一種耐磨抗刺低阻力輪胎膠料及其製作方法
2023-10-06 00:39:19 1
一種耐磨抗刺低阻力輪胎膠料及其製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐磨抗刺低阻力輪胎膠料及其製作方法，其特徵在於，原料各組分按重量份數組成如下：天然膠SIR2040-70份、順丁橡膠10-15份、丁苯橡膠SBR15003-5份，N234型高結構中超耐磨爐黑5-6份、白碳黑5-6份、Si-69型矽烷偶聯劑1-1.5份、聚乙二醇1-1.5份、甲苯二異氰酸酯0.5-1.0份、氯化亞錫0.5-1.0份、端羥基聚丁二烯0.5-1.0份、軟化增塑劑芳烴油1-1.5份、硬脂酸1-2份、防老劑2-3份、增粘劑204樹脂1-1.5份、均勻劑UB40001-1.5份、氧化鋅0.5-1.0份、硫磺1-1.5份、XY900型抗硫化返原劑0.5-1.0份、促進劑TBBS1-1.5份、抗疲勞劑G-1080.5-1.0份。得到的輪胎膠料相容性好，具有耐磨、抗刺、低阻力、抗疲勞、耐老化性能和抗變形能力，應用前景廣闊。
【專利說明】一種耐磨抗刺低阻力輪胎膠料及其製作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於橡膠輪胎製造領域，具體涉及一種耐磨抗刺低阻力輪胎膠料及其製作 方法。
【背景技術】
[0002] 膠料是由碳黑、天然橡膠或合成橡膠、添加物等原材料混合密煉加工而成的。作 為輪胎製造過程中的主要加工對象和載體，橡膠在膠料中所佔的比例通常達到一半左右， 為了使橡膠具有所需要的特性，還必須向其中加入諸如強化劑、粘合劑、抗老化劑等化學物 質，以改變橡膠的強度、塑性、彈性、耐用性等物理性質。輪胎上的所有半成品膠部件，如胎 面、胎側和三角膠條等，都是在後續的製造工藝中以膠料為原料加工而成的。
[0003] 從配方角度降低輪胎滾動阻力，要從膠種、補強劑等方面進行優化。全鋼胎胎面膠 普遍採用全天然膠或少量並用順丁膠，該膠體系的生熱已很低，需要著重對補強體系進行 調整。目前使用爐法炭黑，如N234、N115等雖然耐磨性符合要求，但生熱很高，無法滿足低 滾動阻力輪胎要求。目前的輪胎膠料配方在生產及使用中存在許多缺點：炭黑及小料分散 不均勻，與過渡層粘合性差，貼合時易出現氣泡。
[0004] 將親水性材料與彈性體合金化，形成一種具有橡膠的彈性和強度，同時具有吸水 膨脹、擠壓情況下可保水，達到既能適應結構變化，又具有吸水膨脹的功能材料應用越來越 廣泛，可用於汽車貨櫃、精密儀器及食品的防水、防潮包裝等。根據大量的實踐和研究發 現，絕大多數聚合物共混物是不相容或部分相容的。實際上，高分子共混物都是多相多組分 結構的混合物，存在著相界面和相結構形態不同所產生的性能薄弱問題。高分子共混物常 因相容性差，兩相間界面能高，界面結合力低而導致性能下降。共混物組分之間互不相容， 則潤溼性和黏合性不良，但並不是相容性越大越好，而應具有適當的相容性。
[0005] 目前的現有技術為了提高胎面膠的耐磨性，大比例增加配方中順丁膠的含量，可 是由於順丁膠自補強性差、分子間作用力小、內聚能低等特點，使得胎面膠的耐刺扎性能較 差。使用超耐磨爐黑（如使用N115)的目的是利用超耐磨爐黑對橡膠優良的補強作用來 提高胎面膠的耐磨性，但是在半成品加工過程中生熱高、操作困難，給生產工藝帶來麻煩。 由於胎面膠中使用的合成橡膠較多，使膠料的粘合能力下降，易造成胎面與胎體脫開的問 題，同樣會影響輪胎的使用壽命。
[0006] 礦山道路狀況很差，基本全是碎石路面，尤其是在雨季，尖石外露，很容易刺傷輪 胎，且礦山使用的輪胎載荷大、運距短、轉彎多、作業時間長，這就要求礦用輪胎胎冠膠要耐 切割、耐磨耗、耐刺扎、變形小、生熱低。因此，如何生產一種耐磨抗刺低阻力輪胎膠料，在改 善樹脂與橡膠的相容性的同時，又避免在成型過程中氣泡出現，實現輪胎性能的提高，是本 發明要解決的技術問題。
【發明內容】
[0007] 本發明為了解決上述問題和缺陷，提供了一種耐磨抗刺低阻力輪胎膠料及其制 作方法，其特徵在於，原料各組分按重量份數組成如下：天然膠SIR20 40-70份、順丁橡膠 10-15份、丁苯橡膠SBR1500 3-5份，N234型高結構中超耐磨爐黑5-6份、白碳黑5-6份、 Si-69型矽烷偶聯劑1-1. 5份、聚乙二醇1-1. 5份、甲苯二異氰酸酯0. 5-1. 0份、氯化亞 錫0. 5-1. 0份、端羥基聚丁二烯0. 5-1. 0份、軟化增塑劑芳烴油1-1. 5份、硬脂酸1-2份、 防老劑2-3份、增粘劑204樹脂1-1. 5份、均勻劑UB40001-1. 5份、氧化鋅0. 5-1. 0份、硫 磺1-1. 5份、XY900型抗硫化返原劑0. 5-1. 0份、促進劑TBBS 1-1. 5份、抗疲勞劑G-108 0· 5-1. 0 份。
[0008] 上述一種耐磨抗刺低阻力輪胎膠料及其製作方法，其特徵在於，所述防老劑採用 防老劑6PH):防老劑RD :防護蠟=1:2:1的混合物。
[0009] 上述一種耐磨抗刺低阻力輪胎膠料的製作方法，其特徵在於，所述方法包括如下 步驟： a、 將聚乙二醇在105-115°C真空脫水後，加入甲苯二異氰酸酯和氯化亞錫，緩慢升溫至 75-80°C，攪拌20-25min，然後再加入端羥基聚丁二烯，升溫至110-120°C反應35-45min ; b、 先控制密煉機轉子速度60 rpm，上頂拴風壓7公斤/CM3,混煉壓力為23MPa，混煉室 溫度為37°C，轉子溫度為35°C，排膠溫度為150°C，然後稱量天然膠SIR20、順丁橡膠、丁苯 橡膠SBR1500,在混煉室利用轉子轉動進行天然橡膠塑煉45秒，密煉機冷卻水溫度30°C ; c、 然後開始按順序加料，提栓投N234型高結構中超耐磨爐黑、白碳黑、Si-69型矽烷 偶聯劑N234炭黑、白碳黑、矽烷偶聯劑X50S以及步驟（1)製得的兩親性聚氨酯壓栓煉75 秒；提栓清掃後投軟化增塑劑芳烴油、硬脂酸、防老劑、增粘劑204樹脂、均勻劑UB4000防 護蠟壓75秒，膠料溫度達到165°C卸出膠料到23英寸開煉機； d、 最後翻煉冷卻膠料到110-90°C，在開煉機上加氧化鋅、硫磺、XY900型抗硫化返原 齊U、促進劑TBBS、抗疲勞劑G-108混煉均勻，下片冷卻至室溫完成胎面膠的製作。
[0010] 發明的有益效果： 本發明通過將傳統輪胎的胎面填充物碳黑用白炭黑予以部分取代，適當減少炭黑的用 量，在煉膠過程中Si-69對白炭黑進行了改性，在提高胎面膠定伸應力的同時減少胎面膠 的生熱。使用增粘劑為204樹脂與天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠SBR1500並用，提高了層 膠之間的粘合性能，使胎面膠具有耐磨性，同時加入了抗疲勞劑G-108,採用半有效硫化體 系，有效提高了膠料的抗刺扎性能和動態疲勞性能。採用兩親性聚氨酯作為增容劑提高了 橡膠材料的強度，防護體系採用防老劑4020、防老劑RD與防護蠟的協同作用，阻止或延緩 橡膠老化反應繼續進行，同時對熱氧老化效果極佳。抗硫化返原劑XY-900可以減少輪胎硫 化過程中，胎面膠在模具中長時間硫化條件下而產生的硫化交聯鍵斷裂，能有效提高製品 的耐老化性能和抗變形能力。得到的輪胎膠料可滿足工程材料的要求，應用前景廣闊。
【具體實施方式】
[0011] 下面結合實施例對本發明作進一步描述： 一種耐磨抗刺低阻力輪胎膠料及其製作方法，其特徵在於，原料各組分按重量份數組 成如下：天然膠SIR20 40-70份、順丁橡膠10-15份、丁苯橡膠SBR1500 3-5份，N234型高 結構中超耐磨爐黑5-6份、白碳黑5-6份、Si-69型矽烷偶聯劑1-1. 5份、聚乙二醇1-1. 5 份、甲苯二異氰酸酯〇. 5-1. 0份、氯化亞錫0. 5-1. 0份、端羥基聚丁二烯0. 5-1. 0份、軟化 增塑劑芳烴油1-1. 5份、硬脂酸1-2份、防老劑2-3份、增粘劑204樹脂1-1. 5份、均勻劑 UB40001-1. 5份、氧化鋅0. 5-1. 0份、硫磺1-1. 5份、XY900型抗硫化返原劑0. 5-1. 0份、促 進劑TBBS 1-1. 5份、抗疲勞劑G-108 0.5-1. 0份。
[0012] 所述防老劑採用防老劑6PH):防老劑RD :防護蠟=1:2:1的混合物。
[0013] 本發明可按下表所列實施例來實現
【權利要求】
1. 一種耐磨抗刺低阻力輪胎膠料及其製作方法，其特徵在於，原料各組分按重量份數 組成如下：天然膠SIR20 40-70份、順丁橡膠10-15份、丁苯橡膠SBR1500 3-5份，N234型 高結構中超耐磨爐黑5-6份、白碳黑5-6份、Si-69型矽烷偶聯劑1-1. 5份、聚乙二醇1-1. 5 份、甲苯二異氰酸酯〇. 5-1. 0份、氯化亞錫0. 5-1. 0份、端羥基聚丁二烯0. 5-1. 0份、軟化 增塑劑芳烴油1-1. 5份、硬脂酸1-2份、防老劑2-3份、增粘劑204樹脂1-1. 5份、均勻劑 UB40001-1. 5份、氧化鋅0. 5-1. 0份、硫磺1-1. 5份、XY900型抗硫化返原劑0. 5-1. 0份、促 進劑了885 1-1.5份、抗疲勞劑6-108 0.5-1.0份。
2. 根據權利要求1所述一種耐磨抗刺低阻力輪胎膠料及其製作方法，其特徵在於，所 述防老劑採用防老劑6PH):防老劑RD :防護蠟=1:2:1的混合物。
3. 根據權利要求1所述一種耐磨抗刺低阻力輪胎膠料的製作方法，其特徵在於，所述 方法包括如下步驟： a、 將聚乙二醇在105-115°C真空脫水後，加入甲苯二異氰酸酯和氯化亞錫，緩慢升溫至 75-80°C，攪拌20-25min，然後再加入端羥基聚丁二烯，升溫至110-120°C反應35-45min ; b、 先控制密煉機轉子速度60 rpm，上頂拴風壓7公斤/CM3,混煉壓力為23MPa，混煉室 溫度為37°C，轉子溫度為35°C，排膠溫度為150°C，然後稱量天然膠SIR20、順丁橡膠、丁苯 橡膠SBR1500,在混煉室利用轉子轉動進行天然橡膠塑煉45秒，密煉機冷卻水溫度30°C ; c、 然後開始按順序加料，提栓投N234型高結構中超耐磨爐黑、白碳黑、Si-69型矽烷 偶聯劑N234炭黑、白碳黑、矽烷偶聯劑X50S以及步驟（1)製得的兩親性聚氨酯壓栓煉75 秒；提栓清掃後投軟化增塑劑芳烴油、硬脂酸、防老劑、增粘劑204樹脂、均勻劑UB4000防 護蠟壓75秒，膠料溫度達到165°C卸出膠料到23英寸開煉機； d、 最後翻煉冷卻膠料到110-90°C，在開煉機上加氧化鋅、硫磺、XY900型抗硫化返原 齊U、促進劑TBBS、抗疲勞劑G-108混煉均勻，下片冷卻至室溫完成胎面膠的製作。
【文檔編號】B60C1/00GK104419023SQ201310368826
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月22日 優先權日:2013年8月22日
【發明者】宋波 申請人:青島藍農谷農產品研究開發有限公司