CN104177671A - 一种子午胎钢丝橡胶及其制备方法 - Google Patents

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刘瑞强
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Abstract

本发明公开了一种子午胎钢丝橡胶及其制备方法，其重量份组成为：5-15份合成硅酸铝、5-15份SB-硼酸酯界面活性剂、40-60份橡胶改质剂、10-30份液体异戊二烯；其制备方法如下：将合成硅酸铝和橡胶改质剂在100-120℃烘干、混合；再将SB-硼酸酯界面活性剂与混合后的粉料放入活化反应釜中进行活化偶联；然后将液体异戊二烯加入上述活性粉料中，混合、造料和包装。本发明的有益效果是：使用方便，原配方保持不变，直接加入5-10份钢丝功能橡胶；力学性能基本保持不变，硫化速度略有加快；初始钢丝抽出力提高20%以上，老化后提高10%以上。

Description

一种子午胎钢丝橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种子午胎钢丝橡胶及其制备方法，属于橡胶化工制造领域。
背景技术
根据国家“十二·五”规划，子午胎当中的功能新材料是重点扶持的发展领域，八十年代以后经过引进和研发，中国的子午轮胎和巨型工程轮胎得到迅速发展，已达到全球生产总量的50％，但是高端轮胎的研发和生产与国外先进水平尚有较大差距。其中很重要的原因就是功能新材料的研发创新和应用严重不足，制约了中国高端轮胎的研发和生产。
轮胎生产和使用过程中不合格率较高，国内部分企业超过10％甚至更高。这不但影响了企业的信誉，也增加了企业的生产成本。主要问题表现为轮胎子口开裂、肩空、鼓泡、耐久性差等，究其原因，与钢丝与橡胶胶料之间的结合有很大关系，所以提高钢丝与橡胶的结合力尤其是老化以后的抽出力是解决上述问题的重要方法之一。国内现有的常规粘合体系有：1、间、甲、白体系；2、钴盐粘合体系；3、树脂粘合；4、以上体系同时使用。其中间、甲、白体系效果一般，而钴盐粘合体系虽然效果较好，但成本较高且有毒性，混合使用效果略好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种安全、无污染的子午胎钢丝橡胶及其制备方法，在现有粘合体系的基础上，再明显提高钢丝在橡胶中的抽出力，以提高轮胎等橡胶产品的质量和使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种子午胎钢丝橡胶，其重量份组成为：5-15份合成硅酸铝、5-15份SB-硼酸酯界面活性剂、40-60份橡胶改质剂、10-30份液体异戊二烯。
优化的，上述子午胎钢丝橡胶，其重量份组成为：8-12份合成硅酸铝、10-12份SB-硼酸酯界面活性剂、50-55份橡胶改质剂、15-20份液体异戊二烯。
一种制备上述子午胎钢丝橡胶的方法，包括如下步骤：
(1)按照配比将合成硅酸铝和橡胶改质剂在100-120℃烘干、混合；
(2)按照配比将SB-硼酸酯界面活性剂与步骤(1)混合后的粉料放入活化反应釜中进行活化偶联，增加活化点使其与钢丝及外镀铜锌等金属离子结合交联，以提高其橡胶与钢丝的结合力；
(3)按照配比将液体异戊二烯加入上述活性粉料中，混合、造料和包装；
其中，步骤(1)的烘干时间为1小时，混合时间为10分钟；步骤(2)的活化偶联过程为1-10分钟，活化温度为60-140℃。
本发明所述橡胶改质剂即为中国发明专利ZL2010102976481所述及的橡胶改质剂，所述硼酸酯界面活性剂为中国发明专利申请2010102976566所述及的硼酸酯界面活性剂。
本发明的有益效果是：
(1)使用方便，原配方保持不变，直接加入5-10份钢丝功能橡胶；
(2)力学性能基本保持不变，硫化速度略有加快；
(3)初始钢丝抽出力提高20％以上，老化后提高10％以上。
本发明涉及的子午胎钢丝橡胶通过在轮胎钢丝胶中的合理添加使用，尤其是在不同品种的轮胎和轮胎的不同部位的使用，对轮胎的合格率提高和产品品质的提升有非常重要的作用，市场前景十分广阔。
具体实施方式
实施例1
一种子午胎钢丝橡胶，包括下列重量份数的物质：5份合成硅酸铝、5-份SB-硼酸酯界面活性剂、40份橡胶改质剂、10份液体异戊二烯。
上述子午胎钢丝橡胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配比将5份合成硅酸铝和40份橡胶改质剂在100℃烘干、混合成粉料；
(2)按照配比将5份SB-硼酸酯界面活性剂与混合后的粉料放入活化反应釜中进行活化偶联，增加活化点，使其与钢丝及外镀铜锌等金属离子结合交联，以提高橡胶与钢丝的结合力；
(3)按照配比将10份液体异戊二烯加入上述活性粉料中，混合、造料和包装；
其中，步骤(1)的烘干时间为1小时，混合时间为10分钟；步骤(2)的活化偶联过程为1分钟，活化温度为60℃。
实施例2
一种子午胎钢丝橡胶，包括下列重量份数的物质：15份合成硅酸铝、15份SB-硼酸酯界面活性剂、60份橡胶改质剂、30份液体异戊二烯。
上述子午胎钢丝橡胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配比将合成硅酸铝和橡胶改质剂在120℃烘干、混合；
(2)按照配比将SB-硼酸酯界面活性剂与混合后的粉料放入活化反应釜中进行活化偶联，增加活化点使其与钢丝及外镀铜锌等金属离子结合交联，以提高其橡胶与钢丝的结合力；
(3)按照配比将液体异戊二烯加入上述活性粉料中，混合、造料和包装；
其中，步骤(1)的烘干时间为1小时，混合时间为10分钟；步骤(2)的活化偶联过程为10分钟，活化温度为140℃。
将本实施例中得到的子午胎钢丝橡胶进行全钢轮胎典型胎体配方实验，应用试验结果如下：
测试之一：测试单位：公司内部实验室
分别添加本实施例中得到的子午胎钢丝橡胶0份、5份、10份代替天然胶0份、5份、10份，相应测试序号为E－0、E－1、E－2，测试结果如下：
从上述测试结果可以看出，该子午胎钢丝橡胶通过在轮胎钢丝胶中的合理添加使用，明显提高钢丝在橡胶中的抽出力，可提高轮胎等橡胶产品的质量和使用寿命，对轮胎的合格率提高和产品品质的提升可起到重要作用。
测试之二：测试单位：青岛第派新材料有限公司实验室
分别添加本实施例中得到的子午胎钢丝橡胶0份、5份、10份代替天然胶0份、5份、10份，相应测试序号为0#、1#、2#，测试结果如下：
钢丝抽出力单位：N
实施例3
一种子午胎钢丝橡胶，包括下列重量份数的物质：8份合成硅酸铝、10份SB-硼酸酯界面活性剂、50份橡胶改质剂、15份液体异戊二烯。
上述子午胎钢丝橡胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配比将合成硅酸铝和橡胶改质剂在120℃烘干、混合；
(2)按照配比将SB-硼酸酯界面活性剂与混合后的粉料放入活化反应釜中进行活化偶联，增加活化点使其与钢丝及外镀铜锌等金属离子结合交联，以提高其橡胶与钢丝的结合力；
(3)按照配比将液体异戊二烯加入上述活性粉料中，混合、造料和包装；
其中，步骤(1)的烘干时间为1小时，混合时间为10分钟；步骤(2)的活化偶联过程为6分钟，活化温度为80℃。
实施例4
一种子午胎钢丝橡胶，包括下列重量份数的物质：12份合成硅酸铝、12份SB-硼酸酯界面活性剂、55份橡胶改质剂、20份液体异戊二烯。
上述子午胎钢丝橡胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配比将合成硅酸铝和橡胶改质剂在120℃烘干、混合；
(2)按照配比将SB-硼酸酯界面活性剂与混合后的粉料放入活化反应釜中进行活化偶联，增加活化点使其与钢丝及外镀铜锌等金属离子结合交联，以提高其橡胶与钢丝的结合力；
(3)按照配比将液体异戊二烯加入上述活性粉料中，混合、造料和包装；
其中，步骤(1)的烘干时间为1小时，混合时间为10分钟；步骤(2)的活化偶联过程为4分钟，活化温度为120℃。

Claims (3)

1.一种子午胎钢丝橡胶，其特征在于，其重量份组成为：5-15份合成硅酸铝、5-15份SB-硼酸酯界面活性剂、40-60份橡胶改质剂、10-30份液体异戊二烯。
2.根据权利要求1所述的子午胎钢丝橡胶，其特征在于，其重量份组成为：8-12份合成硅酸铝、10-12份SB-硼酸酯界面活性剂、50-55份橡胶改质剂、15-20份液体异戊二烯。
3.一种权利要求1所述子午胎钢丝橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按照配比将合成硅酸铝和橡胶改质剂在100-120℃烘干、混合成粉料；
（2）按照配比将SB-硼酸酯界面活性剂与步骤（1）制备的粉料放入活化反应釜中进行活化偶联；
（3）按照配比将液体异戊二烯加入上述活性粉料中，混合、造料和包装；
其中，步骤（1）的烘干时间为1小时，混合时间为10分钟；步骤（2）的活化偶联过程为1-10分钟，活化温度为60-140℃。
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