一种评估轮胎冠部花纹沟底裂的方法技术

本发明专利技术属于轮胎、橡胶等行业的应用领域，涉及到一种评估轮胎冠部花纹沟底裂的方法。该方法包括以下的步骤：步骤1：测试冠部橡胶组合物的溶胀度；步骤2：通过动态热机械分析仪检测冠部橡胶组合物的动态性能，通过检测得出tanδ的峰值，并找出与之对应的温度Tg；若橡胶组合物的Tg≤

【技术实现步骤摘要】
一种评估轮胎冠部花纹沟底裂的方法


[0001]本专利技术属于轮胎、橡胶等行业的应用领域，涉及到一种评估轮胎冠部花纹沟底裂的方法。

技术介绍

[0002]现在人们的生活节奏变得越来越快，出行效率就显得极其重要了，毫无疑问，汽车是一种快速高效的交通工具，而轮胎对汽车出行安全是至关重要的。轿车轮胎使用过程中常见的损坏情况除了胎肩脱层和胎圈脱层外，还有冠部花纹沟底裂。冠部花纹沟底裂通常在轮胎使用中后期产生，特别是在一些冬天较冷的低温区域，比如我国的东北及新疆内蒙古等地。一旦出现花纹沟底裂，则多数情况需要更换轮胎，这对于用户来说增加用车成本，同时对轮胎厂家造成了不良影响。造成轮胎冠部沟底裂的原因有很多，如花纹沟底橡胶组合物厚度太薄、花纹沟底橡胶组合物的抗撕裂性差、花纹沟壁角度设计不合理，花纹沟底橡胶组合物耐低温性较差等，都有可能会造成轮胎冠部花纹沟底裂现象。其中橡胶配方如何在产品设计初期，提前评估轮胎冠部出现花纹沟底裂的几率并针对性优化，这是相关从业者亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种在轮胎开发设计初期即可评估胎冠组合物、轮胎冠部花纹沟底裂的方法，并根据评估结果提前进行针对性优化。该方法在轮胎开发设计初期，能够在实验室条件下，简单、快速地评估轮胎冠部花纹沟底裂产生的可能性，能够为轮胎开发设计提供可靠的依据。
[0004]为了实现上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案：一种评估轮胎冠部花纹沟底裂的方法，该方法包括以下的步骤：步骤1：测试冠部橡胶组合物的溶胀度；步骤2：通过动态热机械分析仪检测冠部橡胶组合物的动态性能，通过检测得出tanδ的峰值，并找出与之对应的温度Tg；若橡胶组合物的Tg≤
‑
12℃且溶胀度≤200%时，则冠部橡胶组合物极易发生沟底裂；若橡胶组合物的Tg＞
‑
12℃时，则冠部橡胶组合物也极易发生沟底裂；若橡胶组合物中包含有丁苯橡胶和顺丁橡胶，Tg≤
‑
12℃且200%≤溶胀度≤320%时，则冠部橡胶组合物不易发生沟底裂；若橡胶组合物包含有天然橡胶和丁苯橡胶或全丁苯橡胶时，Tg≤
‑
12℃且220%≤溶胀度≤320%时，则冠部橡胶组合物不易发生沟底裂。
[0005]作为优选，胀度的测试方法包括以下步骤：1）将冠部橡胶组合物剪取成1cm长* 1cm*宽1cm高的橡胶块，并称量其质量，记为M1；
2）将上述已知质量的橡胶块放入含有50ml甲苯的棕色大口具塞磨砂玻璃瓶内，轻摇，将橡胶块完全浸没在试剂中，盖紧瓶塞，在室温下放置24h，使其充分达到溶胀平衡；3）用镊子从棕色大口具塞磨砂玻璃瓶中夹取已溶胀的橡胶块放入洁净干燥的滤纸之上，迅速合拢滤纸并轻轻擦去表面的溶剂后，立刻用镊子转入已恒重的质量为M0的具塞磨口称量瓶中，并马上盖紧瓶盖，在30s内称量，称量瓶加已溶胀橡胶块的总质量记为M2，精确到0.1mg；4）计算溶胀度=(M2
‑
M0)/M1*100%。
[0006]作为优选，动态热机械分析仪测试条件为：拉伸模式；频率，12Hz；静应变7％，动应变0.25％；温升2
°
C/min。
[0007]进一步，本专利技术还公开了所述的方法用于筛选防止轮胎冠部花纹沟底裂的冠部橡胶组合物中的应用。
[0008]本专利技术花纹沟底裂从以上设计评估原理上说主要有两点，一，玻璃化温度TG主要是由于聚合物的低温运动受到了抑制，从而使橡胶组合物转化为玻璃态，橡胶运动能力越差约容易沟底裂；二，橡胶的硫化交联程度也决定了橡胶连段的运动能力，当橡胶硫化交联度较大时橡胶弯曲疲劳下降，容易产生橡胶疲劳裂口，从而产生轮胎较早期冠部沟底裂口。
[0009]本专利技术的有益效果在于：能够在实验室条件下简单、快速地评估轮胎冠部花纹沟底裂产生的可能性，重现性较高，能够为轮胎开发设计提供可靠的依据。
具体实施方式
[0010]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清查、完整的描述，进而进一步解释专利技术。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。给予本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0011]具体实施例见下表1：表1冠部橡胶组合物参比例、实施例1、2、3、4、5、6配方表
对比例与实施例均采用一段混炼、终炼二段工艺，具体如下：一段混炼：采用德国克虏伯GK320
‑
E550型串联密炼机混炼，GK320上位机混炼工艺具体工艺步骤：加胶、药品，加白炭黑、硅烷偶联剂等，降上顶栓混炼15秒，提坨，降上顶栓混炼升温至115℃，升上顶栓，混炼升温至145℃，恒温混炼60秒排胶；E550下位机混炼工艺具体工艺步骤：进料，混炼升温至145℃，恒温混炼250秒，排胶。终炼段工艺：采用大连橡胶塑料机械股份有限公司F370剪切型密炼机混炼：加入一段混炼段母胶、硫磺、促进剂；降上顶栓保持20秒；升上顶栓保8秒；降上顶栓保持15秒；升上顶栓保持5秒；降上顶栓升温至105℃，排胶。
[0012]将混炼得到的胶料在预先准备的模具中进行硫化，硫化的条件为160
°
C
×
15min，压力为15MPa。然后按照相关国家标准测试方法对其测定硫化橡胶的各项性能，大部分测试结果都以参比例为100基准计算，其他测试值（相对值）=其他实施例测试值/实施例1测试值
×
100，其中溶胀度与Temp@Tanδpeak℃（tanδ的峰值对应的温度Tg）为实际测试值，并非相对值。具体测定结果如表2所示。
[0013]表2冠部橡胶组合物参比例、实施例1、2、3、4、5、6物理性能对比
上述表2中，MH：该值越大，模量越高；T90：该值越大，胶料流速越慢；焦烧时间T5：该值越大，胶料加工越安全；M300＆拉伸强度＆拉断伸长率＆撕裂强度：该值越大，胶料增强性越好；硬度：该值越大，硬度越高；使用实施例中的橡胶组合物作为轮胎胎面，试制规格为205/55R16 91V的轮胎，在黑龙江某地区进行冬季路试，上述1个对比例和6个实施例均安排路试3台车，路试2万公里后，观察沟底裂情况并统计，具体对比见下表：表3 路试轮胎沟底裂情况统计表结合表2与表3可看出，参比例因Tg为
‑
10℃，路试2万公里后，三台车均有发生沟底裂；实施例1三台车均未发生沟底裂，满足Tg≤
‑
12℃且溶胀度为220%；实施例2三台车有两台车未发生沟底裂，这可能与实施例2的Tg略低有关，但还是有一台车有沟底裂现象存在；实施例3三台车均未发生沟底裂，满足Tg≤
‑
12℃且溶胀度为200%；实施例4因Tg为
‑
8℃，路试2万公里后，三台车均有发生沟底裂；实施例5三台车均有发生沟底裂，虽然满足Tg≤
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12℃但溶胀度为190%；实施例6因溶胀度为160%，路试2万公里后，三台本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评估轮胎冠部花纹沟底裂的方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：步骤1：测试冠部橡胶组合物的溶胀度；步骤2：通过动态热机械分析仪检测冠部橡胶组合物的动态性能，通过检测得出tanδ的峰值，并找出与之对应的温度Tg；若橡胶组合物的Tg≤
‑
12℃且溶胀度≤200%时，则冠部橡胶组合物极易发生沟底裂；若橡胶组合物的Tg＞
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12℃时，则冠部橡胶组合物也极易发生沟底裂；若橡胶组合物中包含有丁苯橡胶和顺丁橡胶，Tg≤
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12℃且200%≤溶胀度≤320%时，则冠部橡胶组合物不易发生沟底裂；若橡胶组合物包含有天然橡胶和丁苯橡胶或全丁苯橡胶时，Tg≤
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12℃且220%≤溶胀度≤320%时，则冠部橡胶组合物不易发生沟底裂。2.根据权利要求1所述的一种评估轮胎冠部花纹沟底裂的方法，其特征在于，溶胀度的测试方法包括以下步骤：1）将冠部橡胶组合物剪取成1cm长* 1cm*宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：任会明，张建军，严金洁，王丹灵，陈波宇，
申请(专利权)人：杭州海潮橡胶有限公司，
类型：发明
国别省市：