CN103613869B - 一种子午线轮胎气密层胶及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于橡胶轮胎加工技术领域，涉及一种子午线轮胎气密层胶及其制备工艺。本发明的子午线轮胎气密层胶，由如下原料制成：氯化丁基橡胶、天然橡胶、活性氧化锌、硬脂酸、炭黑、轻质碳酸钙、环烷油、酚醛树脂、松香脂、均匀剂、氧化镁、促进剂、硫磺。采用本发明子午线轮胎气密层胶的配方及制备工艺，可获得的轮胎胶格林强度高、结构尺寸稳定性和气密性能好的高品质子午线轮胎气密层胶。
Description
技术领域
本发明属于橡胶轮胎加工技术领域，涉及一种子午线轮胎气密层胶及其制备工艺。
背景技术
随着经济的发展和社会的进步，轮胎作为交通运输业的重要支撑和战略资源，其发展状况受到各个国家的高度重视。轮胎是由以橡胶材料为主要基材的多个胶经硫化定型组合而成的，而无内胎子午线轮胎作为轮胎行业的发展趋势，在其内侧加有气密层，除了能保护帘布层外，还可以防止充气轮胎由于压差气体通过橡胶渗出胎体层，起到保压密封气体的功能。无内胎子午线轮胎具有气密性好，散热好，结构简单，质量轻等优势，但在轮胎制造过程中，气密层生胶的格林强度不高，定型充气时，在高压硫化下会发生移位和变形，不利于实现胶层薄厚均匀平整，且轮胎的气密性也亟待获得进一步的提高。因此，如何提高气密层生胶的格林强度，提高胎体气密层胶的气密性能，保证后期轮胎加工成型时胶层的均匀性和结构的稳定性，达到提高轮胎品质的目的，成为当前本领域中急需研究解决的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种子午线轮胎气密层胶及制备工艺，可以克服目前气密层生胶格林强度低、后期轮胎如工成型时胶层的均匀性和结构尺寸稳定性较差的缺陷，且获得胶料的气密层性能好。
本发明是通过下述的技术方案来实现的：
一种子午线轮胎气密层胶，由如下重量份的原料制成：
氯化丁基橡胶 75-95份
天然橡胶 10-20份
活性氧化锌 2.0-4.0份
硬脂酸 1.5-2.5份
炭黑 50-70份
轻质碳酸钙 15-25份
环烷油 7.0-9.0份
酚醛树脂 1.5-2.5份
松香脂 1.5-2.5份
均匀剂 6.0-7.0份
氧化镁 0.10-0.20份
促进剂 1.2-1.8份
硫磺 0.40-0.60份。
优选的，上述的子午线轮胎气密层胶，由如下重量份的原料制成：
氯化丁基橡胶 80-90份
天然橡胶 13-17份
活性氧化锌 2.5-3.5份
硬脂酸 1.8-2.2份
炭黑 55-65份
轻质碳酸钙 18-22份
环烷油 7.5-8.5份
酚醛树脂 1.8-2.2份
松香脂 1.8-2.2份
均匀剂 6.5-7.5份
氧化镁 0.12-0.18份
促进剂 1.4-1.6份
硫磺 0.45-0.55份。
更优选的，上述的子午线轮胎气密层胶，由如下重量份的原料制成：
氯化丁基橡胶 85份
天然橡胶 15份
活性氧化锌 3份
硬脂酸 2份
炭黑 60份
轻质碳酸钙 20份
环烷油 8份
酚醛树脂 2份
松香脂 2份
均匀剂 7份
氧化镁 0.15份
促进剂 1.5份
硫磺 0.5份。
氧化锌是橡胶加工中常用的活性剂,在橡胶生产、废弃及回收过程中有可能释放出锌化合物,对环境造成危害,因此应降低橡胶配方中氧化锌的用量。活性氧化锌具有粒径小、比表面积大、硫化活性高的特点,与普通氧化锌相比,活性氧化锌用量减小,从而降低锌对环境的危害,体现出环保及经济效益。
上述的子午线轮胎气密层胶中，所述的氯化丁基橡胶为氯化丁基橡胶1066、氯化丁基橡胶1068、氯化丁基橡胶1240中的一种。
上述的子午线轮胎气密层胶中，所述的天然橡胶为天然橡胶SMR CV或SMR 10。
上述的子午线轮胎气密层胶中，所述的炭黑为炭黑N 660或炭黑N 330中的一种。
上述的子午线轮胎气密层胶中，所述的均匀剂为均匀及Struktol 40MS。
上述的子午线轮胎气密层胶中，所述的促进剂为促进剂DM、促进剂TMTD或促进剂NOBS中的一种或几种。
上述的子午线轮胎气密层胶的制备工艺，不添加硫化体系进行混炼时，混炼温度范围为140-170℃，混炼时间为3-15min；加入硫化体系后于90-120℃塑炼3-lOmin。
采用本发明子午线轮胎气密层胶的优选配方及制备工艺，可获得的轮胎胶格林强度高、结构尺寸稳定性和气密性能好的高品质子午线轮胎气密层胶，达到了本发明的目的。
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
本发明的子午线轮胎气密层胶配方：
氯化丁基橡胶1066 85份
天然橡胶SMR CV 15份
活性氧化锌 3份
硬脂酸 2份
炭黑N 660 60份
轻质碳酸钙 20份
环烷油 8份
酚醛树脂 2份
松香脂 2份
均匀剂Struktol 40MS 7份
氧化镁 0.15份
促进剂DM 1.5份
硫磺 0.5份。
制备工艺：按上述配方采用密炼机将氯化丁基橡胶、天然橡胶、炭黑、轻质碳酸钙、环烷油、酚醛树脂、松香脂、均匀剂Struktol 40MS进行混炼，混炼温度范围为145-155℃，混炼时间为5分钟，将胶混炼均匀后排胶；然后在开炼机上加入活性氧化锌、硬脂酸、氧化镁、促进剂DM和硫磺进行塑炼，温度范围为100-110℃，时间为3分钟完成混炼胶制备，按照载重子午线轮胎气密层生产工艺进行压延，制成气密层片材，厚度为4mm。
实施例2
本发明的子午线轮胎气密层胶配方：
氯化丁基橡胶1068 80份
天然橡胶SMR 10 17份
活性氧化锌 3.5份
硬脂酸 2.2份
炭黑N 330 65份
轻质碳酸钙 22份
环烷油 8.5份
酚醛树脂 2.2份
松香脂 2.2份
均匀剂Struktol 40MS 7.5份
氧化镁 0.18份
促进剂TMTDM 1.6份
硫磺 0.55份。
制备工艺：按上述配方采用密炼机将氯化丁基橡胶、天然橡胶、炭黑、轻质碳酸钙、环烷油、酚醛树脂、松香脂、均匀剂Struktol 40MS进行混炼，混炼温度范围为145-155℃，混炼时间为5分钟，将胶混炼均匀后排胶；然后在开炼机上加入活性氧化锌、硬脂酸、氧化镁、促进剂TMTDM和硫磺进行塑炼，温度范围为100-110℃，时间为3分钟完成混炼胶制备，按照载重子午线轮胎气密层生产工艺进行压延，制成气密层片材，厚度为4mm。
实施例3
本发明的子午线轮胎气密层胶配方：
氯化丁基橡胶1240 90份
天然橡胶SMR 10 13份
活性氧化锌 2.5份
硬脂酸 1.8份
炭黑N 660 55份
轻质碳酸钙 18份
环烷油 7.5份
酚醛树脂 1.8份
松香脂 1.8份
均匀剂Struktol 40MS 6.5份
氧化镁 0.12份
促进剂NOBS 1.4份
硫磺 0.45份。
制备工艺：按上述配方采用密炼机将氯化丁基橡胶1068、天然橡胶、炭黑N 330、轻质碳酸钙、环烷油、酚醛树脂、松香脂、均匀剂Struktol 40MS进行混炼，混炼温度范围为145-155℃，混炼时间为5分钟，将胶混炼均匀后排胶；然后在开炼机上加入活性氧化锌、硬脂酸、氧化镁、促进剂NOBS和硫磺进行塑炼，温度范围为100-110℃，时间为3分钟完成混炼胶制备，按照载重子午线轮胎气密层生产工艺进行压延，制成气密层片材，厚度为4mm。
实施例4
本发明的子午线轮胎气密层胶配方：
氯化丁基橡胶1066 75份
天然橡胶SMR CV 10份
活性氧化锌 2.0份
硬脂酸 1.5份
炭黑N 660 50份
轻质碳酸钙 15份
环烷油 7.0份
酚醛树脂 1.5份
松香脂 1.5份
均匀剂Struktol 40MS 6.0份
氧化镁 0.10份
促进剂DM 1.2份
硫磺 0.40份。
制备工艺：按上述配方采用密炼机将氯化丁基橡胶、天然橡胶、炭黑、轻质碳酸钙、环烷油、酚醛树脂、松香脂、均匀剂Struktol 40MS进行混炼，混炼温度范围为145-155℃，混炼时间为5分钟，将胶混炼均匀后排胶；然后在开炼机上加入活性氧化锌、硬脂酸、氧化镁、促进剂DM和硫磺进行塑炼，温度范围为100-110℃，时间为3分钟完成混炼胶制备，按照载重子午线轮胎气密层生产工艺进行压延，制成气密层片材，厚度为4mm。
实施例5
本发明的子午线轮胎气密层胶配方：
氯化丁基橡胶1066 95份
天然橡胶SMR CV 20份
活性氧化锌 4.0份
硬脂酸 2.5份
炭黑N 660 70份
轻质碳酸钙 25份
环烷油 9.0份
酚醛树脂 2.5份
松香脂 2.5份
均匀剂Struktol 40MS 7.0份
氧化镁 0.20份
促进剂DM 1.8份
硫磺 0.60份。
制备工艺：按上述配方采用密炼机将氯化丁基橡胶、天然橡胶、炭黑、轻质碳酸钙、环烷油、酚醛树脂、松香脂、均匀剂Struktol 40MS进行混炼，混炼温度范围为145-155℃，混炼时间为5分钟，将胶混炼均匀后排胶；然后在开炼机上加入活性氧化锌、硬脂酸、氧化镁、促进剂DM和硫磺进行塑炼，温度范围为100-110℃，时间为3分钟完成混炼胶制备，按照载重子午线轮胎气密层生产工艺进行压延，制成气密层片材，厚度为4mm。
对本发明实施例制备的子午线轮胎气密层胶进行了检测，结果如下：
| 指标 | 格林强度（MPa） | 扯断伸长率（%） | 氮气渗透率（Pa·s） |
| 实施例1 | 2.3 | 950 | 1.12×10-17 |
| 实施例2 | 2.2 | 940 | 1.15×10-17 |
| 实施例3 | 2.1 | 932 | 1.23×10-17 |
| 实施例4 | 2.1 | 920 | 1.27×10-17 |
| 实施例5 | 2.1 | 910 | 1.36×10-17 |
结果表明，本发明的子午线轮胎气密层胶，胶格林强度高，气密性好，结构稳定性好。
Claims (9)
1.一种子午线轮胎气密层胶，由如下重量份的原料制成：
氯化丁基橡胶 75-95份
天然橡胶 10-20份
活性氧化锌 2.0-4.0份
硬脂酸 1.5-2.5份
炭黑 50-70份
轻质碳酸钙 15-25份
环烷油 7.0-9.0份
酚醛树脂 1.5-2.5份
松香脂 1.5-2.5份
均匀剂 6.0-7.0份
氧化镁 0.10-0.20份
促进剂 1.2-1.8份
硫磺 0.40-0.60份。
2.根据权利要求1所述的子午线轮胎气密层胶，其特征在于，由如下重量份的原料制成：
氯化丁基橡胶 80-90份
天然橡胶 13-17份
活性氧化锌 2.5-3.5份
硬脂酸 1.8-2.2份
炭黑 55-65份
轻质碳酸钙 18-22份
环烷油 7.5-8.5份
酚醛树脂 1.8-2.2份
松香脂 1.8-2.2份
均匀剂 6.5-7.5份
氧化镁 0.12-0.18份
促进剂 1.4-1.6份
硫磺 0.45-0.55份。
3.根据权利要求2所述的子午线轮胎气密层胶，其特征在于，由如下重量份的原料制成：
氯化丁基橡胶 85份
天然橡胶 15份
活性氧化锌 3份
硬脂酸 2份
炭黑 60份
轻质碳酸钙 20份
环烷油 8份
酚醛树脂 2份
松香脂 2份
均匀剂 7份
氧化镁 0.15份
促进剂 1.5份
硫磺 0.5份。
4.根据权利要求1或2或3所述的子午线轮胎气密层胶，其特征在于，所述的氯化丁基橡胶为氯化丁基橡胶1066、氯化丁基橡胶1068、氯化丁基橡胶1240中的一种。
5.根据权利要求1或2或3所述的子午线轮胎气密层胶，其特征在于，所述的天然橡胶为天然橡胶SMR CV或SMR 10。
6.根据权利要求1或2或3所述的子午线轮胎气密层胶，其特征在于，所述的炭黑为炭黑
N 660或炭黑N 330中的一种。
7.根据权利要求1或2或3所述的子午线轮胎气密层胶，其特征在于，所述的均匀剂为均匀剂Struktol 40MS。
8.根据权利要求1或2或3所述的子午线轮胎气密层胶，其特征在于，所述的促进剂为促进剂DM、促进剂TMTD或促进剂NOBS中的一种或几种。
9.权利要求1或2或3所述的子午线轮胎气密层胶的制备工艺，其特征在于，不添加硫化体系进行混炼时，混炼温度范围为140-170℃，混炼时间为3-15min；加入硫化体系后于90-120℃塑炼3-l0min。
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