CN104356442A - 铰链式卡车胎胎面橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种铰链式卡车胎胎面橡胶组合物及其制备方法，属于轮胎生产领域。天然橡胶75~100重量份，丁苯橡胶0~25重量份；小粒径、高结构补强炭黑50~70重量份，白炭黑0~15重量份，抗撕裂树脂0~10重量份，防护蜡0~3重量份，N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺0~4重量份，丙酮-二苯胺高温缩合物0~1重量份；硬脂酸0~3重量份，环保油0~10重量份；酚醛树脂增粘剂0~5重量份；氧化锌0~5重量份；抗硫化返原剂WK-9010~1重量份；分散剂：0~5重量份，硫磺0~2.5重量份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.5~2.5重量份。本发明具有优异的耐磨、耐切割性、耐热氧老化性，能够适应铰链式卡车胎胎面胶的高耐磨，耐切割、优异耐热氧老化性使用要求。

Description

铰链式卡车胎胎面橡胶组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种轮胎领域技术，具体地说是一种适用于苛刻路面铰链式卡车胎使用的耐磨、耐切割胎面橡胶组合物及其制备方法。

 

背景技术

铰链式卡车由于其特殊构造，是一种可应用于气候恶劣、路面崎岖不平作业环境中的车型，如沙地、深坑、采石场、矿山、地道等。我国南方部分地区常年处于高温多雨的环境中，地面泥泞、土石尖锐，路面状况极差。铰链式卡车是此种作业环境中的主要运输车辆。因此对其使用的轮胎的耐磨、耐切割性能提出更高要求。同时因为铰链式卡车一般的行驶速度较快，由于橡胶是热的不良导体，轮胎散热困难，在高速、高温、且路面不平导致的较强作用力作用下，胶料极易产生热氧老化，严重影响轮胎的使用寿命，因此苛刻路面铰链式卡车胎用胎面胶还需具有优异的耐热氧老化性能。

橡胶组合物中通常添加炭黑进行补强，炭黑的性能对橡胶组合物的性能具有非常重要的作用。炭黑的粒径、炭黑的结构度、炭黑的表面性质等决定了炭黑的性能。炭黑的小粒径大比表面积可有效的提高硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性。炭黑的高结构度可在苛刻的磨耗条件下提高胶料的耐磨耗性能。炭黑的表面活性强，易于生成炭黑结合胶，利于炭黑的补强。因此，选用合适的炭黑对提高橡胶组合物的耐切割性能具有明显的作用。

目前市场上针对提高胶料的耐切割性能，陆续出现不少新的产品，而抗撕裂树脂为其中一类。抗撕裂树脂的种类较多，性能也有所差别。

因此，为研究适用于苛刻路面用铰链式卡车胎的胎面橡胶组合物，本发明中采用小粒径、大比表面积、高结构炭黑，提高胶料的强度、耐磨性能，同时引用合适的抗撕裂树脂形成了适用于苛刻路面用铰链式卡车胎用耐磨、耐撕裂的橡胶组合物。

 

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足，提供一种铰链式卡车胎胎面橡胶组合物及其制备方法，所生产的橡胶组合物具有优异的耐磨、耐切割性、耐热氧老化性，能够适应苛刻路面铰链式卡车胎胎面胶的高耐磨，耐切割、优异的耐热氧老化性的使用要求。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种铰链式卡车胎胎面橡胶组合物，其特征在于：以重量份计包含天然橡胶75~100重量份，丁苯橡胶0~25重量份，炭黑50~70重量份，白炭黑0~15重量份，抗撕裂树脂1~10重量份，防护蜡1~3重量份，N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺 1~4重量份，丙酮-二苯胺高温缩合物 0~1重量份，硬脂酸1~3重量份，环保型橡胶填充油0~10重量份，酚醛树脂增粘剂0~5重量份，氧化锌1~5重量份，抗硫化返原剂WK-901 0~1重量份，分散剂0~5重量份，硫磺1~2.5重量份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.5~2.5重量份。

所述炭黑的CTAB 为120~150m²/g、着色强度为125~140%、DBPA 为120~135cm³/100g、IA 为130~150mg/g。

所述白炭黑的BET为165-185 m²/g。

所述的环保型橡胶填充油为595B或595。

所述的抗撕裂树脂为脂环族石油树脂F1与带功能集团的烃类树脂F2配合使用。

所述的抗撕裂树脂F1为采用双环戊二烯为主要原料，经热聚合生成的一种树脂产品。

所述的抗撕裂树脂F2为 一种天然与石油树脂混合物。

一种生产所述铰链式卡车胎胎面橡胶组合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1）1段母胶生产：将天然橡胶与炭黑、部分酚醛增粘树脂、抗撕裂树脂F2加入GK400密炼机中，压栓混炼30秒提栓一次，再压栓混炼至155℃提栓排胶，混炼时间大约为3分钟左右,开炼机薄通下；。

第一次停放，将一次混炼得到一段母胶置于室内空气中冷却到室温。

2）二段母胶生产：往GK400密炼机中加入物料，加物料顺序为一段母胶+丁苯橡胶或部分天然橡胶→炭黑及白炭黑→小料，所述小料为硬脂酸、防老剂、剩余增粘树脂、抗硫化返原剂、分散剂、抗撕裂树脂F1→环保型橡胶填充油，加入炭黑前，胶料混炼30秒，加入炭黑后，压栓混炼40秒，加入小料后，压栓混炼30秒提栓，加完油后混炼至155℃提栓排胶，混炼时间大约为4分20秒左右，保证胶料混炼的均匀性，开炼机薄通下片；

第二次停放，将二次混炼得到二段母胶置于室内空气中冷却到室温；

3）三段母胶生产：在GK400密炼机加入二段母胶混炼，压栓时间为45秒，提栓两次，混炼至150℃提栓排胶，混炼时间大约为2份50秒以上，开炼机薄通下片；

第三次停放，将三次混炼得到三段母胶置于室内空气中冷却到室温；

4）在GK225密炼机中加入三段母胶，同时加入硫磺、促进剂、氧化锌，压栓混炼30秒，提栓，压栓50秒后提栓，压栓混炼至胶温升到100℃提栓排胶，混炼时间大约为2分20秒左右，开炼机薄通两次下片。

本发明的有益效果是，橡胶组合物具有优异的耐磨、耐切割性、耐热氧老化性，能够适应苛刻路面铰链式卡车胎胎面胶的高耐磨，耐切割、优异的耐热氧老化性的使用要求。

 

具体实施方式

本发明的天然橡胶为烟片胶的塑炼胶，塑炼胶生产所用密炼机转子：四棱转子时转速为47~53rmp， ZZ2转子时为57~63rmp，啮合型转子时转速为37-43rmp。生产方法为投胶后压栓35秒后提栓，再压栓混炼至155℃提栓排胶。

本发明中炭黑的分散对胶料的物理机械性能影响较大，保证混炼工艺性能尤为重要，此橡胶组合物须按照上述的生产方法进行胶料的生产，生产各段母胶、终炼胶时密炼机的转速可根据排胶温度、混炼时间进行适当调节。所述的白炭黑可根据对胶料的生热性能要求进行调整。其生产方法中分段加入橡胶及多次投料以保证炭黑分散的均匀性。

抗撕裂树脂F1（脂环族石油树脂）与抗撕裂树脂F2（带功能集团的烃类树脂）配合使用，与防护剂共同作用，保证橡胶组合物的耐热氧老化性能满足苛刻路面铰链式卡车胎胎面胶的要求。

下面结合实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于这些实施例。

本发明与普通胎面胶配方对比及对应物理机械性能对比如下表所示：

表1（本表中各原料含量单位为：重量份）

环保型橡胶填充油为595B或者595。天然橡胶为烟片胶、20#标胶，丁苯橡胶为1502。炭黑的CTAB 为120~150m²/g、着色强度为125~140%，DBPA 为120~135cm³/100g,IA 为130~150mg/g。白炭黑的BET为165-185 m²/g。抗撕裂树脂F1为脂环族石油树脂。抗撕裂树脂F2为带功能基团的烃类树脂混合物。抗撕裂树脂F1为采用双环戊二烯为主要原料，经热聚合生成的一种树脂产品。抗撕裂树脂F2为 一种天然与石油树脂混合物。抗撕裂树脂F1与抗撕裂树脂F2配合使用，为脂环族石油树脂对拉伸强度的改善较明显，带功能基团的烃类树脂混合物对撕裂强度的改善较明显。

将按照表1的配合量混炼出的橡胶组合物通过物理机械性能测试、耐热氧老化测试、路试来测试其耐磨、耐切割、耐热氧老化性能。

测试1：

将对比例与实施例橡胶组合物在150℃条件下，分别进行40min、120min硫化，物理机械性能测试结果如下表所示。

表2

实施例的硬度较对照例大，拉伸强度变化不大，扯断伸长率较大，撕裂强度较好，DIN磨耗指数较大，实施例长时间硫化条件下性能变化较小。

测试2：

将对比例与实施例橡胶组合物40min硫化试样在100×72h的热空气老化箱中进行热氧老化测试，热氧老化变化率=（老化后-老化前）/老化前*100% 热氧老化变化率测试结果见下表3

表3

由上表看出，拉伸性能变化不明显，但是撕裂强度、DIN磨耗性能变化较为明显。

测试3：

将上述对比例1与实施例2、实施3的耐磨、耐切割性、耐久性测试通过在矿山路试进行测试，对比例与实施例测试胎选用相同的矿点，同种车辆，相同的装车位置，记录测试胎的行驶时间、磨耗平均值，以及轮胎的失效方式，测试结果见下表4所示。

 

路试测试结果	对照例1	实施例2	实施例3
				行驶时间（h）	2258	2715	2984
磨耗平均值（h/mm）	30.5	36.7	40.3
				轮胎失效方式	胎面磨光	胎面磨光	胎面磨光

   实施例在矿山使用过程中，磨耗值增大，行驶时间增加，达到本发明的研究目的。

本发明所述橡胶组合物提高了铰链式卡车轮胎的磨耗性能、耐切割性能，提高了轮胎的使用寿命。

Claims (8)

1.一种铰链式卡车胎胎面橡胶组合物，其特征在于：以重量份计包含天然橡胶75~100重量份，丁苯橡胶0~25重量份，炭黑50~70重量份，白炭黑0~15重量份，抗撕裂树脂1~10重量份，防护蜡1~3重量份，N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺 1~4重量份，丙酮-二苯胺高温缩合物 0~1重量份，硬脂酸1~3重量份，环保型橡胶填充油0~10重量份，酚醛树脂增粘剂0~5重量份，氧化锌1~5重量份，抗硫化返原剂WK-901 0~1重量份，分散剂0~5重量份，硫磺1~2.5重量份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.5~2.5重量份。

2.根据权利要求所述铰链式卡车胎胎面橡胶组合物，其特征在于所述的炭黑的CTAB 为120~150m²/g、着色强度为125~140%、DBPA 为120~135cm³/100g、IA 为130~150mg/g。

3.根据权利要求所述铰链式卡车胎胎面橡胶组合物，其特征在于所述的白炭黑的BET为165-185 m²/g。

4.根据权利要求所述铰链式卡车胎胎面橡胶组合物，其特征在于所述的环保型橡胶填充油为595B或595。

5.根据权利要求所述铰链式卡车胎胎面橡胶组合物，其特征在于所述的所述的抗撕裂树脂为脂环族石油树脂F1与带功能集团的烃类树脂F2配合使用。

6.根据权利要求所述铰链式卡车胎胎面橡胶组合物，其特征在于所述的抗撕裂树脂F1为采用双环戊二烯为主要原料，经热聚合生成的一种树脂产品。

7.根据权利要求所述铰链式卡车胎胎面橡胶组合物，其特征在于所述的抗撕裂树脂F2为 一种天然与石油树脂混合物。

8.一种生产权利要求1所述铰链式卡车胎胎面橡胶组合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1）1段母胶生产：将天然橡胶与炭黑、部分酚醛增粘树脂、抗撕裂树脂F2加入GK400密炼机中，压栓混炼30秒提栓一次，再压栓混炼至155℃提栓排胶，混炼时间大约为3分钟左右,开炼机薄通下；

第一次停放，将一次混炼得到一段母胶置于室内空气中冷却到室温；

2）二段母胶生产：往GK400密炼机中加入物料，加物料顺序为一段母胶+丁苯橡胶或部分天然橡胶→炭黑及白炭黑→小料，所述小料为硬脂酸、防老剂、剩余增粘树脂、抗硫化返原剂、分散剂、抗撕裂树脂F1→环保型橡胶填充油，加入炭黑前，胶料混炼30秒，加入炭黑后，压栓混炼40秒，加入小料后，压栓混炼30秒提栓，加完油后混炼至155℃提栓排胶，混炼时间大约为4分20秒左右，保证胶料混炼的均匀性，开炼机薄通下片；

第二次停放，将二次混炼得到二段母胶置于室内空气中冷却到室温；

3）三段母胶生产：在GK400密炼机加入二段母胶混炼，压栓时间为45秒，提栓两次，混炼至150℃提栓排胶，混炼时间大约为2份50秒以上，开炼机薄通下片；

第三次停放，将三次混炼得到三段母胶置于室内空气中冷却到室温；

4）在GK225密炼机中加入三段母胶，同时加入硫磺、促进剂、氧化锌，压栓混炼30秒，提栓，压栓50秒后提栓，压栓混炼至胶温升到100℃提栓排胶，混炼时间大约为2分20秒左右，开炼机薄通两次下片。