CN104140569B

CN104140569B - 一种高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎的轮胎内胆、轮胎外皮以及实心轮胎的制作方法

Info

Publication number: CN104140569B
Application number: CN201410188900.3A
Authority: CN
Inventors: 麻远平
Original assignee: Zhejiang Southeast Rubber Corp
Current assignee: Zhejiang Southeast Rubber Corp
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2034-05-07
Also published as: CN104140569A

Abstract

本发明公开了通过汽车轮胎下脚料作为主要原料生产，实现对再生资源回收综合利用，将大量的生产和销售后废弃的轮胎资源变废为宝；生产工艺简单，仅需对原有配方（加入芳纶短纤）做简单改进，生产设备及生产工艺不发生变化；该实心轮胎生产方便、成本较低，有利用市场推广；使用寿命长，耐磨性能和防撕裂性能优异，同时还具有很好的热性能、阻隔性能、抗老化性能；应用范围广，可用于大型工程车辆、矿山机车、农用大型拖拉机等车辆。

Description

一种高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎的轮胎内胆、轮胎外皮以及实心轮胎的制作方法

技术领域

本发明涉及实心轮胎，具体是涉及利用汽车轮胎下脚料生产的一种高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎的轮胎内胆、轮胎外皮以及实心轮胎的制作方法。

背景技术

众所周知，实心轮胎具有承载能力和缓冲能力广泛地应用于大型叉车工程车辆、农用机械等车辆中。然而，实心轮胎一般是用天然橡胶或丁苯橡胶等橡胶材料制成，由于这样的轮胎一般是在较大的摩擦里下使用，使用寿命较短，容易产生开裂等问题。另一方面，随着原油价格的飞涨，合成橡胶价格也进一步攀升，天然橡胶在我国仍存在较大缺口，需要大量从东南亚等国进口。轮胎、输送带在生产过程中产生了大量的下脚料和废弃的旧轮胎一直没得到很好的利用，一般都是采用填埋好焚烧的方法，造成了严重的“黑色污染”。今年来，虽然采用了冷冻粉碎等处理方法，用于橡胶路面、踢脚石等铺设和防撞材料（如中国专利CN200910098443.8），但销售价格仍然极低，经济价值不高。还有的企业采用旧轮胎外部翻新的方法（如中国专利CN200410096805.7），但这还是存在着安全隐患。

芳纶全称为"聚对苯二甲酰对苯二胺",英文为Aramidfiber（帝人芳纶的商品名为Twaron杜邦公司的商品名为Kevlar），是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。它还具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能，广泛应用于复合材料、防弹制品、建材、特种防护服装、电子设备等领域。它的均匀分散，限制了橡胶的变形和阻碍了裂纹扩展，具有很好的补强效果，不仅起到很好的补强作用，而且可以大大增强轮胎的耐磨性和放撕裂性能，节约能源，减少污染。它的均匀分散阻挡了气体分子在胶料中的扩散，使其运动路径大大延长了，同时，也降低了橡胶大分子的热运动，减少了气体在橡胶中的扩散和渗透系数。然而现有市场中尚无将芳纶应用于实心轮胎的工业生产，即使实验中有将芳纶应用于实心轮胎，由于配方需要进行调整，且制作工艺也需要发生变化，如何对现有的工艺做简单的改进从而能在生产设备无需进行替换的情况下，制造出寿命长，耐磨性能和防撕裂性能优异，同时还具有很好的热性能、阻隔性能、抗老化性能的实心轮胎也是本发明需要解决的问题。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明提出一种高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎的轮胎内胆、轮胎外皮以及实心轮胎的制作方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎的制作方法，包括如下步骤：

轮胎内胆的制备：

将汽车轮胎下脚料50~100份经破碎成3~6mm的橡胶小颗粒后，加入天然橡胶10~30份、丁苯橡胶15~25份、1~3份硫化剂DCP、0.5~1份防老剂、0.1~1份促进剂DM、0.3~1份促进剂TT、1~3份氧化锌、0.2~2份硫磺在开炼机中混炼5~10分钟出片并成型；

轮胎外皮的制备：

将5~7份顺丁橡胶、8~10份丁苯橡胶、10~20份天然橡胶、2~3份硫化剂DCP、0.1~0.5份促进剂DM、0.5~1份促进剂TT、1~3份硬脂酸、0.5~2份防老剂RD、2~4份阻燃剂TCP、3~8份萜烯树脂、2~4份古马龙、20~50份炭黑、1~3份300号石蜡油、0.5~1份硫磺、1.5~6份芳纶短纤，开炼机中混炼5~10分钟出片；

实心轮胎的制备：

在轮胎内胆外部涂覆一层二苯基甲烷-4,4二异氰酸酯和1,4丁二醇混合胶水，将轮胎外皮粘附在涂好胶水的轮胎内胆外部，在45~60℃下保温2~5个小时后，在硫化成型机中120~140℃下硫化1-3个小时即可获得高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎。

进一步的，所述的二苯基甲烷-4,4二异氰酸酯和1,4丁二醇混合胶水质量比为2~4：1。

进一步的，所述轮胎外皮出片厚度为5~30mm。

进一步的，所述的芳纶短纤的纤维长度为2~10mm。

一种高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎的轮胎内胆，包括

汽车轮胎下脚料50~100份经破碎成3~6mm的橡胶小颗粒；

天然橡胶10~30份；

丁苯橡胶15~25份；

2~4份硫化剂DCP；

0.5~1份防老剂;

0.1~5份促进剂DM；

0.3~1份促进剂TT；

1~3份氧化锌；

0.2~2份硫磺。

一种高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎的轮胎外皮，包括

5~7份顺丁橡胶；

8~10份丁苯橡胶；

10~20份天然橡胶；

2~5份硫化剂DCP；

0.1~0.5份促进剂DM；

0.5~1份促进剂TT；

1~3份硬脂酸；

0.5~1份防老剂RD；

2~4份阻燃剂TCP；

3~8份萜烯树脂；

2~4份古马龙；

10~50份炭黑；

1~3份300号石蜡油；

0.5~1份硫磺；

1.5~6份芳纶短纤。

本发明的有益效果在于：通过汽车轮胎下脚料作为主要原料生产，实现对再生资源回收综合利用，将大量的生产和销售后废弃的轮胎资源变废为宝；生产工艺简单，仅需对原有配方（加入芳纶短纤）做简单改进，生产设备及生产工艺不发生变化；该实心轮胎生产方便、成本较低，有利用市场推广；使用寿命长，耐磨性能和防撕裂性能优异，同时还具有很好的热性能、阻隔性能、抗老化性能；应用范围广，可用于大型工程车辆、矿山机车、农用大型拖拉机等车辆。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

（1）轮胎内胆的制备

汽车轮胎下脚料50份经破碎成3mm的橡胶小颗粒后，加入天然橡胶10份、丁苯橡胶15份、1份硫化剂DCP、1份硫化剂DCP、0.1份促进剂DM、0.3份促进剂TT、0.5份防老剂、1份氧化锌、0.2份硫磺在开炼机中混炼5分钟出片并成型。

（2）轮胎外皮的制备

5份顺丁橡胶、8份丁苯橡胶、10份天然橡胶、2份硫化剂DCP、0.1份促进剂DM、0.5份促进剂TT、1份硬脂酸、0.5份防老剂RD、2份阻燃剂TCP、3份萜烯树脂、2份古马龙、20份炭黑、1份300号石蜡油、0.5份硫磺、1.5份芳纶短纤，开炼机中混炼5分钟出片。

（3）实心轮胎的制备

在轮胎内胆外部涂覆一层二苯基甲烷-4,4二异氰酸酯和1,4丁二醇混合的胶水，质量比为2：1。将轮胎外皮粘附在涂好胶水的轮胎内胆外部，在45℃下保温2个小时后，在硫化成型机中120℃下硫化1个小时即可获得高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎。

轮胎外皮出片厚度为5mm。

芳纶短纤的纤维长度为2mm。

本实心轮胎在连续耐候性试验（-25℃24小时，80℃24小时，连续5个循环）结果表明，其使用寿命是普通实心轮胎的1.5倍。

实施例2

（1）轮胎内胆的制备

汽车轮胎下脚料100份经破碎成6mm的橡胶小颗粒后，加入天然橡胶30份、丁苯橡胶25份、3份硫化剂DCP、1份促进剂DM、1份促进剂TT、1份防老剂、3份氧化锌、2份硫磺在开炼机中混炼10分钟出片并成型。

（2）轮胎外皮的制备

7份顺丁橡胶、15份丁苯橡胶、10份顺丁橡胶、20份天然橡胶、3份硫化剂DCP、0.5份促进剂DM、1份促进剂TT、3份硬脂酸、2份防老剂RD、4份阻燃剂TCP、8份萜烯树脂、4份古马龙、50份炭黑、3份300号石蜡油、1份硫磺、6份芳纶短纤，开炼机中混炼10分钟出片。

（3）实心轮胎的制备

在轮胎内胆外部涂覆一层二苯基甲烷-4,4二异氰酸酯和1,4丁二醇混合胶水，质量比为4：1。将轮胎外皮粘附在涂好胶水的轮胎内胆外部，在60℃下保温5个小时后，在硫化成型机中140℃下硫化3个小时即可获得高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎。

所述的轮胎外皮，其特征在于轮胎外皮出片厚度为30mm。

所述的芳纶短纤，其特征在于芳纶短纤的纤维长度为10mm。

本实心轮胎在连续耐候性试验（-25℃24小时，80℃24小时，连续5个循环）结果表明，其使用寿命是普通实心轮胎的3.8倍。

实施例3

（1）轮胎内胆的制备

汽车轮胎下脚料75份经破碎成5mm的橡胶小颗粒后，加入天然橡胶20份、丁苯橡胶20份、1.5份硫化剂DCP、0.55份促进剂DM、0.65份促进剂TT、0.75份防老剂、2份氧化锌、1.1份硫磺在开炼机中混炼8分钟出片并成型。

（2）轮胎外皮的制备

6份顺丁橡胶、9份丁苯橡胶、15份天然橡胶、4份硫化剂DCP、0.3份促进剂DM、0.75份促进剂TT、2份硬脂酸、1.25份防老剂RD、3份阻燃剂TCP、5.5份萜烯树脂、3份古马龙、35份炭黑、2份300号石蜡油、0.75份硫磺、3.75份芳纶短纤，开炼机中混炼8分钟出片。

（3）实心轮胎的制备

在轮胎内胆外部涂覆一层二苯基甲烷-4,4二异氰酸酯和1,4丁二醇混合胶水，质量比为3：1。将轮胎外皮粘附在涂好胶水的轮胎内胆外部，在53℃下保温4个小时后，在硫化成型机中130℃下硫化2个小时即可获得高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎。

轮胎外皮出片厚度为18mm。

芳纶短纤的纤维长度为6mm。

本实心轮胎在连续耐候性试验（-25℃24小时，80℃24小时，连续5个循环）结果表明，其使用寿命是普通实心轮胎的2.4倍。

实施例4

（1）轮胎内胆的制备

汽车轮胎下脚料50份经破碎成6mm的橡胶小颗粒后，加入天然橡胶30份、丁苯橡胶20份、2份硫化剂DCP、1份促进剂DM、0.5份促进剂TT、2份氧化锌、0.75份防老剂、1.7份硫磺在开炼机中混炼10分钟出片并成型。

（2）轮胎外皮的制备

5份顺丁橡胶、8份丁苯橡胶、20份天然橡胶、2份硫化剂DCP、0.5份促进剂DM、0.5份促进剂TT、3份硬脂酸、1份防老剂RD、2份阻燃剂TCP、8份萜烯树脂、2份古马龙、30份炭黑、2份300号石蜡油、0.5份硫磺、6份芳纶短纤，开炼机中混炼10分钟出片。

（3）实心轮胎的制备

在轮胎内胆外部涂覆一层二苯基甲烷-4,4二异氰酸酯和1,4丁二醇混合胶水，质量比为3：1。将轮胎外皮粘附在涂好胶水的轮胎内胆外部，在50℃下保温5个小时后，在硫化成型机中130℃下硫化2个小时即可获得高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎。

轮胎外皮出片厚度为20mm。

芳纶短纤的纤维长度为5mm。

本实心轮胎在连续耐候性试验（-25℃24小时，80℃24小时，连续5个循环）结果表明，其使用寿命是普通实心轮胎的2.5倍。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。

Claims

1.一种高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

轮胎内胆的制备：

将汽车轮胎下脚料50～100份经破碎成3～6mm的橡胶小颗粒后，加入天然橡胶10～30份、丁苯橡胶15～25份、1～3份硫化剂DCP、0.5～1份防老剂、0.1～1份促进剂DM、0.3～1份促进剂TT、1～3份氧化锌、0.2～2份硫磺在开炼机中混炼5～10分钟出片并成型；

轮胎外皮的制备：

将5～7份顺丁橡胶、8～10份丁苯橡胶、10～20份天然橡胶、2～3份硫化剂DCP、0.1～0.5份促进剂DM、0.5～1份促进剂TT、1～3份硬脂酸、0.5～2份防老剂RD、2～4份阻燃剂TCP、3～8份萜烯树脂、2～4份古马龙、20～50份炭黑、1～3份300号石蜡油、0.5～1份硫磺、1.5～6份芳纶短纤，开炼机中混炼5～10分钟出片；

实心轮胎的制备：

在轮胎内胆外部涂覆一层二苯基甲烷-4,4二异氰酸酯和1,4丁二醇混合胶水，将轮胎外皮粘附在涂好胶水的轮胎内胆外部，在45～60℃下保温2～5个小时后，在硫化成型机中120～140℃下硫化1-3个小时即可获得高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎。

2.根据权利要求1所述的一种高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎的制作方法，其特征在于，所述的二苯基甲烷-4,4二异氰酸酯和1,4丁二醇混合胶水质量比为2～4：1。

3.根据权利要求1所述的一种高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎的制作方法，其特征在于，所述轮胎外皮出片厚度为5～30mm。

4.根据权利要求1所述的一种高耐磨防撕裂芳纶复合型实心轮胎的制作方法，其特征在于，所述的芳纶短纤的纤维长度为2～10mm。