利用反式異戊二烯橡膠的輪胎膠料組合物及其應用的製作方法
2023-07-19 15:32:31 1
專利名稱：：利用反式異戊二烯橡膠的輪胎膠料組合物及其應用的製作方法
技術領域：
：本發明涉及橡膠輪胎領域的橡膠之間共混、橡膠混煉工藝以及由混煉膠製備得到的輪胎。
背景技術：
：通常情況下，橡膠共混或橡塑共混，是將二種或多種高聚物同時或按順序投入混煉設備，再加入各種配合劑進行混合。自本伯裡發明密煉機以來，極大多數已有一定規模的橡膠製品廠與輪胎廠，均採用密煉機進行橡膠或橡塑的共混，密煉設備的型號己覆蓋從1.5立升的實驗室用小密煉機到大型工廠生產中使用的550立升的大型密煉機的許多種型號，例如WM140/20、F270、GK370、F370、GK450等等。但不管是哪一種型號的密煉機設備，密煉機混煉對單一的橡膠或相同性質的二種或二種以上橡膠的共混效果比較好，而對性質有差異(如結晶性不同)的二種或二種以上橡膠或高分子聚合物的共混，則效果並不理想。我國是個NR資源稀缺的國家，國內橡膠製品廠所用的大部分NR主要靠進口。我們也知道，NR的分子結構是順式異戊二烯，其同分異構體即為反式異戊二烯，而存在於杜仲橡膠樹中的反式異戊二烯橡膠(TPI)，在我國則有豐富的資源。在我國，不僅天然的杜仲橡膠樹資源豐富，而其化學合成品，即合成反式異戊二烯橡膠(TPI)的生產技術也走在世界前列。相對於NR，反式異戊二烯橡膠(TPI)具有NR達不到的優異性能，如優異的低滯後性、低生熱性，卓越的耐曲撓性能與耐磨耗性能，因此，反式異戊二烯橡膠CTPI)的應用研究一直是二十世紀乃至二十一世紀的熱門技術。杜仲橡膠化學名稱叫反式異戊二烯橡膠(TPI)，有天然的也有人工合成的，但不管是天然的還是人工合成的，杜仲橡膠因其高度結晶性，其物理性能與塑料無異。正因為杜仲橡膠與NR在分子結構與物理性能上的差異，使得杜仲橡膠與天然橡膠等非結晶性橡膠的完全共混成為難題，而將二種或二種以上的高分子材料達到高度共混是高分子複合材料獲得優異性能的前提。雖然到目前為止，關於杜仲橡膠生產與應用的技術很多，如專利CN86100216、CN90101268.8提出了杜仲橡膠的生產方法，專利DE3227757闡述了杜仲橡膠的加工方法，但在本發明之前，還沒有文獻與技術涉及杜仲橡膠與NR等二烯類通用橡膠共混而達到高度分散的技術。
發明內容本發明的第一個目的是提供一種利用反式異戊二烯橡膠的輪胎膠料組合物，使得反式異戊二烯橡膠TPI和天然橡膠NR二種或二種以上共混分散，降低生產的成本。本發明的第一個目的是提供上述的共混組合物的製備方法。本發明第三個目的是提供上述的共混組合物的應用。為了實現上述的第一個目的，本發明採用了以下的技術方案利用反式異戊二烯橡膠的輪胎膠料組合物，該膠料組合物按重量分數計包括以下組分反式異戊二烯橡膠TPI為1份99份，天然橡膠NR為1份99份，在組合物中橡膠的重量和為IOO份。作為優選，上述的反式異戊二烯橡膠TPI為1份30份，天然橡膠NR為70份99份，在組合物中橡膠的重量和為IOO份。作為優選，上述的膠料組合物還包括順丁橡膠BR，按重量分數計順丁橡膠BR的份數為1份99份；並且反式異戊二烯橡膠TPI、天然橡膠NR和順丁橡膠BR的重量和為100份。作為再優選，上述的膠料組合物按重量分數計包括以下組分反式異戊二烯橡膠TPI為130份、天然橡膠NR為2060份，順丁橡膠BR為3070份；並且反式異戊二烯橡膠TPI、天然橡膠NR和順丁橡膠BR的重量和為100份。為了實現上述的第二個目的，本發明採用了以下的技術方案高度結晶性的聚合物與非結晶性通用橡膠的共混組合物的製備方法，該方法首先將結晶性聚合物投入到密煉機內進行預塑化，預塑化溫度達到40°C165r時加入非結晶性通用橡膠，繼續混煉，至溫度達到90。C165X:時排膠，出片，製得共混組合物。作為優選，上述的預塑化溫度為達到10(TC115'C時加入非結晶性通用橡膠；至溫度達到135'C165'C時排膠。作為再優選，預塑化採用75立升及以上容量的本伯裡密煉機，包括XM140/20、F270、F370、GK450等大容量密煉機。為了實現上述的第三個目的，本發明採用了以下的技術方案其一，利用反式異戊二烯橡膠的輪胎膠料組合物的混煉膠，該混煉膠按重量分數計由以下組分製備得到NR7C)99份；TPI130份；炭黑4065份；偶聯劑16份；氧化鋅1.57份；硬脂酸0.55份；硫磺0.54份；促進劑0.55份；其它配合劑110份；其中，反式異戊二烯橡膠TPI和天然橡膠NR的重量和為100份。作為優選，所述的其它配合劑包括防老劑15份；防焦劑0.051份；微晶蠟O.14份。本發明還提供了一種全鋼子午線載重輪胎，該輪胎的胎面膠採用上述的混煉膠硫化而成。其二，利用反式異戊二烯橡膠的輪胎膠料組合物的混煉膠，該混煉膠按重量分數計由以下組分製備得到NR2060份；BR3070份；TPI130份；炭黑4065份；偶聯劑16份；氧化鋅1.57份；硬脂酸0.55份；硫磺0.54份；促進劑0.55份；其它配合劑115份；其中，反式異戊二烯橡膠TPI、順丁橡膠BR和天然橡膠NR的重量和為100份。作為優選，所述的其它配合劑包括防老劑16份；分散劑0.53份；防焦劑0.050.5份；微晶蠟O.14份。本發明還提供了一種斜交載重輪胎，該輪胎的胎面膠採用上述的混煉膠硫化而成。本發明由於採用了上述的技術方案，使得反式異戊二烯橡膠TPI和天然橡膠NR二種或二種以上共混分散，降低生產的成本。同時，上述的共混組合物能達到高度的宏觀與微觀結構的共混分散效果，最大限度地發揮高分子複合材料的優異性能。具體實施例方式實施例l非結晶性橡膠選擇NR，結晶性橡膠選擇TPI，基本配方為NR80份；TPI20份；炭黑CB55份；氧化鋅5份；硬脂酸2份；硫磺與促進劑3份；其它配合劑25。本實施例選用的設備為F270密煉機，轉速20~40轉/分，上項栓氣壓0.6MPa，預塑化起始溫度IO(TC。待密煉機室溫達到起始溫度IO(TC或以上時，投入TPI膠100kg，壓上項栓，等密煉機混煉室溫度達到115'C或以上時，提上項栓，投入NR膠100kg，壓上項栓，繼續混煉，至密煉機混煉室溫度達到M5t:155'C時，排膠出片，製得TPI/NR=1:1的預共混生膠200kg。一段混煉在F270密煉機中投入預共混生膠40kg，NR60kg，壓上項栓30秒後，提上項栓，投入CB55kg，氧化鋅5kg，硬脂酸2kg，其它配合劑25kg，壓上項栓混煉，中間提砣12次，繼續混煉至155'C時，排膠，出片，製得按配方要求的一段無硫混煉膠料A1。上述的其它配合劑為通用的橡膠配合劑，其使用量所述領域的技術人員可以根據具體的應用做適當的調整。二段加硫將一段無硫混煉膠A1投入密煉機中，同時投入硫磺與促進劑，當混煉室溫度達到9095。C時，排膠到壓片機上，搗膠，再出片，製得終煉膠A2。終煉膠A2經出型、成型、硫化，即得成品。實施例2非結晶性橡膠選擇NR，結晶性橡膠選擇TPI，基本配方為NR90份；TPI10份；炭黑58份；偶聯劑3份；氧化鋅3.5份；硬脂酸2份；硫磺l.l份；促進劑1.7份；其它配合劑如防老劑2.5份；防焦劑0.25份；微晶蠟1份。本實施例的混煉方法如實施例1所述，本實施例的配方適用於全鋼載重胎面膠，終煉膠經出型、成型、硫化，即得成品。其膠料的性能可以基本達到全部使用NR的全鋼載重胎面膠的性能，性能對比數據如下膠料性能使用10份TPI的胎面膠物性未使用TPI的胎—面膠物性143。CX30min143。CX45min143'CX30min143'CX45min硬度67666665300%定伸應力13.213.512.813.4拉伸強度24.724.92727.2扯斷伸長率％517492554544扯斷永久變形％20192523撕裂強度88100129127tableseeoriginaldocumentpage9實施例3非結晶性橡膠選擇NR，結晶性橡膠選擇TPI，基本配方為NR40份；BR50份；TPI10份；炭黑58份；偶聯劑l份；氧化鋅3.5份；硬脂酸2份；硫磺1.7份；促進劑l份；其它配合劑如防老劑3份；分散劑l份；防焦劑0.15份；微晶蠟1份。本實施例的混煉方法如實施例1所述，本實施例的配方適用於斜交載重胎面膠，終煉膠經出型、成型、硫化，即得成品。其膠料的性能可以基本達到全部使用NR50份、BR50份的斜交載重胎面膠的性能，性能對比數據如下:tableseeoriginaldocumentpage9權利要求1.利用反式異戊二烯橡膠的輪胎膠料組合物，其特徵在於膠料組合物按重量分數計包括以下組分反式異戊二烯橡膠TPI為1份～99份，天然橡膠NR為1份～99份，在組合物中橡膠的重量和為100份。2.根據權利要求1所述的利用反式異戊二烯橡膠的輪胎膠料組合物，其特徵在於膠料組合物按重量分數計包括以下組分反式異戊二烯橡膠TPI為1份30份，天然橡膠NR為70份99份，在組合物中橡膠的重量和為100份。3.根據權利要求1所述的利用反式異戊二烯橡膠的輪胎膠料組合物，其特徵在於膠料組合物還包括順丁橡膠BR，按重量分數計順丁橡膠BR的份數為1份99份；並且反式異戊二烯橡膠TPI、天然橡膠NR和順丁橡膠BR的重量和為100份。4.根據權利要求3所述的利用反式異戊二烯橡膠的輪胎膠料組合物，其特徵在'於膠料組合物按重量分數計包括以下組分反式異戊二烯橡膠TPI為130份、天然橡膠NR為2060份，順丁橡膠BR為3070份；並且反式異戊二烯橡膠TPI、天然橡膠NR和順丁橡膠BR的重量和為100份。5.利用反式異戊二烯橡膠的輪胎膠料組合物的混煉膠，其特徵在於混煉膠按重量分數計由以下組分製備得到NR7099份；TPI130份；炭黑4065份；偶聯劑16份；氧化鋅1.57份；硬脂酸0.55份；硫磺0.54份；促進劑0.55份；其它配合劑110份；其中，反式異戊二烯橡膠TPI和天然橡膠NR的重量和為100份。6.根據權利要求5所述的利用反式異戊二烯橡膠的輪胎膠料組合物的混煉膠，其特徵在於所述的其它配合劑包括防老劑15份；防焦劑0.051份；微晶蠟O.14份。7.全鋼子午線載重輪胎，其特徵在於該輪胎的胎面膠採用權利要求5或6所述的混煉膠硫化而成。8.利用反式異戊二烯橡膠的輪胎膠料組合物的混煉膠，其特徵在於混煉膠按重量分數計由以下組分製備得到NR2060份；BR3070份；TPI130份；炭黑4065份；偶聯劑16份；氧化鋅1.57份；硬脂酸0.55份；硫磺0.54份；促進劑0.55份；其它配合劑115份；其中，反式異戊二烯橡膠TPI、順丁橡膠BR和天然橡膠NR的重量和為100份。9.根據權利要求8所述的利用反式異戊二烯橡膠的輪胎膠料組合物的混煉膠，其特徵在於所述的其它配合劑包括防老劑16份；分散劑0.53份；防焦劑O.050.5份；微晶蠟O.14份。10.斜交載重輪胎，其特徵在於該輪胎的胎面膠採用權利要求8或9所述的混煉膠硫化而成。全文摘要本發明涉及橡膠輪胎領域的橡膠之間共混、橡膠混煉工藝以及由混煉膠製備得到的輪胎。利用反式異戊二烯橡膠的輪胎膠料組合物，該膠料組合物按重量分數計包括以下組分反式異戊二烯橡膠TPI為1份～99份，天然橡膠NR為1份～99份，在組合物中橡膠的重量和為100份。本發明使得反式異戊二烯橡膠TPI和天然橡膠NR二種或二種以上共混分散，降低生產的成本。同時，上述的共混組合物能達到高度的宏觀與微觀結構的共混分散效果，最大限度地發揮高分子複合材料的優異性能。文檔編號C08K3/22GK101550245SQ20091009816公開日2009年10月7日申請日期2009年5月4日優先權日2009年5月4日發明者渭姜,徐世傳申請人:杭州中策橡膠有限公司