特别是抗湿滑。
这3种性能也被称为汽车轮胎
的三大行驶性能。
由于子午线轮胎结构的采用,使胎面耐磨性能比斜交轮胎提了
30%～%,因此耐磨性已不再成为子午线轮胎的性能指标。
考虑到汽车行驶的安全性,尤其是雨天和冰面上的安全性,对轮胎的高性能研究主要集中在滚动损失和湿抓着力上。
然而,抗湿滑性与低滚动阻力往往是相互矛盾的,一般而言,提高胎面胶料的滞后损失可改善湿抓着力但增大了滚动阻力;而降低滚动阻力的同时湿抓着力又降低了。
如何平衡这一对矛盾是胎面胶的研究热点。
研究表明,控制滚动损失的温度和频率与控制湿抓着力的温度和频率不同,后者是在较低温度和较高频率时发生的,所以在某种程度上是可以得到平衡的。
传统胎面胶主要有顺丁橡胶(BR)、天然橡胶(NR)和丁苯橡胶(SBR),其中BR的滚动损小,但湿抓着性很差;SBR的湿抓着性较好,但滚动阻力大;而NR的性能介于两者间。
要减小胎面的滚动损失而又不牺牲湿抓着力,传统单一的聚合物材料显得无能力[1]。
所以要开发新型
聚合物,或者采用并用胶,或者通过对现有的胎面材料进行化学改性来平衡这对矛盾。
使胎面胶在0℃左右的tanδ尽量高,而在60℃左右的tan δ尽量低。
从而得到理想的效果
胎面胶的制造
胎面胶半成品一般是采用挤出机制造，其原理是将胶料填入挤出机腔内，借腔内螺旋的推力推向机头，通过口型板，将胶料挤压成具有一定形状的胎面胶。
此法的优点是：制成的胎面胶致密、无气泡，规格准确；更换规格迅速，生产过程连续化；设备结构简单，操作方便。
所以，一般胎面胶的制造都采用此法。
一、胎面挤出联动装置
1结构简介
胎面（包括胎冠胶与胎侧胶）由两台φ200mm挤出机挤出。
联动装置包括过桥输送带、接取运输装置、前部辊道秤、上升运输装置。
；冷却水槽。
切割装置、快速运输装置、辊道秤及胎面取出装置等。
2、三复合胎面挤出联动装置
结构简介
三复合胎面挤出装置由两台φ120×14D冷喂料销钉机筒挤出机与一台φ150×16D冷喂料销钉机筒挤出机共用一个复合机头，吹水装置吹掉台面上的积水。
切断的胎面在分离辊道上快速分离后，进入校核秤，该秤配有数字显示装置，并可以在台面上喷射合格与不合格的胶浆标记。
经过重量校核的胎面，用胶浆装置在胎面两端喷涂胶浆，最后在胎面取下运输装置上取下合格胎面。
二、挤出口型板的制备
胎面胶半成品一般是采用挤出机挤出的。
其原理是将胶料填入挤出腔内，借腔内螺旋的推力推向机头，通过口型板将胶料挤成具有近似胎面形状的胶条。
此法具有如下优点：
①制得的胎面致密性好，规格准确。
②可以迅速更换不同规格的口型板，生产过程连续化。
③设备构造简单，操作方便。
④具有制造多种形状制品的可能性。
所以，一般制造胎面面交都采用此法。
制备：由于胶料的胶种、可塑度是决定挤出变形系数大小的重要因素，因此胶料中生胶的含量、可塑度的大小、配合剂的类型和用量，甚至供胶量也会直接影响挤出变形系数，所以设计胎面口型板时，既要考虑设备的特点，工艺条件，经过多次实际实验找出在一定条件下的基础变形规律，才能正式确定。
当口型板按设计要求制成后，需经试用和调整，直至胎面胶断面各部位的尺寸完全符合要求，方可正式投产
胎面挤出工艺
一、胎面胶挤出用胶的热炼和供胶
1.使用设备
φ560×1530（22in×60in）开炼机6台；
φ450×1200（18in×48in）开炼机3台；
φ400×1000（16in×36in）开炼机1台。
压出胎面所用胶料在使用前，必须经过热炼。
热炼操作在开炼机上，以一定的辊温、辊距进行，从而增加混炼胶的可塑度，使胶料易压出。
热炼机速比一般为（1：1.17）~（1:1.30）。
压出用胶料的热炼包括热炼、供胶两部分。
热炼的方法是首先按规定调整辊温、辊距，将胶逐步加入，并通过数次，即可供压出使用。
2．工艺标准
a.工艺条件热炼胶料质量的好坏，决定于热炼时的温度、辊距、通过滚筒次
数、容量等条件，这些条件综合为热炼的工艺条件。
b.三块压出胎面返回胶，必须把两边割去，然后回收胶按30%比例均匀的掺入
冠部胶料中。
c.边部返回胶搭配均匀使用。
3．操作要点
a. 热炼时按规定拉刀，按90°捣胶，交叉返炼均匀。
b. 供胶胶片的宽度根据压出胎面规格进行调整，均匀供胶。
c.更换胶种时，必须将压片机台上的余胶清理干净。
d.根据压出的轮胎规格，热炼不同胶料品种。
二、胎面胶挤出
1.使用设备
XJ-200挤压机2台
螺杆外圆直径200mm
螺杆形式右旋螺杆等深收敛是式
螺杆转速67.22~224r/min
喂料辊外圆直径160mm
喂料工作长度200mm
胎面机头口型最大直径740mm
内胎机头口型最大直径230mm
使用蒸汽压力0.6~0.8MPa
冷却水压力≥0.2MPa
生产能力约2200Kg/h
重量7210Kg
XY-3I630三辊压延机
XY-3I630压延机辊筒直径为230mm;辊筒工作长度630mm；滚筒线速度不大于21m/min;辊筒调节范围2~10mm。
将热炼好的混炼胶经过挤出机挤出，使它的断面成为具有一定形状、尺寸的胶条，此过程成为胎面挤出。
2工艺条件
在胎面挤出过程中，挤出机的转速和温度是决定胎面挤出质量的重要因素之一。
各轮胎厂对这些条件都有严格的规定，而且认真执行。
a.挤出速度
挤出速度与挤出后半成品的规格及致密性有密切的关系，一般φ200mm挤出机的挤出速度为4~12m/min。
开始挤出时，最好用较低的工作速度。
当机筒内填满涂料时，若偶尔停车，也必须低速下恢复工作。
b.挤出温度
挤出温度主要根据胶料的性质而定。
柔软性和可塑性较小的胶料，在挤出机内与机筒和螺杆的摩擦阻力较大，因此宜采用较高的温度。
同时挤出温度还必须随口型断面高度作相应的调整。
因为当挤出较薄的胎面时，往往需要比挤出较厚的胎面需要稍高的温度。
2.操作要点
a.挤出前，机身、机头和口型板要预热到规定温度，预热口型板温度不低于60℃。
b.当机身温度升高后应打开冷却水，根据产品规格和工艺要求，调节压出速度，
φ200挤出机挤出速度不大于55r/min,温度≤120℃。
c.做到胶料返回胶、半成品不落地。
d.该规格，换口型板时，预热温度不低于60℃，换口型板停车时间不超过3min。
e.挤出胎面，必须打上规格标志，挤出过程中，要勤检查、勤量尺寸，并注意长
度、宽度收缩情况。
f.挤出结束时，应放慢速度，用机头胶把胶料顶净，机头胶应单独存放以便按比
例掺用。
g.关车半小时后，关冷却水。
h.胎面胶存放不少于2h,不超过72h。
i.胎面胶贴缓冲胶时，三辊压延机辊温为（90±5）℃。
j.缓冲胶贴合要正，不能漏点。
5分层胎面的挤出
为了降低成本，提高轮胎质量，胎面联动生产线采用胎冠和胎侧两种胶料制成。
其制法是：利用两台螺旋挤出机，一台挤出胎侧胶、一台挤出胎冠胶，然后将两种形状不同的胶条趁热对应挤贴在一起，成为整体的胎面胶。
配方组分用量/份
生胶100
炭黑36
白炭黑20
增塑剂23. 82 氧化锌 2.7
总硫 2.32 合计185.56 含胶率/% 53.89 密度/（MG. m-3） 1.076。