CN103131055A - 一种全钢子午线轮胎上三角胶及使用该上三角胶的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全钢子午线轮胎上三角胶；本发明还涉及使用这种上三角胶的全钢子午线轮胎。本发明所述的全钢子午线轮胎上三角胶，它包括—橡胶组份，含有天然橡胶，或者含有天然橡胶和顺丁橡胶；—混合填料，以100重量份的橡胶组份为基准，含有补强炭黑25～65重量份。基于100重量份的橡胶组份，进一步包括下述以重量份计的辅料：氧化锌2.0～5.5份；硬脂酸1～3份；防老剂1～5份；硫化抗返原剂0.5～5.0份；芳烃油1～6份；不溶性硫磺 1～5份；促进剂CZ 0.2～1.2份。按此配方设计制成的上三角胶具有优异的弹性模量和耐屈挠性及抗龟裂增长性能并与胎体帘布层有良好的粘着性，尤其适用于工矿型全钢载重子午线轮胎。

Description

一种全钢子午线轮胎上三角胶及使用该上三角胶的轮胎

 

技术领域

本发明涉及一种全钢子午线轮胎上三角胶，尤其涉及工矿型全钢载重子午线轮胎上三角胶，本发明还涉及使用该上三角胶的工矿型全钢载重子午线轮胎。

背景技术

轮胎在正常运转情况下会出现驻波现象，驻波的反复出现将导致轮胎破坏。加强轮胎胎圈部位的刚性被认为是抑制驻波现象的一种有效办法。子午线轮胎结构独特，从轮胎行驶力学分析，其承受最大负荷的部位是带束层，其次是胎圈部位，而胎圈部位承受应力最主要的部件是三角胶芯，其位于钢丝圈上端，起填充、定位、承受应力的作用，从现有技术可知，三角胶处于模量极高的胎体钢丝帘布、钢丝圈和模量较低的胎侧之间，通常设计上三角胶配方时需要让三角胶模量满足胎体钢丝帘布、钢丝圈与胎侧之间的平稳过渡，使胎圈轮廓过渡均匀，所以要求三角胶料具有较高的弹性模量和耐屈挠性及抗龟裂增长性能，并与胎体帘布层有良好的粘着性(而增加胎圈部位胶料的弹性模量也有利于降低轮胎的滚动阻力)。工矿型全钢载重子午线轮胎的使用条件与其他种类的子午线轮胎相比较更加其苛刻，载荷大，转弯多，由此可见，工矿型全钢载重子午线轮胎三角胶的重要性显得更加突出。为了使三角胶具有较大刚性并保持较好的耐屈挠性能，通常采用上下两种胶料复合而成，即包括上三角和下三角胶两部分。上三角胶硬度低，要求胶料具有较好的柔性、耐屈挠且生热低。这对上三角胶料的要求非常苛刻，既要有良好的加工工艺安全性，又要具有较高的模量。常规的次磺酰胺类促进剂如DZ，NOBS和DIBS，虽然满足了胶料的加工工艺性能，但胶料的模量较低，硫化速度偏慢。根据现有文献报道，目前配方设计人员采用的硫促体系虽然使硫化胶的物理性能达到了设计要求，但胶料的硫化速度较快。无法与轮胎的整体硫化速度匹配。

发明内容

本发明的目的在于设计一种工矿型全钢载重子午线轮胎上三角胶配方以及使用该配方的工矿型全钢载重子午线轮胎。该工矿型全钢载重子午线轮胎胎圈部位应力过渡均匀，有效地提高了轮胎的胎圈部耐久性能以及承载性能，大幅提高了工矿型全钢载重子午线轮胎在苛刻使用条件下的使用寿命。本发明从上三角胶的强力、屈挠、生热、粘性等物理机械性能以及硫化速度等方面着手进行配方设计。

本发明工矿型全钢载重子午线轮胎上三角胶，它包括：

    —橡胶组份，含有天然橡胶，或者含有天然橡胶和顺丁橡胶；

    —混合填料，以100重量份的橡胶组份为基准，含有补强炭黑25～65重量份。

所述橡胶组分中，天然橡胶为60～100重量份，顺丁橡胶为0～40重量份，且天然橡胶和顺丁橡胶的合计含量为100重量份。

所述混合填料中，含有补强炭黑优选配比范围为30～60重量份。

所述的工矿型全钢载重子午线轮胎上三角胶，基于100重量份的橡胶组份，进一步包括下述以重量份计的辅料：

氧化锌 2.0～5.5份；硬脂酸 1～3份；防老剂 1～5份；

硫化抗返原剂 0.5～5.0份；芳烃油 1～6份；

不溶性硫磺  1～5份；促进剂CZ  0.2～1.2份；

    上述辅料中各组分的优选配比为：

氧化锌 3～5份；硬脂酸 1.5～2.5份；防老剂 2.0～4.5份；

硫化抗返原剂  2～4份；芳烃油 2～5份；

不溶性硫磺  2～4份；促进剂CZ  0.4～1.0份；

所述防老剂为防老剂RD(2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉)，或防老剂4020[N-(1，3-二甲基丁基)-N-苯基对苯二胺]，或防护蜡，或它们的两种或两种以上并用体系。

所述促进剂为CZ （N-环已基-2苯并噻唑次磺酰胺），是一种高度活泼的后效促进剂，抗焦烧性能优良，加工安全，硫化时间短，能提高硫化胶的定伸应力。配方中可以增加 CZ 的用量，并降低硫磺的用量来增加加硫的效率，因此而增加焦烧的安全时间，较快的硫化速度，并得到好的回弹性和耐老化性。可使用于天然橡胶，再生橡胶、二烯类合成橡胶，尤其适合于丁苯橡胶。CZ低毒高效，具有优异的综合性能。本发明工作研究了促进剂CZ在全钢载重子午线轮胎上三角胶和胎体胶中的应用。

所述抗硫化返原剂能有效地防止硫黄硫化胶因交联键热降解而产生的返原现象，从而保证过硫(或高温硫化)后胶料的物理性能。在不影响胶料的加工安全和硫化速度的情况下，可以明显改善上三角胶的抗硫化返原性能，有利于提高上三角胶的热稳定性能，并能使上三角胶具有一定弹性优势，可以延长轮胎的使用寿命。

本发明工矿型全钢载重子午线轮胎上三角胶的制造方法步骤如下：

    1)将天然橡胶或天然橡胶和顺丁胶的共混胶与补强炭黑及辅料投入橡胶密炼机进行混炼得到一段母胶M；混炼胶的排胶温度控制在145～160℃，转速控制在30～40转/分，混炼时间3～5分钟。

将不溶性硫磺、促进剂，防焦剂与一段母胶M混合，在橡胶密炼机内混炼；排胶温度控制在105℃，转速控制在15～20转/分，混炼时间3～4分钟。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明，但本发明不局限于这些实施例。以下实施例中所述份数均为重量份。

    实施例1

    工矿型全钢载重子午线轮胎上三角胶由下表1组份构成：

表1

天然橡胶NR	100
		炭黑N330	45
氧化锌	4
		硬脂酸	2
防老剂	3.5
		芳烃油	3.75
不溶性硫黄	3.14
		促进剂CZ	0.65

依照本方法生产出的工矿型全钢载重子午线轮胎上三角胶的物理性能如下表2所示：

表2

撕裂强度(kN/m)	88
		300%定伸应力(MPa)	9.26
500%定伸应力(MPa)	20.2
		拉伸强度(MPa)	26.9
扯断伸长率%	602
		永久变形	33
屈挠达到裂口级别6级时屈挠次数：万次	12

实施例2

    工矿型全钢载重子午线轮胎上三角胶由下表3组份构成：

表3

天然橡胶NR	100
		炭黑N330	50
氧化锌	4.5
		硬脂酸	2
防老剂	3.5
		硫化抗返原剂	2
芳烃油	2
		不溶性硫黄	3.14
促进剂CZ	0.7

依照本方法生产出的工矿型全钢载重子午线轮胎上三角胶的物理性能如下表4所示：

表4

撕裂强度(kN/m)	60
		300%定伸应力(MPa)	11
500%定伸应力(MPa)	22.4
		拉伸强度(MPa)	24.7
扯断伸长率%	542
		永久变形	30
屈挠达到裂口级别6级时屈挠次数：万次	19.5

实施例3

    工矿型全钢载重子午线轮胎上三角胶由下表5组份构成：

表5

天然橡胶NR	80
		顺丁橡胶9000	20
炭黑N326	50
		氧化锌	4.5
硬脂酸	2
		防老剂	3.5
硫化抗返原剂	2
		芳烃油	2
不溶性硫黄	2.8
		促进剂CZ	0.8

依照本方法生产出的工矿型全钢载重子午线轮胎上三角胶的物理性能如下表6所示：

表6

撕裂强度(kN/m)	58
		300%定伸应力(MPa)	10.8
500%定伸应力(MPa)	22.3
		拉伸强度(MPa)	23.7
扯断伸长率%	529
		永久变形	18
屈挠达到裂口级别6级时屈挠次数：万次	43.5

Claims (8)

1.一种全钢子午线轮胎上三角胶及使用该上三角胶的轮胎

，其特征在于，它包括：

    —橡胶组份，含有天然橡胶，或者含有天然橡胶和顺丁橡胶；

    —混合填料，以100重量份的橡胶组份为基准，含有补强炭黑25～65重量份。

2. 根据权利要求1所述的一种全钢子午线轮胎上三角胶及使用该上三角胶的轮胎

，其特征在于：所述橡胶组分中，天然橡胶为60～100重量份，顺丁橡胶为0～40重量份，且天然橡胶和顺丁橡胶的合计含量为100重量份。

3. 根据权利要求1所述的一种全钢子午线轮胎上三角胶及使用该上三角胶的轮胎

，其特征在于：所述混合填料中，含有补强炭黑30～60重量份。

4. 根据权利要求1所述的一种全钢子午线轮胎上三角胶及使用该上三角胶的轮胎

，其特征在于：所述补强炭黑为N330。

5. 根据权利要求1所述的一种全钢子午线轮胎上三角胶及使用该上三角胶的轮胎

，其特征在于：基于100重量份的橡胶组份，进一步包括下述以重量份计的辅料：

氧化锌2.0～5.5份； 硬脂酸1～3份； 防老剂1～5份；

硫化抗返原剂 0.5～5.0份； 芳烃油1～6份； 

不溶性硫磺  1～5份； 促进剂CZ 0.2～1.2。

6.根据权利要求1所述的一种全钢子午线轮胎上三角胶及使用该上三角胶的轮胎

，其特征在于：

氧化锌3～5份； 硬脂酸1.5～2.5份； 防老剂2.0～4.5份；

硫化抗返原剂  2～4份； 芳烃油2～5份； 

不溶性硫磺  2～4份； 促进剂CZ  0.4～1.0份。

7.根据权利要求1所述的一种全钢子午线轮胎上三角胶及使用该上三角胶的轮胎

，其特征在于：所述橡胶组分中，天然橡胶为60～100重量份，顺丁橡胶为0～40重量份，且天然橡胶和顺丁橡胶的合计含量为100重量份。

8.根据权利要求7所述的一种全钢子午线轮胎上三角胶及使用该上三角胶的轮胎

，其特征在于：基于100重量份的橡胶组份，进一步包括下述以重量份计的辅料：

氧化锌 2.0～5.5份； 硬脂酸 1～3份； 防老剂 1～5份；

硫化抗返原剂 0.5～5.0份； 芳烃油1～6份； 

不溶性硫磺  1～5份； 促进剂CZ  0.2～1.2份。