CN105199155A - 一种低密度聚乙烯轮胎及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低密度聚乙烯轮胎，按重量份计算，包括天然胶SMR20？100份、增塑剂2份、炭黑N234？52份、抗撕裂树脂2份、低密度聚乙烯LD100-AC？5份、氧化锌3.5份、防老剂4020？2份、防老剂RD？1份、促进剂NS？1.1份、硫磺1.8份。本发明利用上述配方生产的低密度聚乙烯轮胎，耐磨、耐刺扎性能强，寿命长；该利用该生产工艺，大大提高胎面胶的耐磨、耐刺扎性能，提升轮胎的使用寿命，减少市场质量问题的发生，特别是路面恶劣、矿区道路上面运输的胎面。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种橡胶制品设备，具体是指一种低密度聚乙烯轮胎及生产工艺。
背景技术
众所周知，轮胎配方设计，就是按照轮胎产品使用特点、有关国家规定的各项性能指标，根据橡胶原材料的性质和积累的经验，考虑橡胶原材料以及各组分之间如何配比的方案，然后通过试验验证设计目的，如能获得产品所需要的性能及各项要求，这种橡胶和各种助剂的配比方案，就是我们所设计的配方。我们大家都清楚，无论那一种橡胶，不可能各方面性能都能达到理想的水平，这种不足就可以通过配方设计来得到补偿，以期达到改善橡胶某些方面性能的目的（包括胶料的加工性能和制品的物理机械性能）。
橡胶轮胎配方的改进与调整，70%以上的工作重点都在胎面上，胎面是唯一直接与公路接触的轮胎部位，轮胎在使用过程中，路面千变万化，使用条件优劣不一，所以对胎面的耐磨、耐撕裂、崩花掉块等性能提出了较高的要求。
随着我国高速公路的迅猛发展，子午线轮胎在节油、耐磨、行驶里程高、速度快、安全舒适等方面的优越性逐步得到市场的认可，国内子午化率从2000年的32%提高到2012年的88%。工信部公布的《轮胎产业政策》要求到2015年，乘用车胎的子午化率要达到100%，轻型载重车胎的子午化率要达到85%，载重车胎的子午化率要达到90%。汽车性能的提高，使用条件的变化，使用户对轮胎性能的要求日趋苛刻，为增强市场竞争力，各大轮胎公司都竞先投入巨资，增强科研实力，推动技术进步，加速产品更新换代，轮胎的子午化、无内胎化、扁平化的进程在加速。在维修市场上，用户也切实体会到了使用全钢丝子午线轮胎的优势，尤其体现在长距离、大运量的运输上，因此全钢丝载重子午线轮胎得到了越来越广泛的应用。
另一方面，近年来国内全钢胎的产能在不断扩大。据中国橡胶工业协会统计，2013年，我国全钢轮胎累计产量1.07亿条，半钢胎3.69亿条。但中国化工装备协会橡胶机械专业委员会从设备口统计，2013年底，我国全钢胎生产能力达到1.5亿条以上，半钢胎生产能力达到4.5亿条以上；至2014年底，我国全钢胎生产能力将达到1.65亿条以上，半钢胎生产能力将达6亿条以上。实际产能与需求差距较大，轮胎产能总体过剩。因此，轮胎企业间的竞争日趋激烈。
针对目前轮胎使用情况现状，目前影响轮胎质量的问题主要是轮胎耐磨性差、耐刺扎效果不好，使用寿命差，尤其是在恶劣路面如砂石、矿区道路，严重影响轮胎的正常使用。
该方案主要应用于矿山区域、沙石路面行驶的轮胎胎面，目前市场存在的质量问题主要有下列几方面：耐磨性差，行驶里程短；胎面抗刺扎性能差；胎面耐撕裂性能差，崩花掉块现象严重；轮胎使用寿命短。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足之处，提供一种低密度聚乙烯轮胎及生产工艺，利用该工艺生产的低密度聚乙烯轮胎，耐磨、耐刺扎性能强，寿命长。
该利用该生产工艺，大大提高胎面胶的耐磨、耐刺扎性能，提升轮胎的使用寿命，减少市场质量问题的发生，特别是路面恶劣、矿区道路上面运输的胎面。
本发明的技术解决方案是，提供如下一种低密度聚乙烯轮胎，按重量份计算，包括天然胶SMR20100份、增塑剂2份、炭黑N23452份、抗撕裂树脂2份、低密度聚乙烯LD100℃5份、氧化锌3.5份、防老剂40202份、防老剂RD1份、促进剂NS1.1份、硫磺1.8份。
一种低密度聚乙烯轮胎的生产工艺，包括原材料准备单元、混炼胶单元、半成品部件单元、各部件成型胎胚单元、胎胚硫化单元、轮胎检测单元、合格入库单元。
所述原材料准备单元的具体为：天然橡胶烘胶温度50~70℃，芳烃油需要加热，在加热罐里储存，储存温度70-90℃，其余原材料储存温度18~35℃。
所述混炼胶单元包括一段母炼胶，二段M母炼胶，三段终炼胶。
（1）一段母炼胶生产工艺：将天然橡胶STR20100份、低密度聚乙烯5份、氧化锌3.5份、增塑剂2份、抗撕裂树脂2份加入F370密炼机压砣40秒，提砣加入炭黑N23432份压砣40秒，提砣清扫，压砣至155-165℃排胶；
其中，密炼机转速：40r/分，压力：0.5~0.6MPa，混炼时间170秒；
（2）二段终炼胶生产工艺：将一段母胶、炭黑N23420份、防老剂3份加入F370密炼机压砣40秒，提砣清扫压砣30秒，提砣清扫压砣至145-155℃排胶；
其中，密炼机转速：35r/分，压力：0.5~0.6MPa，混炼时间150秒；
（3）三段终炼胶生产工艺：将二段生产的母胶、硫磺1.8份、橡胶促进剂NS1.1份加入GK255密炼机，压砣30秒，提砣清扫压砣30秒，提砣清扫压砣至100-105℃排胶；
其中密炼机转速：20r/分，压力：0.4~0.5MPa，混炼时间120秒。
所述半成品部件单元的具体为：使用四辊帘布压延机，挤出压延温度≦105℃，供胶温度95±5℃，辊筒温度55±5℃，压延速度20-25m/分。
所述胎胚硫化单元的具体为：双模定型硫化机，硫化时间为58min，外温152℃，热板温度151±2℃，模套温度152±2℃，蒸汽压力0.8±0.1MPa，内温：171±3℃，内压2.6±0.1MPa。
轮胎检测单元：X光检测设备，每条轮胎100%检测。
合格入库单元：轮胎包装。
有益效果：该工艺生产的低密度聚乙烯轮胎，大大提高胎面胶的耐磨、耐刺扎性能，提升轮胎的使用寿命，减少市场质量问题的发生，特别是路面恶劣、矿区道路上面运输的胎面。
另外，本专利方法所制备的轮胎还具有以下优点：耐磨性提升，延长轮胎行驶里程，是普通轮胎寿命的1.5倍；提高了胎面抗刺扎性能差，经过实际路面抗刺扎试验，100辆车在不同环境中使用6个月，扎胎的车辆仅有2例；解决了轮胎胎面耐撕裂性能差，崩花掉块的现象；提升产品在矿区轮胎市场的竞争力；低密度聚乙烯价格便宜，能节材料约成本。
专利方法所制备的轮胎扯断强度为17.4~18.1Mpa；扯断伸长率为698~703%；100%定伸应力为1.7~1.8Mpa；300%定伸应力为5.9~6.0Mpa；扯断永久变形18~20%；硬度为61~62度；撕裂强度为89~97KN/M；耐磨0.23~0.25cm3/1.61Km；弹性值45~47%；比重1.1~1.2g/cm3。
具体实施方式
为便于说明，下面对发明的一种低密度聚乙烯轮胎及生产工艺做详细说明。
实施例1：
一种低密度聚乙烯轮胎，按重量份计算，包括天然胶SMR20100份、增塑剂2份、炭黑N23452份、抗撕裂树脂2份、低密度聚乙烯LD100℃5份、氧化锌3.5份、防老剂40202份、防老剂RD1份、促进剂NS1.1份、硫磺1.8份。
一种低密度聚乙烯轮胎的生产工艺，包括原材料准备单元、混炼胶单元、半成品部件单元、各部件成型胎胚单元、胎胚硫化单元、轮胎检测单元、合格入库单元。
所述原材料准备单元的具体为：天然橡胶烘胶温度50~70℃，芳烃油需要加热，在加热罐里储存，储存温度70-90℃，其余原材料储存温度18~35℃。
所述混炼胶单元包括一段母炼胶，二段M母炼胶，三段终炼胶。
（1）一段母炼胶生产工艺：将天然橡胶STR20100份、低密度聚乙烯5份、氧化锌3.5份、增塑剂2份、抗撕裂树脂2份加入F370密炼机压砣40秒，提砣加入炭黑N23432份压砣40秒，提砣清扫，压砣至155-165℃排胶；
其中，密炼机转速：40r/分，压力：0.5~0.6MPa，混炼时间170秒；
（2）二段终炼胶生产工艺：将一段母胶、炭黑N23420份、防老剂3份加入F370密炼机压砣40秒，提砣清扫压砣30秒，提砣清扫压砣至145-155℃排胶；
其中，密炼机转速：35r/分，压力：0.5~0.6MPa，混炼时间150秒；
（3）三段终炼胶生产工艺：将二段生产的母胶、硫磺1.8份、橡胶促进剂NS1.1份加入GK255密炼机，压砣30秒，提砣清扫压砣30秒，提砣清扫压砣至100-105℃排胶；
其中密炼机转速：20r/分，压力：0.4~0.5MPa，混炼时间120秒。
所述半成品部件单元的具体为：使用四辊帘布压延机，挤出压延温度≦105℃，供胶温度95±5℃，辊筒温度55±5℃，压延速度20-25m/分。
所述胎胚硫化单元的具体为：双模定型硫化机，硫化时间为58min，外温152℃，热板温度151±2℃，模套温度152±2℃，蒸汽压力0.8±0.1MPa，内温：171±3℃，内压2.6±0.1MPa。
轮胎检测单元：X光检测设备，每条轮胎100%检测。
合格入库单元：轮胎包装。
实施例2：
一种低密度聚乙烯轮胎，按重量份计算，包括天然胶SMR20100份、增塑剂2份、炭黑N23452份、抗撕裂树脂2份、低密度聚乙烯LD100℃5份、氧化锌3.5份、防老剂40202份、防老剂RD1份、促进剂NS1.1份、硫磺1.8份、氯化石蜡28份、傗能硅微料6份、双酚A12份、橡胶油8份、吉马隆树脂4份，异戊二烯3份、竹炭10份、丁晴橡胶20份。
所述氯化石蜡包括氯化石蜡70和氯化石蜡52，氯化石蜡70与氯化石蜡52的重量份比例为1：1.3。
所述橡胶油包括植物油、环硅油和软化重油，其中植物油占4份、环硅油占3份、软化重油占1份，其中植物油包括花种油和蓖麻油，所述棉花种油和蓖麻油的重量份比为2：1。
一种低密度聚乙烯轮胎的生产工艺，包括原材料准备单元、混炼胶单元、半成品部件单元、各部件成型胎胚单元、胎胚硫化单元、轮胎检测单元、合格入库单元。
所述原材料准备单元的具体为：天然橡胶烘胶温度50~70℃，芳烃油需要加热，在加热罐里储存，储存温度70~90℃，其余原材料储存温度18~35℃。
所述混炼胶单元包括一段母炼胶，二段M母炼胶，三段终炼胶。
（1）一段母炼胶生产工艺：将天然橡胶STR20100份、丁晴橡胶20份、低密度聚乙烯5份、吉马隆树脂4份、氧化锌3.5份、双酚A12份、增塑剂2份、异戊二烯3份、氯化石蜡10份、抗撕裂树脂2份、橡胶油4份加入F370密炼机压砣40秒，提砣加入竹炭5份、炭黑N23420份压砣40秒，提砣清扫，压砣至155-165℃排胶；
其中，密炼机转速：40r/分，压力：0.5~0.6MPa，混炼时间170秒；
（2）二段终炼胶生产工艺：将一段母胶、氯化石蜡12份、傗能硅微料6份、炭黑N23420份、防老剂3份、橡胶油2份加入F370密炼机压砣40秒，提砣清扫压砣30秒，加入竹炭5份、炭黑N23412份提砣清扫压砣至145-155℃排胶；
其中，密炼机转速：35r/分，压力：0.5~0.6MPa，混炼时间150秒；
（3）三段终炼胶生产工艺：将二段生产的母胶、硫磺1.8份、氯化石蜡6份、橡胶促进剂NS1.1份、橡胶油2份加入GK255密炼机，压砣30秒，提砣清扫压砣30秒，提砣清扫压砣至100-105℃排胶；
其中密炼机转速：20r/分，压力：0.4~0.5MPa，混炼时间120秒。
所述半成品部件单元的具体为：使用四辊帘布压延机，挤出压延温度≦105℃，供胶温度95±5℃，辊筒温度55±5℃，压延速度20-25m/分。
所述胎胚硫化单元的具体为：双模定型硫化机，硫化时间为30~40min，外温152~185℃，热板温度151±5℃，模套温度152±5℃，蒸汽压力0.8±0.2MPa，内温：171±5℃，内压2.6±0.2MPa。
轮胎检测单元：X光检测设备，每条轮胎100%检测。
合格入库单元：轮胎包装。
综上所述，经过对上述两个实施例所制备的轮胎各抽检50条，检测结果如下：
首先，实施例1和实施例2所制备的轮胎外缘尺寸符合美国标准TRA要求；耐久性能符合国家标准GBT4501-2008要求；轮胎强度符合国家标准GBT4501-2008要求。
实施例1检测结果：
扯断强度为17.4~18.1Mpa；
扯断伸长率为698~703%；
100%定伸应力为1.7~1.8Mpa；
300%定伸应力为5.9~6.0Mpa；
扯断永久变形18~20%；
硬度为61~62度；
撕裂强度为89~97KN/M；
耐磨0.23~0.25cm3/1.61Km；
弹性值45~47%；
比重1.1~1.2g/cm3。
实施例2检测结果：
扯断强度为17.4~19.5Mpa；
扯断伸长率为698~820%；
100%定伸应力为1.7~2.0Mpa；
300%定伸应力为5.9~6.3Mpa；
扯断永久变形18~22%；
硬度为61~70度；
撕裂强度为89~99KN/M；
耐磨0.23~0.30cm3/1.61Km；
弹性值45~50%；
比重1.115±0.001g/cm3。
胎圈耐久性能见下表：
。
在上述实施例中，对本发明的最佳实施方式做了描述，很显然，在本发明的发明构思下，仍可做出很多变化。在此，应该说明，在本发明的发明构思下所做出的任何改变都将落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种低密度聚乙烯轮胎，其特征是：按重量份计算，包括天然胶SMR20100份、增塑剂2份、炭黑N23452份、抗撕裂树脂2份、低密度聚乙烯LD100-AC5份、氧化锌3.5份、防老剂40202份、防老剂RD1份、促进剂NS1.1份、硫磺1.8份。
2.根据权利要求1所述的低密度聚乙烯轮胎，其特征是：低密度聚乙烯轮胎的生产工艺包括：混炼胶单元。
3.根据权利要求2所述的低密度聚乙烯轮胎，其特征是：所述混炼胶单元包括一段母炼胶，二段母炼胶，三段终炼胶；
（1）一段母炼胶生产工艺：将天然橡胶STR20100份、低密度聚乙烯LD100-AC5份、氧化锌3.5份、增塑剂2份、抗撕裂树脂2份加入F370密炼机压砣40秒，提砣加入炭黑N23432份压砣40秒，提砣清扫，压砣至155-165℃排胶；
其中，密炼机转速：40r/分，压力：0.5~0.6MPa，混炼时间170秒；
（2）二段终炼胶生产工艺：将一段母胶、炭黑N23420份、防老剂3份加入F370密炼机压砣40秒，提砣清扫压砣30秒，提砣清扫压砣至145-155℃排胶；
其中，密炼机转速：35r/分，压力：0.5~0.6MPa，混炼时间150秒；
（3）三段终炼胶生产工艺：将二段生产的母胶、硫磺1.8份、橡胶促进剂NS1.1份加入GK255密炼机，压砣30秒，提砣清扫压砣30秒，提砣清扫压砣至100-105℃排胶；
其中密炼机转速：20r/分，压力：0.4~0.5MPa，混炼时间120秒。
4.根据权利要求2所述的低密度聚乙烯轮胎，其特征是：还包括半成品部件单元，所述半成品部件单元的具体为：使用四辊帘布压延机，挤出压延温度≦105℃，供胶温度95±5℃，辊筒温度55±5℃，压延速度20-25m/分。
5.根据权利要求2所述的低密度聚乙烯轮胎，其特征是：还包括胎胚硫化单元，所述胎胚硫化单元的具体为：双模定型硫化机，硫化时间为58min，外温152℃，热板温度151±2℃，模套温度152±2℃，蒸汽压力0.8±0.1MPa，内温：171±3℃，内压2.6±0.1MPa。
6.根据权利要求2所述的低密度聚乙烯轮胎，其特征是：还包括原材料准备单元，所述原材料准备单元的具体为：天然橡胶烘胶温度50~70℃，芳烃油需要加热，在加热罐里储存，储存温度70-90℃，其余原材料储存温度18~35℃。
7.根据权利要求1所述的低密度聚乙烯轮胎，其特征是：扯断强度为17.4~18.1Mpa；扯断伸长率为698~703%；100%定伸应力为1.7~1.8Mpa；300%定伸应力为5.9~6.0Mpa；扯断永久变形18~20%。
8.根据权利要求1所述的低密度聚乙烯轮胎，其特征是：硬度为61~62度；撕裂强度为89~97KN/M；耐磨0.23~0.25cm3/1.61Km；弹性值45~47%；比重1.1~1.2g/cm3。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151230 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |