CN101418087A - 全钢子午线轮胎的气密层胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全钢丝载重子午线轮胎的气密层胶及其制备方法,包含如下重量份的各组分:天然胶为60~80重量份,丁苯胶为20~40重量份,补强剂炭黑N660为40~65重量份,活化剂氧化锌为3~7重量份、硬脂酸为1~4重量份,增粘剂204树脂为2.5~5重量份,均匀剂UB4000为2~5重量份或者均匀剂40MSF为2~5重量份,防老剂4020为0.5~2重量份,防老剂RD为0.5~2重量份,防护蜡为1~3重量份,软化增塑剂芳烃油2~4重量份,硫化剂硫磺0.5~1.0重量份,促进剂NS为1.0~3.0重量份或者促进剂TBBS为1.0~3.0重量份。
Description
技术领域
本发明公开了一种全钢丝载重子午线轮胎的气密层胶,本发明还公开了一种全钢载重子午线轮胎的气密层胶的制备方法。
背景技术
一般的子午线轮胎气密层采用天然胶/氯化丁基胶、天然胶/溴化丁基胶并用或氯化丁基胶、溴化丁基胶单用,这几种气密层胶配方,气密性都相当好。由于轮胎气密层的气密性与厚度有着很好的相关性,增加厚度会增加气密性或减少透气性,因此要想进一步提高气密层的气密性,一般的做法是增加气密层的厚度,但气密层厚度的增加会带来三个不利的影响:一是轮胎成本增加;二是厚度增加在成型过程中要避免气泡;三是轮胎性能下降,气密层厚度的增加造成轮胎重量增加,会降低轮胎的散热性能,高速性能及汽车的油耗。另外,纯溴化丁基胶配方在生产及使用中也有许多缺点:炭黑及小料分散不均匀,与过渡层粘合性差,贴合时易出现气泡。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在保证足够的气密性的基础上,可使生产过程中的炭黑、小料分散均匀,与过渡层贴合时不产生气泡、粘合性好,并且耐曲挠性能好的全钢子午线轮胎的气密层胶。
按照本发明所提供的设计方案,所述全钢子午线轮胎的气密层胶包含如下重量份的各组分:天然胶为60~80重量份,丁苯胶为20~40重量份,补强剂炭黑N660为40~65重量份,活化剂氧化锌为3~7重量份、硬脂酸为1~4重量份,增粘剂204树脂为2.5~5重量份,均匀剂UB4000为2~5重量份或者均匀剂40MSF为2~5重量份,防老剂4020为0.5~2重量份,防老剂RD为0.5~2重量份,防护蜡为1~3重量份,软化增塑剂芳烃油2~4重量份,硫化剂硫磺0.5~1.0重量份,促进剂NS为1.0~3.0重量份或者促进剂TBBS为1.0~3.0重量份。
上述全钢子午线轮胎(有内胎系列)气密层胶的制备方法包含如下步骤:
一段混炼:启动密炼机,设置密炼机的转子转速为40~50rmp,混炼压力为17~19MPa,混炼室温度为35~45℃,转子温度为30~40℃,排胶温度为135~160℃,然后称量天然橡胶和丁苯胶,在混炼室利用转子转动进行天然橡胶塑炼20~40秒,接着往混炼室里投加补强剂炭黑、活化剂氧化锌、硬脂酸、增粘剂204树脂、均匀剂UB4000和均匀剂40MSF中的一种、防老剂4020、防老剂RD与防护蜡,并在混炼室利用转子与天然橡胶进行混炼40~70秒,然后向混炼室投加软化增塑剂芳烃油并进行混炼10~30秒,混炼结束进行排胶,此胶为一段母胶;
第一次静置:将一段混炼后的母胶置于空气中冷却至常温;
终炼:启动密炼机,设置密炼机的转子转速为18~25rmp,混炼压力为16~18MPa,混炼室温度为35~45℃,转子温度为30~40℃,排胶温度为90~105℃,将一段母胶、促进剂NS或者促进剂TBBS中的一种和硫化剂硫磺一起投入混炼室利用转子旋转进行混炼,混炼130~170秒后进行排胶得到成品。
本发明在气密层胶配方中用天然胶与丁苯胶并用,比例为60/40。实践证明,有内胎系列的子午线轮胎的气密层用天然胶与丁苯胶按60/40时可以满足气密性的要求,并且天然胶与丁苯胶的分子量都比较大,与炭黑及其他辅助原材料比较容易混炼均匀,这解决了纯溴化丁基胶或天然胶/溴化丁基胶配方中与炭黑及其他辅助材料分散不均的问题。并且由于天然胶与丁苯胶的并用,使得气密层与过渡层之间性能接近,气泡也减少了。
生胶体系采用天然胶/丁苯胶并用,由于丁苯胶与天然胶同属一类,基本性能也都相同,因此在混炼过程中比较容易均匀混炼,并且丁苯胶也有部分自身的特性如曲挠龟裂性能好,这提供了气密层胶料的耐曲挠性能。
配方中的活化剂采用硬脂酸和氧化锌,这提高了胶料与其他原材料的分散程度,并且也能提高硫化程度。
均匀剂UB4000的加入,改善了不同品种橡胶共混的均匀性,降低混炼胶料门尼粘度,降低混炼过程及使用过中的生热,提高胶料分散性。
配方中的增粘剂为204树脂,其性能接近于KORESIN的超级增粘树脂,与天然胶和丁苯胶的相容性也好,提高了气密层胶与过渡层胶之间的粘合性能。
防护体系采用防老剂4020、防老剂RD与防护蜡,其中防老剂4020和防老剂RD属于化学防护法,通过参入老化反应来阻止或延缓橡胶老化反应继续进行,4020有着优良的抗氧、抗臭氧、抗曲挠作用,防老剂RD对热氧老化效果极佳;而防护蜡是一种物理防护法,它可以尽量避免橡胶与老化因素相互作用。
本配方中的硫化体系采用高促/低硫配合体系,促进剂用量的提高可以改变硫化胶的网络结构,有效提高胶料的疲劳寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
所述全钢子午线轮胎(有内胎系列)气密层配方包含如下重量份的各组分:天然胶为60重量份,丁苯胶为40重量份,补强剂炭黑N660为40重量份,活化剂氧化锌为3重量份、硬脂酸为1重量份,增粘剂204树脂为2.5重量份,均匀剂UB4000为2重量份,防老剂4020为0.5重量份,防老剂RD为0.5重量份,防护蜡为1重量份,软化增塑剂芳烃油2重量份,硫化剂硫磺0.5重量份,促进剂NS为1.0重量份。
上述全钢子午线轮胎(有内胎系列)气密层胶的制备方法包含如下步骤:
一段混炼:启动密炼机,设置密炼机的转子转速为40rmp,混炼压力为17MPa,混炼室温度为35℃,转子温度为30℃,排胶温度为135℃,然后称量天然橡胶和丁苯胶,在混炼室利用转子转动进行天然橡胶塑炼20秒,接着往混炼室里投加补强剂炭黑N660、活化剂氧化锌、硬脂酸、204树脂、均匀剂UB4000、防老剂4020、防老剂RD与防护蜡,并在混炼室利用转子与天然橡胶进行混炼40秒,然后向混炼室投加芳烃油并进行混炼10秒,混炼结束进行排胶,此胶为一段母胶;
第一次静置:将一段混炼后的母胶置于空气中冷却至常温;
终炼:启动密炼机,设置密炼机的转子转速为18rmp,混炼压力为16MPa,混炼室温度为35℃,转子温度为30℃,排胶温度为90℃,将一段母胶和硫磺、促进剂NS一起投入混炼室利用转子旋转进行混炼,混炼130秒后进行排胶得到成品。
该成品经检测物理机械性能见表1。
实施例2
所述全钢子午线轮胎(有内胎系列)气密层配方包含如下重量份的各组分:天然胶为80重量份,丁苯胶为20重量份,补强剂炭黑N660为55重量份,活化剂氧化锌为4重量份、硬脂酸为2.5重量份,增粘剂204树脂为3.5重量份,均匀剂40MSF为3重量份,防老剂4020为1.0重量份,防老剂RD为1.0重量份,防护蜡为1.5重量份,软化增塑剂芳烃油为2.5重量份,硫化剂硫磺0.8重量份,促进剂NS(TBBS)2.0重量份。
上述全钢子午线轮胎(有内胎系列)气密层胶的制备方法包含如下步骤:
一段混炼:启动密炼机,设置密炼机的转子转速为45rmp,混炼压力为17MPa,混炼室温度为40℃,转子温度为35℃,排胶温度为150℃,然后称量天然橡胶和丁苯胶,在混炼室利用转子转动进行天然橡胶塑炼30秒,接着往混炼室里投加补强剂炭黑N660、活化剂氧化锌、硬脂酸、204树脂、均匀剂40MSF、防老剂4020、防老剂RD与防护蜡,并在混炼室利用转子与天然橡胶进行混炼55秒,然后向混炼室投加芳烃油并进行混炼20秒,混炼结束进行排胶,此胶为一段母胶;
第一次静置:将一段混炼后的母胶置于空气中冷却至常温;
终炼:启动密炼机,设置密炼机的转子转速为20rmp,混炼压力为17MPa,混炼室温度为40℃,转子温度为40℃,排胶温度为100℃,将一段母胶和硫磺、促进剂NS一起投入混炼室利用转子旋转进行混炼,混炼150秒后进行排胶得到成品。
该成品经检测物理机械性能见表1。
实施例3
所述全钢子午线轮胎(有内胎系列)气密层配方包含如下重量份的各组分:天然胶为70重量份,丁苯胶为30重量份,补强剂炭黑N660为65重量份,活化剂氧化锌为7重量份、硬脂酸为4重量份,增粘剂204树脂为5重量份,均匀剂UB4000为5重量份,防老剂4020为2.0重量份,防老剂RD为2.0重量份,防护蜡为3重量份,软化增塑剂芳烃油为4重量份,硫化剂硫磺1.0重量份,促进剂TBBS为3.0重量份。
上述全钢子午线轮胎(有内胎系列)气密层胶的制备方法包含如下步骤:
一段混炼:启动密炼机,设置密炼机的转子转速为50rmp,混炼压力为19MPa,混炼室温度为45℃,转子温度为35℃,排胶温度为160℃,然后称量天然橡胶和丁苯胶,在混炼室利用转子转动进行天然橡胶塑炼40秒,接着往混炼室里投加补强剂炭黑、活化剂氧化锌、硬脂酸、增粘剂204树脂、均匀剂UB4000、防老剂4020、防老剂RD、防护蜡,并在混炼室利用转子与天然橡胶进行混炼7秒,然后向混炼室投加芳烃油并进行混炼30秒,混炼结束进行排胶,此胶为一段母胶;
第一次静置:将一段混炼后的母胶置于空气中冷却至常温;
终炼:启动密炼机,设置密炼机的转子转速为25rmp,混炼压力为17MPa,混炼室温度为45℃,转子温度为40℃,排胶温度为105℃,将一段母胶和硫磺、促进剂NS一起投入混炼室利用转子旋转进行混炼,混炼170秒后进行排胶得到成品。
该成品经检测物理机械性能见表1。
表1
物理性能 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
门尼粘度 | 48.6 | 50.7 | 51.5 |
焦烧时间 | 23:26 | 21:52 | 21:20 |
ML | 1.85 | 1.97 | 2.21 |
MH | 11.78 | 13.02 | 14.02 |
T10 | 5:56 | 5:35 | 5:20 |
T90 | 15:48 | 15:18 | 14:57 |
硬度 | 57 | 58 | 59 |
伸长率% | 520 | 515 | 510 |
拉伸强度(MPa) | 18.2 | 19.8 | 20.2 |
100%定伸 | 1.6 | 1.8 | 1.9 |
300%定伸 | 8.5 | 8.7 | 8.7 |
撕裂强力(KN/m) | 37.5 | 37.8 | 38.2 |
回弹% | 35 | 35 | 34 |
曲挠龟裂(万次) | 30 | 30万次裂口1mm | 30万次裂口1mm |
而且在木发明中
化学塑解剂:武汉径河化工有限公司生产,商品名为SJ-103。
防老剂4020:山东圣奥化工股份有限公司生产,商品名为防老剂4020,化学名称为N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺。
防老剂RD:南京化工厂生产,商品名为防老剂RD,化学名2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体。
防护蜡:上海绿菱特种蜡制品厂生产,商品名称为橡胶防护蜡。
204树脂:武汉径河化工有限公司生产,商品名称为叔丁基酚醛增粘树脂。
均匀剂UB4000:马来西亚生产,上海逸能贸易有限公司代理,商品名称为UB4000。
均匀剂40MSF:美国STRUKTOL公司生产,上海彤程化工代理,商品名为40MSF。
促进剂TBBS:淄博华梅化工有限公司生产,商品名为NS,化学名为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺。
硫磺粉:营口亚田化工有限公司生产,商品名S,化学名为硫磺。
Claims (2)
1、一种全钢子午线轮胎的气密层胶,其特征是:该全钢子午线轮胎气密层配方包含如下重量份的各组分:天然胶为60~80重量份,丁苯胶为20~40重量份,补强剂炭黑N660为40~65重量份,活化剂氧化锌为3~7重量份、硬脂酸为1~4重量份,增粘剂204树脂为2.5~5重量份,均匀剂UB4000为2~5重量份或者均匀剂40MSF为2~5重量份,防老剂4020为0.5~2重量份,防老剂RD为0.5~2重量份,防护蜡为1~3重量份,软化增塑剂芳烃油2~4重量份,硫化剂硫磺0.5~1.0重量份,促进剂NS为1.0~3.0重量份或者促进剂TBBS为1.0~3.0重量份。
2、权利要求1所述的全钢子午线轮胎气密层胶的制备方法包含如下步骤:
一段混炼:启动密炼机,设置密炼机的转子转速为40~50rmp,混炼压力为17~19MPa,混炼室温度为35~45℃,转子温度为30~40℃,排胶温度为135~160℃,然后称量天然橡胶和丁苯胶,在混炼室利用转子转动进行天然橡胶塑炼20~40秒,接着往混炼室里投加补强剂炭黑、活化剂氧化锌、硬脂酸、增粘剂204树脂、均匀剂UB4000和均匀剂40MSF中的一种、防老剂4020、防老剂RD与防护蜡,并在混炼室利用转子与天然橡胶进行混炼40~70秒,然后向混炼室投加软化增塑剂芳烃油并进行混炼10~30秒,混炼结束进行排胶,此胶为一段母胶;
第一次静置:将一段混炼后的母胶置于空气中冷却至常温;
终炼:启动密炼机,设置密炼机的转子转速为18~25rmp,混炼压力为16~18MPa,混炼室温度为35~45℃,转子温度为30~40℃,排胶温度为90~105℃,将一段母胶、促进剂NS或者促进剂TBBS中的一种和硫化剂硫磺一起投入混炼室利用转子旋转进行混炼,混炼130~170秒后进行排胶得到成品。
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