CN104130462B - 一种汽车用橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车用橡胶组合物及其制备方法，其原料包括：天然胶、顺丁胶、丁苯胶、硫化剂DTDM、硫磺、促进剂NS、促进剂CZ、促进剂NOBS、促进剂D、促进剂莱茵克ZBOP/S、苯甲酸、邻苯二甲酸酐、高耐磨炭黑、改性白炭黑、氧化锌、硬脂酸、活化剂EBS、橡胶均匀剂、防护蜡OK5194、橡胶防护蜡LY‑01、芳烃油、防老剂4020、防老剂V‑3100、防老剂RD、防老剂800‑A、防老剂HS‑911、防老剂FR、增粘树脂E1102、蜡类物。本发明的汽车用橡胶组合物，其具有良好的耐磨性和耐热性，得到了综合性能好的汽车用橡胶组合物。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种汽车用橡胶组合物及其制备方法。
背景技术
轮胎是供给车辆、农业机械、工程机械行驶和飞机起落等用的圆环形弹性制品。它是车辆、农业机械、工程机械和飞机等的主要配件，能吸收因路面不平产生的震动和外来冲击力，使得乘坐舒适。轮胎是橡胶工业中的主要制品，其消耗的橡胶量占橡胶总用量的50％-60％，是一种不可缺少的战略物资。轮胎的胎面要直接和路面接触，因此，用于轮胎的橡胶耐磨性要好，滚动阻力和噪声要小，同时还要具备极好的耐热性和耐刺穿性能。现有市场上的轮胎耐磨性、耐热性能等普遍不佳。
发明内容
为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种汽车用橡胶组合物，其具有良好的耐磨性和耐热性，得到了综合性能好的汽车用橡胶组合物。
本发明提出了一种汽车用橡胶组合物，其原料按重量份数包括：50-65份的天然胶、20-35份的顺丁胶、20-30份的丁苯胶、0.5-1.5份的硫化剂DTDM、1.2-2份的硫磺、0.5-1.2份的促进剂NS、0.1-0.5份的促进剂CZ、0.2-0.6份的促进剂NOBS、0.1-0.5份的促进剂D、0.2-1.2份的促进剂莱茵克ZBOP/S、0.1-0.5份的苯甲酸、0.3-0.8份的邻苯二甲酸酐、45-60份的高耐磨炭黑、15-25份的改性白炭黑、2-6份的氧化锌、1.5-2.5份的硬脂酸、0.5-1.5份的活化剂EBS、0.2-0.8份的橡胶均匀剂、1-2份的防护蜡OK5194、2-5份的橡胶防护蜡LY-01、15-25份的芳烃油、3-5份的防老剂4020、1-2份的防老剂V-3100、2-4份的防老剂RD、1-2份的防老剂800-A、0.5-1.8份的防老剂HS-911、1-1.5份的防老剂FR、2-3.5份的增粘树脂E1102、1.5-2.5份的蜡类物。
优选地，其原料按重量份数包括：51-59份的天然胶、22-30份的顺丁胶、25-29份的丁苯胶、0.8-1.0份的硫化剂DTDM、1.3-1.6份的硫磺、0.8-1.0份的促进剂NS、0.2-0.35份的促进剂CZ、0.22-0.45份的促进剂NOBS、0.3-0.42份的促进剂D、0.26-1.15份的促进剂莱茵克ZBOP/S、0.19-0.45份的苯甲酸、0.45-0.7份的邻苯二甲酸酐、52-58份的高耐磨炭黑、20-24份的改性白炭黑、2.5-5.5份的氧化锌、2.0-2.4份的硬脂酸、0.8-1.2份的活化剂EBS、0.4-0.6份的橡胶均匀剂、1.2-1.8份的防护蜡OK5194、2.8-4.2份的橡胶防护蜡LY-01、19-23份的芳烃油、3.5-4.5份的防老剂4020、1.1-1.8份的防老剂V-3100、2.3-3.4份的防老剂RD、1.1-1.9份的防老剂800-A、0.9-1.4份的防老剂HS-911、1.2-1.45份的防老剂FR、2.5-3.0份的增粘树脂E1102、1.6-2.3份的蜡类物。
优选地，其原料按重量份数包括：52份的天然胶、25份的顺丁胶、26份的丁苯胶、0.85份的硫化剂DTDM、1.5份的硫磺、0.9份的促进剂NS、0.3份的促进剂CZ、0.3份的促进剂NOBS、0.4份的促进剂D、0.7份的促进剂莱茵克ZBOP/S、0.35份的苯甲酸、0.56份的邻苯二甲酸酐、54份的高耐磨炭黑、22份的改性白炭黑、3.6份的氧化锌、2.2份的硬脂酸、0.9份的活化剂EBS、0.5份的橡胶均匀剂、1.6份的防护蜡OK5194、3.4份的橡胶防护蜡LY-01、21份的芳烃油、4.1份的防老剂4020、1.3份的防老剂V-3100、3份的防老剂RD、1.7份的防老剂800-A、1.2份的防老剂HS-911、1.3份的防老剂FR、2.7份的增粘树脂E1102、2.0份的蜡类物。
优选地，所述改性白炭黑的表面改性方法为化学湿法改性，所述化学湿法改性为偶联剂表面改性、表面活性剂改性、高分子分散剂改性。
优选地，所述偶联剂表面改性的偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570、KH-151、KH-171、KH-602、KH-792、Si-42中的至少一种。
优选地，其特征在于，所述蜡类物为石蜡、石油蜡、地蜡、OM-1、OM-7中的至少一种。
优选地，一种汽车用橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份数比称取各原料；将开炼机温度升至30-35℃，辊距设为0.5-1.0mm，将天然胶、丁苯胶和顺丁胶同时加入到开炼机中，塑炼5-15min后经排胶、捣合、压片、下片、冷却到室温并停放3-5h得到塑炼胶；
S2、将密炼机升温至82-89℃，辊距调整为3-3.5mm，加入30-35％wt S1中所述的塑炼胶，混炼5-10min后同时加入S1中称取的高耐磨炭黑、改性白炭黑、苯甲酸、邻苯二甲酸酐、橡胶均匀剂、增粘树脂E1102、芳烃油、混炼3-5min后依次加入氧化锌、硬脂酸、活化剂EBS、防护蜡OK5194、橡胶防护蜡LY-01、蜡类物，混炼1-3min后依次加入防老剂4020、防老剂V-3100、防老剂RD、防老剂800-A、防老剂HS-911、防老剂FR，混炼3-5min后加入剩余的塑炼胶后依次加入硫化剂DTDM、硫磺、促进剂NS、促进剂CZ、促进剂NOBS、促进剂D、促进剂莱茵克ZBOP/S，混炼5-8min后打三角包，薄通6-10次后得到混炼胶；
S3、将S2中所述的混炼胶装入模具，在10-18MPa压力下，升温至130-145℃保温保压20-30min，开模后得到所述汽车用橡胶组合物。
优选地，在S3中将S2中所述的混炼胶装入模具，在12-16MPa压力下，升温至132-143℃保温保压22-27min，开模后得到所述汽车用橡胶组合物。
优选地，在S3中将S2中所述的混炼胶装入模具，在15MPa压力下，升温至138℃保温保压23min，开模后得到所述汽车用橡胶组合物。
具体实施方式
下面结合具体实实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
本发明所公开的汽车用橡胶组合物，各实施例中组分的重量份数如表1所示：
表1本发明所公开的汽车用橡胶组合物各实施例中组分的重量份数
实施例1
本发明所述的汽车用橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
S1、按表1中实施例1的重量份数比称取各原料；打开开炼机，将温度升至32℃，辊距设为0.6mm，将天然胶、丁苯胶和顺丁胶同时加入到开炼机中，塑炼14.7min后排胶、捣合、压片、下片、冷却到室温后停放3h得到塑炼胶；
S2、将密炼机升温至89℃，辊距调整为3mm，加入35％wt S1中所述的塑炼胶，混炼6min后同时加入S1中称取的高耐磨炭黑、改性白炭黑、苯甲酸、邻苯二甲酸酐、橡胶均匀剂、增粘树脂E1102、芳烃油、混炼3.2min后依次加入氧化锌、硬脂酸、活化剂EBS、防护蜡OK5194、橡胶防护蜡LY-01、蜡类物，混炼1.5min后依次加入防老剂4020、防老剂V-3100、防老剂RD、防老剂800-A、防老剂HS-911、防老剂FR，混炼3min后加入剩余的塑炼胶后依次加入硫化剂DTDM、硫磺、促进剂NS、促进剂CZ、促进剂NOBS、促进剂D、促进剂莱茵克ZBOP/S，混炼6min后打三角包，薄通6次后得到混炼胶；
S3、将S2中所述的混炼胶装入模具，在18MPa压力下，升温至145℃保温保压22min，开模后得到所述汽车用橡胶组合物。
实施例2
本发明所述的汽车用橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份数比称取各原料；打开开炼机，将温度升至35℃，辊距设为0.8mm，将天然胶、丁苯胶和顺丁胶同时加入到开炼机中，塑炼10min后排胶、捣合、压片、下片、冷却到室温后停放3.8h得到塑炼胶；
S2、将密炼机升温至82℃，辊距调整为3.3mm，加入32％wt S1中所述的塑炼胶，混炼8min后同时加入S1中称取的高耐磨炭黑、改性白炭黑、苯甲酸、邻苯二甲酸酐、橡胶均匀剂、增粘树脂E1102、芳烃油、混炼4.8min后依次加入氧化锌、硬脂酸、活化剂EBS、防护蜡OK5194、橡胶防护蜡LY-01、蜡类物，混炼2.8min后依次加入防老剂4020、防老剂V-3100、防老剂RD、防老剂800-A、防老剂HS-911、防老剂FR，混炼3.8min后加入剩余的塑炼胶后依次加入硫化剂DTDM、硫磺、促进剂NS、促进剂CZ、促进剂NOBS、促进剂D、促进剂莱茵克ZBOP/S，混炼5.2min后打三角包，薄通8次后得到混炼胶；
S3、将S2中所述的混炼胶装入模具，在11MPa压力下，升温至138℃保温保压29min，开模后得到所述汽车用橡胶组合物。
实施例3
本发明所述的汽车用橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
S1、按表1中实施例3的重量份数比称取各原料；打开开炼机，将温度升至30℃，辊距设为0.7mm，将天然胶、丁苯胶和顺丁胶同时加入到开炼机中，塑炼6min后排胶、捣合、压片、下片、冷却到室温后停放4.2h得到塑炼胶；
S2、将密炼机升温至85℃，辊距调整为3.5mm，加入30％wt S1中所述的塑炼胶，混炼5min后同时加入S1中称取的高耐磨炭黑、改性白炭黑、苯甲酸、邻苯二甲酸酐、橡胶均匀剂、增粘树脂E1102、芳烃油、混炼4.4min后依次加入氧化锌、硬脂酸、活化剂EBS、防护蜡OK5194、橡胶防护蜡LY-01、蜡类物，混炼1min后依次加入防老剂4020、防老剂V-3100、防老剂RD、防老剂800-A、防老剂HS-911、防老剂FR，混炼3min后加入剩余的塑炼胶后依次加入硫化剂DTDM、硫磺、促进剂NS、促进剂CZ、促进剂NOBS、促进剂D、促进剂莱茵克ZBOP/S，混炼8min后打三角包，薄通10次后得到混炼胶；
S3、将S2中所述的混炼胶装入模具，在15MPa压力下，升温至138℃保温保压23min，开模后得到所述汽车用橡胶组合物。
本发明中，在天然胶和丁苯胶的基础上增加了顺丁胶为生胶，维持天然胶好的综合性能和丁苯胶抗刺扎性的基础上，提高了生胶的耐磨性；在橡胶中加入橡胶均匀剂能够改善因生胶分子量、粘度、溶解度等不同造成的分散困难的问题，增加生胶的相容性；利用多种促进剂，加入了促进剂莱茵克ZBOP/S，在硫化中使生胶具有低返原趋势，使硫化胶具有高热稳定性以及在不同极性橡胶中具有高的溶解度；活化剂EBS具有粒径小、比表面积大、活性高、易分散的特点，加入了EBS配合氧化锌和硬脂酸作为活化剂能提高硫化速度；加入了改性白炭黑配合高耐磨炭黑作为补强剂，改性白炭黑改善了其表面的物理化学性质，表面产生了亲油性的硅甲基基团，降低了硅羟基的含量，提高了吸油值，增强了疏水性，改善了颗粒团聚现象，增强其与生胶的相容性，提高其在生胶中的分散性，提高了橡胶组合物的机械强度及综合性能；采用了多种防老剂，使用防老剂800-A，提高了防老剂的防护效果，同时防老剂800-A的价格低于防老剂4020，可降低配方成本；使用防老剂FR能从根本上解决生胶使用过程中的喷雾问题，在提高生胶防护性能的同时不影响半成品部件的粘性，得到了综合性能好的汽车用橡胶组合物。
Claims (8)
1.一种汽车用橡胶组合物，其特征在于，其原料按重量份数包括：50-65份的天然胶、20-35份的顺丁胶、20-30份的丁苯胶、0.5-1.5份的硫化剂DTDM、1.2-2份的硫磺、0.5-1.2份的促进剂NS、0.1-0.5份的促进剂CZ、0.2-0.6份的促进剂NOBS、0.1-0.5份的促进剂D、0.2-1.2份的促进剂莱茵克ZBOP/S、0.1-0.5份的苯甲酸、0.3-0.8份的邻苯二甲酸酐、45-60份的高耐磨炭黑、15-25份的改性白炭黑、2-6份的氧化锌、1.5-2.5份的硬脂酸、0.5-1.5份的活化剂EBS、0.2-0.8份的橡胶均匀剂、1-2份的防护蜡OK5194、2-5份的橡胶防护蜡LY-01、15-25份的芳烃油、3-5份的防老剂4020、1-2份的防老剂V-3100、2-4份的防老剂RD、1-2份的防老剂800-A、0.5-1.8份的防老剂HS-911、1-1.5份的防老剂FR、2-3.5份的增粘树脂E1102、1.5-2.5份的蜡类物；
汽车用橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份数比称取各原料；将开炼机温度升至30-35℃，辊距设为0.5-1.0mm，将天然胶、丁苯胶和顺丁胶同时加入到开炼机中，塑炼5-15min后经排胶、捣合、压片、下片、冷却到室温并停放3-5h得到塑炼胶；
S2、将密炼机升温至82-89℃，辊距调整为3-3.5mm，加入30-35％wt S1中所述的塑炼胶，混炼5-10min后同时加入S1中称取的高耐磨炭黑、改性白炭黑、苯甲酸、邻苯二甲酸酐、橡胶均匀剂、增粘树脂E1102、芳烃油、混炼3-5min后依次加入氧化锌、硬脂酸、活化剂EBS、防护蜡OK5194、橡胶防护蜡LY-01、蜡类物，混炼1-3min后依次加入防老剂4020、防老剂V-3100、防老剂RD、防老剂800-A、防老剂HS-911、防老剂FR，混炼3-5min后加入剩余的塑炼胶后依次加入硫化剂DTDM、硫磺、促进剂NS、促进剂CZ、促进剂NOBS、促进剂D、促进剂莱茵克ZBOP/S，混炼5-8min后打三角包，薄通6-10次后得到混炼胶；
S3、将S2中所述的混炼胶装入模具，在10-18MPa压力下，升温至130-145℃保温保压20-30min，开模后得到所述汽车用橡胶组合物。
2.根据权利要求1所述的汽车用橡胶组合物，其特征在于，其原料按重量份数包括：51-59份的天然胶、22-30份的顺丁胶、25-29份的丁苯胶、0.8-1.0份的硫化剂DTDM、1.3-1.6份的硫磺、0.8-1.0份的促进剂NS、0.2-0.35份的促进剂CZ、0.22-0.45份的促进剂NOBS、0.3-0.42份的促进剂D、0.26-1.15份的促进剂莱茵克ZBOP/S、0.19-0.45份的苯甲酸、0.45-0.7份的邻苯二甲酸酐、52-58份的高耐磨炭黑、20-24份的改性白炭黑、2.5-5.5份的氧化锌、2.0-2.4份的硬脂酸、0.8-1.2份的活化剂EBS、0.4-0.6份的橡胶均匀剂、1.2-1.8份的防护蜡OK5194、2.8-4.2份的橡胶防护蜡LY-01、19-23份的芳烃油、3.5-4.5份的防老剂4020、1.1-1.8份的防老剂V-3100、2.3-3.4份的防老剂RD、1.1-1.9份的防老剂800-A、0.9-1.4份的防老剂HS-911、1.2-1.45份的防老剂FR、2.5-3.0份的增粘树脂E1102、1.6-2.3份的蜡类物。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的汽车用橡胶组合物，其特征在于，其原料按重量份数包括：52份的天然胶、25份的顺丁胶、26份的丁苯胶、0.85份的硫化剂DTDM、1.5份的硫磺、0.9份的促进剂NS、0.3份的促进剂CZ、0.3份的促进剂NOBS、0.4份的促进剂D、0.7份的促进剂莱茵克ZBOP/S、0.35份的苯甲酸、0.56份的邻苯二甲酸酐、54份的高耐磨炭黑、22份的改性白炭黑、3.6份的氧化锌、2.2份的硬脂酸、0.9份的活化剂EBS、0.5份的橡胶均匀剂、1.6份的防护蜡OK5194、3.4份的橡胶防护蜡LY-01、21份的芳烃油、4.1份的防老剂4020、1.3份的防老剂V-3100、3份的防老剂RD、1.7份的防老剂800-A、1.2份的防老剂HS-911、1.3份的防老剂FR、2.7份的增粘树脂E1102、2.0份的蜡类物。
4.根据权利要求1所述的汽车用橡胶组合物，其特征在于，所述改性白炭黑的表面改性方法为化学湿法改性，所述化学湿法改性为偶联剂表面改性、表面活性剂改性、高分子分散剂改性。
5.根据权利要求4所述的汽车用橡胶组合物，其特征在于，所述偶联剂表面改性的偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570、KH-151、KH-171、KH-602、KH-792、Si-42中的至少一种。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的汽车用橡胶组合物，其特征在于，所述蜡类物为石蜡、石油蜡、地蜡、OM-1、OM-7中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的汽车用橡胶组合物，其特征在于，在S3中将S2中所述的混炼胶装入模具，在12-16MPa压力下，升温至132-143℃保温保压22-27min，开模后得到所述汽车用橡胶组合物。
8.根据权利要求7所述的汽车用橡胶组合物，其特征在于，在S3中将S2中所述的混炼胶装入模具，在15MPa压力下，升温至138℃保温保压23min，开模后得到所述汽车用橡胶组合物。
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