CN104059251A - 一种镶嵌式彩色轮胎胶料组合及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镶嵌式彩色轮胎胶料组合及其制备方法。包括黑色胶料组合和彩色胶料组合；并通过包括黑色胶料组合制备和彩色胶料组合制备、硫化、分层压出、冷喂料贴合方法制成彩色轮胎。本发明镶嵌式彩色轮胎胶料组合及其制备方法得到的胶料具有良好的低污染性能，自洁性极好，各颜色之间不会造成污染，胶料色彩无迁移性，同时又具备很好的使用性能，符合国标要求；胎肩部位使用彩色胶料，更加美观。本发明采用低污染性原材料，加上合理的组合成分设计，减少了在生产过程中产生迁移等异常现象，使产品更加的安全、经济。

Description

一种镶嵌式彩色轮胎胶料组合及其制备方法

技术领域

本发明属于轮胎加工制备技术领域，尤其属于轮胎原料加工制备技术领域，特别涉及一种镶嵌式彩色轮胎胶料组合及其制备方法。

背景技术

随着时代的发展，人们对生活的质量要求越来越高，技术进步使大部分人都实现了以车代步，将车作为交通工具。汽车给人们带来了方便，汽车上最重要的部分就是轮胎。作为一个合格的轮胎，不仅要有良好的使用性能，还应具有精美的外观。在轮胎上镶嵌带有不同颜色的胶料实现美观和提醒功能成为轮胎加工生产进一步的发展方向。两种不同的胶料镶嵌在一起不是简单的叠加，通常会出现要么两种胶料的融合性很差，很容易脱落，要么两种胶料可以融合在一起，但是，两种胶料的颜色又会互相迁移，导致变色。目前在轮胎行业，既满足轮胎的使用性能，又具有低污染的特性，还能在轮胎材料成本和加工成本取得更好的效果，无迁移性的轮胎胶料及其制备和应用方法一直是行业发展研究的方向。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种镶嵌式彩色轮胎胶料组合及其制备方法。本发明首先要解决的问题是提供制备彩色轮胎的彩色胶料和黑色胶料组合配方，该组合配方原料制备的轮胎满足轮胎的使用性能要求、符合国家标准，并且胶料之间无迁移性、胶料低毒性；本发明要解决的第二个问题是提供一种彩色轮胎胎面胶料组合的制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

镶嵌式彩色轮胎胶料组合，包括黑色胶料组合和彩色胶料组合，分别由下列重量份数的成分组成：

黑色胶料组合：天然橡胶：15-20份，顺丁橡胶：15-20份，乙丙橡胶：15-20份，炭黑：25-30份，补强剂：7-10份，506树脂：1-1.5份，环烷烃油：3-5份，氧化锌：2-3份，硬脂酸：1-2份，防老剂SP：0.5-1份，防老剂RD：0.5-1份，防护蜡：0.5-1份，分散剂:0.5-1份，促进剂NS：0.3-0.5份，促进剂IS7020：0.5-1份，促进剂M：0.03-0.06份；

彩色胶料组合：天然橡胶：50-55份，顺丁橡胶：15-25份，乙丙橡胶：25-30份，白炭黑：20-30份，轻钙：20-30份，钛白粉：20-30份，506树脂：1-3份，环烷烃油：5.5-6.5份，氧化锌：1.5-1.8份，硬脂酸：0.5-0.8份，防老剂RD/2246：0.5-0.8份，防老剂SP：0.5-0.8份，防护蜡：0.5-0.8份，色母胶：0.2-0.5份，促进剂CZ：0.2-0.5份，硫磺：0.3-0.8份，促进剂TMTM：0.03-0.08份，促进剂M：0.01-0.05份。

进一步所述黑色胶料组合由下列重量份数的成分组成：天然橡胶是1#标胶：18.3份，顺丁橡胶：15.5份，乙丙橡胶EPDM4045：15.5份，炭黑N330：29.5份，补强剂：7.3份，506树脂：1.4份，环烷烃油：4.2份，氧化锌：2.5份，硬脂酸：1.6份，防老剂SP：0.8份，防老剂RD：0.7份，防护蜡：0.9份，分散剂A78：0.8份，促进剂NS：0.5份，促进剂IS7020：1份，促进剂M：0.05份。

进一步所述彩色胶料组合由下列重量份数的成分组成：天然橡胶是1#标胶：52份，顺丁橡胶：20份，乙丙橡胶EPDM4045：28份，白炭黑：25份，轻钙：25份，钛白粉：25份，506树脂：2份，环烷烃油：6.0份，氧化锌：1.6份，硬脂酸：0.6份，防老剂RD/2246：0.6份，防老剂SP：0.6份，防护蜡：0.6份，色母胶：0.3份，促进剂CZ：0.3份，硫磺：0.5份，促进剂TMTM：0.05份，促进剂M：0.03份。

镶嵌式彩色轮胎胶料组合制备方法，包括以下步骤：

胶料制备时按上述各原料用量份数组合制备；

（1）将天然橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶在密炼机中塑炼400秒，制成塑炼胶片，排胶400秒，薄通之后准备称量备用；

（2）预制备黑色胶料：将步骤（1）获得的塑炼胶片在密炼机中塑炼120秒之后，加入炭黑及补强剂总量的四分之三，并投入氧化锌、硬脂酸、506树脂、防老剂SP、防老剂RD、防护蜡和分散剂，在密炼机中混炼120秒，间隔60秒之后，加入剩余的四分之一炭黑、补强剂和环烷烃油，在密炼机中混炼180秒，220秒之后排胶，排胶400秒后下片，其中，收胶的温度不得高于45℃；

预制备彩色胶料：将步骤（1）获得的塑炼胶片在密炼机中塑炼80秒之后，加入白炭黑及轻钙总量的四分之三，并投入氧化锌、硬脂酸、防老剂RD/2246、防老剂SP、防护蜡和色母胶，在密炼机中混炼80秒，间隔60秒之后，加入剩余的四分之一白炭黑、轻钙和环烷烃油，在密炼机中混炼140秒，260秒之后排胶，排胶400秒后下片，其中，排胶的温度不得高于45℃；

（3）将步骤（2）预制备的黑色胶料和彩色胶料分别加硫，将胶片分别加热到一定的温度之后，均匀地加入硫化剂在开炼机上翻炼打卷不少于3次或自动捣胶120秒，加硫温度低于105℃，收胶温度不得高于45℃，分别得到黑色胶料和彩色胶料；

（4）将步骤（3）制备的黑色胶料和彩色胶料用分层压出方法分别将黑色胶料制成胎冠胶料、彩色胶料制成胎侧胶料；

（5）采用冷喂料贴合方法将黑色胎冠胶料与彩色胎侧胶料贴合制成彩色轮胎结合料。

所述分层压出方法是指由两台或者三台挤出机通过一个复合压出机头压出一个整体胎面。这种复合机头装卸比较容易，由于采用液压系统控制，更换胎面口型板及更换胶料所用时间较短。

所述冷喂料贴合方法是指将切割的胶条送入复合挤出机中，通过预口型板把来自两个流道不同颜色的胶料汇合在一起，然后，经口型板挤压成需要的断面尺寸。自然冷却之后经收缩辊道定型，进入冷却水槽。各步骤的功能性都与制造黑色轮胎一样。

本发明胶料制备方法中胶料混炼操作时，必须一车一清，密炼机排下的未加硫胶在开炼机上翻炼均匀，开刀不少于4刀。

上述炭黑、填料、油料组成的重量份数误差是：±0.1份，生胶：±0.1份，各炼胶时间误差是：±10秒。

上述组合中环烷烃油为石油系软化剂，作为橡胶软化剂，适用于天然橡胶、合成橡胶，作为加工油、软化油和填充油，其污染性比芳烃油小。为低污染原料。

上述组合中防老剂SP+防老剂RD+防护蜡为低毒低污染型防老剂，且达到理想的综合防护效果。防老剂SP为低污染高效防老剂，而防老剂RD+防护蜡又为低毒型防护体系。

上述组合中促进剂NS为次磺酰胺类促进剂，这种促进剂焦烧时间的长短和硫化速度的快慢取决于促进剂分子中胺的性质，胺的碱性越强，硫化速度越快。胺的空间阻碍越大，焦烧时间越长，而硫速下降。另外一种促进剂M为噻唑类促进剂，这种促进剂具有较好的硫化特性、无污染性。而这两种促进剂并用的硫化胶有着较高的拉伸强度以及良好的耐磨、耐热、耐老化性能，硫化平坦性也好。为了进一步提高硫化速度，达到全面的、较高的使用性能，将这两种促进剂合用，以收到取长补短或相互活化的效果，从而适应加工工艺及提高产品质量的需要。

上述组合中不溶性硫磺IS7020是一种将硫磺粉加热至沸腾，倾于冷水中急冷而得的透明、无定型链状结构的弹性硫磺。不溶性硫磺具有不溶于橡胶的特点，因此在胶料中不易产生早期硫化和喷硫现象，无损于胶料的黏性，从而可剔除涂浆工艺，节省汽油、清洁环境。在硫化温度下，不溶性硫磺转变为通常硫磺以发挥橡胶的硫化作用。

上述组合中506树脂为增粘剂，自身带有分散性能。由于它是脂肪性增粘剂，对橡胶的润滑效果很好，自洁性强，黏性很好，可以使彩色胶料与低污染型胶料粘得很牢固。

上述组合中促进剂CZ为次磺酰胺类促进剂，这种促进剂有非常好的硫化特性、硫化胶物理力学性能高，表现为拉伸强度。定伸应力高，弹性、耐磨性、耐老化性能好。促进剂TMTM为秋兰姆类促进剂，这种促进剂具有不污染、不变色的特点。促进剂M为噻唑类促进剂，这种促进剂同样具有良好的硫化特性、无污染性，适用于制造白色、浅色和透明制品。这三种促进剂均可并用，还会起到最佳的效果。

上述各原料均有市售，其名称可能有不同，但成分是相同的即可。

以上所述黑色胶料与彩色胶料结合的制备方法采用冷喂料贴合，即先使用分层压出两种不同配方的组合胶料，分别制成胎冠和胎侧胶料。再采用冷喂料复合压出工艺制备轮胎彩色胶料结合体，其流程为：割条、冷喂料、复合压出、输送并自然冷却、收缩辊道、预称量、扫描各部位尺寸、冷却、自动打印、定长、裁断、称量、检验和存放。其中，冷喂料复合压出机在胎面压出后，首先自然冷却，再经收缩辊道定型，进入冷却水槽冷却。

综上所述，本发明镶嵌式彩色轮胎胶料组合及其制备方法得到的胶料具有良好的低污染性能，自洁性极好，各颜色之间不会造成污染，胶料色彩无迁移性，同时又具备很好的使用性能，符合国标要求；胎肩部位使用彩色胶料，更加美观。本发明采用低污染性原材料，加上合理的组合成分设计，减少了在生产过程中产生迁移等异常现象，使产品更加的安全、经济。本发明彩色轮胎胎面胶料组合完全符合国家的法律法规，既满足轮胎的使用性能要求，又很美观，同时降低了轮胎材料成本和加工成本，是一种低毒、高性能、美观的新型轮胎材料。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。

实施例1

镶嵌式彩色轮胎胶料组合，包括黑色胶料组合和彩色胶料组合，分别由下列重量份数的成分组成：

黑色胶料组合：天然橡胶1#标胶：20份，顺丁橡胶：20份，乙丙橡胶EPDM4045：20份，炭黑N330：30份，补强剂：10份，506树脂：1.5份，环烷烃油：5份，氧化锌：3份，硬脂酸：2份，防老剂SP：1份，防老剂RD：1份，防护蜡：1份，分散剂：1份，促进剂NS：0.5份，促进剂IS7020：1份，促进剂M：0.06份；

彩色胶料组合：天然橡胶1#标胶：55份，顺丁橡胶：25份，乙丙橡胶EPDM4045：30份，白炭黑：30份，轻钙：30份，钛白粉：30份，506树脂：3份，环烷烃油：6.5份，氧化锌：1.8份，硬脂酸：0.8份，防老剂RD/2246：0.8份，防老剂SP：0.8份，防护蜡：0.8份，色母胶：0.5份，促进剂CZ：0.5份，硫磺：0.8份，促进剂TMTM：0.08份，促进剂M：0.05份。

上述胶料制备的轮胎面层无迁移现象，且与正常黑色轮胎的物理性能一样，无龟裂性。

实施例2

镶嵌式彩色轮胎胶料第二种组合，包括黑色胶料组合和彩色胶料组合，分别由下列重量份数的成分组成：

黑色胶料组合：天然橡胶1#标胶：18.3份，顺丁橡胶：15.5份，乙丙橡胶EPDM4045：15.5份，炭黑N330：29.5份，补强剂：7.3份，506树脂：1.4份，环烷烃油：4.2份，氧化锌：2.5份，硬脂酸：1.6份，防老剂SP：0.8份，防老剂RD：0.7份，防护蜡：0.9份，分散剂A78：0.8份，促进剂NS：0.5份，促进剂IS7020：1份，促进剂M：0.05份。

彩色胶料组合：天然橡胶1#标胶：52份，顺丁橡胶：20份，乙丙橡胶EPDM4045：28份，白炭黑：25份，轻钙：25份，钛白粉：25份，506树脂：2份，环烷烃油：6.0份，氧化锌：1.6份，硬脂酸：0.6份，防老剂RD/2246：0.6份，防老剂SP：0.6份，防护蜡：0.6份，色母胶：0.3份，促进剂CZ：0.3份，硫磺：0.5份，促进剂TMTM：0.05份，促进剂M：0.03份。

上述胶料制备的轮胎面层无迁移现象，且与正常黑色轮胎的物理性能一样，无龟裂性。

实施例3

镶嵌式彩色轮胎胶料第三种组合，包括黑色胶料组合和彩色胶料组合，分别由下列重量份数的成分组成：

黑色胶料组合：天然橡胶1#标胶：15份，顺丁橡胶：15份，乙丙橡胶EPDM4045：15份，炭黑N330：25份，补强剂：7份，506树脂：1份，环烷烃油：3份，氧化锌：2份，硬脂酸：1份，防老剂SP：0.5份，防老剂RD：0.5份，防护蜡：0.5份，分散剂:0.5份，促进剂NS：0.3份，促进剂IS7020：0.5份，促进剂M：0.03份；

彩色胶料组合：天然橡胶1#标胶：50份，顺丁橡胶：15份，乙丙橡胶EPDM4045：25份，白炭黑：20份，轻钙：20份，钛白粉：20份，506树脂：1份，环烷烃油：5.5份，氧化锌：1.5份，硬脂酸：0.5份，防老剂RD/2246：0.5份，防老剂SP：0.5份，防护蜡：0.5份，色母胶：0.2份，促进剂CZ：0.2份，硫磺：0.3份，促进剂TMTM：0.03份，促进剂M：0.01份。

上述胶料制备的轮胎面层无迁移现象，且与正常黑色轮胎的物理性能一样，无龟裂性。

实施例4

镶嵌式彩色轮胎胶料组合制备方法，包括以下步骤：

胶料制备时按实施例1、实施例2或实施例3各原料用量份数组合制备；

（1）将天然橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶在密炼机中塑炼400秒，制成塑炼胶片，排胶400秒，薄通之后准备称量备用；

（2）预制备黑色胶料：将步骤（1）获得的塑炼胶片在密炼机中塑炼120秒之后，加入炭黑及补强剂总量的四分之三，并投入氧化锌、硬脂酸、506树脂、防老剂SP、防老剂RD、防护蜡和分散剂，在密炼机中混炼120秒，间隔60秒之后，加入剩余的四分之一炭黑、补强剂和环烷烃油，在密炼机中混炼180秒，220秒之后排胶，排胶400秒后下片，其中，收胶的温度不得高于45℃；

预制备彩色胶料：将步骤（1）获得的塑炼胶片在密炼机中塑炼80秒之后，加入白炭黑及轻钙总量的四分之三，并投入氧化锌、硬脂酸、防老剂RD/2246、防老剂SP、防护蜡和色母胶，在密炼机中混炼80秒，间隔60秒之后，加入剩余的四分之一白炭黑、轻钙和环烷烃油，在密炼机中混炼140秒，260秒之后排胶，排胶400秒后下片，其中，排胶的温度不得高于45℃；

（3）将步骤（2）预制备的黑色胶料和彩色胶料分别加硫，将胶片分别加热到一定的温度之后，均匀地加入硫化剂在开炼机上翻炼打卷不少于3次或自动捣胶120秒，加硫温度低于105℃，收胶温度不得高于45℃，分别得到黑色胶料和彩色胶料；

（4）将步骤（3）制备的黑色胶料和彩色胶料用分层压出方法分别将黑色胶料制成胎冠胶料、彩色胶料制成胎侧胶料；

（5）采用冷喂料贴合方法将黑色胎冠胶料与彩色胎侧胶料贴合制成彩色轮胎结合料。

Claims (6)

1.一种镶嵌式彩色轮胎胶料组合，其特征是：包括黑色胶料组合和彩色胶料组合，分别由下列重量份数的成分组成：

黑色胶料组合：天然橡胶：15-20份，顺丁橡胶：15-20份，乙丙橡胶：15-20份，炭黑：25-30份，补强剂：7-10份，506树脂：1-1.5份，环烷烃油：3-5份，氧化锌：2-3份，硬脂酸：1-2份，防老剂SP：0.5-1份，防老剂RD：0.5-1份，防护蜡：0.5-1份，分散剂：0.5-1份，促进剂NS：0.3-0.5份，促进剂IS7020：0.5-1份，促进剂M：0.03-0.06份；

彩色胶料组合：天然橡胶：50-55份，顺丁橡胶：15-25份，乙丙橡胶：25-30份，白炭黑：20-30份，轻钙：20-30份，钛白粉：20-30份，506树脂：1-3份，环烷烃油：5.5-6.5份，氧化锌：1.5-1.8份，硬脂酸：0.5-0.8份，防老剂RD/2246：0.5-0.8份，防老剂SP：0.5-0.8份，防护蜡：0.5-0.8份，色母胶：0.2-0.5份，促进剂CZ：0.2-0.5份，硫磺：0.3-0.8份，促进剂TMTM：0.03-0.08份，促进剂M：0.01-0.05份。

2.根据权利要求1所述的镶嵌式彩色轮胎胶料组合，其特征是：所述黑色胶料组合由下列重量份数的成分组成：天然橡胶是1#标胶：18.3份，顺丁橡胶：15.5份，乙丙橡胶EPDM4045：15.5份，炭黑N330：29.5份，补强剂：7.3份，506树脂：1.4份，环烷烃油：4.2份，氧化锌：2.5份，硬脂酸：1.6份，防老剂SP：0.8份，防老剂RD：0.7份，防护蜡：0.9份，分散剂A78：0.8份，促进剂NS：0.5份，促进剂IS7020：1份，促进剂M：0.05份。

3.根据权利要求1所述的镶嵌式彩色轮胎胶料组合，其特征是：所述彩色 胶料组合由下列重量份数的成分组成：天然橡胶是1#标胶：52份，顺丁橡胶：20份，乙丙橡胶EPDM4045：28份，白炭黑：25份，轻钙：25份，钛白粉：25份，506树脂：2份，环烷烃油：6.0份，氧化锌：1.6份，硬脂酸：0.6份，防老剂RD/2246：0.6份，防老剂SP：0.6份，防护蜡：0.6份，色母胶：0.3份，促进剂CZ：0.3份，硫磺：0.5份，促进剂TMTM：0.05份，促进剂M：0.03份。

4.一种镶嵌式彩色轮胎胶料组合制备方法，其特征是包括以下步骤：

（1）将天然橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶在密炼机中塑炼400秒，制成塑炼胶片，排胶400秒，薄通之后准备称量备用；

（2）预制备黑色胶料：将步骤（1）获得的塑炼胶片在密炼机中塑炼120秒之后，加入炭黑及补强剂总量的四分之三，并投入氧化锌、硬脂酸、506树脂、防老剂SP、防老剂RD、防护蜡和分散剂，在密炼机中混炼120秒，间隔60秒之后，加入剩余的四分之一炭黑、补强剂和环烷烃油，在密炼机中混炼180秒，220秒之后排胶，排胶400秒后下片，其中，收胶的温度不得高于45℃；

预制备彩色胶料：将步骤（1）获得的塑炼胶片在密炼机中塑炼80秒之后，加入白炭黑及轻钙总量的四分之三，并投入氧化锌、硬脂酸、防老剂RD/2246、防老剂SP、防护蜡和色母胶，在密炼机中混炼80秒，间隔60秒之后，加入剩余的四分之一白炭黑、轻钙和环烷烃油，在密炼机中混炼140秒，260秒之后排胶，排胶400秒后下片，其中，排胶的温度不得高于45℃；

（3）将步骤（2）预制备的黑色胶料和彩色胶料分别加硫，将胶片分别加热到一定的温度之后，均匀地加入硫化剂在开炼机上翻炼打卷不少于3次或自动捣胶120秒，加硫温度低于105℃，收胶温度不得高于45℃，分别得到黑色胶料和彩色胶料；

（4）将步骤（3）制备的黑色胶料和彩色胶料用分层压出方法分别将黑色胶料制成胎冠胶料、彩色胶料制成胎侧胶料；

（5）采用冷喂料贴合方法将黑色胎冠胶料与彩色胎侧胶料贴合制成彩色轮胎结合料。

上述各步骤原料用量按权利要求1或2或3所述组分份数制备。

5.根据权利要求4所述的镶嵌式彩色轮胎胶料组合制备方法，其特征是：所述分层压出方法是指由两台或者三台挤出机通过一个复合压出机头压出一个整体胎面。

6.根据权利要求5所述的镶嵌式彩色轮胎胶料组合制备方法，其特征是：所述冷喂料贴合方法是指将切割的胶条送入复合挤出机中，通过预口型板把来自两个流道不同颜色的胶料汇合在一起，然后，经口型板挤压成需要的断面尺寸。