CN104672509A - 一种出口轮胎专用胎侧胶料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种出口轮胎专用的胎侧胶料及制造这种胶料所使用的橡胶组合物配方，本发明胶料中含有天然橡胶、氯化丁基橡胶、三元乙丙橡胶、无机增强填料、防老剂、氧化锌、硬脂酸、加工助剂、不溶性硫黄、促进剂。其特征在于：由多种材料配制而成，这些材料包括：3#烟片天然橡胶、氯化丁基橡胶CIIR1068、三元乙丙橡胶EPDM（ENB型）、氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、防老剂TMQ、莱茵蜡111、炭黑N330、芳烃油、加工助剂、促进剂NS、促进剂DM、促进剂TMTD、不溶性硫黄IS-6005。本发明提供的胶料主要用于出口南美等热带地区的客、货运载车辆轮胎中，使用本发明提供的胶料可明显提高轮胎的耐热氧和臭氧老化性能，从而提高轮胎使用寿命。

Description

一种出口轮胎专用胎侧胶料

技术领域

本发明涉及一种出口轮胎专用的胎侧胶料。

本技术是专为出口南美洲等热带地区的轮胎设计的胎侧胶料，它主要由天然橡胶、氯化丁基橡胶、三元乙丙橡胶、无机增强填料、抗老化物以及各类辅料混合而成，具有高度的抗臭氧老化和热氧老化性能。使用这种胶料生产的轮胎适用于出口并装配在南美洲等热带地区的客、货运载车辆上。

背景技术

橡胶是构成轮胎的主体材料，橡胶分子主链中的双键影响橡胶的老化。橡胶分子主链上含有双键时，双键的a碳原子上C--H键的离解能很低，在热活化作用下，很易被氧化过程中所产生的过氧自由基夺去H而形成自由基，此时自由基原子上的C--H键和C--C键的键解离能很低，可被很低的能量打断，从而易发生热氧老化；同时，橡胶分子主链上含有双键时，臭氧会攻击橡胶的不饱和键，进行亲电加成反应，发生臭氧老化反应。总体上，较高的温度无论对氧气还是臭氧老化都具有强烈的活化作用。因此，橡胶分子链中双键含量越多，轮胎使用环境温度越高，耐老化性质越低。由于制造轮胎所使用的橡胶均为不饱和橡胶，且行驶时会聚集热量，兼之环境气温的影响，使得老化无可避免，只能通过配方设计加以改善。

南美洲大部分地区位于西半球南部，属热带雨林气候和热带草原气候。气候特点是温暖湿润，以热带为主，大陆性不显著。全洲除山地外，冬季最冷月的平均气温均在0℃以上，占大陆主要部分的热带地区，平均气温超过20℃。冬季气温也远比北美洲以及中国大陆高。

臭氧主要存在于大气层中同温层之下的臭氧层中（距离地表20公里），但在地表大气中也存在稀薄的臭氧，即使是稀薄的臭氧，也会让所有的橡胶制品出现龟裂的情况。由于橡胶对热氧作用的敏感性，在热带地区使用的轮胎，因长期处于较强烈的湿热以及臭氧等混合作用，极易发生老化，导致橡胶的物理机械性能下降，提前损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮胎胎侧胶料及制造这种胶料所使用的橡胶组合物配方，使用这种胶料生产的胎侧适用于装配热带地区客、货载重车辆上的轮胎。

本发明具有以下技术特征：

一、本发明提供的胎侧胶料配方有别于传统的天然橡胶和顺丁橡胶并用体系，改为天然橡胶和氯化丁基橡胶、三元乙丙橡胶三者并用，以期采用该体系的胶料获得更为优异的耐热氧和臭氧老化性能，同时保持传统体系的拉伸和抗屈挠性质，满足胎侧使用要求。

二、本发明所使用到的材料“氯化丁基橡胶”是由丁基橡胶溶入氯气制得，氯化发生在异戊二烯部分，且大部分为氯的取代反应，其分子结构的绝大部分为饱和丁基骨架，因此具有许多丁基分子的特点，如硫化的多样性、硫化速度快，在大气环境下的耐老化和耐天候性好等，具体表现为：

1、耐热性：其高温降解相对较低，在121℃下长期老化性显然优于天然橡胶；

2、耐屈挠：其硫化胶结构紧密，耐屈挠性能良好，可以之代替顺丁橡胶；

3、耐天候：与填充剂关系十分密切，炭黑填充胶具有优异的耐氧气、臭氧等天候老化性；

三、本发明所使用到的材料“三元乙丙橡胶”是乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物，其主要特点为：

1、其主要聚合链是完全饱和的，可抵抗热、光、臭氧和氧气；

2、在120℃可长期使用，在150℃-200℃下可间歇使用；

3、在臭氧浓度50pphm、拉伸20%的条件下，可达200小时以上不龟裂；

4、耐水蒸气更优于其耐热性，在230℃过热蒸汽中，100小时后外观无变化；

5、弹性：其分子结构中无畸形取代基，分子内聚能低，分子链可在较宽范围内保持柔顺性，弹性仅次于NR和BR，是顺丁橡胶的良好替代物。

四、本发明所使用到的材料“3#烟片天然橡胶”是通用的综合性能最佳的橡胶材料，它拥有极高的拉伸强度和优良的加工性能，可弥补氯化丁基橡胶和三元乙丙橡胶强度低、加工性不足的缺点，使胶料更切合实际生产和使用的需要。

本发明的目的通过以下技术方案实现：出口轮胎专用胎侧胶料，其特征为由以下材料按质量比配制而成：

原  材  料	质量配比
		3#烟片天然橡胶	50.0
氯化丁基胶CIIR1068	30.0
		三元乙丙橡胶EPDM（ENB型）	20.0
氧化锌	3.0-5.0
		硬脂酸	1.0-3.0
防老剂4020	2.5
		防老剂TMQ	1.5
莱茵蜡111	2.5
		炭黑N330	50.0-60.0
芳烃油	5.0-8.0
		加工助剂	3.0
促进剂NS	0.6-1.0
		促进剂DM	0.3-0.5
促进剂TMTD	0.02-0.06
		不溶性硫黄IS-6005	1.4-1.8

本发明的技术原理是：在生胶体系上采用拉伸强度高、综合性能最好的天然橡胶与耐热、抗氧化和臭氧老化的氯化丁基橡胶、三元乙丙橡胶（ENB型）并用，并用比例通过变量试验获得，保证胶料在满足抗老化、耐屈挠等特性的前提下，具有足够的强度；填充剂使用可显著提升氯化丁基橡胶耐老化性能的优质炭黑，改善胶料的物理机械性能的同时降低配方材料成本；配方设计着重加强了防护体系，防老剂使用抗热氧、臭氧综合性能最好的4020和TMQ并用，总量达到4.0质量份，同时使用了用量多达2.5质量份的莱茵蜡111产品，进一步增强抗臭氧老化特性；考虑三元乙丙橡胶在粘性方面的不足，加入适量加工助剂，以提高工艺粘性；氯化丁基橡胶和三元乙丙橡胶硫化速度相对较慢，因此硫化体系设计时比常规胎侧胶的硫化体系适当加大了促进剂品种和用量，以满足实际生产的需要。

具体实施方式：

原  材  料	质量配比
		3#烟片天然橡胶	50.0
氯化丁基胶CIIR1068	30.0
		三元乙丙橡胶EPDM（ENB型）	20.0
氧化锌	3.5
		硬脂酸	2.0
防老剂4020	2.5
		防老剂TMQ	1.5
莱茵蜡111	2.5
		炭黑N330	55.0
芳烃油	5.5
		加工助剂	3.0
促进剂NS	0.9
		促进剂DM	0.4
促进剂TMTD	0.05
		不溶性硫黄IS-6005	1.6

在本实施例中，制造胶料采取以下工艺：

胶料制造分为三段混炼生产，均执行自动混炼工艺。一段胶料配方加入3#烟片胶、氯化丁基胶、三元乙丙橡胶、35份炭黑N330、硬脂酸、氧化锌、芳烃油；二段混炼以一段混炼生成的混炼胶作为母胶，然后加入剩余的20份炭黑N330、防老剂4020、防老剂TMQ、莱茵蜡111以及加工助剂；三段混炼以二段混炼生成的混炼胶作为母胶，加入促进剂、不溶性硫黄IS-6005于密炼机中再次进行混炼。一、二段胶料在GK270N密炼机内进行混炼；三段混炼胶料在GK255N密炼机内混炼，胶料在压片机上捣炼5个来回后出片冷却停放。段间胶料停放不少于4个小时后才能进入下一工序。

使用本实施例配方制成的工程机械轮胎胎面胶料性能测试数据见下表。

使用本实施例配方生产的胎侧胶料，在炼胶和压出过程中，胶料未发生焦烧现象，压出速度快，生产效率高，胶料表面光滑、致密性好，下工序的成型和硫化工艺均正常，能满足批量性工业化生产。产品经投放巴西、秘鲁等国家和地区使用，效果良好。

Claims (1)

1.一种出口轮胎专用胎侧胶料，使用这种胶料生产的胎侧适用于出口并装配在南美洲等热带地区的客、货运载车辆上的轮胎，其特征为由以下材料按质量比配制而成：

3#烟片天然橡胶  50.0；氯化丁基橡胶CIIR1068  30.0；三元乙丙橡胶EPDM（ENB型） 20.0；氧化锌 3.5；硬脂酸2.0；防老剂4020 2.5；防老剂TMQ 1.5；莱茵蜡111 2.5；炭黑N330 55.0；芳烃油 5.5；加工助剂 3.0；促进剂NS 0.9；促进剂DM 0.4；促进剂TMTD 0.05；不溶性硫黄IS-6005 1.6。