耐热氧老化的橡胶组合物、胶料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及轮胎胶料生产领域，具体而言，涉及一种耐热氧老化的橡胶组合物、胶料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、工程机械轮胎的使用路况一般较恶劣，经常有石子、砂石等对胎面或胎侧造成割伤或刺伤，所以工程机械轮胎的胎面一般要求较好的耐刺扎、耐切割及弹性好等性能，同时轮胎的高载荷运行条件导致轮胎的温度较高，还要求胎面胶具有极好的耐热氧老化性能。

2、cn103937044a《一种轮胎胎面橡胶组合物及其制备方法》制备了一种耐刺扎载重全钢丝子午线轮胎胎面的组合物，其主要是在配方体系中加入锌皂盐znzb746，提高了填料在胶料中的分散效果，从而提高胶料的抗刺扎效果，同时此锌皂盐具有一定的抗硫化返原效果，可以改善胶料的抗崩花掉块性能，但是此锌皂盐的作用机理为针对热老化做出补偿，而对热氧老化无明显优势，同时锌皂盐加入后会引起胶料生热提高，这对于常常含有较高丁苯胶以提高抗刺扎效果的胎面胶来说是不利于的。

3、cn102634089a《硬质矿区使用的轮胎胎面橡胶组合物及其生产方法》提供了一种硬质矿区使用的轮胎胎面橡胶组合物及其生产方法，其提高耐刺扎的方法是加入抗切割或抗撕裂树脂，与丁苯胶配合使用，但是加入抗切割树脂后，会大大提高胶料的生热，对轮胎使用不利，且对于胶料的耐热氧老化性能无明显改善。

4、cn102532628a《工程机械轮胎胎面胶料》提供了一种工程机械轮胎胎面胶料及制造这种胶料所使用的橡胶组合物配方，主要是利用常规防老剂和丁苯橡胶配合，达到提高胶料抗刺扎性能的目的，但是此方法胶料生热较高，对胶料的耐热氧性能无明显改善。

5、综上所述，为了保持较好的耐刺扎性能，工程胎胎面通常会采用加入大量的抗撕裂或抗切割树脂以提高抗刺扎性能，抗撕裂树脂材料本身的生热较高，对轮胎的使用是不利的，因为胶料生热越大，轮胎温度越高，胶料热氧老化越快，故对胶料的耐热氧化性能不利。目前加入一种材料能同时保持耐刺扎性能与耐热氧老化性能的方法未见相关报道。

6、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种耐热氧老化的橡胶组合物、胶料及其制备方法和应用，以解决现有技术中应用于轮胎胎面的胶料不能同时提高耐刺扎性能与耐热氧老化性能的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种耐热氧老化的橡胶组合物，按照质量份数计，该橡胶组合物包括基体橡胶100份，硫化剂1.0-5.0份，填料20.0-110.0份，耐热氧老化剂0.8-5.0份，其中，耐热氧老化剂为草绿碱。

3、进一步地，草绿碱的用量为1.0-4.0质量份。

4、进一步地，基体橡胶包括天然橡胶和丁苯橡胶，以基体橡胶为100质量份计，天然橡胶的用量为10.0-50.0质量份，丁苯橡胶的用量为50.0-90.0质量份；和/或，基体橡胶包括天然橡胶、顺丁橡胶及丁苯橡胶，以基体橡胶为100质量份计，天然橡胶的用量为60.0-80.0质量份，顺丁橡胶的用量为10.0-30.0质量份，丁苯橡胶的用量为10.0-30.0质量份。

5、进一步地，以基体橡胶为100质量份计，填料包括炭黑10.0-60.0质量份，白炭黑10.0-50.0质量份。

6、进一步地，以基体橡胶为100质量份计，炭黑的用量为25.0-55.0质量份，白炭黑的用量为10.0-40.0质量份。

7、进一步地，炭黑包括炭黑n115、炭黑n110、炭黑n234、炭黑n220中的至少一种。

8、进一步地，白炭黑为白炭黑z1165mp。

9、进一步地，橡胶组合物还包括助剂，该助剂包括防老剂、活性剂、促进剂、防焦剂及增塑剂中的至少一种；

10、进一步地，以基体橡胶为100质量份计，助剂包括1.8-7.0质量份的防老剂、2.5-9.0质量份的活性剂、1.0-4.0质量份的促进剂、0.1-0.3质量份的防焦剂、2.0-5.0质量份的增塑剂。

11、进一步地，防老剂包括蜡类防老剂、喹啉类防老剂及对苯二胺类防老剂中的至少一种。

12、进一步地，以基体橡胶为100质量份计，蜡类防老剂的用量为0.8-2.0质量份，更进一步为1.0-1.8质量份；

13、进一步地，以基体橡胶为100质量份计，喹啉类防老剂的用量为0.5-2.0质量份，更进一步为0.6-2.0质量份；

14、进一步地，以基体橡胶为100质量份计，对苯二胺类防老剂的用量为0.5-3.0质量份，更进一步为0.6-2.5质量份。

15、进一步地，蜡类防老剂为防护蜡wax111、防护蜡hg72中的至少一种。

16、进一步地，喹啉类防老剂为防老剂rd。

17、进一步地，对苯二胺类防老剂为防老剂4020。

18、进一步地，活性剂包括氧化锌和硬脂酸，且两者的质量比为(1.5-6.0)：(1.0-3.0)，更进一步为(2.0-5.0)：(1.5-3.0)。

19、进一步地，促进剂包括促进剂ns和促进剂二苯胍，且两者的质量比为(0.5-2.0)：(0.5-2.0)，更进一步为(0.5-1.8)：(0.6-1.8)。

20、进一步地，防焦剂为防焦剂ctp，更进一步地，以基体橡胶为100质量份计，防焦剂的用量为0.1-0.25质量份。

21、进一步地，增塑剂包括环保芳烃油tdae、芳烃油dae、残余芳烃油提物rae、浅抽油mes中的至少一种；更进一步地，以基体橡胶为100质量份计，增塑剂的用量为3.0-5.0质量份。

22、进一步地，硫化剂为硫磺，更进一步地，以基体橡胶为100质量份计，硫化剂的用量为1.0-4.0质量份。

23、为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种胶料，该胶料的原料为上述第一方面提供的耐热氧老化的橡胶组合物。

24、进一步地，该胶料的制备方法包括如下步骤：将基体橡胶、填料、硫化剂、草绿碱以及可选的助剂加入密炼机中，经过混炼和排胶，得到胶料。

25、根据本发明的第三方面，提供了一种上述第一方面提供的耐热氧老化的橡胶组合物或上述第二方面提供的胶料在轮胎胎面胶的应用。

26、应用本申请的技术方案，本申请提供的橡胶组合物中加入了草绿碱，草绿碱含有芳杂环结构，通过草绿碱与基体橡胶相互协同，使得制备得到的胶料在受到外部刺扎时，承受吸收大量的能量以提升胶料的耐刺扎性能，同时草绿碱还含有活泼的-nh基团，能够提供活泼氢原子与基体橡胶分子链的氧化产物反应，中止基体橡胶分子链的自动氧化过程，保护分子链，为胶料提供优异的耐热氧老化性能。此外，草绿碱还含有-n-(ch3)2基团，n原子与两个甲基相连大大提高了n原子的供电子性能，使草绿碱还具有一定的抗臭氧老化效果，从而提高胶料的抗臭氧老化性能。

技术特征：

1.一种耐热氧老化的橡胶组合物，其特征在于，按照质量份数计，所述橡胶组合物包括基体橡胶100份，硫化剂1.0-5.0份，填料20.0-110.0份，耐热氧老化剂0.8-5.0份，其中，所述耐热氧老化剂为草绿碱。

2.根据权利要求1所述的耐热氧老化的橡胶组合物，其特征在于，所述草绿碱的用量为1.0-4.0质量份。

3.根据权利要求1所述的耐热氧老化的橡胶组合物，其特征在于，所述基体橡胶包括天然橡胶和丁苯橡胶，以所述基体橡胶为100质量份计，所述天然橡胶的用量为10.0-50.0质量份，所述丁苯橡胶的用量为50.0-90.0质量份；

4.根据权利要求1所述的耐热氧老化的橡胶组合物，其特征在于，以所述基体橡胶为100质量份计，所述填料包括炭黑10.0-60.0质量份，白炭黑10.0-50.0质量份；

5.根据权利要求1至4中任一项所述的耐热氧老化的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物还包括助剂，所述助剂包括防老剂、活性剂、促进剂、防焦剂及增塑剂中的至少一种；

6.根据权利要求5所述的耐热氧老化的橡胶组合物，其特征在于，所述防老剂包括蜡类防老剂、喹啉类防老剂及对苯二胺类防老剂中的至少一种；

7.根据权利要求5所述的耐热氧老化的橡胶组合物，其特征在于，所述活性剂包括氧化锌和硬脂酸，且两者的质量比为(1.5-6.0)：(1.0-3.0)，优选为(2.0-5.0)：(1.5-3.0)；

8.一种胶料，其特征在于，所述胶料的原料为权利要求1至7中任一项所述的耐热氧老化的橡胶组合物。

9.一种根据权利要求8所述的胶料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.一种权利要求1至7中任一项所述的耐热氧老化的橡胶组合物或权利要求8所述的胶料在轮胎胎面胶的应用。

技术总结本发明提供了一种耐热氧老化的橡胶组合物、胶料及其制备方法和应用。以质量份数计，该橡胶组合物包括基体橡胶100份，硫化剂1.0‑5.0份，填料20.0‑110.0份，耐热氧老化剂0.8‑5.0份，其中，耐热氧老化剂为草绿碱。该橡胶组合物中草绿碱含有芳杂环结构，通过草绿碱与基体橡胶相互协同，使得胶料在受到外部刺扎时，承受吸收大量的能量以提升胶料的耐刺扎性能；同时草绿碱还含有活泼的‑NH基团，能够提供活泼的氢原子以中止基体橡胶分子链的自动氧化过程，为胶料提供优异的耐热氧老化性能。此外，草绿碱还含有‑N‑(CH3)2基团，N原子与两个甲基相连大大提高了N原子的供电子性能，提高了胶料的抗臭氧老化性能。技术研发人员：任夫云,魏艳,申腾,秦雪娇受保护的技术使用者：赛轮集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4