CN101550245B

CN101550245B - 全钢子午线载重轮胎

Info

Publication number: CN101550245B
Application number: CN2009100981622A
Authority: CN
Inventors: 徐世传; 姜渭
Original assignee: Hangzhou Zhongce Rubber Co Ltd
Current assignee: Zhongce Rubber Group Co Ltd
Priority date: 2009-05-04
Filing date: 2009-05-04
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2029-05-04
Also published as: CN101550245A

Abstract

本发明涉及橡胶轮胎领域的橡胶之间共混、橡胶混炼工艺以及由混炼胶制备得到的轮胎。利用反式异戊二烯橡胶的轮胎胶料组合物，该胶料组合物按重量分数计包括以下组分：反式异戊二烯橡胶TPI为1份～99份，天然橡胶NR为1份～99份，在组合物中橡胶的重量和为100份。本发明使得反式异戊二烯橡胶TPI和天然橡胶NR二种或二种以上共混分散，降低生产的成本。同时，上述的共混组合物能达到高度的宏观与微观结构的共混分散效果，最大限度地发挥高分子复合材料的优异性能。

Description

全钢子午线载重轮胎

技术领域

本发明涉及橡胶轮胎领域的橡胶之间共混、橡胶混炼工艺以及由混炼胶制备得到的轮胎。

技术背景

通常情况下，橡胶共混或橡塑共混，是将二种或多种高聚物同时或按顺序投入混炼设备，再加入各种配合剂进行混合。自本伯里发明密炼机以来，极大多数已有一定规模的橡胶制品厂与轮胎厂，均采用密炼机进行橡胶或橡塑的共混，密炼设备的型号已覆盖从1.5立升的实验室用小密炼机到大型工厂生产中使用的550立升的大型密炼机的许多种型号，例如：WM140/20、F270、GK370、F370、GK450等等。但不管是哪一种型号的密炼机设备，密炼机混炼对单一的橡胶或相同性质的二种或二种以上橡胶的共混效果比较好，而对性质有差异(如结晶性不同)的二种或二种以上橡胶或高分子聚合物的共混，则效果并不理想。

我国是个NR资源稀缺的国家，国内橡胶制品厂所用的大部分NR主要靠进口。我们也知道，NR的分子结构是顺式异戊二烯，其同分异构体即为反式异戊二烯，而存在于杜仲橡胶树中的反式异戊二烯橡胶(TPI)，在我国则有丰富的资源。在我国，不仅天然的杜仲橡胶树资源丰富，而其化学合成品，即合成反式异戊二烯橡胶(TPI)的生产技术也走在世界前列。相对于NR，反式异戊二烯橡胶(TPI)具有NR达不到的优异性能，如优异的低滞后性、低生热性，卓越的耐曲挠性能与耐磨耗性能，因此，反式异戊二烯橡胶(TPI)的应用研究一直是二十世纪乃至二十一世纪的热门技术。

杜仲橡胶化学名称叫反式异戊二烯橡胶(TPI)，有天然的也有人工合成的，但不管是天然的还是人工合成的，杜仲橡胶因其高度结晶性，其物理性能与塑料无异。正因为杜仲橡胶与NR在分子结构与物理性能上的差异，使得杜仲橡胶与天然橡胶等非结晶性橡胶的完全共混成为难题，而将二种或二种以上的高分子材料达到高度共混是高分子复合材料获得优异性能的前提。虽然到目前为止，关于杜仲橡胶生产与应用的技术很多，如专利CN86100216、CN90101268.8提出了杜仲橡胶的生产方法，专利DE3227757阐述了杜仲橡胶的加工方法，但在本发明之前，还没有文献与技术涉及杜仲橡胶与NR等二烯类通用橡胶共混而达到高度分散的技术。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种利用反式异戊二烯橡胶的轮胎胶料组合物，使得反式异戊二烯橡胶TPI和天然橡胶NR二种或二种以上共混分散，降低生产的成本。本发明的第一个目的是提供上述的共混组合物的制备方法。本发明第三个目的是提供上述的共混组合物的应用。

为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：

利用反式异戊二烯橡胶的轮胎胶料组合物，该胶料组合物按重量分数计包括以下组分：反式异戊二烯橡胶TPI为1份～99份，天然橡胶NR为1份～99份，在组合物中橡胶的重量和为100份。

作为优选，上述的反式异戊二烯橡胶TPI为1份～30份，天然橡胶NR为70份～99份，在组合物中橡胶的重量和为100份。

作为优选，上述的胶料组合物还包括顺丁橡胶BR，按重量分数计顺丁橡胶BR的份数为1份～99份；并且反式异戊二烯橡胶TPI、天然橡胶NR和顺丁橡胶BR的重量和为100份。作为再优选，上述的胶料组合物按重量分数计包括以下组分：反式异戊二烯橡胶TPI为1～30份、天然橡胶NR为20～60份，顺丁橡胶BR为30～70份；并且反式异戊二烯橡胶TPI、天然橡胶NR和顺丁橡胶BR的重量和为100份。

为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：

高度结晶性的聚合物与非结晶性通用橡胶的共混组合物的制备方法，该方法首先将结晶性聚合物投入到密炼机内进行预塑化，预塑化温度达到40℃～165℃时加入非结晶性通用橡胶，继续混炼，至温度达到90℃～165℃时排胶，出片，制得共混组合物。作为优选，上述的预塑化温度为达到100℃～115℃时加入非结晶性通用橡胶；至温度达到135℃～165℃时排胶。作为再优选，预塑化采用75立升及以上容量的本伯里密炼机，包括XM140/20、F270、F370、GK450等大容量密炼机。

为了实现上述的第三个目的，本发明采用了以下的技术方案：

其一，利用反式异戊二烯橡胶的轮胎胶料组合物的混炼胶，该混炼胶按重量分数计由以下组分制备得到：

NR 70～99份； TPI 1～30份；炭黑 40～65份；

偶联剂 1～6份；氧化锌 1.5～7份；硬脂酸 0.5～5份；

硫磺 0.5～4份；促进剂 0.5～5份；其它配合剂 1～10份；

其中，反式异戊二烯橡胶TPI和天然橡胶NR的重量和为100份。

作为优选，所述的其它配合剂包括：防老剂1～5份；防焦剂0.05～1份；微晶蜡0.1～4份。

本发明还提供了一种全钢子午线载重轮胎，该轮胎的胎面胶采用上述的混炼胶硫化而成。

其二，利用反式异戊二烯橡胶的轮胎胶料组合物的混炼胶，该混炼胶按重量分数计由以下组分制备得到：

NR 20～60份； BR 30～70份； TPI 1～30份；

炭黑 40～65份；偶联剂 1～6份；氧化锌 1.5～7份；

硬脂酸 0.5～5份；硫磺 0.5～4份；促进剂 0.5～5份；

其它配合剂 1～15份；

其中，反式异戊二烯橡胶TPI、顺丁橡胶BR和天然橡胶NR的重量和为100份。

作为优选，所述的其它配合剂包括：防老剂1～6份；分散剂0.5～3份；防焦剂0.05～0.5份；微晶蜡0.1～4份。

本发明还提供了一种斜交载重轮胎，该轮胎的胎面胶采用上述的混炼胶硫化而成。

本发明由于采用了上述的技术方案，使得反式异戊二烯橡胶TPI和天然橡胶NR二种或二种以上共混分散，降低生产的成本。同时，上述的共混组合物能达到高度的宏观与微观结构的共混分散效果，最大限度地发挥高分子复合材料的优异性能。

具体实施方式

实施例1

非结晶性橡胶选择NR，结晶性橡胶选择TPI，基本配方为：

NR 80份； TPI 20份；炭黑CB 55份；

氧化锌 5份；硬脂酸 2份；硫磺与促进剂 3份；

其它配合剂 25。

本实施例选用的设备为F270密炼机，转速：20～40转/分，上项栓气压：0.6MPa，预塑化起始温度100℃。

待密炼机室温达到起始温度100℃或以上时，投入TPI胶100kg，压上项栓，等密炼机混炼室温度达到115℃或以上时，提上项栓，投入NR胶100kg，压上项栓，继续混炼，至密炼机混炼室温度达到145℃～155℃时，排胶出片，制得TPI/NR＝1∶1的预共混生胶200kg。

一段混炼：在F270密炼机中投入预共混生胶40kg，NR60kg，压上项栓30秒后，提上项栓，投入CB55kg，氧化锌5kg，硬脂酸2kg，其它配合剂25kg，压上项栓混炼，中间提砣1～2次，继续混炼至155℃时，排胶，出片，制得按配方要求的一段无硫混炼胶料A1。上述的其它配合剂为通用的橡胶配合剂，其使用量所述领域的技术人员可以根据具体的应用做适当的调整。

二段加硫：将一段无硫混炼胶A1投入密炼机中，同时投入硫磺与促进剂，当混炼室温度达到90～95℃时，排胶到压片机上，捣胶，再出片，制得终炼胶A2。

终炼胶A2经出型、成型、硫化，即得成品。

实施例2

非结晶性橡胶选择NR，结晶性橡胶选择TPI，基本配方为：

NR 90份； TPI 10份；炭黑 58份；偶联剂 3份；

氧化锌 3.5份；硬脂酸 2份；硫磺 1.1份；促进剂 1.7份；

其它配合剂：如防老剂2.5份；防焦剂0.25份；微晶蜡1份。

本实施例的混炼方法如实施例1所述，本实施例的配方适用于全钢载重胎面胶，终炼胶经出型、成型、硫化，即得成品。其胶料的性能可以基本达到全部使用NR的全钢载重胎面胶的性能，性能对比数据如下：

实施例3

非结晶性橡胶选择NR，结晶性橡胶选择TPI，基本配方为：

NR 40份 BR 50份； TPI 10份；

炭黑 58份；偶联剂1份；氧化锌3.5份；

硬脂酸 2份；硫磺1.7份；促进剂1份；

其它配合剂：如防老剂3份；分散剂1份；防焦剂0.15份；微晶蜡1份。

本实施例的混炼方法如实施例1所述，本实施例的配方适用于斜交载重胎面胶，终炼胶经出型、成型、硫化，即得成品。其胶料的性能可以基本达到全部使用NR50份、BR 50份的斜交载重胎面胶的性能，性能对比数据如下：

Claims

1.全钢子午线载重轮胎，其特征在于：该轮胎的胎面胶采用混炼胶硫化而成，所述的混炼胶按重量分数计由以下组分制备得到：

非结晶性橡胶选择NR，结晶性橡胶选择TPI，基本配方为：

NR 80份； TPI 20份；炭黑CB 55份；

氧化锌5份；硬脂酸2份；硫磺与促进剂3份；

其它配合剂25份；

所述的混炼胶硫化步骤如下：

1)选用的设备为F270密炼机，转速：20～40转/分，上项栓气压：0.6MPa，预塑化起始温度100℃；

2)待密炼机室温达到起始温度100℃以上时，投入TPI胶100kg，压上项栓，等密炼机混炼室温度达到115℃或以上时，提上项栓，投入NR胶100kg，压上项栓，继续混炼，至密炼机混炼室温度达到145℃～155℃时，排胶出片，制得TPI/NR＝1∶1的预共混生胶200kg；

3)一段混炼：在F270密炼机中投入预共混生胶40kg，NR60kg，压上项栓30秒后，提上项栓，投入CB55kg，氧化锌5kg，硬脂酸2kg，其它配合剂25kg，压上项栓混炼，中间提砣1～2次，继续混炼至155℃时，排胶，出片，制得按配方要求的一段无硫混炼胶料A1；上述的其它配合剂为通用的橡胶配合剂，其使用量所述领域的技术人员可以根据具体的应用做适当的调整；

4)二段加硫：将一段无硫混炼胶A1投入密炼机中，同时投入硫磺与促进剂，当混炼室温度达到90～95℃时，排胶到压片机上，捣胶，再出片，制得终炼胶A2；

5)终炼胶A2经出型、成型、硫化，即得成品。