耐磨轮胎技术领域
本发明涉及轮胎，尤其涉及一种耐磨轮胎。
背景技术
轮胎是汽车的最重要的组成部件之一，它的主要作用是支持车辆的全部重量，承
受着汽车的负荷，传送牵引和制动的扭力，保证车轮与路面的附着力，轮胎大多用的是橡胶
材料。
随着汽车向高速、安全、节能、舒适化方向的发展，对轮胎高性能化的要求也逐年
提高，现有轿车轮胎普遍存在耐磨性能差，轮胎胎面在磨损脱落后容易给环境造成污染的
缺点。如何提高轮胎胎面耐磨性能，保证轮胎胎面具符合环保的要求是轮胎行业的一个重
要课题。
申请号为200710050386.7的专利提供了高耐磨航空轮胎胎面胶配方，其胎面胶以
天然橡胶为主材料,配加新工艺高结构高耐磨炭黑,高分散性白炭黑,硅烷偶联剂,热稳定
剂为主要辅助材料,再配加氧化锌、硬脂酸、对苯二胺类防老剂、酮胺类防老剂、防护蜡、不
溶性硫磺、次磺酰胺类促进剂等原料,通过密炼机混炼而成。由于该专利申请在设计过程中
使用天然橡胶为主体材料，天然橡胶价格高，耐老化性能差，且在轮胎使用过程的中后期，
会出现轮胎异常磨损情况，再者由于其价格较高，不利于推广。
轮胎的耐磨性差，不仅使轮胎使用年限大大降低，也带来一定的安全隐患，此外现
有普通轮胎往往存在耐候性差的问题，当受到日光的直射或淋雨或长时间放置在室外时，
橡胶的老化速度较快，同时抗湿滑性能方面较差，雨天路面容易打滑，造成严重的安全隐
患，因而有必要在提高其耐磨性的同时提高耐老化性和防滑性能。
发明内容
本发明的一个目的是解决上述问题，并提供后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种耐磨轮胎，通过原料不同的第一胎面胶和第二胎
面胶粘合构成胎面，其中接触路面的第一胎面胶中通过添加酚醛树脂提高耐磨性，第二胎
面胶中通过添加环氧树脂等提高了轮胎的防水防滑性能。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种耐磨轮胎，包括：
第一胎面，其位于轮胎最外层并接触路面，所述第一胎面由第一胎面胶制备而成，
按重量份数计，所述第一胎面胶的原料包括：丁腈橡胶40～60份、氯化三元乙丙橡胶30～40
份、氯磺化聚乙烯橡胶20～30份、氢化丁腈橡胶15～20份、酚醛树脂10～20份、高分散白炭
黑10～20份、硫磺粉0.5～0.8份、纳米纤维素晶须5～8份、重晶石粉5～8份、氮化铝5～8份、
亚磷酸铅2～5份、氯基系偶联剂0.8～1份、增塑剂1～1.5份、活性剂1～3份、环氧硬脂酸辛
酯3～6份、微晶蜡3～5份、环烷油4～6份、硅酸钠2～4份、促进剂0.5～0.9份以及防老剂2～
3份；
第二胎面，其位于所述第一胎面的内侧，并与所述第一胎面粘合构成轮胎的胎面，
所述第二胎面由第二胎面胶制备而成，按重量份数计，所述第二胎面胶的原料包括：丁腈橡
胶30～40份、氯化三元乙丙橡胶40～55份、顺丁橡胶15～20份、硅橡胶10～15份、苯乙烯-丁
二烯-苯乙烯嵌段共聚物5～10份、聚乙烯3～5份、聚氯乙烯3～5份、环氧树脂3～5份、高分
散白炭黑10～20份、二硫化四乙基秋兰姆0.5～0.8份、纳米氧化镁2～5份、纳米氧化锌1～5
份、硅烷偶联剂1～1.2份、增塑剂0.9～1.2份、活性剂2～5份、扩链剂0.5～2份、硬脂酸锌3
～7份、石蜡1.3～2份、聚醚多元醇2～5份、邻苯二甲酸二辛酯5～9份、芳烃油2～5份、促进
剂0.3～0.7份以及防老剂1～3份。
优选的是，所述第一胎面的表面设有多个斜槽，所述斜槽以轮胎中心面为对称轴，
分别设置在在轮胎中心面的两侧，且两侧的所述斜槽之间留有接触地面的间隙，所述斜槽
分别从轮胎中心面向下方的两侧倾斜，且倾斜角度为30～60°；
每一侧的所述斜槽由多排相同的凹凸结构依次排列组成，所述凹凸结构包括多个
连续的凹槽与上底边短于下底边的梯形凸起，其中，远离轮胎中心面的最外侧的凹槽为梯
形凹槽，其余的为V字形凹槽，所述梯形凹槽的上底边长于下底边。
优选的是，所述凹凸结构中，靠近轮胎中心面的梯形凸起的梯形的高度高于相邻
的远离轮胎中心面的梯形凸起0.1～0.2mm，且距离轮胎中心面最近的梯形凸起的高度与距
离轮胎中心面最远的梯形凸起的高度差不大于2mm。
优选的是，第一胎面胶的制备方法为：
1)按重量份数计，将增塑剂1～1.5份和氯基系偶联剂0.8～1份混合均匀，向其中
加入纳米纤维素晶须5～8份、微晶蜡3～5份、重晶石粉5～8份、氮化铝5～8份、亚磷酸铅2～
5份、环烷油4～6份以及硅酸钠2～4份，以60～70rpm的转速搅拌10～15min得到混合料；
2)按重量份数计，将丁腈橡胶40～60份、氯化三元乙丙橡胶30～40份、氯磺化聚乙
烯橡胶20～30份、氢化丁腈橡胶15～20份、酚醛树脂10～20份放入密炼机中混炼均匀，混炼
温度为65～75℃，密炼机转速为50～60rpm，物料温度升高至85～90℃时，依次加入所述混
合料、环氧硬脂酸辛酯3～6份和防老剂2～3份后，混炼3～5min，然后加入高分散白炭黑10
～20份混炼，物料温度至115～125℃时排胶，得到第一胶片；
3)将所述第一胶片自然冷却10～15h后，按重量份数计，向所述胶片中加入硫磺粉
0.5～0.8份、活性剂1～3份以及促进剂0.5～0.9份，在130～140℃混合2～3min后，得到第
一胎面胶。
优选的是，所述第二胎面胶的制备方法为：
S1、按重量份数计，将增塑剂0.9～1.2份和硅烷偶联剂1～1.2份混合均匀，向其中
加入纳米氧化镁2～5份、纳米氧化锌1～5份、石蜡1.3～2份、聚醚多元醇2～5份、邻苯二甲
酸二辛酯5～9份以及芳烃油2～5份，以55～60rpm的转速搅拌15～20min得到混合料；
S2、按重量份数计，将丁腈橡胶30～40份、氯化三元乙丙橡胶40～55份、顺丁橡胶
15～20份、硅橡胶10～15份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物5～10份、聚乙烯3～5份、聚
氯乙烯3～5份、环氧树脂3～5份放入密炼机中混炼均匀，混炼温度为65～75℃，密炼机转速
为50～60rpm，物料温度升高至85～90℃时，依次加入所述混合料、硬脂酸锌3～7份和防老
剂1～3份后，混炼3～5min，然后加入高分散白炭黑10～20份混炼，物料温度至125～130℃
时排胶，得到第二胶片；
S3、将所述第二胶片自然冷却10～12h后，按重量份数计，向所述第二胶片中加入
二硫化四乙基秋兰姆0.5～0.8份、活性剂2～5份、扩链剂0.5～2份以及促进剂0.3～0.7份，
在135～145℃混合1～2min后，得到第二胎面胶。
优选的是，所述促进剂为促进剂TMTD、促进剂NOBS、促进剂DM以及促进剂TMTM中的
至少3种。
优选的是，所述防老剂为防老剂A、防老剂D、防老剂RD、防老剂264以及防老剂MB中
的至少2种。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明的耐磨轮胎通过原料不同的第一胎面胶和第二胎面胶粘合构成胎面，原料
中通过添加不同的树脂实现对橡胶性能的不同的改性与优化。其中第一胎面胶中添加有酚
醛树脂，由于第一胎面胶接触路面，所以通过丁腈橡胶与酚醛树脂共混后，二者具有良好的
相容性，使交联后的第一胎面胶具有比普通轮胎更好的耐磨性，同时耐热性等其他性能也
有所提升。第二胎面胶中添加有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物即SBS，与橡胶并用能调
节轮胎的弹性、硬度和湿抓地力，从而提高了轮胎的防水防滑性能，添加的聚乙烯、聚氯乙
烯与丁腈橡胶、顺丁橡胶等具有良好的相容性，共同作用使第二胎面胶具有更好的可加工
性，而环氧树脂具有良好的强度、耐磨损和耐化学药品性等，通过与橡胶共混改进了橡胶的
耐老化性、耐候性和耐热性。改进后的第一胎面胶和第二胎面胶粘合构成胎面，使轮胎具有
更佳的耐磨性、耐老化性和防滑性能。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本
发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的第一胎面的表面的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照
说明书文字能够据以实施。
实施例1
一种耐磨轮胎，包括：第一胎面，其位于轮胎最外层并接触路面，所述第一胎面由
第一胎面胶制备而成，按重量份数计，所述第一胎面胶的原料包括：丁腈橡胶40份、氯化三
元乙丙橡胶30份、氯磺化聚乙烯橡胶20份、氢化丁腈橡胶15份、酚醛树脂10份、高分散白炭
黑10份、硫磺粉0.5份、纳米纤维素晶须5份、重晶石粉5份、氮化铝5份、亚磷酸铅2份、氯基系
偶联剂0.8份、增塑剂1份、活性剂1份、环氧硬脂酸辛酯3份、微晶蜡3份、环烷油4份、硅酸钠2
份、促进剂0.5份以及防老剂2份。
第二胎面，其位于所述第一胎面的内侧，并与所述第一胎面粘合构成轮胎的胎面，
所述第二胎面由第二胎面胶制备而成，按重量份数计，所述第二胎面胶的原料包括：丁腈橡
胶30份、氯化三元乙丙橡胶40份、顺丁橡胶15份、硅橡胶10份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段
共聚物5份、聚乙烯3份、聚氯乙烯3份、环氧树脂3份、高分散白炭黑10份、二硫化四乙基秋兰
姆0.5份、纳米氧化镁2份、纳米氧化锌1份、硅烷偶联剂1份、增塑剂0.9份、活性剂2份、扩链
剂0.5份、硬脂酸锌3份、石蜡1.3份、聚醚多元醇2份、邻苯二甲酸二辛酯5份、芳烃油2份、促
进剂0.3份以及防老剂1份。
实施例2
一种耐磨轮胎，包括：第一胎面，其位于轮胎最外层并接触路面，所述第一胎面由
第一胎面胶制备而成，按重量份数计，所述第一胎面胶的原料包括：丁腈橡胶60份、氯化三
元乙丙橡胶40份、氯磺化聚乙烯橡胶30份、氢化丁腈橡胶20份、酚醛树脂20份、高分散白炭
黑20份、硫磺粉0.8份、纳米纤维素晶须8份、重晶石粉8份、氮化铝8份、亚磷酸铅5份、氯基系
偶联剂1份、增塑剂1.5份、活性剂3份、环氧硬脂酸辛酯6份、微晶蜡5份、环烷油6份、硅酸钠4
份、促进剂0.9份以及防老剂3份。
第二胎面，其位于所述第一胎面的内侧，并与所述第一胎面粘合构成轮胎的胎面，
所述第二胎面由第二胎面胶制备而成，按重量份数计，所述第二胎面胶的原料包括：丁腈橡
胶40份、氯化三元乙丙橡胶55份、顺丁橡胶20份、硅橡胶15份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段
共聚物10份、聚乙烯5份、聚氯乙烯5份、环氧树脂5份、高分散白炭黑20份、二硫化四乙基秋
兰姆0.8份、纳米氧化镁5份、纳米氧化锌5份、硅烷偶联剂1.2份、增塑剂1.2份、活性剂5份、
扩链剂2份、硬脂酸锌7份、石蜡2份、聚醚多元醇2～5份、邻苯二甲酸二辛酯9份、芳烃油5份、
促进剂0.7份以及防老剂3份。
实施例3
一种耐磨轮胎，包括：第一胎面，其位于轮胎最外层并接触路面，所述第一胎面由
第一胎面胶制备而成，按重量份数计，所述第一胎面胶的原料包括：丁腈橡胶50份、氯化三
元乙丙橡胶35份、氯磺化聚乙烯橡胶25份、氢化丁腈橡胶18份、酚醛树脂15份、高分散白炭
黑15份、硫磺粉0.6份、纳米纤维素晶须6份、重晶石粉6份、氮化铝6份、亚磷酸铅3份、氯基系
偶联剂0.9份、增塑剂1.2份、活性剂2份、环氧硬脂酸辛酯4份、微晶蜡4份、环烷油5份、硅酸
钠3份、促进剂0.7份以及防老剂3份。
第二胎面，其位于所述第一胎面的内侧，并与所述第一胎面粘合构成轮胎的胎面，
所述第二胎面由第二胎面胶制备而成，按重量份数计，所述第二胎面胶的原料包括：丁腈橡
胶35份、氯化三元乙丙橡胶50份、顺丁橡胶18份、硅橡胶12份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段
共聚物8份、聚乙烯4份、聚氯乙烯4份、环氧树脂4份、高分散白炭黑15份、二硫化四乙基秋兰
姆0.6份、纳米氧化镁3份、纳米氧化锌3份、硅烷偶联剂1.1份、增塑剂1.0份、活性剂3份、扩
链剂1.5份、硬脂酸锌5份、石蜡1.5份、聚醚多元醇3份、邻苯二甲酸二辛酯7份、芳烃油3份、
促进剂0.5份以及防老剂2份。
在另一种技术方案中，如图1所示，本发明提供一种第一胎面的表面结构，所述第
一胎面的表面设有多个斜槽，所述斜槽以轮胎中心面为对称轴，分别设置在在轮胎中心面
的两侧，且两侧的所述斜槽之间留有接触地面的间隙，所述斜槽分别从轮胎中心面向下方
的两侧倾斜，且倾斜角度为30～60°。
每一侧的所述斜槽由多排相同的凹凸结构依次排列组成，所述凹凸结构包括多个
连续的凹槽与上底边短于下底边的梯形凸起1，其中，远离轮胎中心面的最外侧的凹槽为梯
形凹槽3，其余的为V字形凹槽2，所述梯形凹槽3的上底边长于下底边。
从轮胎中心面向下方的两侧倾斜使中间位置相对较高，当轮胎上沾水或其他杂物
时，在重力作用下向下移动，结合两侧的V字形凹槽2与最边缘的梯形凹槽3设置，保证轮胎
能正常使用且外形美观的前提下，使水或其他杂物不易存留在轮胎表面，万一残留在凹槽
中也是处于边缘的梯形凹槽3中方便使用者清理，从而确保轮胎的防水防滑性能更佳，使用
寿命更长。
在另一种技术方案中，所述凹凸结构中，靠近轮胎中心面的梯形凸起1的梯形的高
度高于相邻的远离轮胎中心面的梯形凸起0.1～0.2mm，且距离轮胎中心面最近的梯形凸起
的高度与距离轮胎中心面最远的梯形凸起的高度差不大于2mm。
高度差的设置进一步保证水或其他杂物在重力作用下不易存留在轮胎表面。
在另一种技术方案中，第一胎面胶的制备方法为：
1)按重量份数计，将增塑剂1～1.5份和氯基系偶联剂0.8～1份混合均匀，向其中
加入纳米纤维素晶须5～8份、微晶蜡3～5份、重晶石粉5～8份、氮化铝5～8份、亚磷酸铅2～
5份、环烷油4～6份以及硅酸钠2～4份，以60～70rpm的转速搅拌10～15min得到混合料。
2)按重量份数计，将丁腈橡胶40～60份、氯化三元乙丙橡胶30～40份、氯磺化聚乙
烯橡胶20～30份、氢化丁腈橡胶15～20份、酚醛树脂10～20份放入密炼机中混炼均匀，混炼
温度为65～75℃，密炼机转速为50～60rpm，物料温度升高至85～90℃时，依次加入所述混
合料、环氧硬脂酸辛酯3～6份和防老剂2～3份后，混炼3～5min，然后加入高分散白炭黑10
～20份混炼，物料温度至115～125℃时排胶，得到第一胶片。
3)将所述第一胶片自然冷却10～15h后，按重量份数计，向所述胶片中加入硫磺粉
0.5～0.8份、活性剂1～3份以及促进剂0.5～0.9份，在130～140℃混合2～3min后，得到第
一胎面胶。
采用适宜的加工参数，使第一胎面胶的加工更容易且具有更好的耐磨性、耐屈挠
性以及生热性。
在另一种技术方案中，所述第二胎面胶的制备方法为：
S1、按重量份数计，将增塑剂0.9～1.2份和硅烷偶联剂1～1.2份混合均匀，向其中
加入纳米氧化镁2～5份、纳米氧化锌1～5份、石蜡1.3～2份、聚醚多元醇2～5份、邻苯二甲
酸二辛酯5～9份以及芳烃油2～5份，以55～60rpm的转速搅拌15～20min得到混合料。
S2、按重量份数计，将丁腈橡胶30～40份、氯化三元乙丙橡胶40～55份、顺丁橡胶
15～20份、硅橡胶10～15份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物5～10份、聚乙烯3～5份、聚
氯乙烯3～5份、环氧树脂3～5份放入密炼机中混炼均匀，混炼温度为65～75℃，密炼机转速
为50～60rpm，物料温度升高至85～90℃时，依次加入所述混合料、硬脂酸锌3～7份和防老
剂1～3份后，混炼3～5min，然后加入高分散白炭黑10～20份混炼，物料温度至125～130℃
时排胶，得到第二胶片。
S3、将所述第二胶片自然冷却10～12h后，按重量份数计，向所述第二胶片中加入
二硫化四乙基秋兰姆0.5～0.8份、活性剂2～5份、扩链剂0.5～2份以及促进剂0.3～0.7份，
在135～145℃混合1～2min后，得到第二胎面胶。
在另一种技术方案中，所述促进剂为促进剂TMTD、促进剂NOBS、促进剂DM以及促进
剂TMTM中的至少3种。
在另一种技术方案中，所述防老剂为防老剂A、防老剂D、防老剂RD、防老剂264以及
防老剂MB中的至少2种。
发明人将市售普通轮胎作为对照组1，将按照本发明的实施例3的配方制作轮胎胎
面后的耐磨轮胎作为发明组，将第一胎面胶中不含酚醛树脂且第二胎面胶中不含苯乙烯-
丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯、聚氯乙烯以及环氧树脂，其余与本发明的实施例3的配
方和制作条件均相同的轮胎作为对照组2，上述三组轮胎测试相关性能参数如下表1所示，
将对照组1和发明组在100℃老化48h，老化前和老化后的数据如表2所示。
表1轮胎相关性能参数
检测项目
对照组1
发明组
对照组2
Tanδ@60℃(滚动阻力)
0.313
0.151
0.292
Tanδ@0℃(湿抓地力)
0.357
0.465
0.364
耐磨耗指数
100
118
102
表2轮胎老化性能参数
由表1可以看出，采用本发明的耐磨轮胎的发明组相比对照组1和对照组2，具有较
好的湿抓地力，提高了湿地行驶安全系数，提高了轮胎的防水防滑性能，同时有良好的耐磨
耗性能，表明第一胎面胶中添加的酚醛树脂和第二胎面胶中添加的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯
嵌段共聚物、聚乙烯、聚氯乙烯以及环氧树脂使轮胎具有更好的耐磨性和防滑性能。
由表2可以看出，采用本发明的耐磨轮胎的发明组相比对照组1中的普通轮胎，发
明组中老化前后的定伸力、扯断力、伸长率以及撕裂强度的变化均远小于对照组1中的老化
前后的变化，从而表明本发明的耐磨轮胎的耐老化性优于普通轮胎。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列
运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地
实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限
于特定的细节和这里示出与描述的图例。