一种自清洁轮胎胎侧橡胶组合物及其制备方法和轮胎与流程
本发明涉及橡胶材料，尤其是一种自清洁轮胎胎侧橡胶组合物及其制备方法和轮胎。
背景技术：
1、目前，传统轮胎多为黑色轮胎，颜色单一，随着社会的发展进步,追求个性的人越来越多，对轮胎的要求逐渐在提高,尤其是对轮胎的外观等方面提出了更高的要求，因此，传统的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。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。
2、与传统的黑色轮胎相比，彩色轮胎外观炫酷，色彩亮丽，个性十足。但同时也有缺点：
3、(1)、在车辆行驶时，轮胎承受着各种变形、负荷，因此，对轮胎的性能要求就更加严苛，其中对轮胎胎侧强度和耐撕裂性需求更加苛刻，如若胎侧强度较弱，耐撕裂性能较差，极易造成胎侧出现早期裂口，不能有效起到保护胎体帘线的作用，影响轮胎安全性能。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侧胶料性能相比，彩色轮胎强度和耐撕裂性能低于传统的黑色轮胎。
4、(2)、彩色轮胎容易受外界污染影响色彩，尤其是雨雪天气更容易被污染而导致外观失去原有的色彩，增加了消费者在使用过程的维护成本。
5、cn112250956a公开了一种自清洁的浅色胎侧橡胶组合物，包括天然橡胶5.0～35.0份，溴化异丁烯-对甲基苯乙烯橡胶40.0～70.0份，三元乙丙橡胶10.0～40.0份，高岭土20.0～60.0份，二氧化钛20.0～60.0份，群青0.5～3.0份，硬脂酸0.5～2.0份，化学防老剂2.0～4.0份，纳米氧化锌1.0～10.0份，硫化剂0.5～3.0份，促进剂2.0～5.0份。上述专利通过对生胶体系和防护体系的调整，使得浅色胎侧橡胶组合物在保证耐老化等常规物理机械性能需求的同时，利用轻微的臭氧老化所导致的表层易脱落现象来实现浅色橡胶组合物的自清洁功能。但是该专利针对的技术问题是，浅色胎侧轮胎在长期户外行驶的过程中，受紫外线照射，泥沙刮擦等环境因素影响，裸露在外的表层易发生变色、污染等现象，严重影响浅色胎侧轮胎的美观。并且，利用轻微的臭氧老化所导致的表层易脱落也降低了轮胎的使用寿命。而在雨雪天气更容易被污染而导致外观失去原有的色彩，因此，如何保证雨雪天气彩色轮胎外观不被污染，实现雨雪天气彩色轮胎胎侧外观自清洁且同时使轮胎胎侧具有更好的耐屈挠龟裂性能，更高的强度和耐撕裂性能成为当前研究的热点问题之一。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的不足，提供了一种自清洁轮胎胎侧橡胶组合物及其制备方法，解决了目前彩色轮胎在使用中尤其是雨雪天气易污染的问题，实现了彩色轮胎可自清洁的可能性，同时使轮胎胎侧具有更好的耐屈挠龟裂性能，更高的强度和耐撕裂性能。
2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种自清洁轮胎胎侧橡胶组合物，包括以下重量份数的原料：环保天然胶60-80份，改性白炭黑湿法天然橡胶30-72份，改性tpe2-5份，改性eva2-4份，自洁软化剂5-9份，氧化锌2-8份、硬脂酸3-5份、防老剂3-7份、促进剂1-3份、硫化剂1-3份以及活化非极性金属颜料3-7份。
3、上述的自清洁轮胎胎侧橡胶组合物，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、上述的自清洁轮胎胎侧橡胶组合物，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、上述的自清洁轮胎胎侧橡胶组合物，所述自洁软化剂为乙烯基甲氧基三甲基硅烷。
6、上述的自清洁轮胎胎侧橡胶组合物，所述防老剂为酚类抗氧剂。
7、上述的自清洁轮胎胎侧橡胶组合物，还包括白炭黑20-40份，硅烷偶联剂2-6份。
8、上述的自清洁轮胎胎侧橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
9、(1)、按重量份数称取原料，将环保天然胶、湿法混炼胶投入密炼机塑炼30″-100″；；
10、(2)、投入改性tpe、改性eva、氧化锌、硬脂酸、自洁软化剂、防老剂混炼120″-600″或温度达到145℃-160℃时排料，得到一段母炼胶；
11、(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；
12、(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。
13、上述的自清洁轮胎胎侧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℃。
14、一种轮胎，是经上述的自清洁轮胎胎侧橡胶组合物的制备方法制备而成，其表面的接触角为150°-160°。
15、本发明一种自清洁轮胎胎侧橡胶组合物及其制备方法和轮胎的有益效果是，环保天然橡胶：采用cn110372812a自有技术，通过在天然胶乳中直接加入生物保鲜剂、生物质活性剂和生物固化剂等，将凝固后的胶料依次经过起绉、造粒、干燥得天然环保胶。通过环保制剂制得的天然橡胶具有更高的po、pri，使橡胶具有更高的强力、更好的弹性、更好的耐老化性能及耐屈挠性能。
16、采用专利cn108070180b自有技术生产制作30-72份改性白炭黑湿法天然橡胶。该湿法白炭黑母炼胶的白炭黑含量为质量份数50～80。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。以此湿法混炼胶代替部分天然橡胶，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问题。
17、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。并且改性tpe可改变表面张力，与水或油接触时，形成与水或油接触的滚动夹角。
18、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。
19、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。
20、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。
21、通过添加自洁软化剂:乙烯基甲氧基三甲基硅烷，无色透明液体，可保证彩色橡胶颜色无污染。乙烯基可参与橡胶交联，通过改变橡胶表面张力和橡胶表面浸润性，达到增大浸润接触角而实现橡胶表面泥水自洁的目的，保证彩色或浅色轮胎颜色靓丽。自洁软化剂与tpe结合，形成超细微纳米粗糙表面结构，类似乳突状表面，使得表面的接触角为150°-160°，达到超疏水效果，清洁时水珠或油珠滚动带走污物。
22、防老剂：采用酚类抗氧剂2246(2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚))和264(,2、6-二叔丁基对甲酚)，对热、氧、天候老化、屈挠老化及对变价金属的防护作用优良，提高了胶料的耐老化性能，有效防止胶料变色、龟裂。
技术特征：
1.一种自清洁轮胎胎侧橡胶组合物，其特征在于：包括以下重量份数的原料：环保天然胶60-80份，改性白炭黑湿法天然橡胶30-72份，改性tpe2-5份，改性eva2-4份，自洁软化剂5-9份，氧化锌2-8份、硬脂酸3-5份、防老剂3-7份、促进剂1-3份、硫化剂1-3份以及活化非极性金属颜料3-7份。
2.根据权利要求1所述的自清洁轮胎胎侧橡胶组合物，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所述的自清洁轮胎胎侧橡胶组合物，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所述的自清洁轮胎胎侧橡胶组合物，其特征是，所述自洁软化剂为乙烯基甲氧基三甲基硅烷。
5.根据权利要求4所述的自清洁轮胎胎侧橡胶组合物，其特征是，所述防老剂为酚类抗氧剂。
6.根据权利要求5所述的自清洁轮胎胎侧橡胶组合物，其特征是，还包括白炭黑20-40份，硅烷偶联剂2-6份。
7.根据权利要求1-6任一项所述的自清洁轮胎胎侧橡胶组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
8.根据权利要求8所述的自清洁轮胎胎侧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℃。
9.一种轮胎，其特征在于：是经权利要求8或9所述的自清洁轮胎胎侧橡胶组合物的制备方法制备而成，其接触角为150°-160°。
技术总结
本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其是一种自清洁轮胎胎侧橡胶组合物及其制备方法和轮胎，包括以下重量份数的原料：环保天然胶60‑80份，改性白炭黑湿法天然橡胶30‑72份，改性TPE2‑5份，改性EVA2‑4份，自洁软化剂5‑9份，氧化锌2‑8份、硬脂酸3‑5份、防老剂3‑7份、促进剂1‑3份、硫化剂1‑3份以及活化非极性金属颜料3‑7份。解决了目前彩色轮胎在使用中尤其是雨雪天气易污染的问题，实现了彩色轮胎可自清洁的可能性，同时使轮胎胎侧具有更好的耐屈挠龟裂性能，更高的强度和耐撕裂性能。
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