CN107672388A - 充气轮胎及其胎侧导电层 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充气轮胎及胎侧导电层,胎侧导电层用于设置在充气轮胎的胎侧结构(5)中,所述胎侧导电层的基本橡胶含有炭黑及碳纳米材料;所述炭黑的BET比表面积为100m2/g以下。本发明提供的胎侧导电层,通过降低炭黑的BET比表面积,使其为100m2/g以下,有效提高了炭黑的分散能力,降低其内聚趋势,减少填料件摩擦生热的性能,使得橡胶滞后性降低,进而有效降低了轮胎的滚动阻力;并且,通过添加碳纳米材料,确保了胎侧导电层的导电性能。

Description

充气轮胎及其胎侧导电层
技术领域
本发明涉及轮胎设备技术领域,特别是涉及一种充气轮胎及其胎侧导电层。
背景技术
随着社会环保意识的增强,轮胎,尤其是充气轮胎,越来越追求低滚动阻力及环境友好性。而这个趋势主要由两条路径实现:提高无机填料(尤其是二氧化硅)的含量和降低烃类不完全燃烧或裂解残留物(尤其是炭黑)的含量。但是,由此也带来轮胎静电排放能力的降低问题。
目前,越来越多的胎体材料采用低滞后性橡胶,尤其降低炭黑补强品级和含量的手段。但是,也会降低其导电性,使得轮胎静电排放能力降低。
因此,如何降低橡胶滞后性,确保导电性能,是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种胎侧导电层,以降低橡胶滞后性,确保导电性能。本发明还提供了一种充气轮胎。
为解决上述技术问题,本发明提供一种胎侧导电层,用于设置在充气轮胎的胎侧结构中,所述胎侧导电层的基本橡胶含有炭黑及碳纳米材料;所述炭黑的BET比表面积为100m2/g以下。
优选地,上述胎侧导电层中,所述基本橡胶为二烯类橡胶。
优选地,上述胎侧导电层中,所述二烯类橡胶包括NR、BR及SBR;NR用量为15-90PHR,BR用量为5-80PHR,SBR用量为5-40PHR;
或,所述二烯类橡胶包括IR、BR及SBR;IR用量15-90PHR,BR用量5-80PHR,SBR用量5-40PHR。
优选地,上述胎侧导电层中,BR为高顺式丁二烯橡胶,顺式结构含量大于或等于98%。
优选地,上述胎侧导电层中,所述炭黑的BET比表面积为26m2/g-96m2/g。
优选地,上述胎侧导电层中,所述炭黑的用量20-45PHR。
优选地,上述胎侧导电层中,所述碳纳米材料的用量0.1-10PHR。
优选地,上述胎侧导电层中,所述碳纳米材料为碳纳米管或石墨烯。
优选地,上述胎侧导电层中,所述胎侧导电层的厚度小于或等于0.5mm。
优选地,上述胎侧导电层中,所述胎侧导电层的厚度小于或等于0.2mm。
本发明还提供了一种充气轮胎,包括胎侧结构及设置在所述胎侧结构中胎侧导电层,所述胎侧导电层为如权利要求-0任一项所述的胎侧导电层。
优选地,上述充气轮胎中,所述充气轮胎的一侧贴合有所述胎侧导电层。
优选地,上述充气轮胎中,所述充气轮胎的两侧均贴合有所述胎侧导电层。
优选地,上述充气轮胎中,所述胎侧导电层沿所述充气轮胎的整周胎侧贴合。
优选地,上述充气轮胎中,所述胎侧导电层贴合于所述充气轮胎的局部胎侧。
优选地,上述充气轮胎中,所述充气轮胎包括轮辋接触部、轮胎带束增强层及胎面导电通路,所述胎侧导电层连接所述轮辋接触部及所述轮胎带束增强层,所述轮胎带束增强层与所述胎面导电通路连接;
或,所述充气轮胎包括轮辋接触部、轮胎带束层、轮胎带束增强层及胎面导电通路,所述胎侧导电层连接所述轮辋接触部及所述轮胎带束层,所述轮胎带束增强层与所述胎面导电通路连接,所述轮胎带束层与所述轮胎带束增强层接触。
优选地,上述充气轮胎中,所述胎面导电通路采用体积电阻率小于1×108Ω·m的橡胶。
本发明提供的胎侧导电层,通过降低炭黑的BET比表面积,使其为100m2/g以下,有效提高了炭黑的分散能力,降低其内聚趋势,减少填料件摩擦生热的性能,使得橡胶滞后性降低,进而有效降低了轮胎的滚动阻力;并且,通过添加碳纳米材料,确保了胎侧导电层的导电性能。
本发明还提供了一种充气轮胎。与上述胎侧导电层具有同样的技术效果,在此不再详细介绍。
附图说明
图1为本发明所提供的充气轮胎的第一种结构示意图;
图2为本发明所提供的充气轮胎的第二种的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种胎侧导电层,以降低橡胶滞后性,确保导电性能。本发明还提供了一种充气轮胎。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2,图1为本发明所提供的充气轮胎的第一种结构示意图;图2为本发明所提供的充气轮胎的第二种的结构示意图。
在这一具体实施方式中,胎侧导电层用于设置在充气轮胎的胎侧结构5中,胎侧导电层的基本橡胶含有炭黑及碳纳米材料;炭黑的BET比表面积为100m2/g以下。
本发明实施例提供的胎侧导电层,通过降低炭黑的BET比表面积,使其为100m2/g以下,有效提高了炭黑的分散能力,降低其内聚趋势,减少填料件摩擦生热的性能,使得橡胶滞后性降低,进而有效降低了轮胎的滚动阻力;并且,通过添加碳纳米材料,确保了胎侧导电层的导电性能。
优选地,在本实施例中,胎侧导电层的基本橡胶为二烯类橡胶。
进一步地,二烯类橡胶包括NR(NaturalRubber,天然橡胶)、BR(Butadienerubber,顺丁橡胶)及SBR(Styrene Butadiene Rubber,丁苯橡胶);NR用量为15-90PHR(parts per hundreds of rubber,每百份橡胶含量),BR用量为5-80PHR,SBR用量为5-40PHR。
在另一种实施例中,二烯类橡胶包括IR(IsopreneRubber,异戊橡胶)、BR及SBR;IR用量15-90PHR,BR用量5-80PHR,SBR用量5-40PHR。
在本实施例中,BR为高顺式丁二烯橡胶,顺式结构含量大于或等于98%。
更进一步地,炭黑的BET比表面积为26m2/g-96m2/g。通过上述设置,在确保了胎侧导电层的导电能力的同时,减少摩擦生热,进一步降低了橡胶滞后性。
优选地,炭黑的用量20-45PHR。
在本实施例中,碳纳米材料的用量0.1-10PHR。
其中,碳纳米材料为碳纳米管或石墨烯。在碳纳米管及石墨烯的空间分子结构中,每个碳原子仅与其余三个碳原子采用相同的相互作用力结合,其余三个碳原子与中心原子间形成的夹角相同,(分子边缘可有其他元素)。在空间分子结构中,三维方向上的尺度,非为1:1:1,至少一个维度上尺寸大于具有维度的最小尺寸的10倍-100000倍,即具有各向异性。
为了避免胎侧导电层的厚度过大而避免轮胎额外增重,本发明实施例提供的胎侧导电层,胎侧导电层的厚度小于或等于0.5mm。
进一步地,胎侧导电层的厚度小于或等于0.2mm。
本发明实施例还提供了一种充气轮胎,包括胎侧结构5及设置在胎侧结构5中胎侧导电层4,胎侧导电层4为如上述任一种胎侧导电层。由于上述胎侧导电层具有上述技术效果,具有上述胎侧导电层的充气轮胎也应具有同样地技术效果,在此不再一一累述。
本实施例中,充气轮胎包括胎唇钢丝1、轮辋接触部2、胎体帘纱层3、胎侧导电层4、胎侧结构5、轮胎带束层6、轮胎带束增强层7及胎面导电通路8。
其中,胎侧导电层4相对于充气轮胎的布置可以有多种:
在第一种实施例中,充气轮胎的一侧贴合有胎侧导电层4。即,充气轮胎一侧的胎侧结构5中设置有胎侧导电层4。
在第二种实施例中,充气轮胎的两侧均贴合有胎侧导电层4。即,充气轮胎两侧的胎侧结构5中均设置有胎侧导电层4。
而胎侧导电层4在充气轮胎的周向上的布置方式可以为多种:
在一种实施例中,胎侧导电层4沿充气轮胎的整周胎侧贴合。即,胎侧导电层4沿充气轮胎的周向贴合,形成圆周结构的胎侧导电层4。
在另一种实施例中,胎侧导电层4贴合于充气轮胎的局部胎侧。即,仅整周的胎侧结构5上的一部分贴合有胎侧导电层4。
而胎侧导电层4在充气轮胎上贴合的形式可以为多种:
如图1所示,在本实施例中,充气轮胎包括轮辋接触部2、轮胎带束增强层7及胎面导电通路8,胎侧导电层4连接轮辋接触部2及轮胎带束增强层7,轮胎带束增强层7与胎面导电通路8连接。
如图2所示,在本实施例中,充气轮胎包括轮辋接触部2、轮胎带束层6、轮胎带束增强层7及胎面导电通路8,胎侧导电层4连接轮辋接触部2及轮胎带束层6,轮胎带束增强层7与胎面导电通路8连接,轮胎带束层6与轮胎带束增强层7接触。
优选地,胎面导电通路8采用体积电阻率小于1×108Ω·m的橡胶。通过上述设置,确保了胎面导电通路8的导电性。
以上对本发明所提供的胎侧导电层进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (17)

1.一种胎侧导电层,用于设置在充气轮胎的胎侧结构(5)中,其特征在于,所述胎侧导电层的基本橡胶含有炭黑及碳纳米材料;所述炭黑的BET比表面积为100m2/g以下。
2.根据权利要求1所述的胎侧导电层,其特征在于,所述基本橡胶为二烯类橡胶。
3.根据权利要求2所述的胎侧导电层,其特征在于,所述二烯类橡胶包括NR、BR及SBR;NR用量为15-90PHR,BR用量为5-80PHR,SBR用量为5-40PHR;
或,所述二烯类橡胶包括IR、BR及SBR;IR用量15-90PHR,BR用量5-80PHR,SBR用量5-40PHR。
4.根据权利要求3所述的胎侧导电层,其特征在于,BR为高顺式丁二烯橡胶,顺式结构含量大于或等于98%。
5.根据权利要求1所述的胎侧导电层,其特征在于,所述炭黑的BET比表面积为26m2/g-96m2/g。
6.根据权利要求1所述的胎侧导电层,其特征在于,所述炭黑的用量20-45PHR。
7.根据权利要求1所述的胎侧导电层,其特征在于,所述碳纳米材料的用量0.1-10PHR。
8.根据权利要求1-7任一项所述的胎侧导电层,其特征在于,所述碳纳米材料为碳纳米管或石墨烯。
9.根据权利要求1所述的胎侧导电层,其特征在于,所述胎侧导电层的厚度小于或等于0.5mm。
10.根据权利要求9所述的胎侧导电层,其特征在于,所述胎侧导电层的厚度小于或等于0.2mm。
11.一种充气轮胎,包括胎侧结构(5)及设置在所述胎侧结构(5)中胎侧导电层(4),其特征在于,所述胎侧导电层(4)为如权利要求1-10任一项所述的胎侧导电层。
12.根据权利要求11所述的充气轮胎,其特征在于,所述充气轮胎的一侧贴合有所述胎侧导电层(4)。
13.根据权利要求11所述的充气轮胎,其特征在于,所述充气轮胎的两侧均贴合有所述胎侧导电层(4)。
14.根据权利要求11所述的充气轮胎,其特征在于,所述胎侧导电层(4)沿所述充气轮胎的整周胎侧贴合。
15.根据权利要求11所述的充气轮胎,其特征在于,所述胎侧导电层(4)贴合于所述充气轮胎的局部胎侧。
16.根据权利要求11所述的充气轮胎,其特征在于,所述充气轮胎包括轮辋接触部(2)、轮胎带束增强层(7)及胎面导电通路(8),所述胎侧导电层(4)连接所述轮辋接触部(2)及所述轮胎带束增强层(7),所述轮胎带束增强层(7)与所述胎面导电通路(8)连接;
或,所述充气轮胎包括轮辋接触部(2)、轮胎带束层(6)、轮胎带束增强层(7)及胎面导电通路(8),所述胎侧导电层(4)连接所述轮辋接触部(2)及所述轮胎带束层(6),所述轮胎带束增强层(7)与所述胎面导电通路(8)连接,所述轮胎带束层(6)与所述轮胎带束增强层(7)接触。
17.根据权利要求11-16任一项所述的充气轮胎,其特征在于,所述胎面导电通路(8)采用体积电阻率小于1×108Ω·m的橡胶。
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