CN103665454A - 一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物及其混炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物，配比例以重量计，其组分包括天然橡胶100份、炭黑N32656份、防老剂4020 1份、防老剂TMQ 0.9-1.5份、不溶性硫磺7020 4.5份 、促进剂DZ 1.25份、防焦剂CTP 0.2份、粘合剂RA655份、粘合剂GLR 3份、活性剂8份。本发明采用上述技术方案，将防老剂4020与防老剂TMQ组合使用使得胶料的门尼粘度增大，胶料焦烧时间延长，粘合性能增强采用防老剂4020：防老剂TMQ=1：1.05时粘合性能更好、覆胶质量也更好。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎的胶料，尤其涉及一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物及其混炼方法。
背景技术
全钢丝子午轮胎为带束层和胎体层由钢丝帘布制造，一般为中型载重轮胎
和轻型载重轮胎。其主要具有以下优点：1、耐磨、耐扎、耐用、行驶里程高、使用寿命长；2、滚动阻力小，油耗低、生热低，并能较少尾气排放；3、高速安全、减震舒适、操纵稳定。钢丝作为骨架材料在子午轮胎的带束层、胎体层中已得到广泛应用，为改善钢丝与橡胶的粘合性，一般在其表面镀黄铜处理。硫化时，胶料中的硫与镀层表面上的氧化性和氧化铜反应，分别形成ZnS和Cu2S。Cu2S表面的硫为活性原子，与橡胶交联键上的硫产生物理结合，使橡胶与黄铜粘合。胶料中加入防老剂可不同程度的提高橡胶与钢丝的粘合水平，特别是能够提高老化后的粘合保持率和热氧氧化的防护。现有的胎体胶料组合物的配方中广泛采用的是防老剂是防老剂4020，防老剂4020价格高，粘合性能差，胶料的硬度和拉伸强度较低，影响轮胎的使用性能。另外，现有胎体胶料的配方中的活性剂广泛采用氧化镁或者氧化锌，在反应过程中不仅用量大，而且反应时间较长，采用氧化镁或者氧化锌也会影响胎体的使用性能。
发明内容
本发明要解决的问题是针对上述技术问题的不足，提供一种可提高胎体与钢丝的粘合性能，硬度和拉伸强度高，制造成本低，耐磨性和耐氧化性能高的全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物；
本发明还提供了一种上述胶料组合物的混炼方法。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物，配比例以重量计，其组分包括天然橡胶100份、炭黑N326 56份、防老剂4020 1份、防老剂TMQ 0.9-1.5份、不溶性硫磺7020 4.5份 、促进剂DZ 1.25份、防焦剂CTP 0.2份、粘合剂RA65 5份、粘合剂 GLR 3份、活性剂 8份。
以下是本发明的进一步改进：
所述胎体胶料组合物，配比例以重量计，其组分包括天然橡胶100份、炭黑N326 56份、防老剂4020 1份、防老剂TMQ 1.05份、不溶性硫磺7020 4.5份 、促进剂DZ 1.25份、防焦剂CTP 0.2份、粘合剂RA65 5份、粘合剂 GLR 3份、活性剂 8份。
进一步改进：
所述活性剂为纳米氧化锌，纳米氧化锌的粒径为20-80nm。
进一步改进：
所述防老剂TMQ为2，2,4-三甲基-1,2-二氢氧化喹啉聚合体。
一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物的混炼方法，包括以下步骤
1）、一段混炼：控制密炼机的密炼室温度35°C，转子速度80r.min-1,然后加入天然橡胶100份，1分钟后，加入纳米氧化锌 8份、防老剂4020 1份、防老剂TMQ 1.05份、粘合剂 GLR 20份，1.5分钟后，加入炭黑N326 56份，3分钟后排胶；
2）、二段混炼：在开炼机中依次加入上述排胶、不溶性硫磺70204.5份、促进剂DZ 1.25份、防焦剂CTP 0.2份、粘合剂RA65 5份，薄通5次，下片。
进一步改进：
所述混炼方法制得的胶料的门尼粘度为76 ML(1+4)100°C。
进一步改进：
所述混炼方法制得的胶料的邵尔A型硬度为74度。
进一步改进：
所述混炼方法制得的胶料的拉伸强度为28Mpa。
进一步改进：
所述混炼方法制得的胶料的H抽出力为910N。
本发明采用上述技术方案，将防老剂4020与防老剂TMQ组合使用使得胶料的门尼粘度增大，胶料焦烧时间延长，粘合性能增强采用防老剂4020：防老剂TMQ=1：1.05时粘合性能更好、覆胶质量也更好；防老剂TMQ价格低于防老剂4020，防老剂TMQ与防老剂4020并用有利于降低胶料成本、同时保持或者改善胶料性能，性价比较高；采用粒径为20-80nm的纳米氧化锌作为促进剂代替传统的氧化锌，可以提高胶料的加工安全性和弹性，改善胎面胶的耐磨性能，同时采用纳米氧化锌由于粒径小，接触面积大，用很少的量就可以完成反应，降低了原材料成本，提高了成品轮胎的高速性能。
具体实施方式：
实施例1，一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物，配比例以重量计，其组分包括天然橡胶100份、炭黑N326 56份、防老剂4020 1份、防老剂TMQ 0.9份、不溶性硫磺7020 4.5份 、促进剂DZ 1.25份、防焦剂CTP 0.2份、粘合剂RA65 5份、粘合剂 GLR 3份、活性剂 8份。
所述活性剂为纳米氧化锌，纳米氧化锌的粒径为20-80nm。
所述防老剂TMQ为2，2,4-三甲基-1,2-二氢氧化喹啉聚合体。
上述胎体胶料组合物的混炼方法，包括以下步骤：
1、一段混炼：控制密炼机的密炼室温度35°C，转子速度80r.min-1,然后加入天然橡胶100份，1分钟后，加入纳米氧化锌 8份、防老剂4020 1份、防老剂TMQ 0.9份、粘合剂 GLR 20份，1.5分钟后，加入炭黑N326 56份，3分钟后排胶；
2、二段混炼：在开炼机中依次加入上述排胶、不溶性硫磺70204.5份、促进剂DZ 1.25份、防焦剂CTP 0.2份、粘合剂RA65 5份，薄通5次，下片。
实施例2，一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物，配比例以重量计，其组分包括天然橡胶100份、炭黑N326 56份、防老剂4020 1份、防老剂TMQ 1.05份、不溶性硫磺7020 4.5份、纳米氧化锌 8份、促进剂DZ 1.25份、防焦剂CTP 0.2份、粘合剂RA65 5份、粘合剂 GLR20 3份、活性剂 8份。
所述活性剂为纳米氧化锌，纳米氧化锌的粒径为20-80nm。
上述胎体胶料组合物的混炼方法，包括以下步骤：
1、一段混炼：控制密炼机的密炼室温度35°C，转子速度80r.min-1,然后加入天然橡胶100份，1分钟后，加入纳米氧化锌 8份、防老剂4020 1份、防老剂TMQ 1.05份、粘合剂 GLR20 3份，1.5分钟后，加入炭黑N326 56份，3分钟后排胶；
2、二段混炼：在开炼机中依次加入上述排胶、不溶性硫磺7020 4.5份、促进剂DZ 1.25份、防焦剂CTP 0.2份、粘合剂RA65 5份，薄通5次，下片。
所述防老剂TMQ为2，2,4-三甲基-1,2-二氢氧化喹啉聚合体。
实施例3，一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物，配比例以重量计，其组分包括天然橡胶 100份、炭黑N326 56份、防老剂4020 1份、防老剂TMQ 1.5份、不溶性硫磺7020 4.5份、纳米氧化锌 8份、促进剂DZ 1.25份、防焦剂CTP 0.2份、粘合剂RA65 5份、粘合剂 GLR20 3份、活性剂 8份。
上述胎体胶料组合物的混炼方法，包括以下步骤：
1、一段混炼：控制密炼机的密炼室温度35°C，转子速度80r.min-1,然后加入天然橡胶100份，1分钟后，加入纳米氧化锌 8份、防老剂4020 1份、防老剂TMQ 1.5份、粘合剂 GLR20 3份，1.5分钟后，加入炭黑N326 56份，3分钟后排胶；
2、二段混炼：在开炼机中依次加入上述排胶、不溶性硫磺7020 4.5份、促进剂DZ 1.25份、防焦剂CTP 0.2份、粘合剂RA65 5份，薄通5次，下片。
所述活性剂为纳米氧化锌，纳米氧化锌的粒径为20-80nm。
所述防老剂TMQ为2，2,4-三甲基-1,2-二氢氧化喹啉聚合体。
实施例1-3混炼胶料的性能分析表1
由上表1可以看出实施例1、实施例2、实施例3的胶料与现有配方的胶料相比，本发明的门尼粘度增大；焦烧时间T5延长，加工安全性能好；ML与MH相差不大；T10较长说明本发明的胶料充膜时间更充分，加工安全性更好，这与焦烧时间T5延长相对应；硫化速度慢。
胶料胶老化前后的性能分析表2
| 项目 | 现有配方 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 防老剂、活性剂 | 采用防老剂4020，氧化锌 | 防老剂4020：防老剂TMQ=1：0.9 ，纳米氧化锌 | 防老剂4020：防老剂TMQ=1：1.05 ，纳米氧化锌 | 防老剂4020：防老剂TMQ=1：1.5 ，纳米氧化锌 |
| 邵尔A型硬度（度） | 60 | 70 | 74 | 71 |
| 300%定伸应力（Mpa） | 16.1 | 15.6 | 15.0 | 13.8 |
| 500%定伸应力（Mpa） | 20 | 20 | 25 | 23.5 |
| 拉伸强度（Mpa） | 20 | 26.1 | 28 | 24.1 |
| 拉断伸长率（Mpa） | 493 | 494 | 520 | 509 |
| 拉伸永久变形（%） | 31 | 24 | 28 | 24 |
| 撕裂强度（kN.m-1） | 80 | 91 | 94 | 88 |
| 100°C*24h热氧化后性能 | ||||
| 邵尔A型硬度（度） | 81 | 80 | 78 | 75 |
| 邵尔A型硬度变化（度） | 5 | 7 | 4 | 4 |
| 拉伸强度（Mpa） | 21.9 | 20.3 | 19.2 | 19.9 |
| 拉伸强度变化率% | -14 | -22 | -23 | -21 |
| 拉断伸长率% | 333 | 319 | 293 | 333 |
| 拉断伸长变化率% | -32 | -35 | -42 | -32 |
| 撕裂强度（kN.m-1） | 53 | 48 | 55 | 53 |
| 撕裂强度变化率（%） | -34 | -47 | -41 | -34 |
由上表2可以看出，本发明的胶料与现有配方的胶料相比硬度和拉伸强度大幅度提高，实施例1-3的胶料的300%定伸应力（Mpa）略小，拉断伸长率变大，耐热氧老化性能基本相当；实施例2中的胶料与实施例1、实施例3相比，定伸应力、拉伸强度、拉断伸长率、撕裂强度较大，耐热氧老化性能基本相当。
橡胶钢丝粘合性能分析表3：
| 项目 | 现有配方 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 防老剂、活性剂 | 采用防老剂4020，氧化锌 | 防老剂4020：防老剂TMQ=1：0.9 ，纳米氧化锌 | 防老剂4020：防老剂TMQ=1：1.05 ，纳米氧化锌 | 防老剂4020：防老剂TMQ=1：1.5 ，纳米氧化锌 |
| H抽出力/N | ||||
| 老花前 | 420 | 801 | 910 | 573 |
| 热老化后（100°C*48h） | 610 | 667 | 700 | 662 |
| 湿热老化后（35°C*72h,湿度85%） | 600 | 753 | 790 | 646 |
| 盐水老化后（72h,Nacl含量17%） | 459 | 470 | 600 | 501 |
| 覆胶等级 | ||||
| 老化前 | 丙 | 乙 | 甲 | 乙 |
| 热老化后（100°C*48h） | 丙 | 乙 | 甲 | 乙 |
| 湿热老化后（35°C*72h,湿度85%） | 乙 | 乙 | 甲 | 丙 |
| 盐水老化后（72h,Nacl含量17%） | 丙 | 丙 | 甲 | 乙 |
注：1）硫化条件151°C*30min；2）覆胶等级按甲、乙、丙顺序依次递减。
由上表3可以看出，老化前、热老化后、湿热老化后、盐水老化后采用实施例1-3的配方的胶料比现有配方胶料的抽出力增大，覆胶质量也提高。实施例2与实施例1、实施例3配方的胶料相比，实施例2的抽出力和覆胶质量高于实施例1、实施例3配方的胶料。
由表1、表2、表3可知，采用实施例1-3配方的防老剂代替传统的防老剂4020，门尼粘度增大，胶料焦烧时间延长，加工安全性能好，粘合性能增强。相比而言采用实施例2的防老剂4020：防老剂TMQ=1：1.05时粘合性能更好、覆胶质量也更好；防老剂TMQ价格低于防老剂4020，防老剂TMQ与防老剂4020并用有利于降低胶料成本、同时保持或者改善胶料性能，性价比较高；采用粒径为20-80nm的纳米氧化锌作为促进剂代替传统的氧化锌，可以提高胶料的加工安全性和弹性，改善胎面胶的耐磨性能，同时采用纳米氧化锌由于粒径小，接触面积大，用很少的量就可以完成反应，降低了原材料成本，提高了成品轮胎的高速性能。
本发明实施例1-3中的开炼机采用广东湛江机械厂的XK-160型开炼机，德国克虏伯公司生产的GK400N型密炼机。
Claims (9)
1.一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物，配比例以重量计，其特征在于：其组分包括天然橡胶100份、炭黑N326 56份、防老剂4020 1份、防老剂TMQ 0.9-1.5份、不溶性硫磺7020 4.5份 、促进剂DZ 1.25份、防焦剂CTP 0.2份、粘合剂RA65 5份、粘合剂 GLR 3份、活性剂 8份。
2.根据权利要求1中所述的一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物，配比例以重量计，其特征在于：其组分包括天然橡胶100份、炭黑N326 56份、防老剂4020 1份、防老剂TMQ 1.05份、不溶性硫磺7020 4.5份 、促进剂DZ 1.25份、防焦剂CTP 0.2份、粘合剂RA65 5份、粘合剂 GLR 3份、活性剂 8份。
3.根据权利要求2中所述的一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物，其特征在于：所述活性剂为纳米氧化锌，纳米氧化锌的粒径为20-80nm。
4.根据权利要求3中所述的一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物，其特征在于：所述防老剂TMQ为2，2,4-三甲基-1,2-二氢氧化喹啉聚合体。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物的混炼方法，其特征在于：包括以下步骤
1）、一段混炼：控制密炼机的密炼室温度35°C，转子速度80r.min-1,然后加入天然橡胶100份，1分钟后，加入纳米氧化锌 8份、防老剂4020 1份、防老剂TMQ 1.05份、粘合剂 GLR 20份，1.5分钟后，加入炭黑N326 56份，3分钟后排胶；
2）、二段混炼：在开炼机中依次加入上述排胶、不溶性硫磺70204.5份、促进剂DZ 1.25份、防焦剂CTP 0.2份、粘合剂RA65 5份，薄通5次，下片。
6.根据权利要求5中所述的一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物的混炼方法，其特征在于：所述混炼方法制得的胶料的门尼粘度为76 ML(1+4)100°C。
7.根据权利要求6中所述的一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物的混炼方法，其特征在于：所述混炼方法制得的胶料的邵尔A型硬度为74度。
8.根据权利要求7中所述的一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物的混炼方法，其特征在于：所述混炼方法制得的胶料的拉伸强度为28Mpa。
9.根据权利要求8中所述的一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物的混炼方法，其特征在于：所述混炼方法制得的胶料的H抽出力为910N。
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|---|---|---|---|
| CN201310604307.8A CN103665454A (zh) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | 一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物及其混炼方法 |
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| CN201310604307.8A CN103665454A (zh) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | 一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物及其混炼方法 |
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| CN201310604307.8A Pending CN103665454A (zh) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | 一种全钢载重子午轮胎胎体胶料组合物及其混炼方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104356440A (zh) * | 2014-11-11 | 2015-02-18 | 沈阳化工大学 | 一种与载重子午线轮胎胎体钢丝粘接的胶料及制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101434716A (zh) * | 2007-11-16 | 2009-05-20 | 四川轮胎橡胶（集团）股份有限公司 | 半钢丝子午线轮胎带束层压延胶料 |
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2013
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Patent Citations (1)
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| CN101434716A (zh) * | 2007-11-16 | 2009-05-20 | 四川轮胎橡胶（集团）股份有限公司 | 半钢丝子午线轮胎带束层压延胶料 |
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