CN104262713A - 兼顾防滑和耐磨性能的摩托车胎面胶料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种兼顾防滑和耐磨性能的摩托车胎面胶料及其制备方法。胶料包括溶聚丁苯2564、丁苯橡胶、顺丁胶、炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、硫磺、芳烃油、促进剂、补强剂、增粘剂和分散剂，芳烃油为高芳香烃油，还加入了硅烷偶联剂并采用不溶性硫磺通过塑炼、混炼和开炼等步骤制成。本发明的轮胎胎面料组合及其制备方法得到的胶料具有更好的扯断强度、拉伸强度和硬度；本发明通过采用所述防滑性和耐磨性能原料，配以合理的组合成分设计，大大减少了在生产和使用过程中对加工者和使用者造成的隐患，产品的安全性、经济性和适应性更广。本发明采用溶聚丁苯胶和白碳黑使胎面胶的抗湿滑性得到明显改善，同时并用硬质耐磨炭黑使耐磨性得到兼顾。

Description

兼顾防滑和耐磨性能的摩托车胎面胶料及其制备方法
技术领域
本发明属于一种摩托车轮胎胎面胶料组合及其制备方法，尤其涉及一种兼顾防滑和耐磨性能的摩托车轮胎胎面胶料组合及其制备方法。
背景技术
传统胎面胶配方一般采用NR，SBR和BR等胶种。SBR可以改善轮胎的抗湿滑性能和操纵性能，但却增大了滚动阻力；NR和BR有利于降低滚动阻力，但抗湿滑性能和操纵性能较差。在较低温度如0℃下具有较高损耗因子，在较高温度如70℃左右具有较低损耗因子，降低滚动阻力，即低玻璃化温度的聚合物的滚动阻力较低，高玻璃化温度的聚合物有利于改善抗湿滑性能。
通用橡胶SBR，NR和BR等难以同时满足上述特性。轮胎是由多种材料组合而成，一个普通的轮胎使用寿命和防滑性能是其重要的性能指标，现在的轮胎存在两种状况：一是轮胎的防滑性能满足国标及消费者的需求，但是轮胎耐磨要求不能达标；二是轮胎耐磨性能达标了，但轮胎的防滑性能又不能得到更好的保证。另外现有大部分轮胎损坏均是由于胎面被短时间磨损而引起的，因此，兼具防滑性和耐磨性的轮胎越来越受到重视，人们越来越注重轮胎防滑性与耐磨性能的并存，就目前的轮胎行业，对既符合防滑性与耐磨要求，又能符合轮胎综合性能需要，还能在轮胎材料成本和加工成本取得更好的结果，一直需要不断探索和开发研究。
发明内容
本发明根据现有技术不足公开了一种兼顾防滑和耐磨性能的摩托车胎面胶料及其制备方法。本发明要解决的第一个问题是提供一种既能满足轮胎性能要求，又符合国家标准，更经济安全的轮胎胎面防滑性与耐磨胶料组合，本发明要解决的第二个问题是提供一种上述轮胎胎面胶料的制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
兼顾防滑和耐磨性能的摩托车胎面胶料，包括以下组分：溶聚丁苯2564、丁苯橡胶、顺丁胶、炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、硫磺、芳烃油、促进剂、补强剂、增粘剂和分散剂。
所述炭黑是N220、N234，白碳黑或三者的混合物。
所述防老剂是防老剂4020、防老剂RD、防老剂BLE-W或其中任意两项或全部三项的混合物。
所述促进剂是促进剂CZ、促进剂NS或两者的混合物。
所述分散剂是A78。
进一步所述胎面胶料由以下重量份数的组分组成：溶聚丁苯2564：50～60份，丁苯橡胶1712E：25～35份，顺丁橡胶BR9000：25～45份，炭黑N220：35～45份，炭黑N234：15-25份，白碳黑：5-10份，氧化锌：3.5～5份，硬脂酸：0.5～1.5份，防老剂：0.5～1.5份，硅烷偶联剂：0.5-1份，促进剂：0.1～0.6份，补强剂：10～20份，分散剂：0.5～1.5份，高芳香烃油：5～15份，C5树脂：1～3份，不溶性硫磺：1～4份。
优选所述胎面胶料由以下重量份数的组分组成：溶聚丁苯2564：50～60份，丁苯橡胶1712E：35份，顺丁橡胶BR9000：25份，炭黑N220：35份，炭黑N234：25份，白碳黑：10份，氧化锌：4.5份，硬脂酸：0.5份，防老剂4020：0.5份，硅烷偶联剂：1份，促进剂：0.6份，补强剂：15份，分散剂：1份，高芳香烃油：8份，C5树脂：2份，不溶性硫磺：2份。
上述兼顾防滑和耐磨性能摩托车胎面胶料的制备方法，包括以下步骤：
1)按上述各组分份数准备各原料，将所述丁苯橡胶1712E、溶聚丁苯橡胶2564、顺丁胶在密炼机中塑炼60秒，制成塑料胶片，停放8小时以上；
2)将步骤1)获得的塑料胶片在密炼机中塑炼60秒后，加入炭黑总量的四分之三及、增粘剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂、树脂、粘合剂，在密炼机中混炼120秒，加入剩余的四分之一炭黑和高芳烃油，在密炼机中混炼400秒，制成混炼胶；
3)将步骤2)制成的混炼胶停放4小时以上后，在开炼机上加入促进剂、硫磺混炼即可制成所需轮胎胶料。
本发明组合中高芳香烃油是替代普通芳烃油的环保原料，传统芳烃油因芳烃含量低，由于芳烃油低，轮胎中的碳黑和胶料等不有效的形成一个“海”项，造成防滑性和耐磨性能下降。
上述组合中不溶性硫磺是硫磺深加工的一种线型长链的高分子聚合物，分子链上的硫原子数高达108以上；有高聚物的粘弹性和分子量分布；不溶于二硫化碳，故称不溶性硫磺。不溶性硫磺主要用于橡胶制品，与普通硫磺相比，具有以下优点：胶料在存放期内不喷霜。保持胶料组份和性能均一；克服因喷霜造成胶料粘合力差的缺点；防止对制品和模具的污染并去掉了为克服喷霜而增添的涂浆工艺，为生产联动化提供条件。在相邻胶层中无迁移现象。特别是在顺丁胶和丁基胶的胶料中，普通硫磺迁移速度很高，配加不溶性硫磺后即可避免。在混炼和存放过程中减少烧焦。缩短硫化时间。当达到硫化温度后，它具有一个“活化阶段”，即链式解聚作用，使硫化速度加快，减少硫磺用量，有利于制品老化性能的改善。有利于橡胶与其他材料的粘合防滑性和耐磨性能轮胎中不可缺少的助剂。在耐磨轮胎生产中，能有效的避免喷霜，也不易产生早期硫化，并使胶料保持较好的黏性，有利于成型操作，而且确保硫化胶硫化的均匀性，保证产品质量稳定。不溶性硫磺同时也不含金属性污染物质。
上述组合中C5树脂是碳氢树脂，同样对胶料的滋润性和碳黑的分散性有很大的帮助。
上述加入原材料的轮胎胎面胶料，其扯断强度、拉伸强度和硬度都得到了提高，扯断强度能比普通轮胎的胶料提高5.0～5.5个Mpa，拉伸比普通轮胎胶料提高15％～20％，硬度比普通轮胎的胶料提高1～2个邵氏硬度。
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。
综上所述，采用本发明的轮胎胎面料组合及其制备方法得到的胶料具有更好的扯断强度、拉伸强度和硬度；符合国标要求，本发明通过采用所述防滑性和耐磨性能原料，配以合理的组合成分设计，大大减少了在生产和使用过程中对加工者和使用者造成的隐患，产品的安全性、经济性和适应性更广。本发明轮胎胎面耐磨胶料组合完全符合国家和行业相关要求，同时轮胎使用性能远超过现有普通轮胎的使用标准要求，具有防滑性和耐磨性能，性能优良的特点，符合社会发展的趋势。采用溶聚丁苯胶和白碳黑使胎面胶的抗湿滑性得到明显改善，同时并用硬质耐磨炭黑使耐磨性得到兼顾。
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
各组分原料重量份数比是：
丁苯橡胶1712E：30份；
溶聚丁苯橡胶2564：60份；
顺丁橡胶BR9000：25份；
炭黑N220：35份；
碳黑N234：17.5份；
白碳黑：10份；
高芳烃油：8份；
C5树脂：3份；
氧化锌：3.5份；
硬脂酸：1份；
硅烷偶联剂：0.5份；
防老剂4020：1份；
促进剂CZ：0.3份；
分散剂A78：0.5份；
不溶性硫磺：3份；
上述胶料的扯断强度、拉伸强度和硬度都得到了提高，扯断强度比普通轮胎的胶料提高5.0个Mpa，拉伸比普通轮胎胶料提高15％，硬度比普通轮胎的胶料提高2个邵氏硬度。
实施例2
各组分原料重量份数比是：
丁苯橡胶1712E：30份；
溶聚丁苯橡胶2564：60份；
顺丁橡胶BR9000：25份；
炭黑N220：35份；
碳黑N234：17.5份；
白碳黑：5份；
硅烷偶联剂：0.8份；
高芳烃油：10份；
C5树脂：2份；
氧化锌：4.5份；
硬脂酸：0.5份；
防老剂RD：0.5份；
促进剂NS：1.3份；
分散剂A78：1份；
不溶性硫磺：2份。
上述胶料的的扯断强度,、拉伸强度和硬度都得到了提高，扯断强度能比普通轮胎的胶料提高5.3个Mpa，拉伸比普通轮胎胶料提高18％，硬度比普通轮胎的胶料提高1个邵氏硬度。
实施例3
各组分原料重量份数比是：
丁苯橡胶1712E：30份；
溶聚丁苯橡胶2564：60份；
顺丁橡胶BR9000：25份；
炭黑N234：35份；
N220：20份；
白碳黑：10份；
高芳烃油：10份；
C5树脂：3份；
氧化锌：5份；
硬脂酸：1.5份；
防老剂4020；1.5份；
硅烷偶联剂：1份；
促进剂CZ：0.6份；
分散剂A78：1.5份；
不溶性硫磺：4份。
上述粘合防滑性和耐磨性的扯断强度、拉伸强度得到了提高，扯断强度能比普通轮胎的胶料提高5.5个Mpa，拉伸比普通轮胎胶料提高了20％。
实施例4
上述轮胎胎面粘合防滑性和耐磨性胶料的制备方法，按以下步骤制备胶料：
1)按将实施例1、2或3组成准备各原料，将组合中的天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶在密炼机中塑炼60秒，制成塑料胶片，停放2小时以上；
2)将步骤1)获得的塑料胶片在密炼机中塑炼60秒后，加入炭黑总量的四分之三及、增粘剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂、树脂、粘合剂在密炼机中混炼120秒，加入剩余的四分之一炭黑和高芳烃油，在密炼机中混炼400秒，制成混炼胶；
3)将步骤2)制成的混炼胶停放4小时以上后，在开炼机上加入促进剂、硫磺混炼即可制成所需轮胎胶料。

Claims (8)

1.兼顾防滑和耐磨性能的摩托车胎面胶料，其特征是所述胶料包括以下组分：溶聚丁苯2564、丁苯橡胶、顺丁胶、炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、硫磺、芳烃油、促进剂、补强剂、增粘剂和分散剂。
2.根据权利要求1所述的兼顾防滑和耐磨性能的摩托车胎面胶料，其特征是：所述炭黑是炭黑N220、炭黑N234、白碳黑中的一项或几项的混合物。
3.根据权利要求1所述的兼顾防滑和耐磨性能的摩托车胎面胶料，其特征是：所述防老剂是防老剂4020、防老剂RD、防老剂BLE-W中一项或任意两项或全部三项的混合物。
4.根据权利要求1所述的兼顾防滑和耐磨性能的摩托车胎面胶料，其特征是：所述促进剂是促进剂CZ、促进剂NS中一项或两项的混合物。
5.根据权利要求1所述的兼顾防滑和耐磨性能的摩托车胎面胶料，其特征是：所述分散剂是A78。
6.根据权利要求1至5任一项所述的兼顾防滑和耐磨性能的摩托车胎面胶料，其特征是所述胎面胶料由以下重量份数的组分组成：溶聚丁苯2564：50～60份，丁苯橡胶1712E：25～35份，顺丁橡胶BR9000：25～45份，炭黑N220：35～45份，炭黑N234：15-25份，白碳黑：5-10份，氧化锌：3.5～5份，硬脂酸：0.5～1.5份，防老剂：0.5～1.5份，硅烷偶联剂：0.5-1份，促进剂：0.1～0.6份，补强剂：10～20份，分散剂：0.5～1.5份，高芳香烃油：5～15份，C5树脂：1～3份，不溶性硫磺：1～4份。
7.根据权利要求6所述的兼顾防滑和耐磨性能的摩托车胎面胶料，其特征是所述胎面胶料由以下重量份数的组分组成：溶聚丁苯2564：50～60份，丁苯橡胶1712E：35份，顺丁橡胶BR9000：25份，炭黑N220：35份，炭黑N234：25份，白碳黑：10份，氧化锌：4.5份，硬脂酸：0.5份，防老剂4020：0.5份，硅烷偶联剂：1份，促进剂：0.6份，补强剂：15份，分散剂：1份，高芳香烃油：8份，C5树脂：2份，不溶性硫磺：2份。
8.一种兼顾防滑和耐磨性能摩托车胎面胶料的制备方法，其特征是包括以下步骤：
1)按权利要求6或7所述各组分份数准备各原料，将所述丁苯橡胶1712E、溶聚丁苯橡胶2564、顺丁胶在密炼机中塑炼60秒，制成塑料胶片，停放8小时以上；
2)将步骤1)获得的塑料胶片在密炼机中塑炼60秒后，加入炭黑总量的四分之三及、增粘剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂、树脂、粘合剂，在密炼机中混炼120秒，加入剩余的四分之一炭黑和芳烃油，在密炼机中混炼400秒，制成混炼胶；
3)将步骤2)制成的混炼胶停放4小时以上后，在开炼机上加入促进剂、硫磺混炼即可制成所需轮胎胶料。
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