CN104031298A - 一种轮胎用阻燃橡胶及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轮胎用阻燃橡胶，由如下重量份的原料组成：烟片胶22~35重量份；丁苯橡胶15~18重量份；聚丁二烯橡胶50~60重量份；硬脂酸2~4重量份；氧化锌3~6重量份；芳烃油3~6重量份；炭黑30~35重量份；白炭黑10-15重量份；偶联剂SI693.5~7.5重量份；聚乙二醇PEG1~3重量份；防老剂AW1~1.5重量份；硫酸钙1~2重量份；微晶蜡1.5~2.5重量份；硫磺1.5~2.5重量份。本发明的胶料具有较好的拉伸强度、优异的抗屈挠性能、及阻燃性能，使本发明的阻燃轮胎具有高效、耐久、节能等优点。

Description

一种轮胎用阻燃橡胶及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及汽车轮胎，尤其涉及一种轮胎用阻燃橡胶，属于化工领域。
背景技术
汽车工业的发展与节能环保的需求，使轮胎性能的要求越来越高。耐磨性能、滚动阻力和抗湿滑性能，低生热等都是轮胎胎面胶与使用性能相关的重要参数。
近年来，随着国内外基础建设的发展，对轮胎的需求量越来越大，对轮胎的要求也越来越高。当轮胎用于载重车辆、工程机械车辆、轻便卡车、公交车、拖拉机时，轮胎的使用条件恶劣，路况差，运输距离远且速度快，连续工作时间长，因此要求轮胎必须具有低滚动阻力、低耗用、较好的制动性与自洁性、超强的承载能力与较长的使用寿命及高耐磨性能。
传统的轮胎生产工艺已经满足不了上述高性能轮胎的制造要求，需要在轮胎原料配方，以及生产工艺上进行改进，获得承载力强、散热性能好，适合远距离长时间运输的轮胎。
发明内容
本发明提供了一种拉伸强度好，硬度高，抗屈挠性能优异，且阻燃的轮胎橡胶。
本发明的技术方案如下：一种轮胎用阻燃橡胶，由以下重量份的原料组成：
烟片胶 22 ~35重量份；
丁苯橡胶 15~18重量份；
聚丁二烯橡胶 50~60重量份；
硬脂酸 2~4 重量份；
氧化锌 3~6重量份；
芳烃油 3~6重量份；
炭黑 30~35重量份；
白炭黑 10-15重量份
偶联剂SI69 3.5~7.5重量份
聚乙二醇PEG 1~3重量份
防老剂AW 1~1.5重量份；
硫酸钙 1~2重量份；
微晶蜡 1.5~2.5重量份；
硫磺 1.5~2.5重量份。
本发明还公开了前述轮胎用阻燃橡胶的制备方法，包括以下步骤：
1） 生胶塑炼：设置密炼机转速为60-90rpm，按原料组成向密炼机的混炼室中加入烟片胶、丁苯橡胶，聚丁二烯橡胶进行生胶塑炼，塑炼时间为60-120s，塑炼温度为55-65℃；
2） 一段母胶混炼：继续向前一步骤的混炼室中加入氧化锌、硬脂酸，以及总炭黑质量2/5的炭黑首次混炼30-90，然后加入总炭黑质量2/5的炭黑再次混炼30-60s，混炼温度为40-55℃，混炼结束后140-155℃下排胶获得一段母胶；
3） 二段母胶混炼：将一段母胶冷却至室温，设置密炼机转速为60-80rpm，向密炼机的混炼室中加入所述一段母胶、剩余的炭黑，硫酸钙、防老剂AW、白炭黑、微晶蜡、芳烃油、聚乙二醇PEG、偶联剂SI69，混炼机混炼40-90s，混炼温度为30-40℃，130-145℃下排胶获得二段母胶；
4） 终炼胶混炼：将二段母胶冷却至室温后，设置混炼机前辊转速20-30rpm，后辊转速15-20rpm，向密炼机的混炼室中加入所述二段母胶与硫磺于混炼室中混炼140-180s后于105-120℃下排胶获得终产品。
在上述制备方法技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，步骤1）生胶塑炼步骤，设置密炼机转速为70-80rpm，塑炼时间为80-120s，塑炼温度为55℃。
进一步，步骤2）一段母胶混炼步骤，首次混炼时间为30-80s，再次混炼时间为30-50s，混炼温度为45℃，排胶温度为145℃。
进一步，步骤3）二段母胶混炼步骤，设置密炼机转速为70-80rpm，混炼时间为45-60s，混炼温度为30℃，排胶温度为135℃。
进一步，步骤4）终炼胶混炼步骤，设置混炼机前辊转速25-30rpm，后辊转速15-18rpm，混炼时间为150-170s，排胶温度为110℃。
本发明第三方面公开了前述轮胎用阻燃橡胶，及其制备方法在阻燃轮胎制备中的应用。
本发明的有益效果是：本发明的阻燃橡胶采用的是烟片胶、丁苯橡胶，聚丁二烯橡胶并用的配方，天然橡胶的综合性能好、生热低、拉伸强度大、弹性好；聚丁二烯橡胶可以极大地提高轮胎的质量和性能；本发明通过轮胎橡胶组分的选择以及各组分含量的设计，使该胶料制成的轮胎具有较好的拉伸强度、阻燃性能，优异的抗屈挠性能、抗湿滑性能，使本发明的斜交轮胎具有阻燃、耐久、节能等优点。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
1.原料组成：
烟片胶 22重量份；丁苯橡胶 15重量份；聚丁二烯橡胶 60重量份；硬脂酸 2重量份；氧化锌 3重量份；芳烃油 6重量份；炭黑30重量份；白炭黑10重量份；偶联剂SI69 7.5重量份；聚乙二醇PEG 1重量份；防老剂AW 1重量份；硫酸钙2重量份；微晶蜡1.5重量份；硫磺1.5重量份。
2.胎面胶制备
1）生胶塑炼：设置密炼机转速为60 rpm，按原料组成向密炼机的混炼室中加入烟片胶、丁苯橡胶，聚丁二烯橡胶进行生胶塑炼，塑炼时间为60 s，塑炼温度为 65℃；
2）一段母胶混炼：继续向前一步骤的混炼室中加入氧化锌、硬脂酸，以及总炭黑质量2/5的炭黑首次混炼30 s，然后加入总炭黑质量2/5的炭黑再次混炼30 s，混炼温度为40-55℃，混炼结束后 155℃下排胶获得一段母胶；
3）二段母胶混炼：将一段母胶冷却至室温，设置密炼机转速为60 rpm，向密炼机的混炼室中加入所述一段母胶、剩余的炭黑，硫酸钙、防老剂AW、白炭黑、微晶蜡、芳烃油、聚乙二醇PEG、偶联剂SI69，混炼机混炼40 s，混炼温度为 40℃， 145℃下排胶获得二段母胶；
4）终炼胶混炼：将二段母胶冷却至室温后，设置混炼机前辊转速20 rpm，后辊转速15 rpm，向密炼机的混炼室中加入所述二段母胶与硫磺于混炼室中混炼 180s后于 120℃下排胶获得终产品。
实施例2
1.原料组成：
烟片胶35重量份；丁苯橡胶18重量份；聚丁二烯橡胶 50重量份；硬脂酸4 重量份；氧化锌 6重量份；芳烃油 3重量份；炭黑35重量份；白炭黑15重量份；偶联剂SI69 3.5重量份；聚乙二醇PEG3重量份；防老剂AW 1.5重量份；硫酸钙 1重量份；微晶蜡2.5重量份；硫磺2.5重量份。
2.胎面胶制备
1）生胶塑炼：设置密炼机转速为 90rpm，按原料组成向密炼机的混炼室中加入烟片胶、丁苯橡胶，聚丁二烯橡胶进行生胶塑炼，塑炼时间为 120s，塑炼温度为55 ℃；
2）一段母胶混炼：继续向前一步骤的混炼室中加入氧化锌、硬脂酸，以及总炭黑质量2/5的炭黑首次混炼 90s，然后加入总炭黑质量2/5的炭黑再次混炼 60s，混炼温度为40℃，混炼结束后140℃下排胶获得一段母胶；
3）二段母胶混炼：将一段母胶冷却至室温，设置密炼机转速为 80rpm，向密炼机的混炼室中加入所述一段母胶、剩余的炭黑，硫酸钙、防老剂AW、白炭黑、微晶蜡、芳烃油、聚乙二醇PEG、偶联剂SI69，混炼机混炼 90s，混炼温度为30℃，130℃下排胶获得二段母胶；
4）终炼胶混炼：将二段母胶冷却至室温后，设置混炼机前辊转速 30rpm，后辊转速 20rpm，向密炼机的混炼室中加入所述二段母胶与硫磺于混炼室中混炼140s后于105℃下排胶获得终产品。
实施例3
对实施例1制备的橡胶的力学性能进行测试，产品的力学性能测试按ATSM规定方法进行，结果见下表1。
表1 力学性能测试结果及比较
项目 实施例1 实施例2
硬度（邵氏A） 61 59
撕裂强度KN/m 32.4 33
拉伸强度MPa 6.4 6.9
扯断伸长率% 673 720
回弹性% 37.4 35.9
300%定伸应力MPa 12.9 15
压缩疲劳生热℃/25min 15 14
30万次屈挠裂口 无 无
上述结果表明，上述实施例的轮胎橡胶硬度、拉伸强度、扯断伸长率等性能较佳，轮胎使用寿命较长，生热低，符合高性能子午线轮胎的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轮胎用阻燃橡胶，其特征在于，由以下重量份的原料组成：
烟片胶 22 ~35重量份；
丁苯橡胶 15~18重量份；
聚丁二烯橡胶 50~60重量份；
硬脂酸 2~4 重量份；
氧化锌 3~6重量份；
芳烃油 3~6重量份；
炭黑 30~35重量份；
白炭黑 10-15重量份；
偶联剂SI69 3.5~7.5重量份；
聚乙二醇PEG 1~3重量份；
防老剂AW 1~1.5重量份；
硫酸钙 1~2重量份；
微晶蜡 1.5~2.5重量份；
硫磺 1.5~2.5重量份。
2.权利要求1所述轮胎用阻燃橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）生胶塑炼：设置密炼机转速为60-90rpm，按原料组成向密炼机的混炼室中加入烟片胶、丁苯橡胶，聚丁二烯橡胶进行生胶塑炼，塑炼时间为60-120s，塑炼温度为55-65℃；
2）一段母胶混炼：继续向前一步骤的混炼室中加入氧化锌、硬脂酸，以及总炭黑质量2/5的炭黑首次混炼30-90，然后加入总炭黑质量2/5的炭黑再次混炼30-60s，混炼温度为40-55℃，混炼结束后140-155℃下排胶获得一段母胶；
3）二段母胶混炼：将一段母胶冷却至室温，设置密炼机转速为60-80rpm，向密炼机的混炼室中加入所述一段母胶、剩余的炭黑，硫酸钙、防老剂AW、白炭黑、微晶蜡、芳烃油、聚乙二醇PEG、偶联剂SI69，混炼机混炼40-90s，混炼温度为30-40℃，130-145℃下排胶获得二段母胶；
4）终炼胶混炼：将二段母胶冷却至室温后，设置混炼机前辊转速20-30rpm，后辊转速15-20rpm，向密炼机的混炼室中加入所述二段母胶与硫磺于混炼室中混炼140-180s后于105-120℃下排胶获得终产品。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1）生胶塑炼步骤，设置密炼机转速为70-80rpm，塑炼时间为80-120s，塑炼温度为55℃。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2）一段母胶混炼步骤，首次混炼时间为30-80s，再次混炼时间为30-50s，混炼温度为45℃，排胶温度为145℃。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3）二段母胶混炼步骤，设置密炼机转速为70-80rpm，混炼时间为45-60s，混炼温度为30℃，排胶温度为135℃。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤4）终炼胶混炼步骤，设置混炼机前辊转速25-30rpm，后辊转速15-18rpm，混炼时间为150-170s，排胶温度为110℃。
7.权利要求1所述轮胎用阻燃橡胶，及权利要求2-6任一权利要求所述制备方法在阻燃轮胎制备中的应用。
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