CN103497365A - 一种子午轮胎及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于橡胶轮胎加工技术领域，具体涉及一种子午轮胎及其制备方法。本发明的一种子午轮胎，由如下重量份的原料制成：50-90份天然胶、合成橡胶10-20份、30-40份炭黑、10-30份填充剂、1-5份增塑剂、1-2份树脂、1-3份促进剂、1-5份防焦剂、0.5-2份硫化剂、3-5份硫化活性剂、1-5份防老剂。本发明的子午轮胎，硬度高、抗撕裂性能好，耐磨性能好，同时能够降低外界环境因素导致其产生的裂纹，进而提高轮胎的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于橡胶轮胎加工技术领域，具体涉及一种子午轮胎及其制备方法。
背景技术
据统计，2010年中国的汽车产销量突破1800万量，位于全球第一，另据数据，我国的汽车保有量达到了1亿。我国汽车行业前进的势态直接带动了我国轮胎行业的发展。同时，国内巨大的市场潜力也吸引着国际轮胎巨头。中国市场轿车轮胎子午化率已达100%，卡客车轮胎子午化率约为70%~80%，而在工程轮胎领域，子午化率仅为4%左右，相比于欧美国家50%~70%的工程轮胎子午化率，中国工程子午轮胎市场有着广阔的前景。然而，由于子午轮胎一次性投入较高，成为阻碍现阶段子午化率高速进展的主要因素。
尽管如此，与传统斜交工程轮胎相比，子午轮胎的优势依然可圈可点，并逐步为工程机械企业所接受。第一，胎面耐磨性好，使用寿命长。车轮滚动时，斜交工程轮胎着地弧面既变形又滑移，加剧胎面磨损，而子午线轮胎胎冠刚度大、变形小，几乎没有滑移，此外，胎冠接地面积大，单位压力小并且均匀，使得胎面磨损减小。试验证明子午轮胎的使用寿命比斜交轮胎提高50%~80%，尽管单胎成本较高，但由于寿命高于斜交工程轮胎，事实上工程子午轮胎的使用成本较低。第二，滚动阻力小，节约燃料。子午轮胎由于有带束层，轮胎着地后胎冠切向变形及相对滑移比普通轮胎要小很多，而且子午轮胎胎侧薄，径向变形恢复快，这样有利于减少轮胎内磨损，降低滚动阻力。试验证明子午轮胎的滚动阻力比普通斜交轮胎小20%~30%。第三，弹性大、缓冲性好。子午线轮胎帘线呈径向排列，车轮转动时，轮胎垂直于地面的变形比斜交轮胎大，胎体柔软，弹性好，所以提高了车辆行驶的平顺性。第四，抗切割、抗刺扎及撕裂能力强。子午线轮胎因有坚硬的带束层，所以大大增强了胎冠的抗刺能力，减少了轮胎爆胎的危险，提高了行驶的安全性。第五，附着面大、牵引力高。子午线轮胎在行驶时接地面积较大，同时由于带束层的作用，接地压强分布较均匀，从而提高了附着力，减少了侧滑现象，提高了牵引力。
现有技术生产的轮胎其耐热性、气密性、承载能力及耐老化性等性能均不理想。
发明内容
本发明的目的在于针对传统轮胎技术存在的问题，提供一种子午轮胎配方，该配方制备的子午轮胎，硬度高、抗撕裂性能好，耐磨性能好，同时能够降低外界环境因素导致其产生的裂纹，进而提高轮胎的使用寿命。
本发明的发明目的是通过如下技术方案是实现的：
一种子午轮胎，所述的子午轮胎由如下重量份的原料制成：50-90份天然胶、合成橡胶10-20份、30-40份炭黑、10-30份填充剂、1-5份增塑剂、1-2份树脂、1-3份促进剂、1-5份防焦剂、0.5-2份硫化剂、3-5份硫化活性剂、1-5份防老剂。
上所述的子午轮胎中，其特征在，所述的天然胶为马来西亚生胶TSR10或马来西亚生胶TSR20；天然胶是马来西亚生胶，符合我国国家标准GB/T8081-1999《天然生胶 标准橡胶规格》。合成橡胶主要是各种烯烃单体经聚合反应合成的具有不同化学结构的高分子化合物，本发明中所述的合成橡胶为丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊二烯橡胶或丁基橡胶中一种或几种。
炭黑是橡胶的补强填充剂，能够提高硫化胶的耐磨性、撕裂强度改善轮胎的使用性能。上述的子午轮胎中，所述的炭黑为N115、N121、N234、N326、N339中的一种或几种。
填充剂主要是降低胶料的成本。上述的子午轮胎中，所述的填充剂为白炭黑、碳酸钙、二氧化钛中的一种或几种。
增塑剂主要是改善橡胶加工性能的助剂，它可以降低混炼胶的粘度增加其可塑性。上述的子午轮胎中，所述的增塑剂为石蜡油。
树脂作为橡胶加工助剂，根据其自身的成分和结构能够改善橡胶的相关加工性能。上述的子午轮胎中，所述的树脂为C5石油树脂、C9石油树脂或酚醛树脂中的一种或几种。
橡胶粘合促进剂是用于改善骨架材料与橡胶材料之间粘合性能的加工助剂。上述的子午轮胎中，所述的促进剂为癸酸钴或间苯二酚中的一种或二种。
防焦剂能够防止胶料在生产过程中的局部交联。上述的子午轮胎中，所述的防焦剂为水杨酸、邻苯二甲酸酐或N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺中的一种或几种；
橡胶硫化剂的主要作用是橡胶分子与分子之间产生交联，形成三维网络结构，提高胶料的物理性能。上述的子午轮胎中，所述的硫化剂为硫磺粉或辛基硫化树脂中的一种或二种；
防老剂主要是降低橡胶的老化现象，防止外界因素加快加快橡胶的老化度。上述的子午轮胎中，所述的活性剂为氧化锌；所述的防老剂为防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂3100或防护蜡中的一种或几种。
上述的子午轮胎的制备方法，包括如下步骤：
（1）将50-90份天然胶、10-20份合成橡胶和1-5份增塑剂在混炼室内进行混炼5-10分钟，然后向混炼室内加入18-23份炭黑，10-30份填充剂、3-5份硫化活性剂，混炼5-10分钟，然后向混炼室内加入8-13份炭黑混炼1-5分钟，混炼结束后进行排胶，得到母胶，所述混炼过程中转子速度为45-55rpm，混炼室冷却回路水温度为45-55℃，转子冷却回路水温度为35-45℃；
（2）将步骤（1）得到的母胶冷却至室温后与14-19份炭黑，1-5份防老剂在密炼室中混炼1-5分钟，混炼结束后排胶，得到二次混炼母胶，上述混炼过程中转子速度为45-55rpm，混炼室冷却回路水温度为45-55℃，转子冷却回路水温度为35-45℃；
（3）将步骤（2）中得到的二次混炼母胶冷却至室温，然后加入0.5-2份硫化剂，1-3份促进剂以及1-5份防焦剂将其在混炼室内混炼1-5分钟，即得到所述的子午轮胎胎面胶成品，上述混炼过程中转子速度为25-45rpm，混炼室冷却回路水温度为30-40℃，转子冷却回路水温度为25-35℃。
上述的子午轮胎的制备方法，详细步骤如下：
（1）将50-90份天然胶TSR10、10-20份顺丁橡胶和1-5份石蜡油在混炼室内进行混炼5-10分钟，然后向混炼室内加入18-23份炭黑N115，10-30份填充剂白炭黑、3-5份硫化活性剂氧化锌混炼5-10分钟，然后向混炼室内加入8-13份炭黑N115混炼1-5分钟，混炼结束后进行排胶，得到母胶，所述混炼过程中转子速度为45-55rpm，混炼室冷却回路水温度为45-55℃，转子冷却回路水温度为35-45℃；
（2）将步骤（1）得到的母胶冷却至室温后与14-19份炭黑N115，1-5份防老剂4010NA在密炼室中混炼1-5分钟，混炼结束后排胶，得到二次混炼母胶，上述混炼过程中转子速度为45-55rpm，混炼室冷却回路水温度为45-55℃，转子冷却回路水温度为35-45℃；
（3）将步骤（2）中得到的二次混炼母胶冷却至室温，然后加入0.5-2份硫化剂硫磺粉，1-3份促进剂间苯二酚以及1-5份防焦剂N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺将其在混炼室内混炼1-5分钟，即得到所述的子午轮胎胎面胶成品，上述混炼过程中转子速度为25-45rpm，混炼室冷却回路水温度为30-40℃，转子冷却回路水温度为25-35℃。
本发明的有益效果在于：该配方及制备方法制备的子午轮胎，硬度高、抗撕裂性能好，耐磨性能好，同时能够降低外界环境因素导致其产生的裂纹，进而提高轮胎的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。
实施例1
将50份天然胶TSR10、10份顺丁橡胶和1份增塑剂石蜡油在混炼室内进行混炼5分钟，然后向混炼室内加入18份炭黑N115，10份填充剂白炭黑、3份硫化活性剂氧化锌混炼5分钟，然后向混炼室内加入8份炭黑N115混炼1分钟，混炼结束后进行排胶，得到母胶。所述混炼过程中转子速度为45rpm，混炼室冷却回路水温度为45℃，转子冷却回路水温度为35℃。
将上述步骤中得到的母胶冷却至室温后与14份炭黑N115，1份防老剂（4010NA）在密炼室中混炼1分钟，混炼结束后排胶。上述混炼过程中转子速度为45rpm，混炼室冷却回路水温度为45℃，转子冷却回路水温度为35℃。
将二次混炼得到的母胶冷却至室温，然后加入0.5份硫化剂硫磺粉，1份促进剂间苯二酚以及1份防焦剂N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺将其在混炼室内混炼1分钟，即得到所述的子午轮胎胎面胶成品。上述混炼过程中转子速度为25rpm，混炼室冷却回路水温度为30℃，转子冷却回路水温度为25℃。
本发明实施例制备的子午轮胎其硬度达到78A，撕裂强力为131KN/m,磨耗(DIN)为0.1185。
实施例2
将70份天然胶TSR20、10份丁苯橡胶、5份异戊二烯橡胶和3份石蜡油在混炼室内进行混炼7分钟，然后向混炼室内加入20份炭黑N121，18份碳酸钙和2份二氧化钛、4份硫化活性剂氧化锌混炼7分钟，然后向混炼室内加入10份炭黑N1234混炼3分钟，混炼结束后进行排胶，得到母胶。所述混炼过程中转子速度为50rpm，混炼室冷却回路水温度为50℃，转子冷却回路水温度为40℃。
将上述步骤中得到的母胶冷却至室温后与17份炭黑N326，3份防老剂4020在密炼室中混炼3分钟，混炼结束后排胶。上述混炼过程中转子速度为50rpm，混炼室冷却回路水温度为50℃，转子冷却回路水温度为40℃。
将二次混炼得到的母胶冷却至室温，然后加入1份硫化剂辛基硫化树脂，2份促进剂癸酸钴以及3份防焦剂邻苯二甲酸酐将其在混炼室内混炼3分钟，即得到所述的子午轮胎胎面胶成品。上述混炼过程中转子速度为30rpm，混炼室冷却回路水温度为35℃，转子冷却回路水温度为30℃。
本发明实施例制备的子午轮胎其硬度达到75A，撕裂强力为125KN/m,磨耗(DIN)为0.0985。
实施例3
将90份天然胶TSR10、20份丁基橡胶和5份增塑剂石蜡油在混炼室内进行混炼10分钟，然后向混炼室内加入23份炭黑N339，30份填充剂白炭黑、5份硫化活性剂氧化锌混炼10分钟，然后向混炼室内加入13份炭黑N339混炼5分钟，混炼结束后进行排胶，得到母胶。所述混炼过程中转子速度为55rpm，混炼室冷却回路水温度为55℃，转子冷却回路水温度为45℃。
将上述步骤中得到的母胶冷却至室温后与19份炭黑N115，1-5份防老剂3100在密炼室中混炼5分钟，混炼结束后排胶。上述混炼过程中转子速度为55rpm，混炼室冷却回路水温度为55℃，转子冷却回路水温度为45℃。
将二次混炼得到的母胶冷却至室温，然后加入2份硫化剂硫磺粉，3份促进剂间苯二酚以及5份防焦剂水杨酸将其在混炼室内混炼5分钟，即得到所述的子午轮胎胎面胶成品。上述混炼过程中转子速度为45rpm，混炼室冷却回路水温度为40℃，转子冷却回路水温度为35℃。
本发明实施例制备的子午轮胎其硬度达到72A，撕裂强力为115KN/m,磨耗(DIN)为0.0963。
Claims (9)
1.一种子午轮胎，其特征在于，所述的子午轮胎由如下重量份的原料制成：50-90份天然胶、合成橡胶10-20份、30-40份炭黑、10-30份填充剂、1-5份增塑剂、1-2份树脂、1-3份促进剂、1-5份防焦剂、0.5-2份硫化剂、3-5份硫化活性剂、1-5份防老剂。
2.根据权利要求1所述的子午轮胎，其特征在，所述的天然胶为马来西亚生胶TSR10或马来西亚生胶TSR20；所述的合成橡胶为丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊二烯橡胶或丁基橡胶中一种或几种。
3.根据权利要求1所述的子午轮胎，其特征在，所述的炭黑为N115、N121、N234、N326、N339中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的子午轮胎，其特征在，所述的填充剂为白炭黑、碳酸钙、二氧化钛中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的子午轮胎，其特征在，所述的增塑剂为石蜡油。
6.根据权利要求1所述的子午轮胎，其特征在，所述的树脂为C5石油树脂、C9石油树脂或酚醛树脂中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的子午轮胎，其特征在，所述的促进剂为癸酸钴或间苯二酚中的一种或二种；所述的防焦剂为水杨酸、邻苯二甲酸酐或N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺中的一种或几种；所述的硫化剂为硫磺粉或辛基硫化树脂中的一种或二种；所述的活性剂为氧化锌；所述的防老剂为防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂3100或防护蜡中的一种或几种。
8.权利要求1所述的子午轮胎的制备方法，包括如下步骤：
（1）将50-90份天然胶、10-20份合成橡胶和1-5份增塑剂在混炼室内进行混炼5-10分钟，然后向混炼室内加入18-23份炭黑，10-30份填充剂、3-5份硫化活性剂，混炼5-10分钟，然后向混炼室内加入8-13份炭黑混炼1-5分钟，混炼结束后进行排胶，得到母胶，所述混炼过程中转子速度为45-55rpm，混炼室冷却回路水温度为45-55℃，转子冷却回路水温度为35-45℃；
（2）将步骤（1）得到的母胶冷却至室温后与14-19份炭黑，1-5份防老剂在密炼室中混炼1-5分钟，混炼结束后排胶，得到二次混炼母胶，上述混炼过程中转子速度为45-55rpm，混炼室冷却回路水温度为45-55℃，转子冷却回路水温度为35-45℃；
（3）将步骤（2）中得到的二次混炼母胶冷却至室温，然后加入0.5-2份硫化剂，1-3份促进剂以及1-5份防焦剂将其在混炼室内混炼1-5分钟，即得到所述的子午轮胎胎面胶成品，上述混炼过程中转子速度为25-45rpm，混炼室冷却回路水温度为30-40℃，转子冷却回路水温度为25-35℃。
9.权利要求12所述的子午轮胎的制备方法，详细步骤如下：
（1）将50-90份天然胶TSR10、10-20份顺丁橡胶和1-5份石蜡油在混炼室内进行混炼5-10分钟，然后向混炼室内加入18-23份炭黑N115，10-30份填充剂白炭黑、3-5份硫化活性剂氧化锌混炼5-10分钟，然后向混炼室内加入8-13份炭黑N115混炼1-5分钟，混炼结束后进行排胶，得到母胶，所述混炼过程中转子速度为45-55rpm，混炼室冷却回路水温度为45-55℃，转子冷却回路水温度为35-45℃；
（2）将步骤（1）得到的母胶冷却至室温后与14-19份炭黑N115，1-5份防老剂4010NA在密炼室中混炼1-5分钟，混炼结束后排胶，得到二次混炼母胶，上述混炼过程中转子速度为45-55rpm，混炼室冷却回路水温度为45-55℃，转子冷却回路水温度为35-45℃；
（3）将步骤（2）中得到的二次混炼母胶冷却至室温，然后加入0.5-2份硫化剂硫磺粉，1-3份促进剂间苯二酚以及1-5份防焦剂N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺将其在混炼室内混炼1-5分钟，即得到所述的子午轮胎胎面胶成品，上述混炼过程中转子速度为25-45rpm，混炼室冷却回路水温度为30-40℃，转子冷却回路水温度为25-35℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140108 |