CN102924761B

CN102924761B - 一种氧化锌预分散母胶粒的胎面胶及其制备方法

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Publication number: CN102924761B
Application number: CN201210441564.XA
Authority: CN
Inventors: 王重; 张佳樑; 蒋洪敏; 于丽; 宫小曼; 郭翠翠
Original assignee: Shenyang University of Chemical Technology
Current assignee: Shenyang University of Chemical Technology
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: CN102924761A

Abstract

一种氧化锌预分散母胶粒的胎面胶及其制备方法，涉及一种橡胶及其制备方法：橡胶100；硬脂酸1；氧化锌预分散母胶粒6.25；防老剂4010NA1.5；古马隆3；炭黑N22050；白炭黑10；芳烃油10；Si-690.8；促进剂CZ1.5；硫黄2。使用的橡胶为天然橡胶(NR)、溶聚丁苯橡胶(SSBR)、乳聚丁苯橡胶(ESBR)和顺丁橡胶(BR)。该种自制氧化锌预分散母胶粒是由氧化锌粉、三元乙丙橡胶(EPDM-4045)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯辛烯共聚物(POE)、硬脂酸、白油。本发明应用于以不同橡胶作为胎面胶的配方中，显著提高其各项性能。

Description

一种氧化锌预分散母胶粒的胎面胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种橡胶及其制备方法，特别是涉及一种氧化锌预分散母胶粒的胎面胶及其制备方法。

背景技术

预分散母胶粒是一种由单一物质或若干物质与载体配制成的物理状态混合物。制作这种改变应用形式或改变形态的预分散母胶粒旨在优化材料以适合其特殊的应用场合。

加入添加剂的预分散母胶粒能解决许多问题，包括：

①防止工人直接接触危险品；

②简化加工工艺，有利于混炼，方便工作，节省时间和能源，因此有助于降低生产成本；

③预分散母胶粒可提高活性物质的分布度，改善加工性能、避免粘着，从而确保混炼质量的重现性，降低废品率；

在橡胶工业中，对预分散母胶粒的需求日益增加，而且各种形式的品种相继开发。预分散母胶粒除了改善卫生性和安全性外，还具有经济方面的优越性，诸如当橡胶助剂从粉末状改变为预分散状后，其活性组分的实际剂量即有可能减少。其原因可能是:粉末损失减少；分散程度改善；变质速度降低。

预分散母胶粒是按“绿色化工”新概念而开发的新型橡胶加工助剂，是以高聚物作载体的橡胶助剂母粒。预分散母胶粒中75%~85%是助剂，其余为载体或辅助助剂。

程振华，姜新民，周雷研究了预分散氧化锌母粒ZnO-80在IIR硫化胶囊中的应用，结果表明：

①预分散氧化锌母粒ZnO-80在IIR硫化胶囊中代替粉状的普通间接法氧化锌，在混炼结束后的胶料表面没有发现原有的白色普通间接法氧化锌，说明胶料的混炼均匀性能提高；

②预分散氧化锌母粒ZnO-80混入胶结体和分散剂后加入到胶料中，胶料的各项物理机械性能有所提高；

③胶囊的使用次数比原胶囊的使用次数提高了40%左右，胶囊的使用寿命延长了，成本也就降低了，给企业创造了效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化锌预分散母胶粒的胎面胶及其制备方法。改善胎面胶在混炼过程中的粉尘、混炼率及基体材料的氧化锌预分散母胶粒应用于以不同橡胶作为胎面胶的配方中，显著提高其各项性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种氧化锌预分散母胶粒的胎面胶，其所述的胎面胶由以下质量份数的材料组成：橡胶 100；硬脂酸 1；氧化锌预分散母胶粒 6.25；防老剂4010NA 1.5；古马隆 3；炭黑N220 50；白炭黑 10；芳烃油 10；Si-69 0.8；促进剂CZ 1.5；硫黄 2。

所述的一种氧化锌预分散母胶粒的胎面胶，所述的氧化锌预分散母胶粒是由以下材料按份组成：氧化锌粉 80；基体材料 16；硬脂酸 1；白油 3。

所述的一种氧化锌预分散母胶粒的胎面胶，所述的氧化锌预分散母胶粒是按如下方法制作的：

⑴将塑炼机加热至90℃后，调节辊距至0.5-1毫米将基体材料投入塑炼机混炼均匀后加入硬脂酸，混炼均匀后下片，降至室温待用；

⑵将⑴中所得的混合物在开炼机上按比例混入黄粉和白油，混炼均匀后下片、造粒即可。

一种氧化锌预分散母胶粒的胎面胶制备方法，所述方法包括以下步骤：

⑴将提前烘好的天然橡胶在开炼机上塑炼15分钟，开炼机辊距为0.2毫米；

⑵将开炼机辊距调至0.5—1毫米，将⑴中所得塑炼完毕的天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶投入开炼机，经过2—3分钟的滚压和翻炼，用三角包法使三种橡胶混炼均匀；

⑶按上述比例，依次加入硬脂酸、氧化锌预分散母胶粒、防老剂4010NA、古马隆和促进剂CZ，采用打三角包法混炼均匀后再依次加入炭黑N220、白炭黑、Si-69和芳烃油，采用打三角包法混炼均匀后加入硫黄，采用打三角包法混炼均匀后下片；

⑷将⑶中所得的混炼胶放置24小时后，用硫化仪测定t₁₀、t₉₀；

⑸按照⑷中t₉₀，将⑶中所得的混炼胶用平板硫化机在10MPa，150℃下进行硫化即可。

本发明的优点与效果是：

本发明改善胎面胶在混炼过程中的粉尘、混炼率及基体材料的氧化锌预分散母胶粒应用于以不同橡胶作为胎面胶的配方中，显著提高其各项性能。

本发明所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶，使用不同基体材料作为氧化锌的载体，分别加入到以不同橡胶作为胎面胶的配方中进行性能测试，使其各项性能达到国标水平。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

本发明氧化锌预分散母胶粒，其基体材料选用的是EPDM 12；EVA 4，该种氧化锌预分散母胶粒定义为ZnO-80A型。

本发明氧化锌预分散母胶粒，基体材料或选用的是EPDM 6；EVA 4；POE 6，该种氧化锌预分散母胶粒定义为ZnO-80B型。

本发明氧化锌预分散母胶粒，基体材料或选用的是EVA 4；POE 12，该种氧化锌预分散母胶粒定义为ZnO-80C型。

该种自制氧化锌预分散母胶粒是由氧化锌粉、三元乙丙橡胶(EPDM-4045)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯辛烯共聚物(POE)、硬脂酸、白油组成。

本发明由氧化锌预分散母胶粒制备胎面胶的配方是由以下质量份数的组成物组成：橡胶 100；硬脂酸 1；氧化锌预分散母胶粒 6.25；防老剂4010NA 1.5；古马隆 3；炭黑N220 50；白炭黑 10；芳烃油 10；Si-69 0.8；促进剂CZ 1.5；硫黄 2。其中氧化锌预分散母胶粒使用的是氧化锌预分散母胶粒，因使用的基体材料不同分为ZnO-80A型、ZnO-80B型ZnO-80C型ZnO-80D型，使用的橡胶为天然橡胶(NR)、溶聚丁苯橡胶(SSBR)、乳聚丁苯橡胶(ESBR)和顺丁橡胶(BR)。胶粒（ZnO-80，其中ZnO含量为80%）。

实施例1：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数如表1。

表1 NR/SSBR/BR并用胎面胶

本实例的特征是使用的氧化锌预分散母胶粒为ZnO-80A型氧化锌预分散母胶粒。

本实施例的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶制备步骤如下：

⑴将提前烘好的天然橡胶在开炼机上塑炼15分钟，开炼机辊距为0.2毫米。

⑵将开炼机辊距调至0.5—1毫米，按表1中的比例将⑴中塑炼完毕的天然橡胶、溶聚丁苯橡胶、顺丁橡胶投入开炼机，经过2—3分钟的滚压和翻炼，用三角包法使三种橡胶混炼均匀。

⑶按表1中所述比例，依次加入硬脂酸、氧化锌预分散母胶粒、防老剂4010NA、古马隆和促进剂CZ，采用打三角包法混炼均匀后再依次加入炭黑N220、白炭黑、Si-69和芳烃油，采用打三角包法混炼均匀后加入硫黄，采用打三角包法混炼均匀后下片。

⑸按照⑷中t₉₀，将⑶中所得的混炼胶用平板硫化机在10MPa，150℃下进行硫化。

⑹将步骤⑸所得硫化进行性能测试。测试内容包括：拉伸性能，按GB/T528—1998执行；硬度，按GB/T531—1999执行；屈挠性能，按GB/T13934-1992执行；热空气老化性能，按GB/T3512-2001执行；耐磨性能，按GB/T1689-1998执行。

采用平衡溶胀法测定硫化胶的交联密度，选用环己烷作为溶剂，交联密度按照如下公式计算所得：

式中：ρ _r——生胶的密度；

ρ _s ——溶剂的密度；

α——配方中生胶的质量分数；

M _a——溶胀前试样质量；

M _b——溶胀后试样质量。

本实施例所得的由ZnO-80制备的胎面胶性能测试结果见表5。

实施例2：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数同实施例1基本相同，区别在于使用的氧化锌预分散母胶粒为ZnO-80B型氧化锌预分散母胶粒。

本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。所得的由ZnO-80制备的胎面胶性能测试结果见表5。

实施例3：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数同实施例1基本相同，区别在于使用的氧化锌预分散母胶粒为ZnO-80C型氧化锌预分散母胶粒。

实施例4：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数如表2。

表2 NR/SSBR并用体系胎面胶配方

本实施例所用的的ZnO-80母胶粒与实施例1中所用的相同，此处不再赘述。

本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。所得的由ZnO-80制备的胎面胶性能测试结果见表6。

实施例5：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数与实施例4基本相同，区别在于使用的氧化锌预分散母胶粒为ZnO-80B型氧化锌预分散母胶粒。

实施例6：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数与实施例4基本相同，区别在于使用的氧化锌预分散母胶粒为ZnO-80C型氧化锌预分散母胶粒。

实施例7：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数如表3。

表3 SSBR/BR并用胎面胶配方

原料名称	phr
		SSBR	60
BR	40
		N220	50
白炭黑	10
		芳烃油	10
ZnO-80	6.25
		古马隆	3
S	2
		4010NA	1.5
CZ	1.5
		硬脂酸	1
Si-69	0.8

本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。所得的由ZnO-80制备的胎面胶性能测试结果见表7。

实施例8：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数与实施例7基本相同，区别在于使用的氧化锌预分散母胶粒为ZnO-80B型氧化锌预分散母胶粒。

实施例9：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数与实施例7基本相同，区别在于使用的氧化锌预分散母胶粒为ZnO-80C型氧化锌预分散母胶粒。

实施例10：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数同实施例1基本相同，区别在于使用的橡胶中SSBR改为ESBR。

本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1基本相同，此处不再赘述。所得的由ZnO-80制备的胎面胶性能测试结果见表8。

实施例11：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数同实施例10基本相同，区别在于使用的氧化锌预分散母胶粒为ZnO-80B型氧化锌预分散母胶粒。

本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。所得的由ZnO-80制备的胎面胶性能测试结果见表8。

实施例12：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数同实施例10基本相同，区别在于使用的氧化锌预分散母胶粒为ZnO-80C型氧化锌预分散母胶粒。

实施例13：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数同实施例4基本相同，区别在于使用的橡胶中SSBR改为ESBR。

本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1基本相同，此处不再赘述。所得的ZnO-80制备的胎面胶性能测试结果见表9。

实施例14：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数同实施例13基本相同，区别在于使用的氧化锌预分散母胶粒为ZnO-80B型氧化锌预分散母胶粒。

本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。所得的由ZnO-80制备的胎面胶性能测试结果见表9。

实施例15：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数同实施例13基本相同，区别在于使用的氧化锌预分散母胶粒为ZnO-80C型氧化锌预分散母胶粒。

实施例16：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数同实施例7基本相同，区别在于使用的橡胶中SSBR改为ESBR。

本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1基本相同，此处不再赘述。所得的由ZnO-80制备的胎面胶性能测试结果见表10。

实施例17：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数同实施例16基本相同，区别在于使用的氧化锌预分散母胶粒为ZnO-80B型氧化锌预分散母胶粒。

实施例18：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数同实施例16基本相同，区别在于使用的氧化锌预分散母胶粒为ZnO-80C型氧化锌预分散母胶粒。

实施例19：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数如表4

表4 NR/BR并用胎面胶配方

原料组成	Phr
		NR	80
BR	20
		CZ	1.5
4010NA	1.5
		ZnO-80	6.25
S	2
		硬脂酸	1
N220	50
		芳烃油	10
古马隆	3
		白炭黑	10
Si-69	0.8

本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1基本相同，此处不再赘述。所得的由ZnO-80制备的胎面胶性能测试结果见表11。

实施例20：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数同实施例19基本相同，区别在于使用的氧化锌预分散母胶粒为ZnO-80B型氧化锌预分散母胶粒。

实施例21：

本实施例所述的由氧化锌预分散母胶粒制备的胎面胶的组成物及其质量份数同实施例19基本相同，区别在于使用的氧化锌预分散母胶粒为ZnO-80C型氧化锌预分散母胶粒。

表5

表6

表7

表8

表9

表10

表11

Claims

1.一种氧化锌预分散母胶粒的胎面胶，由以下质量份数的材料组成：橡胶 100；硬脂酸 1；氧化锌预分散母胶粒 6.25；防老剂4010NA 1.5；古马隆 3；炭黑N220 50；白炭黑 10；芳烃油 10；Si-69 0.8；促进剂CZ 1.5；硫黄 2；氧化锌预分散母胶粒是由以下材料按份组成：氧化锌粉 80；基体材料 16；硬脂酸 1；白油 3；其特征在于，所述的氧化锌预分散母胶粒是按如下方法制作的：

⑵将⑴中所得的混合物在开炼机上按比例混入氧化锌粉和白油，混炼均匀后下片、造粒即可。

2.一种氧化锌预分散母胶粒的胎面胶制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

⑵将开炼机辊距调至0.5—1毫米，将丁苯橡胶、顺丁橡胶和⑴中所得塑炼完毕的天然橡胶投入开炼机，经过2—3分钟的滚压和翻炼，用三角包法使三种橡胶混炼均匀；

⑶按比例依次加入硬脂酸、氧化锌预分散母胶粒、防老剂4010NA、古马隆和促进剂CZ，采用打三角包法混炼均匀后再依次加入炭黑N220、白炭黑、Si-69和芳烃油，采用打三角包法混炼均匀后加入硫黄，采用打三角包法混炼均匀后下片；

⑸按照⑷中t₉₀，将⑶中所得的混炼胶用平板硫化机在10MPa，150℃下进行硫化即可；

所述的胎面胶，由以下质量份数的材料组成：橡胶 100；硬脂酸 1；氧化锌预分散母胶粒 6.25；防老剂4010NA 1.5；古马隆 3；炭黑N220 50；白炭黑 10；芳烃油 10；Si-69 0.8；促进剂CZ 1.5；硫黄 2；氧化锌预分散母胶粒是由以下材料按份组成：氧化锌粉 80；基体材料 16；硬脂酸 1；白油 3。