CN102850602A - 一种轮胎用橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种轮胎用橡胶，所述橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶6%～10%、顺丁橡胶11.25%～18.85%、丁苯橡胶12%～20%、炭黑N339 13%～17%、炭黑N220 12%～17%、增粘树脂0.5%～1.5%、防老剂RD 0.5%～1.5%、防老剂BLE 0.5%～1.5%、防老剂7F 1%～3%、微晶蜡0.5%～1.2%、硫化剂促进剂2%～4%。保证产品在具备高强度的拉伸性能与耐磨性能的同时，兼具良好的耐屈挠疲劳性能，增加产品的使用寿命，降低使用成本；此外，在胶料中添加增粘树脂保证了胶料的粘合性，进一步的增加抗拉伸系数。

Description

一种轮胎用橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种橡胶，具体涉及一种轮胎用橡胶及其制备方法。 

背景技术

轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用，因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能。同时，还要求具备高耐磨性和耐屈挠性，以及低的滚动阻力与生热性。世界耗用橡胶量的一半用于轮胎生产，为保证轮胎的承载力及使用寿命，车用轮胎一般要求具有良好的耐磨性、及抗拉伸性能。 

轮胎用橡胶应具有的特性包括好的耐磨耗性能、良好的屈挠性能以及与纤维材料良好的粘接性能等,以前该类产品各项性能均较差,或者某项性能较为突出，而其他性能稍有欠缺，存在各种性能无法兼具的问题，因此导致实际使用中出现轮胎短期磨损严重，并有起包，脱层现象发生,严重影响轮胎的使用寿命，增加使用成本及维修成本，同时，由于轮胎的性能较差，一旦轮胎产生疲劳破坏，则会存在严重的安全隐患。 

因此，一种具有高强度的耐磨耗性、良好的屈挠性能以及抗拉伸性能的轮胎用橡胶亟待出现。 

发明内容

为解决传统的轮胎橡胶制品无法兼具高强度的耐磨耗性、良好的屈挠性能以及抗拉伸性能，造成轮胎制品磨损较严重，使用寿命较短，使用、维修成本均较高等问题，本发明公开了一种轮胎用橡胶，以达到既保证高强度的耐磨耗性，同时兼具良好的屈挠性能以及良好的抗拉伸性能，降低轮胎使用过程中的损坏，提高轮胎的使用寿命，降低使用及维修成本的目的。 

本发明的技术方案如下： 

一种轮胎用橡胶，所述橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶6%～10%、顺丁橡胶11.25%～18.85%、丁苯橡胶12%～20%、炭黑N339 13%～17%、炭黑N220 12%～17%、增粘树脂0.5%～1.5%、防老剂RD 0.5%～1.5%、防老剂BLE 0.5%～1.5% 、防老剂7F 1%～3%、微晶蜡0.5%～1.2%、硫化剂促进剂2%～4%。

优选的，所述橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶6.5%～9.5%、顺丁橡胶12.2%～17.8%、丁苯橡胶13%～19%、炭黑N339 13.5%～16%、炭黑N220 13%～16.7%、增粘树脂0.8%～1.3%、防老剂RD 0.7%～1.3%、防老剂BLE 0.7%～1.3% 、防老剂7F 1.2%～2.8%、微晶蜡0.6%～1.1%、硫化剂促进剂2.3%～3.8%。 

优选的，所述橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶7%～9%、顺丁橡胶13%～16.9%、丁苯橡胶14%～18%、炭黑N339 14%～15.5%、炭黑N220 14%～16%、增粘树脂0.9%～1.1%、防老剂RD 0.8%～1.1%、防老剂BLE 0.8%～1.1% 、防老剂7F 1.5%～2.5%、微晶蜡0.7%～1%、硫化剂促进剂2.5%～3.5%。 

优选的，所述橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶8%、顺丁橡胶15%、丁苯橡胶16%、炭黑N339 15%、炭黑N220 14.5%、增粘树脂1%、防老剂RD 1%、防老剂BLE 1% 、防老剂7F 2%、微晶蜡0.8%、硫化剂促进剂3%。 

优选的，所述天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶按8:15:16进行配合。 

一种轮胎用橡胶的制备方法，具体的步骤如下： 

（1）第一步配料：将天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶称量后放在一起；将各种防老剂、微晶蜡、增粘树脂称量后混合放置；炭黑N339与炭黑N220通过上辅机自动称量；将硫化剂促进剂称量后单独放置；

（2）第二步密炼：采用一段式混炼，首先在50℃～60℃时，向密炼机内投入天然橡胶、顺丁橡胶与丁苯橡胶，同时向密炼机中投入各种防老剂、微晶蜡及增粘树脂，混炼60秒后，投入炭黑N339与炭黑N220，后继续混炼60秒，之后进行清扫，再混炼90～110秒后，在温度低于110℃时进行排胶；

（3）第三步开炼：将密炼机混炼完成的母炼胶投放入第一台开炼机上进行混炼，在开炼机上翻炼110～130秒后出片下料；后经输送带输送至第二台开炼机的上，在输送过程中对胶料进行冷却至90℃以下，胶料在第二台开炼机上混炼的同时，向其中加入硫化剂与促进剂，形成终炼胶，再翻料70～100秒后出片；

（4）第四步冷却：将胶片在冷却机上进行冷却至35℃以下；

（5）第五步收料：通过传送带将冷却后的胶片进行收集。

优选的，所述第三、四步骤的冷却方式均为风冷。 

此外，防老剂RD化学名称为 2,2,4～三甲基～1,2～二氢化喹啉聚合体，该防老剂对热和氧引起的老化防护效果极佳，是制造轮胎、胶管、胶带、电线等橡胶制品常用的防老剂；防老剂BLE化学名称丙酮与二苯胺高温缩合物,对热、氧、臭氧、气候和屈挠等有良好的防护性能。在胶料中较易分散，适用于轮胎面、胶带、胶管等工业制品的生产。 

本发明公开轮胎用橡胶采用天然橡胶、丁苯橡胶与顺丁橡胶配合作为主胶料，同时配用超耐磨炭黑N220与高耐磨炭黑N339，使得该产品的拉伸强度有效地增加，且由于拉伸强度的增加，橡胶的耐磨耗性能也得到了极大的提高；同时，胶料中配用防老剂7F、防老剂RD、防老剂BLE、以及微晶蜡等，提高了胶料的耐臭氧及耐热老化性能，并且，由于防老剂7F的耐屈挠疲劳性能较好，保证产品在具备高强度的拉伸性能与耐磨性能的同时，兼具良好的耐屈挠疲劳性能，增加产品的使用寿命，降低使用成本；此外，在胶料中添加增粘树脂保证了胶料的粘合性，进一步的增加抗拉伸系数。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明公开的一种轮胎用橡胶的制备工艺流程图。 

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

本发明公开了一种轮胎用橡胶，以达到既保证高强度的耐磨耗性，同时兼具良好的屈挠性能以及良好的抗拉伸性能，降低轮胎使用过程中的损坏，提高轮胎的使用寿命，降低使用及维修成本的目的。 

天然橡胶、顺丁橡胶与丁苯橡胶按8:15:16进行配合。 

实施例1 

一种轮胎用橡胶，该橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶6%、顺丁橡胶11.25%、丁苯橡胶12%、炭黑N339 13%、炭黑N220 12%、增粘树脂0.5%、防老剂RD 0.5%、防老剂BLE 0.5% 、防老剂7F 1%、微晶蜡0.5%、硫化剂促进剂2%。其余助剂为40.75%，助剂为橡胶领域常用的各种组分，主要为氧化锌、硬脂酸、加工助剂、再生胶粉、芳烃油中一种或多种的混合剂。主要用于改善橡胶的加工性能和使用性能的一种助剂，可以增加胶料的塑性，降低胶料粘度和混炼时的温度，改善分散性与混合性，提高硫化胶的拉伸强度、伸长率和耐磨性。

天然橡胶具备优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性，丁苯橡胶黏合性﹑弹性和形变发热量均不如天然橡胶，但耐磨性﹑耐自然老化性﹑耐水性﹑气密性等却优于天然橡胶，因此是一种综合性能较好的橡胶可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，顺丁橡胶在常温无负荷时呈无定形态，承受外力时有很高的形变能力，是弹性和耐寒性最好的合成橡胶。使用天然橡胶、丁苯橡胶与顺丁橡胶按照8:15:16的配合比例，同时配用超耐磨炭黑N220与高耐磨炭黑N339，使得该产品的拉伸强度由原来的19MPa上升到25MPa，拉升强度有效地提高，一般来说拉伸强度较高的橡胶其耐磨耗性能也较高，因此该类产品在耐磨性能方面获得了极大的提高，耐磨测试指标阿克隆磨耗值由原来的0.3ml，上升到0.7ml。保证了橡胶制品的耐磨耗性能，胶料中配用的防老剂7F、防老剂RD、防老剂BLE、以及微晶蜡等，为胶料提供了好的耐臭氧及耐热老化性能，此搭配比例经过多次试验验证比较优良，同时由于7F的使用胶料也获得了较好的耐屈挠疲劳性能，达到了25w次，而国内的同类产品一般在10～20w次之间，保证产品在具备高强度的拉伸性能与耐磨性能的同时，兼具良好的耐屈挠疲劳性能，增加产品的使用寿命，降低使用成本；此外，在胶料中添加增粘树脂保证了胶料的粘合性，经多次实验检测，H抽出力由一般的140N/根达到了180N/根，进一步的增加抗拉伸能力。 

该轮胎用橡胶的制备方法，具体的步骤如下： 

（1）第一步配料：将天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶称量后放在一起；将各种防老剂、微晶蜡、增粘树脂称量后混合放置；两种炭黑N339与炭黑N220通过上辅机自动称量；将硫化剂促进剂称量后单独放置；

（2）第二步密炼：采用一段式混炼，首先在50℃～60℃时，向密炼机内投入天然橡胶、顺丁橡胶与丁苯橡胶，同时向密炼机中投入各种防老剂、微晶蜡、增粘树脂以及配合助剂 ，混炼60秒后，投入炭黑，后继续混炼60秒，之后进行清扫，再混炼90～110秒后，在温度低于110℃时进行排胶；

（3）第三步开炼：将密炼机混炼完成的母炼胶投放入第一台开炼机上进行混炼，在开炼机上翻炼110～130秒后出片下料；后经输送带输送至第二台开炼机的上，在输送过程中对胶料进行冷却至90℃以下，胶料在第二台开炼机上混炼的同时，向其中加入硫化剂与促进剂，翻料70～100秒后出片；

（4）第四步冷却：将胶片在冷却机上进行冷却至35℃以下；

（5）第五步收料：通过传送带将冷却后的胶片进行收集。

胶料混炼完成后通过开炼机直接出片，由于胶片的温度较高，因此需经过冷却机对其进行冷却后再收集，胶料在经第一台开炼机输送至第二台开炼机的过程中同样需对胶料进行冷却；本发明中采用的冷却方式为风冷，采用风冷方式对胶片进行冷却，避免了水冷的情况下胶片混入水份而造成胶片表面产生气泡，影响胶料质量，避免次品的产生，造成胶料的浪费，保证产品质量，降低生产成本。 

实施例2 

其余与实施例1相同，不同之处在于，该橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶10%、顺丁橡胶18.85%、丁苯橡胶20%、炭黑N339 17%、炭黑N220 17%、增粘树脂1.5%、防老剂RD 1.5%、防老剂BLE 1.5% 、防老剂7F 3%、微晶蜡1.2%、硫化剂促进剂4%，其余助剂为4.45%。

实施例3 

其余与实施例1相同，不同之处在于，该橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶6.5%、顺丁橡胶12.2%、丁苯橡胶13%、炭黑N339 13.5%、炭黑N220 13%、增粘树脂0.8%、防老剂RD 0.7%、防老剂BLE 0.7% 、防老剂7F 1.2%、微晶蜡0.6%、硫化剂促进剂2.3%，其余助剂为35.5%。

实施例4 

其余与实施例1相同，不同之处在于，该橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶9.5%、顺丁橡胶17.8%、丁苯橡胶19%、炭黑N339 16%、炭黑N220 16.7%、增粘树脂1.3%、防老剂RD 1.3%、防老剂BLE 1.3% 、防老剂7F 2.8%、微晶蜡1.1%、硫化剂促进剂3.8%，其余助剂为9.4%。

实施例5 

其余与实施例1相同，不同之处在于，该橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶7%、顺丁橡胶13%、丁苯橡胶14%、炭黑N339 14%、炭黑N220 14%、增粘树脂0.9%、防老剂RD 0.8%、防老剂BLE 0.8% 、防老剂7F 1.5%、微晶蜡0.7%、硫化剂促进剂2.5%，其余助剂为30.8%。

实施例6 

其余与实施例1相同，不同之处在于，该橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶9%、顺丁橡胶16.9%、丁苯橡胶18%、炭黑N339 15.5%、炭黑N220 16%、增粘树脂1.1%、防老剂RD 1.1%、防老剂BLE 1.1% 、防老剂7F 2.5%、微晶蜡1%、硫化剂促进剂3.5%，其余助剂为,14.3%。

实施例7 

其余与实施例1相同，不同之处在于，该橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶8%、顺丁橡胶15%、丁苯橡胶16%、炭黑N339 15%、炭黑N220 14.5%、增粘树脂1%、防老剂RD 1%、防老剂BLE 1% 、防老剂7F 2%、微晶蜡0.8%、硫化剂促进剂3%，其余助剂为22.7%。

该配比为本发明的最优配比，采用本实施例的配比方式，保证橡胶在具备该强度的耐磨性的同时，兼具良好的耐屈挠疲劳性能、较高的拉伸性能，增加产品的使用寿命，降低使用成本。 

除上述各种实施例外，天然橡胶的重量百分比还可为7.5%、8.5%、6.8%，顺丁橡胶的重量百分比还可为12%、14%、16%，丁苯橡胶的重量百分比还可为15%、17%、18.8%，炭黑N339的重量百分比还可为 14.5%、16.5%、13.8%，炭黑N220的重量百分比还可为12.5%、13.5%、15%，增粘树脂的重量百分比还可为0.6%、0.7%、1.2%，防老剂RD的重量百分比还可为 0.6%、0.9%、1.2%，防老剂BLE的重量百分比还可为0.6% 、0.9%、1.4%，防老剂7F的重量百分比还可为 1.3%、1.8%、2.2%，微晶蜡的重量百分比还可为0.55%、0.9%、0.75%，硫化剂促进剂的重量百分比还可为2.2%、2.8%、3.6%。各组分所占的比例及其配比方式均视具体情况而定，在此不做限制。 

本发明公开轮胎用橡胶采用天然橡胶、丁苯橡胶与顺丁橡胶配合作为主胶料，同时配用超耐磨炭黑N220与高耐磨炭黑N339，使得该产品的拉伸强度有效地增加，且由于拉伸强度的增加，橡胶的耐磨耗性能也得到了极大的提高；同时，胶料中配用防老剂7F、防老剂RD、防老剂BLE、以及微晶蜡等，提高了胶料的耐臭氧及耐热老化性能，并且，由于防老剂7F的耐屈挠疲劳性能较好，保证产品在具备高强度的拉伸性能与耐磨性能的同时，兼具良好的耐屈挠疲劳性能，保证产品的使用寿命，降低使用成本；此外，在胶料中添加增粘树脂保证了胶料的粘合性，进一步的增加抗拉伸系数。 

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (7)

1.一种轮胎用橡胶，其特征在于，所述橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶6%～10%、顺丁橡胶11.25%～18.85%、丁苯橡胶12%～20%、炭黑N339 13%～17%、炭黑N220 12%～17%、增粘树脂0.5%～1.5%、防老剂RD 0.5%～1.5%、防老剂BLE 0.5%～1.5% 、防老剂7F 1%～3%、微晶蜡0.5%～1.2%、硫化剂促进剂2%～4%。

2.根据权利要求1所述的轮胎用橡胶，其特征在于，所述橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶6.5%～9.5%、顺丁橡胶12.2%～17.8%、丁苯橡胶13%～19%、炭黑N339 13.5%～16%、炭黑N220 13%～16.7%、增粘树脂0.8%～1.3%、防老剂RD 0.7%～1.3%、防老剂BLE 0.7%～1.3% 、防老剂7F 1.2%～2.8%、微晶蜡0.6%～1.1%、硫化剂促进剂2.3%～3.8%。

3.根据权利要求2所述的轮胎用橡胶，其特征在于，所述橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶7%～9%、顺丁橡胶13%～16.9%、丁苯橡胶14%～18%、炭黑N339 14%～15.5%、炭黑N220 14%～16%、增粘树脂0.9%～1.1%、防老剂RD 0.8%～1.1%、防老剂BLE 0.8%～1.1% 、防老剂7F 1.5%～2.5%、微晶蜡0.7%～1%、硫化剂促进剂2.5%～3.5%。

4.根据权利要求3所述的轮胎用橡胶，其特征在于，所述橡胶包括以下重量百分比的组分：天然橡胶8%、顺丁橡胶15%、丁苯橡胶16%、炭黑N339 15%、炭黑N220 14.5%、增粘树脂1%、防老剂RD 1%、防老剂BLE 1% 、防老剂7F 2%、微晶蜡0.8%、硫化剂促进剂3%。

5.根据权利要求1～4任一项所述的轮胎用橡胶，其特征在于，所述天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶按8:15:16进行配合。

6.一种轮胎用橡胶的制备方法，其特征在于，具体的步骤如下：

（1）第一步配料：按照权利要求1的配比，将天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶称量后放在一起；将各种防老剂、微晶蜡、增粘树脂称量后混合放置；炭黑N339与炭黑N220通过上辅机自动称量；将硫化剂促进剂称量后单独放置；

（2）第二步密炼：采用一段式混炼，首先在50℃～60℃时，向密炼机内投入天然橡胶、顺丁橡胶与丁苯橡胶，同时向密炼机中投入各种防老剂、微晶蜡及增粘树脂，混炼60秒后，投入炭黑N339与炭黑N220，后继续混炼60秒，之后进行清扫，再混炼90～110秒后，在温度低于110℃时进行排胶；

（3）第三步开炼：将密炼机混炼完成的母炼胶投放入第一台开炼机上进行混炼，在开炼机上翻炼110～130秒后出片下料；后经输送带输送至第二台开炼机的上，在输送过程中对胶料进行冷却至90℃以下，胶料在第二台开炼机上混炼的同时，向其中加入硫化剂与促进剂，形成终炼胶，再翻料70～100秒后出片；

（4）第四步冷却：将胶片在冷却机上进行冷却至35℃以下；

（5）第五步收料：通过传送带将冷却后的胶片进行收集。

7.根据权利要求6所述的轮胎用橡胶的制备方法，其特征在于，所述第三、四步骤的冷却方式均为风冷。

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