CN103980561A - 全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶 - Google Patents

全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶，按重量份计由下述组分构成：天然橡胶：100份；白炭黑：10～25份；补强炭黑：20～50份；软化剂：6～15份；间苯二酚：2～4份；氧化锌：6～15份；硬脂酸：1～3份；防老体系：2～7份；硫化体系：1.3～3.5份；促进剂：0.8～1.5份；防焦剂：0.1～0.5份。采用上述配方制得的胎侧填充胶生热低，在具有优良的耐屈挠性能、适中的硬度及定伸应力的同时，可获得在门尼粘度值、胎体粘合性之间的优良平衡。

Description

全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶
技术领域
本发明涉及用于全钢子午巨型工程胎胎侧的胎侧填充胶，属于轮胎制造技术领域。
背景技术
全钢子午巨型工程胎使用于巨型载重自卸车或装载机，其载重量大，轮胎屈挠负荷大，胎侧变形较大。
现有技术中，全钢子午巨型工程胎主要采用复合胎侧，这种复合胎侧包括胎侧胶、胎侧填充胶以及子口耐磨胶。其中，胎侧胶使用于易变形区域，要求耐屈挠性好，硬度小，扯断伸长大，定伸应力低。子口耐磨胶直接接触轮辋，要求硬度大，定伸应力大，耐磨性好。因此，对于处在两者之间的胎侧填充胶，要求能够起到良好的缓冲及过渡作用，同时要吸收胎体和子口加强层反包端点的应力，这就要求胎侧填充胶要有适当的硬度，适中的定伸应力和良好的耐疲劳性能。公开号为CN102492186A的发明专利公开了一种全钢子午胎复合胎侧填充胶配方胶料，它由多种原料配制而成，配方中原料包括SMR20#天然橡胶、顺丁橡胶BR9000、炭黑N326、间接法氧化锌、硬脂酸、增粘树脂SP1068、防老剂4020、防老剂RD、芳烃油、促进剂DZ、不溶性硫黄IS-7020、防焦剂CTP。但该配方300％定伸应力低，拉伸强度小，粘性差，不适宜用于全钢子午巨型工程轮胎。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种耐屈挠性能好、硬度及定伸应力适中的全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶。将按本申请配方制得的胎侧填充胶复合于胎侧胶与子口耐磨胶之间时，具有良好的缓冲及过渡作用，同时能够吸收胎体和子口加强层反包端点的应力。
本发明所述的全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶，按重量份计由下述组分构成：
天然橡胶：100份；
白炭黑：10～25份；
补强炭黑：20～50份；
软化剂：6～15份；
间苯二酚：2～4份；
氧化锌：6～15份；
硬脂酸：1～3份；
防老体系：2～7份；
硫化体系：1.3～3.5份；
促进剂：0.8～1.5份；
防焦剂：0.1～0.5份。
上技术方案中：
所述的天然橡胶可以是2#烟片胶或3#烟片胶，或者是它们的混合物；当所用的天然橡胶为2#烟片胶和3#烟片胶的混合物时，它们之间的配比可为任意配比。
所述白炭黑为沉淀法白炭黑，即水合二氧化硅，BET比表面积≥145m3/g，优选为155～170m3/g。
所述的补强炭黑为N375补强炭黑和N770半补强炭黑的组合，它们之间的配比可以为任意配比，优选地，N375补强炭黑的用量范围控制在10～35重量份，N770半补强炭黑的用量范围控制在10～30重量份，且两者的总共用量控制在20～50份。
所述的软化剂为现有技术中的常规选择，优选采用68#机械油、芳烃油或石蜡油。
所述的防老体系为丙酮与二苯胺高温缩合物(防老剂BLE)和2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体(防老剂RD)的并用体系。在这样的并用体系中，优选丙酮与二苯胺高温缩合物用量为1～4重量份，2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体的用量为1～3重量份。上述防老体系中，可以用N-(1，3二甲基丁基)-N/-苯基对苯二胺(防老剂4020)替代防老剂BLE，可以用防老剂FR(高含量TMQ，是2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉的聚合体(二、三、四聚体含量在75％以上)替代防老剂RD。
所述的硫化体系为二硫化二吗啡啉(硫化剂DTDM)和普通硫磺的并用体系。在这样的并用体系中，优选二硫化二吗啡啉的用量为0.5～1.5重量份，普通硫磺的用量为0.8～2.0重量份，所述的普通硫磺优选为普通硫磺S、不溶性硫磺IS-60。
所述的促进剂为N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(促进剂CBS)或N-叔丁基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(促进剂TBBS)。
所述的防焦剂通常为N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺(防焦剂CTP)。
上述各组分较为优选的重量配比为：
天然胶：100份；
白炭黑：10～15份；
补强炭黑：30～37份；
软化剂：8～12份；
间苯二酚：2～4份；
氧化锌：8～10份；
硬脂酸：1～3份；
防老体系：2～6份；
硫化体系：1.7～2.5份；
促进剂：0.8～1.2份；
防焦剂：0.1～0.3份。
上述优选的技术方案中，所述的防老体系中，丙酮与二苯胺高温缩合物用量优选为1～3重量份，2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体的用量优选为1～3重量份；所述的硫化体系中，二硫化二吗啡啉的用量优选为0.5～1.0重量份，普通硫磺的用量优选为1.2～1.5重量份。
本发明所述的全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶可采用现有技术中常规的两段式混炼进行。优选地，按以下方法进行：
1)按重量配比称取各组分，备用；
2)将称取的天然橡胶、白炭黑、补强炭黑、软化剂、间苯二酚、氧化锌、硬脂酸、防老剂投入橡胶密炼机进行第一次混炼，得到混炼胶A；
3)将称取硫化剂、促进剂和防焦剂与混炼胶A混合，在密炼机中进行第二次混炼，得到全钢子午巨型工程轮胎胎侧填充胶。
上述步骤2)中，第一次混炼的温度为150～160℃，转速为45～55r/min，混炼时间为3～4min；步骤3)中，第二次混炼的温度为80～100℃，转速为15～25r/min，混炼时间为3～5min。
与现有技术相比，本发明采用N375补强炭黑和N770半补强炭黑，提高胶料的硬度及定伸应力，并使胶料获得低生热、高填充量的特点；采用间苯二酚和白炭黑并用的间-甲粘合体系，以大大提高胎侧胶料与胎体间的粘合强度；防老剂采用防老剂BLE和防老剂RD的并用体系，以阻止自然及热氧条件对橡胶的降解老化，延长胶料的使用寿命；硫化体系采用硫化剂DTDM与普通硫磺并用的半有效硫化体系，达到提高胶料硫化活性、同时降低胎侧胶胶料动态生热，延迟老化，延长胶料使用寿命的目的。采用上述配方制得的胎侧填充胶生热低，在具有优良的耐屈挠性能、适中的硬度及定伸应力的同时，可获得在门尼粘度值、胎体粘合性之间的优良平衡。制得的胶料经测试，其性能如表1所示。
表1：
性能参数 单位 性能范围
300％定伸强力 MPa 11～13
硬度(邵尔A) 度 58～62
拉伸强度 MPa 18～25
扯断伸长率 ％ 550～800
钢丝帘线抽出 N/根 1000～2500
屈挠次数 次 ≥22000
135℃T90 min 5～8
100℃×24h老化后性能
硬度(邵尔A) 度 64～72
拉伸强度 MPa 10～15
扯断伸长率 ％ 550～700
屈挠次数 次 ≥18000
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
按以下表2中指定的各组分进行炼胶，具体的方法包括以下步骤：
1)按重量配比称取各组分，备用；
2)将称取的天然橡胶、白炭黑、补强炭黑、软化剂、间苯二酚、氧化锌、硬脂酸、防老剂(防老剂BLE和防老剂RD)投入橡胶密炼机，在160℃条件下以50r/min的转速混炼3～4min，得到混炼胶A；
3)将称取硫化剂(硫化剂DTDM和普通硫磺S)、促进剂和防焦剂投入橡胶密炼机与混炼胶A混合，在80℃条件下以20r/min的转速混炼3～5min，得到全钢子午巨型工程轮胎胎侧填充胶。
对所得的胶料进行性能测试，在表2中列出了测试结果。
实施例2：
按以下表2中指定的各组分进行炼胶，胶料的制备方法同实施例1。
对所得的胶料进行性能测试，在表2中列出了测试结果。
实施例3：
按以下表2中指定的各组分进行炼胶，胶料的制备方法同实施例1。
对所得的胶料进行性能测试，在表2中列出了测试结果。
实施例4：
按以下表2中指定的各组分进行炼胶，胶料的制备方法同实施例1。
对所得的胶料进行性能测试，在表2中列出了测试结果。
实施例5：
按以下表2中指定的各组分进行炼胶，胶料的制备方法同实施例1。
对所得的胶料进行性能测试，在表2中列出了测试结果。
表2：(表中各原材料的用量均为重量份)

Claims (10)

1.全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶，按重量份计由下述组分构成：
天然橡胶：100份；
白炭黑：10～25份；
补强炭黑：20～50份；
软化剂：6～15份；
间苯二酚：2～4份；
氧化锌：6～15份；
硬脂酸：1～3份；
防老体系：2～7份；
硫化体系：1.3～3.5份；
促进剂：0.8～1.5份；
防焦剂：0.1～0.5份。
2.根据权利要求1所述的全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶，其特征在于：所述的天然橡胶可为2#烟片胶和/或3#烟片胶。
3.根据权利要求1所述的全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶，其特征在于：所述的补强炭黑为N375补强炭黑和N770半补强炭黑的组合。
4.根据权利要求1所述的全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶，其特征在于：所述的防老体系为丙酮与二苯胺高温缩合物和2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体的并用体系；或者是N-(1，3二甲基丁基)-N/-苯基对苯二胺和防老剂FR的并用体系。
5.根据权利要求4所述的全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶，其特征在于：所述丙酮与二苯胺高温缩合物用量为1～4重量份，2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体的用量为1～3重量份。
6.根据权利要求1所述的全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶，其特征在于：所述的硫化体系为二硫化二吗啡啉和普通硫磺的并用体系。
7.根据权利要求6所述的全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶，其特征在于：所述二硫化二吗啡啉的用量为0.5～1.5重量份，普通硫磺的用量为0.8～2.0重量份。
8.根据权利要求1所述的全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶，其特征在于：所述的促进剂为N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺或N-叔丁基-2-苯骈噻唑次磺酰胺。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶，其特征在于：各组分的重量份为：
天然胶：100份；
白炭黑：10～15份；
补强炭黑：30～37份；
软化剂：8～12份；
间苯二酚：2～4份；
氧化锌：8～10份；
硬脂酸：1～3份；
防老体系：2～6份；
硫化体系：1.7～2.5份；
促进剂：0.8～1.2份；
防焦剂：0.1～0.3份。
10.根据权利要求9所述的全钢子午巨型工程胎胎侧填充胶，其特征在于：所述的防老体系中，丙酮与二苯胺高温缩合物用量为1～3重量份，2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体的用量为1～3重量份；所述的硫化体系中，二硫化二吗啡啉的用量为0.5～1.0重量份，普通硫磺的用量为1.2～1.5重量份。
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