CN104761769A - 生产全钢载重子午线轮胎气密层的配方及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产全钢载重子午线轮胎气密层的配方及工艺方法，具体涉及一种在保持轮胎气密性的基础上，轮胎成本低的生产全钢载重子午线轮胎气密层的配方及工艺方法。要解决的技术问题是使用丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料制备轮胎气密层时，传统的混炼工艺无法制备出外观良好、性能一致的产品，本发明由以下重量份的原料制成：天然橡胶5-20份，氧化锌2-5份，丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料160-180份，硫磺1.0-1.5份，促进剂0.8-1.0份，化学防老剂2-3份，增粘树脂6-8份，物理防老剂8-10份。采用这样方案后的本发明工艺通过性好、产品外观质量好、性能一致。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶轮胎领域，具体涉及一种生产全钢载重子午线轮胎气密层的配方及工艺方法。
背景技术
溴化丁基橡胶（BIIR）是含有活性溴的异丁烯-异戊二烯共聚物弹性体。由于溴化丁基橡胶拥有丁基橡胶基本饱和的主链，因此其主要特性是优异的气密性能，是轮胎气密层材料的主要基材。但溴化丁基橡胶基本依靠进口，其价格被国外公司垄断，2012年进口朗盛溴化丁基橡胶年平均价格约为45000元/吨，俄罗斯溴化丁基橡胶副牌年平均价格约为30000元/吨，国产溴化丁基橡胶副牌推广价格约为27000元/吨，轮胎厂为了降低成本，可以将朗盛溴化丁基橡胶与俄罗斯溴化丁基橡胶副牌或国产溴化丁基橡胶副牌按0.8:0.2的配比混合使用，但价格还远远超过轮胎其他部件用天然橡胶（年平均价格约25000元/吨）、顺丁橡胶（20000元/吨）和丁苯橡胶（平均价格19600元/吨）的价格，因此各轮胎企业都在寻找卤化丁基橡胶的替代品。
本专利使用的丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料经过三代产品的更新，用于制备气密层。不同于球状的炭黑，黏土的片层结构可以有效的延长气体的扩散路径，提高材料的气密性能。相较于炭黑和微米黏土（传统机械共混方法制备），纳米黏土可以明显气密性能，并且随着黏土份数的提高，其气密性能随之提高。但由于丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料的特殊性能，应用传统的混炼工艺无法制备出外观良好、性能一致的产品。
发明内容
本发明要解决的技术问题是使用丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料制备轮胎气密层时，应用传统的混炼工艺无法制备出外观良好、性能一致的产品，提供一种在保持轮胎气密性的基础上，轮胎成本低的生产全钢载重子午线轮胎气密层的配方及工艺方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种生产全钢载重子午线轮胎气密层的配方，它是由以下重量份的原料制成：天然橡胶5-20份，氧化锌2-5份，丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料160-180份，硫磺1.0-1.5份，促进剂0.8-1.0份，化学防老剂2-3份，增粘树脂6-8份，物理防老剂8-10份。
还包括大粒径炭黑5-10份，软化剂2-5份。
所述的丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料采用乳液共沉法制备而成，各组分的组成为：丁苯橡胶100份，蒙脱土60～100份，含羟基或/和氨基的小分子有机化合物1～10份。
一种生产全钢载重子午线轮胎气密层的工艺方法，它包括以下三个阶段：①第一阶段将天然橡胶5-20份，大粒径炭黑5-10份，氧化锌1-3份一起投入到密炼机密炼制成一段母胶；②第二阶段将第一阶段制成的一段母胶10-30份、丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料160-180份、增粘树脂6-8份、物理防老剂8-10份一起投入到密炼机密炼制成二段母胶；③第三阶段将第二阶段制成的二段母胶200-220份、氧化锌1-2份、化学防老剂2-3份、硫磺1.0-1.5份、促进剂0.8-1.0份一起投入到密炼机密炼制成胶片。
所述的第一阶段在密炼机中密炼是在转子转速为43-47RPM的条件下混炼30-40s，投入软化剂2-5份混合，温度达到135-145℃时进行排胶，并压成厚度为6-8mm的胶片制成一段母胶。
所述的第二阶段在密炼机中密炼是在转子转速为43-47RPM的条件下混炼三个周期，每个周期30-40s，温度达到135-145℃时进行排胶，并压成厚度为6-8mm的胶片制成二段母胶。
所述的第三阶段在密炼机中密炼是在转子转速为23-27RPM的条件下混炼三个周期，每个周期30-40s，温度达到95-105℃时排胶，并压成厚度为5-7mm左右的胶片。
采用上述技术方案的本发明应用新工艺解决了丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料气密层配方混炼工艺通过性差、产品外观质量差、性能一致性差的问题，提高了胶料的性能。
具体实施方式
一种生产全钢载重子午线轮胎气密层的配方，它是由以下重量份的原料制成：天然橡胶5-20份，氧化锌2-5份，丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料160-180份，硫磺1.0-1.5份，促进剂0.8-1.0份，化学防老剂2-3份，增粘树脂6-8份，物理防老剂8-10份。还包括大粒径炭黑5-10份，软化剂2-5份。所述的促进剂为促进剂MBTS（DM），化学名称为二硫化二苯并噻唑，化学防老剂为防老剂4020，化学名称为N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺，软化剂为环保油，增粘树脂为辛基增粘树脂，物理防老剂为B型微晶蜡。
所述的丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料采用乳液共沉法制备而成，各组分的组成为：丁苯橡胶100份，蒙脱土60～100份，含羟基或/和氨基的小分子有机化合物1～10份。所述丁苯橡胶的型号为SBR1502，所述的含羟基或/和氨基的小分子有机化合物为甘油、乙二醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。
一种生产全钢载重子午线轮胎气密层的工艺方法，它包括以下三个阶段：①第一阶段将天然橡胶5-20份，大粒径炭黑5-10份，氧化锌1-3份一起投入到密炼机密炼制成一段母胶；②第二阶段将第一阶段制成的一段母胶10-30份、丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料160-180份、增粘树脂6-8份、物理防老剂8-10份一起投入到密炼机密炼制成二段母胶；③第三阶段将第二阶段制成的二段母胶200-220份、氧化锌1-2份、化学防老剂2-3份、硫磺1.0-1.5份、促进剂0.8-1.0份一起投入到密炼机密炼制成胶片。
所述的第一阶段在密炼机中密炼是在转子转速为43-47RPM的条件下混炼30-40s，投入软化剂2-5份混合，温度达到135-145℃时进行排胶，并压成厚度为6-8mm的胶片制成一段母胶。
所述的第二阶段在密炼机中密炼是在转子转速为43-47RPM的条件下混炼三个周期，每个周期30-40s，温度达到135-145℃时进行排胶，并压成厚度为6-8mm的胶片制成二段母胶。
所述的第三阶段在密炼机中密炼是在转子转速为23-27RPM的条件下混炼三个周期，每个周期30-40s，温度达到95-105℃时排胶，并压成厚度为5-7mm左右的胶片。
本发明设计配方中原料品种和用量，调整混炼过程中的加料顺序以及密炼机的转子转速、密炼时间、胶料排胶温度等工艺条件，从而改善了胶料生产工艺性能，改善胶料外观质量，提高了胶料内在性能。
下面为本发明的具体实施例：
实施例1：
丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料采用乳液共沉法制备而成，各组分的组成为：丁苯橡胶100 kg，蒙脱土100 kg，甘油1kg。
生产全钢载重子午线轮胎气密层的工艺方法，它包括以下三个阶段：①第一阶段将天然橡胶20 kg，大粒径炭黑5 kg，氧化锌3 kg一起投入到密炼机密炼制成一段母胶；②第二阶段将第一阶段制成的一段母胶30 kg、丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料180 kg、增粘树脂6 kg、物理防老剂10 kg一起投入到密炼机密炼制成二段母胶；③第三阶段将第二阶段制成的二段母胶220 kg、氧化锌2 kg、化学防老剂2 kg、硫磺1.0kg、促进剂0.8 kg一起投入到密炼机密炼制成胶片。
第一阶段在密炼机中密炼是在转子转速为45RPM的条件下混炼30s，投入软化剂5kg混合，温度达到140℃时进行排胶，并压成厚度为7mm的胶片制成一段母胶。第二阶段在密炼机中密炼是在转子转速为45RPM的条件下混炼三个周期，每个周期40s，温度达到140℃时进行排胶，并压成厚度为8mm的胶片制成二段母胶。第三阶段在密炼机中密炼是在转子转速为25RPM的条件下混炼三个周期，每个周期40s，温度达到100℃时排胶，并压成厚度为6mm的胶片。
实施例2：丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料采用乳液共沉法制备而成，各组分的组成为：丁苯橡胶100 kg，蒙脱土100 kg，乙二醇10kg。
生产全钢载重子午线轮胎气密层的工艺方法，它包括以下三个阶段：①第一阶段将天然橡胶5 kg，大粒径炭黑10 kg，氧化锌1 kg一起投入到密炼机密炼制成一段母胶；②第二阶段将第一阶段制成的一段母胶10 kg、丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料160 kg、增粘树脂8kg、物理防老剂8 kg一起投入到密炼机密炼制成二段母胶；③第三阶段将第二阶段制成的二段母胶200 kg、氧化锌1 kg、化学防老剂3 kg、硫磺1.5kg、促进剂1.0 kg一起投入到密炼机密炼制成胶片。
第一阶段在密炼机中密炼是在转子转速为43RPM的条件下混炼40s，投入软化剂2kg混合，温度达到145℃时进行排胶，并压成厚度为6mm的胶片制成一段母胶。第二阶段在密炼机中密炼是在转子转速为47RPM的条件下混炼三个周期，每个周期30s，温度达到145℃时进行排胶，并压成厚度为6mm的胶片制成二段母胶。第三阶段在密炼机中密炼是在转子转速为23RPM的条件下混炼三个周期，每个周期30s，温度达到95℃时排胶，并压成厚度为7mm的胶片。
实施例3：丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料采用乳液共沉法制备而成，各组分的组成为：丁苯橡胶100 kg，蒙脱土60 kg，乙醇胺5kg。
生产全钢载重子午线轮胎气密层的工艺方法，它包括以下三个阶段：①第一阶段将天然橡胶10 kg，大粒径炭黑8 kg，氧化锌2 kg一起投入到密炼机密炼制成一段母胶；②第二阶段将第一阶段制成的一段母胶20 kg、丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料170 kg、增粘树脂7kg、物理防老剂9 kg一起投入到密炼机密炼制成二段母胶；③第三阶段将第二阶段制成的二段母胶210 kg、氧化锌2 kg、化学防老剂2.5 kg、硫磺1.2kg、促进剂0.9kg一起投入到密炼机密炼制成胶片。
第一阶段在密炼机中密炼是在转子转速为47RPM的条件下混炼35s，投入软化剂4kg混合，温度达到135℃时进行排胶，并压成厚度为7mm的胶片制成一段母胶。第二阶段在密炼机中密炼是在转子转速为45RPM的条件下混炼三个周期，每个周期35s，温度达到140℃时进行排胶，并压成厚度为7mm的胶片制成二段母胶。第三阶段在密炼机中密炼是在转子转速为27RPM的条件下混炼三个周期，每个周期35s，温度达到105℃时排胶，并压成厚度为8mm的胶片。
实施例4：丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料采用乳液共沉法制备而成，各组分的组成为：丁苯橡胶100 kg，蒙脱土80 kg，二乙醇胺8kg。
生产全钢载重子午线轮胎气密层的工艺方法，它包括以下三个阶段：①第一阶段将天然橡胶15 kg，大粒径炭黑8 kg，氧化锌2.5 kg一起投入到密炼机密炼制成一段母胶；②第二阶段将第一阶段制成的一段母胶25 kg、丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料175 kg、增粘树脂8kg、物理防老剂8 kg一起投入到密炼机密炼制成二段母胶；③第三阶段将第二阶段制成的二段母胶215 kg、氧化锌1.5 kg、化学防老剂1.5 kg、硫磺1.3kg、促进剂0.9kg一起投入到密炼机密炼制成胶片。
第一阶段在密炼机中密炼是在转子转速为46RPM的条件下混炼38s，投入软化剂3kg混合，温度达到145℃时进行排胶，并压成厚度为6mm的胶片制成一段母胶。第二阶段在密炼机中密炼是在转子转速为47RPM的条件下混炼三个周期，每个周期38s，温度达到135℃时进行排胶，并压成厚度为8mm的胶片制成二段母胶。第三阶段在密炼机中密炼是在转子转速为23RPM的条件下混炼三个周期，每个周期38s，温度达到100℃时排胶，并压成厚度为7mm的胶片。
实施例5：丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料采用乳液共沉法制备而成，各组分的组成为：丁苯橡胶100 kg，蒙脱土90 kg，三乙醇胺6kg。
生产全钢载重子午线轮胎气密层的工艺方法，它包括以下三个阶段：①第一阶段将天然橡胶12kg，大粒径炭黑6 kg，氧化锌2.5 kg一起投入到密炼机密炼制成一段母胶；②第二阶段将第一阶段制成的一段母胶25 kg、丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料170 kg、增粘树脂8kg、物理防老剂8 kg一起投入到密炼机密炼制成二段母胶；③第三阶段将第二阶段制成的二段母胶210 kg、氧化锌1.5 kg、化学防老剂1.5 kg、硫磺1.3kg、促进剂0.9kg一起投入到密炼机密炼制成胶片。
第一阶段在密炼机中密炼是在转子转速为45RPM的条件下混炼40s，投入软化剂3kg混合，温度达到145℃时进行排胶，并压成厚度为6mm的胶片制成一段母胶。第二阶段在密炼机中密炼是在转子转速为47RPM的条件下混炼三个周期，每个周期38s，温度达到140℃时进行排胶，并压成厚度为8mm的胶片制成二段母胶。第三阶段在密炼机中密炼是在转子转速为23RPM的条件下混炼三个周期，每个周期38s，温度达到100℃时排胶，并压成厚度为7mm的胶片。
上述实施例1-5中所述的促进剂均为促进剂MBTS（DM），化学防老剂均为防老剂4020，软化剂均为环保油，增粘树脂均为辛基增粘树脂，物理防老剂均为B型微晶蜡。
Claims (9)
1.一种生产全钢载重子午线轮胎气密层的配方，其特征在于：它是由以下重量份的原料制成：天然橡胶5-20份，氧化锌2-5份，丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料160-180份，硫磺1.0-1.5份，促进剂0.8-1.0份，化学防老剂2-3份，增粘树脂6-8份，物理防老剂8-10份。
2.根据权利要求1所述的生产全钢载重子午线轮胎气密层的配方，其特征在于：还包括大粒径炭黑5-10份，软化剂2-5份。
3.根据权利要求1和2所述的生产全钢载重子午线轮胎气密层的配方，其特征在于：所述的促进剂为促进剂MBTS（DM），化学名称为二硫化二苯并噻唑，化学防老剂为防老剂4020，化学名称为N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺，软化剂为环保油，增粘树脂为辛基增粘树脂，物理防老剂为B型微晶蜡。
4.根据权利要求1所述的生产全钢载重子午线轮胎气密层的配方，其特征在于：所述的丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料采用乳液共沉法制备而成，各组分的组成为：丁苯橡胶100份，蒙脱土60～100份，含羟基或/和氨基的小分子有机化合物1～10份。
5.根据权利要求4所述的生产全钢载重子午线轮胎气密层的配方，其特征在于：所述的含羟基或/和氨基的小分子有机化合物为甘油、乙二醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。
6.一种生产全钢载重子午线轮胎气密层的工艺方法，其特征在于：它包括以下三个阶段：①第一阶段将天然橡胶5-20份，大粒径炭黑5-10份，氧化锌1-3份一起投入到密炼机密炼制成一段母胶；②第二阶段将第一阶段制成的一段母胶10-30份、丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料160-180份、增粘树脂6-8份、物理防老剂8-10份一起投入到密炼机密炼制成二段母胶；③第三阶段将第二阶段制成的二段母胶200-220份、氧化锌1-2份、化学防老剂2-3份、硫磺1.0-1.5份、促进剂0.8-1.0份一起投入到密炼机密炼制成胶片。
7.根据权利要求6所述的生产全钢载重子午线轮胎气密层的工艺方法，其特征在于：所述的第一阶段在密炼机中密炼是在转子转速为43-47RPM的条件下混炼30-40s，投入软化剂2-5份混合，温度达到135-145℃时进行排胶，并压成厚度为6-8mm的胶片制成一段母胶。
8.根据权利要求6所述的生产全钢载重子午线轮胎气密层的工艺方法，其特征在于：所述的第二阶段在密炼机中密炼是在转子转速为43-47RPM的条件下混炼三个周期，每个周期30-40s，温度达到135-145℃时进行排胶，并压成厚度为6-8mm的胶片制成二段母胶。
9.根据权利要求6所述的生产全钢载重子午线轮胎气密层的工艺方法，其特征在于：所述的第三阶段在密炼机中密炼是在转子转速为23-27RPM的条件下混炼三个周期，每个周期30-40s，温度达到95-105℃时排胶，并压成厚度为5-7mm左右的胶片。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150708 |