CN104744741B - 全钢巨型工程子午线轮胎胎侧胶 - Google Patents

全钢巨型工程子午线轮胎胎侧胶 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种全钢巨型工程子午线轮胎胎侧胶，其胶料的组分配方按质量比关系来划分，天然橡胶30％—40％；顺丁胶20％—30％；炭黑20％—30％；氧化锌1％—5％；硬脂酸1％—3％；防老剂6PPD 1％—3％；防老剂RD 0.5％—1.5％；微晶蜡1％—3％；环保油1％—5％；增粘剂7511A 1％—5％；硫磺0.1％—1％；促进剂TBBS 0.1％—0.5％；其中在胶料的组分配方中含有抗硫化还原剂HTS 1％—3％；抗硫化还原剂PK9000.1％—1％；氯代三苯基四氮唑TTC 0.1％—1％。本发明在胎侧胶配方中采用抗硫化还原剂HTS替代部分硫磺和使用抗硫化还原剂PK900以及特殊的防焦剂氯代三苯基四氮唑TTC，从而优化现有的胎侧胶配方体系，使胎侧胶在长时间硫化后，胶料的物理机械性能保持不变。

Description

全钢巨型工程子午线轮胎胎侧胶
技术领域：
本发明涉及高分子材料领域，尤其是一种全钢巨型工程子午线轮胎胎侧胶的胶料配方。
背景技术：
巨型工程子午线轮胎主要运用在大型矿用自卸车上，使用条件比较苛刻，路面差、载重大，使用时间较长，这就要求胎侧胶具有优异耐屈挠，耐切割性能，且生热低。巨型工程胎硫化时，因轮胎断面厚，断面中心层达到正硫化时，其表面层硫化时间都超过正硫化时间，长时间硫化就会造成胎侧胶物理机械性能的下降，这就要求胶料既要有良好的加工工艺安全性，较好的物理机械性能，又要具有较长的硫化平坦性和抗硫化还原性，这就要求胎侧胶的胶料在长时间硫化和老化后要有较低的生热、优异耐屈挠，耐切割性能。
为了达到上述胎侧胶设计和使用性能，由于现有的胎侧胶的硫化体系多数形成多硫键和双硫键，键能比较低，长时间硫化和老化后多硫键和双硫键断裂，造成物理机械性能的下降。如何通过配方的调整，使其达到设计要求的方案，即成为本发明研究的对象。发明内容：
本发明的目的是在胎侧胶配方中采用抗硫化还原剂HTS替代部分硫磺，以及使用抗硫化还原剂PK900和氯代三苯基四氮唑TTC作为特殊的防焦剂，从而优化现有胎侧胶配方体系，提高其物理机械性能的全钢巨型工程子午线轮胎胎侧胶。
本发明技术方案是这样实现的：一种全钢巨型工程子午线轮胎胎侧胶，其胶料的组分配方按质量比关系来划分，天然橡胶30％—40％；顺丁胶20％—30％；炭黑20％—30％；氧化锌1％—5％；硬脂酸1％—3％；防老剂6PPD 1％—3％；防老剂RD 0.5％—1.5％；微晶蜡1％—3％；环保油1％—5％；增粘剂7511A 1％—5％；硫磺0.1％—1％；促进剂TBBS0.1％—0.5％；其特征在于：在胶料的组分配方中含有抗硫化还原剂HTS 1％—3％；抗硫化还原剂PK9000.1％—1％，氯代三苯基四氮唑TTC 0.1-1％。
按质量比例进行配比的胎侧胶胶料组分优选方案是：天然橡胶34％；顺丁胶22％；炭黑29％；氧化锌2.4％；硬脂酸1.1％；防老剂6PPD 1.6％；防老剂RD 0.6％；微晶蜡1.1％；环保油3.4％；增粘剂7511A 1.7％；硫磺0.7％；促进剂TBBS 0.4％；抗硫化还原剂HTS1.2％；抗硫化还原剂PK9000.3％；氯代三苯基四氮唑TTC 0.5％。
本发明在胎侧胶配方中采用抗硫化还原剂HTS替代部分硫磺和使用抗硫化还原剂PK900，以及氯代三苯基四氮唑TTC作为特殊的防焦剂，从而优化现有的胎侧胶配方体系，改善交联结构，使胎侧胶在长时间硫化后，胶料的物理机械性能保持不变，特别是经过热老化后能保持较好的物理机械性能，提高胎侧胶的耐屈挠，耐切割性能。
具体实施方式：
全钢巨型工程子午线轮胎胎侧胶配方，其胶料的组分配方按质量比关系来划分含有以下主要成分：
天然橡胶30％—40％，天然橡胶可选择SMR10和STR10，其综合物理性能最好，拉伸强度高，生热低。
顺丁胶20％—30％，耐屈挠性能优异。
炭黑20％—30％，炭黑是补强剂，用N375和N660并用，能提高胎侧胶的耐屈挠，耐切割性能。
氧化锌1％—5％；
硬脂酸1％—3％，氧化锌和硬脂酸是硫化活性剂，能提高胶料的硫化活性和交联密度。
防老剂6PPD 1％—3％；
防老剂RD 0.5％—1.5％，防老剂6PPD和防老剂RD能提高胶料的耐热性和耐屈挠龟裂性能，有效的仿止橡胶的老化。
微晶蜡1％—3％，能有效地防止臭氧老化。
环保油1％—5％，降低胶料的门尼粘度，有助于炭黑的分散，提高胎侧胶的耐屈挠。
增粘剂7511A 1％—5％，增强橡胶于橡胶之间的粘合。
硫磺0.1％—1％；
促进剂TBBS 0.1％—0.5％，硫磺和促进剂TBBS组成的硫化体系，使胶料由线性的大分子交联成立体网状高弹性的材料。
氯代三苯基四氮唑TTC 0.1％—1％，作为特殊的防焦剂，可延迟焦烧时间，保证胶料的加工安全性以及增加交联密度。
与现有的技术的区别在于，在胶料配方中加入抗硫化还原剂HTS 1％—3％；抗硫化还原剂PK9000.1％—1％，氯代三苯基四氮唑TTC0.1％—1％。
抗硫化还原剂HTS(六亚甲基-1,6-双硫代硫酸二钠盐·二份结晶水)是一种具有独特结构的新型化学助剂，具有过硫化稳定剂的功能，可以改善胶料老化后的疲劳/屈挠性能。
其分子式如下：
在以硫磺为硫化剂的聚合物中分子之间的交联是通过硫硫(-SX)而形成，所形成的硫-硫键(-SX)中的硫原子数目取决于初始配合中硫黄与促进剂TBBS的用量之比。抗硫化还原剂HTS独特的化学结构使其在硫化反应中，能够在连接大分子的硫-硫键之间嵌入柔顺的六亚甲基基团，形成“复合”的交联结构.
当胶料处于受热情况下，无论是在硫化过程还是使用过程，都将发生多硫键的热降解反应，交联程度及交联性质都将发生较大的改变。这些硫化结构的变化，将会降低胶料的物理性能和使用性能。在某种意义硫键上的硫原子的逐渐损失最终形成具有一个硫原子的单硫交联键。同样，对于复合交联键，热降解也会引起硫原子损失，最终形成在(CH2)6两端各保留一个硫原子的新的交联键，这种由“复合”交联键返原而形成的交联键比通常的单硫交联键耐疲劳性能优异，此特性使得含抗硫化还原剂HTS的传统硫化体系胶料能更好地保持动态性能。
抗硫化还原剂PK900是一种具有独特结构的新型化学助剂，化学名称为1,3-双(柠糠酰亚甲基)苯，它能防止硫黄硫化胶料因热降解而导致胶料物理性能和使用性能降低，其作用机理是通过生成对热稳定的碳-碳交联键来补偿多硫键的损失。抗硫化还原剂PK900与由于返原而在聚合物主链上生成的共轭二烯或共轭三烯反应形成碳-碳交联键来补偿损失的多硫交联键。
氯代三苯基四氮唑TTC，中文名称2，3，5-三苯基氯化四氮唑，是邻苯二甲酰亚胺类的新一代防焦剂，和传统的防焦剂PVI,CTP相比，最大的优点是在保持很好的防焦的基础上，又是一种慢速促进剂，具有更高的交联密度。同时，氯代三苯基四氮唑TTC不喷霜，不释放致癌性亚硝胺。
为进一步优化胎侧胶的耐屈挠，耐切割性能，可采取如下优选方案：
按质量比例进行配比的胎侧胶胶料组分优选方案是：天然橡胶34％；顺丁胶22％；炭黑29％；氧化锌2.4％；硬脂酸1.1％；防老剂6PPD 1.6％；防老剂RD 0.6％；微晶蜡1.1％；环保油3.4％；增粘剂7511A 1.7％；硫磺0.7％；促进剂TBBS 0.4％；氯代三苯基四氮唑TTC0.5％；抗硫化还原剂HTS 1.2％；抗硫化还原剂PK9000.3％。
生产过程如下：
采用F270橡胶密炼机，转子转速为40rpm，上顶栓压力0.6Mpa，密炼机冷却水温度25℃—30℃。
加料顺序为，天然橡胶和顺丁橡胶投入密炼机20秒；
提栓投炭黑，氧化锌；硬脂酸；防老剂6PPD；防老剂RD；微晶蜡；增粘剂；抗硫化还原剂HTS；抗硫化还原剂PK900；
压栓45秒，温度到达110℃时提栓注油，再压栓30秒，提栓清扫后压25秒胶料温度达到150℃后排胶；
冷却后制成母炼胶待用；
将母炼胶第二次加入密炼机中，转子转速为20rpm，上顶栓压力0.2MPa，密炼机冷却水温度25℃—30℃；
加料顺序为，母炼胶，硫磺，促进剂TBBS，氯代三苯基四氮唑TTC投入密炼机50秒；
提栓清扫再压60秒，胶料温度达到95℃卸出胶料，翻炼冷却胶料，下片冷却完成胎侧胶的制作。
对比实例与效果分析，现有的胎侧胶(配方A)和采用上述配比制作的胎侧胶(配方B)进行比较。
其中配方B中加入了抗硫化还原剂HTS和PK900以及氯代三苯基四氮唑TTC代替防焦剂CTP，其它组分和配方A一样。
按国家标准进行物理机械性能试验数据如下：

Claims (2)

1.一种全钢巨型工程子午线轮胎胎侧胶，其胶料的组分配方按质量比关系来划分，天然橡胶30％—40％；顺丁胶20％—30％；炭黑20％—30％；氧化锌1％—5％；硬脂酸1％—3％；防老剂6PPD 1％—3％；防老剂RD 0.5％—1.5％；微晶蜡1％—3％；环保油1％—5％；增粘剂7511A 1％—5％；硫磺0.1％—1％；促进剂TBBS 0.1％—0.5％；其特征在于：在胶料的组分配方中含有抗硫化还原剂HTS 1％—3％；抗硫化还原剂PK900 0.1％—1％，氯代三苯基四氮唑TTC 0.1％—1％。
2.根据权利要求1所述的全钢巨型工程子午线轮胎胎侧胶，其特征在于：按质量比例进行配比的胎侧胶胶料组分是：天然橡胶34％；顺丁胶22％；炭黑29％；氧化锌2.4％；硬脂酸1.1％；防老剂6PPD 1.6％；防老剂RD 0.6％；微晶蜡1.1％；环保油3.4％；增粘剂7511A1.7％；硫磺0.7％；促进剂TBBS 0.4％；氯代三苯基四氮唑TTC 0.5％；抗硫化还原剂HTS1.2％；抗硫化还原剂PK900 0.3％。
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