CN102294763A - 轮胎一次法炼胶工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明轮胎一次法炼胶工艺，在混炼之前先将反式异戊橡胶TPI进行预热塑化处理，在保持一定温度和维持塑化状态的前提下，将反式异戊橡胶TPI和天然橡胶一并投入到密炼机中。通过预热塑化处理以改变反式异戊橡胶TPI的常温下结晶状态，实现其与配方中其他配合剂之间的充分分散，提高胶料性能和均匀分散性。反式异戊橡胶TPI进行预热塑化处理时，烘热温度70～100℃、时间3～4小时，以控制反式异戊橡胶TPI投入混炼时的温度在70～80℃之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用反式异戊橡胶TPI的轮胎一次法炼胶工艺，属于高分子材料和生产自动化技术领域。
背景技术
应用于矿山开采、航空或港口运输等户外特殊场地的全钢载重轮胎，因使用环境恶劣和载荷较重的特点，通常会导致接触地面的胎面胶部分产生较大的径向形变，局部应力点过于集中，因此要求胎面胶的胶料必须具备耐磨、生热低、耐热、并且具有相当的硬度、抗撕裂性。
为满足上述胶料的改性设计，现有的改进措施是在胶料配方中采用一定比例的反式异戊橡胶TPI成分以部分地取代天然橡胶，从而提高胶料的耐磨性、降低使用时的生热程度。
反式异戊橡胶TPI与天然橡胶同时使用时，常规混炼工艺很难解决反式异戊橡胶TPI的分散问题，因为反式异戊橡胶TPI在常温下呈结晶的硬塑料颗粒状，若采用现有炼胶工艺则易导致反式异戊橡胶TPI与其他配合剂不能充分分散，胶料性能被劣化，即胶料主要成份的均匀分散性较差。
发明内容
本发明所述的轮胎一次法炼胶工艺，在于解决上述问题而在混炼之前，先将反式异戊橡胶TPI进行预热塑化处理，在保持一定温度和维持塑化状态的前提下，将反式异戊橡胶TPI和天然橡胶一并投入到密炼机中。
本发明的目的在于，通过预热塑化处理以改变反式异戊橡胶TPI的常温下结晶状态，实现其与配方中其他配合剂之间的充分分散，提高胶料性能和均匀分散性。
为达到上述发明目的，所述轮胎一次法炼胶工艺，是在胶料配方中按质量配比比例添加5％～15％的反式异戊橡胶TPI以代替部分天然橡胶。
在密炼工艺过程中，将反式异戊橡胶TPI和天然橡胶一并投入到密炼机中。
与现有技术的区别之处在于，在反式异戊橡胶TPI投入到密炼机中进行混炼之前，先将反式异戊橡胶TPI进行预热塑化处理，
即在温度70～100℃的预热装置中烘热3～4小时，以控制反式异戊橡胶TPI投入混炼时的温度在70～80℃之间。
如上述基本方案，反式异戊橡胶TPI与天然橡胶具有相同的组份，其分子链中的双键结构为反式构型，因此反式异戊橡胶TPI具有较好的柔顺性，是一种具有高硬度和拉伸强度的结晶型聚合物，与天然胶混合进一步提高耐磨性、降低生热。
反式异戊橡胶TPI在温度低于60℃时即迅速结晶。而当反式异戊橡胶TPI温度控制在70～80℃之间时，与其他配合剂能够充分地分散、均匀性较高。
上述的预热装置，可采用蒸汽管、电热管等加热热源。当反式异戊橡胶TPI置于预热装置内部时，局部温度不得超过120℃以避免橡胶被降解。
本发明所述轮胎一次法炼胶工艺所使用的天然橡胶，也可选择顺丁橡胶、丁苯橡胶等或几种橡胶的并用胶。
上述胶料配方中所指的配合剂有碳黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸或防老剂等。
如上所述，本发明轮胎一次法炼胶工艺具有的优点是，将反式异戊橡胶TPI预热塑化处理后，在保持温度和塑化状态的前提下反式异戊橡胶TPI易与配方中其他配合剂进行充分地分散，有利于胶料各组份间均匀分散和提高胶料性能。
具体实施方式
实施例1，应用轮胎一次法炼胶工艺的胶料配方中，按质量配比比例含有如下主要成分：
天然橡胶，40％～60％，天然橡胶可选择SMR20、SIR20或SCR5，其具有拉伸强度高、抗撕裂性好和生热低等特点，但其不耐热、易于老化；
反式异戊橡胶TPI，5％～15％，在配方中部分地取代天然橡胶；
碳黑N234，23％～35％，碳黑N234是补强剂，能提高胶料的硬度、强度、耐磨性能，以降低成本；
氧化锌，0.5％～2.5％；
硬脂酸，0.1％～1.0％，氧化锌、硬脂酸是硫化活性剂，能提高胶料的硫化活性而提高交联密度；
防老剂6PPD，0.3％～1.0％；
防老剂RD，0.3％～1.5％，防老剂6PPD和防老剂RD能够提高胶料的耐热性能和耐屈挠龟裂性能，以有效地防止老化；
硫磺，0.5％～1.5％；
促进剂TBBS，0.2％～0.5％，促进剂TBBS和硫磺组成硫化系统，使胶料由线型大分子交联变成立体网状高弹性胶料；
防焦剂CTP，0.1％～0.2％，防焦剂CTP可延迟焦烧时间，保证胶料的加工安全；
微晶蜡，0.1％～0.2％。
如上述一次法炼胶工艺，是将反式异戊橡胶TPI和天然橡胶一并投入到密炼机中，胶料配方中的炭黑、氧化锌、硬脂酸和防老剂均在密炼机中投入。
其中，密炼机可采用F270型密炼机，开炼机采用26时规格，滚筒为钻孔式冷却，冷却水温度控制在25±5℃。
所述的一次法炼胶工艺的实施步骤如下：
将反式异戊橡胶TPI置于采用电热管的预热装置中，烘热温度控制在80～90℃之间，烘热时间在3小时左右，控制反式异戊橡胶TPI投入混炼时达到并维持在75℃；
使用F270型橡胶密炼机，控制其转子速度40rpm，上顶拴风压7kg/cm3，密炼机冷却水温度在30℃～40℃之间；
加料顺序为，将反式异戊橡胶TPI与天然橡胶一起投入密炼机中并压栓20秒，再提栓投入配方中的炭黑、氧化锌、硬脂酸和防老剂，压栓继续炼制60秒；
提栓清扫后压30秒，控制胶料温度达到160℃～165℃以将胶料排出至第一台开炼机中进行降温处理，胶料在第一台开炼机上运行3～6分钟；
当胶料温度降到80～115℃时，转入第二开炼机组中并联的一台开炼机中，采用包辊并添加硫黄、促进剂和防焦剂。粉料吃尽后，运用翻胶辊进行连续左右翻胶混炼17分钟；
出片成终炼胶，控制胶片厚度在5～8mm之间，完成混炼。
Claims (2)
1.一种轮胎一次法炼胶工艺，在胶料配方中按质量配比比例添加5％～15％的反式异戊橡胶TPI以代替部分天然橡胶；
在密炼工艺过程中，将反式异戊橡胶TPI和天然橡胶一并投入到密炼机中，
其特征在于：在反式异戊橡胶TPI投入到密炼机中进行混炼之前，先将反式异戊橡胶TPI进行预热塑化处理，
即在温度70～100℃的预热装置中烘热3～4小时，以控制反式异戊橡胶TPI投入混炼时的温度在70～80℃之间。
2.根据权利要求1所述的轮胎一次法炼胶工艺，其特征在于：所述炼胶工艺的实施步骤是，
将反式异戊橡胶TPI置于采用电热管的预热装置中，烘热温度控制在80～90℃之间，烘热时间在3小时；
使用F270型橡胶密炼机，控制其转子速度40rpm，上顶拴风压7kg/cm3，密炼机冷却水温度在30℃～40℃之间；
加料顺序为，将维持在75℃温度的反式异戊橡胶TPI与天然橡胶一起投入密炼机中并压栓20秒，再提栓投入配方中的炭黑、氧化锌、硬脂酸和防老剂，压栓继续炼制60秒；
提栓清扫后压30秒，控制胶料温度达到160℃～165℃以将胶料排出至第一台开炼机中进行降温处理，胶料在第一台开炼机上运行3～6分钟；
当胶料温度降到80～115℃时，转入第二开炼机组中并联的一台开炼机中，采用包辊并添加硫黄、促进剂和防焦剂。粉料吃尽后，运用翻胶辊进行连续左右翻胶混炼17分钟；
出片成终炼胶，控制胶片厚度在5～8mm之间，完成混炼。
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