CN103937044B - 一种轮胎胎面橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轮胎胎面橡胶组合物及其制备方法，特别涉及一种用于耐刺扎载重全钢丝子午线轮胎胎面的组合物，属于轮胎制造领域。一种轮胎胎面橡胶组合物所述组合物包括N234炭黑、锌皂盐和天然橡胶，其中，N234炭黑:锌皂盐:天然橡胶的质量比为40～60:1～5:100。本发明提供轮胎胎面组合物中炭黑分散度值由原来的7级可提高到10级。同时，胶料的强度和撕裂度比原先有较大提高。

Description

一种轮胎胎面橡胶组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种轮胎胎面橡胶组合物及其制备方法，特别涉及一种用于耐刺扎载重全钢丝子午线轮胎胎面的组合物，属于轮胎制造领域。
背景技术
我国自20世纪80年开始正式生产全钢子午线轮胎，30多年来，我国的轮胎厂从最初的几家发展至今的近百家，轮胎的生产技术也随着各轮胎厂对引进技术的消化与改进得到了长足的进步，有的生产技术已经达到了世界的领先水平，近年来，我国的轮胎产业迅猛发展，新产品也层出不穷，轮胎的配方与结构也在探索中不断的提高好完善。由于国外的路面和汽车使用状况与我国的相差较大，因此在轮胎的耐磨和耐刺扎方面一直是各轮胎厂比较头疼的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种轮胎胎面橡胶组合物，同时改进了其制备工艺，该轮胎胎面橡胶组合物现有技术的基础上更改了炭黑的品种及数量，增加了可以提高炭黑分散度和改善加工性能的加工助剂，使得轮胎的胎面在轮胎耐刺扎方面有了很大的提升。
一种轮胎胎面橡胶组合物所述组合物包括N234炭黑、锌皂盐和天然橡胶，其中，N234炭黑:锌皂盐:天然橡胶的质量比为40～60:1～5:100。
本发明所述组合物中N234炭黑具有提高胶料耐磨的作用，具有较好的工艺性能，与橡胶的分散效果有很大提高，其可商业购得。
本发明所述组合物中锌皂盐商业购得的ZNZB 746(STRUKTOL公司产品)，能够提供良好的热稳定性(抗硫化返原)，胎面胶中加入ZNZB 746，可增强耐撕裂性能，明显改善胎面胶的崩花掉块性能，并可同时配合白炭黑及硅烷偶联剂，使用这种材料，胎面胶料的密实度、光滑度明显改善。
本发明所述轮胎胎面橡胶组合物优选所述N234炭黑:锌皂盐:天然橡胶的质量比为50:2:100。
本发明所述轮胎胎面橡胶组合物优选所述组合物，按重量份，由下述组分组成：
天然橡胶：100，N234炭黑：40～60，锌皂盐：1～5，白炭黑8～10，ZnO：3～4，硬脂酸：1～3，硅烷偶联剂：1.5～2，硫化剂：1～5，助剂：5～12。
本发明所述硅烷偶联剂为可用于橡胶制备的硅烷偶联剂，优选为Si-69(双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物)。
本发明所述轮胎胎面橡胶组合物优选所述助剂选自塑解剂、炭黑分散剂、橡胶防老剂、微晶蜡、硫化剂、橡胶增塑剂、橡胶促进剂、防焦剂中的至少一种，所述助剂优选包括塑解剂、炭黑分散剂、橡胶防老剂、微晶蜡、硫化剂、橡胶增塑剂、橡胶促进剂和防焦剂。本领域熟练技术人员可以通过现有技术选择合适的助剂并确定助剂的用量。
本发明另一目的是提供上述轮胎胎面橡胶组合物的制备方法。
所述方法为三段混炼，一段加入N234炭黑的混炼段的混炼时间为80～100秒，并将氧化锌于第二段混炼加入。
原有的混炼工艺略显混炼不足，部分材料分散不是很好，现将加炭黑后的混炼时间增加20-30秒，并将氧化锌放在第二段混炼加，胶料的均匀性与密实度得到明显改善。
本发明的有益效果是：本发明提供轮胎胎面组合物中炭黑分散度值由原来的7级可提高到10级。同时，胶料的强度和撕裂度比原先有较大提高。经实验和市场验证，胎面的耐磨、耐刺扎和抗崩花掉块性能确实有了明显的改善，返回率较以前降低了60％，给企业带来的巨大的经济效益，并赢得了客户良好的口碑，赢得了市场，轮胎的使用寿延长，生产成本的降低和自然资源损耗的减少。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
橡胶组合物配比及性能参数见下表1，
表1
实施例1 对比例1
橡胶组合物组分 重量份 重量份
SMR20天然橡胶 100.00 100.00
N115炭黑 0 38.50
N234炭黑 46.00 0
白炭黑 10.00 15.00
ZnO 3.50 3.50
硬脂酸 2.00 2.00
硅-69 1.80 3.00
ZNZB 746 2.00 0
TYC0510塑解剂 1.50 0
炭黑分散剂40MSF 2.00 0
4020橡胶防老剂 2.00 2.00
RD橡胶防老剂 1.00 1.50
微晶蜡 1.50 1.00
AKT-73硫化剂 0 1.00
橡胶增塑剂A 0 2.00
SJ-103塑解剂 0.15 0.20
硫磺 1.00 1.00
CZ橡胶促进剂 1.60 1.50
CTP防焦剂 0.27 0.30
炭黑分散度 10级 7级
扯断强度MPa ≥22 ≥17
扯断伸长率℅ ≥450 ≥500
表1中所述“炭黑分散度”使用高铁检测仪器有限公司生产的炭黑分析仪检测。
检测方法参考ISO11345国际标准，具体为：将终炼所得橡胶试样于硫化机中硫化成硬度块，将硬度块裁成薄片，放在炭黑分散仪中检测，由仪器检测计算出炭黑在整个被检测橡胶薄片中的分散等级，分散等级为1-10级，分散越均匀，分散等级数越高。
上表中，如一段密炼施工表所述“投料1+10”中“投料”表明操作；数字表明施工表中各个工序中序号所对应的橡胶组合物组分，即“投料1+10”投入原料SMR20天然橡胶和SJ-103塑解剂。
上表中，如一段密炼施工表所述所述“保持30/--/--/45”指压砣时间30秒/温度无/能量无/转速45转/分；其他如排料、清砣的操作条件与上述意义相同。
本发明涉及一种轮胎胎面橡胶组合物及其制备方法，特别涉及一种用于耐刺扎载重全钢丝子午线轮胎胎面的组合物，属于轮胎制造领域。一种轮胎胎面橡胶组合物所述组合物包括N234炭黑、锌皂盐和天然橡胶，其中，N234炭黑:锌皂盐:天然橡胶的质量比为40～60:1～5:100。本发明提供轮胎胎面组合物中炭黑分散度值由原来的7级可提高到10级。同时，胶料的强度和撕裂度比原先有较大提高。

Claims (2)

1.一种轮胎胎面橡胶组合物，其特征在于：所述组合物，按重量份，由下述组分组成：
天然橡胶：100，N234炭黑：40～60，锌皂盐ZNZB 746：1～5，白炭黑8～10，氧化锌：3～4，硬脂酸：1～3，硅烷偶联剂：1.5～2，硫化剂：1～5，其他助剂：5～12。
所述其他助剂选自塑解剂、炭黑分散剂、橡胶防老剂、微晶蜡、橡胶增塑剂、橡胶促进剂、防焦剂中的至少一种。
2.权利要求1所述轮胎胎面橡胶组合物的制备方法，其特征在于：为三段混炼，一段混炼加入天然橡胶、部分N234炭黑、白炭黑和橡胶防老剂、硅烷偶联剂、塑解剂、微晶蜡、锌皂盐ZNZB746，混炼时间为80～100秒；二段混炼加入一段胶和余量N234炭黑、氧化锌、硬脂酸；三段混炼加入二段胶和硫化剂、橡胶促进剂、防焦剂。
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