CN105542240A - 含有芳纶短纤维的胎肩垫胶橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及橡胶技术领域，具体地说是一种含有芳纶短纤维的胎肩垫胶橡胶组合物及其制备方法，其特征在于采用下述重量份数的原料制成：100重量份天然橡胶；30-50重量份粗粒径的炭黑；1-5重量份的芳纶短纤维；1-10重量份的白炭黑；0.2-2重量份的硅烷偶联剂；2-8重量份氧化锌；1-4重量份硬脂酸；2-4重量份防老剂；1-4重量份石油树脂；1-5重量份硫磺；0.5-1.5重量份促进剂及0.1-0.4重量份的防焦剂。

Description

含有芳纶短纤维的胎肩垫胶橡胶组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，具体地说是一种含有芳纶短纤维的胎肩垫胶橡胶组合物及其制备方法。
背景技术
由于橡胶材料的导热系数非常小，所以轮胎在使用过程中周期性的受力与形变会产生很大的热量而无法得到释放，进而影响轮胎的使用性能及耐久性能。尤其是在胎肩部位，作为连接胎体，胎体和带束层的胎肩垫胶，从胶料性能的角度来说，设计具有高撕力值，低生热的胶料配方进而实现对胎肩部位的散热是尤为重要的。总的来说，可以从两个方面去实现这一过程。其一，是通过提高胎肩垫胶橡胶组合物自身的导热系数，如引入高导热填料（CNT）等；其二，就是通过配方设计本身实现这一过程，在保证胶料加工性能和力学性能的同时，进一步的降低胶料的生热，改善其动态性能。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有的技术不足，提供一种含有芳纶短纤维的胎肩垫胶橡胶组合物，该橡胶组合物在保持良好的加工性能的前提下，进一步提高胶料的物性及动态性能，尤其是具有极低的生热及更高的撕力值。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种含有芳纶短纤维的胎肩垫胶橡胶组合物，其特征是采用下述重量份数的原料制成：100重量份天然橡胶；30-50重量份粗粒径的炭黑；1-5重量份的芳纶短纤维；1-10重量份的白炭黑；0.2-2重量份的硅烷偶联剂；2-8重量份氧化锌；1-4重量份硬脂酸；2-4重量份防老剂；1-4重量份石油树脂；1-5重量份硫磺；0.5-1.5重量份促进剂及0.1-0.4重量份的防焦剂。
作为优选，所述的含有芳纶短纤维的胎肩垫胶橡胶组合物，采用下述重量份数的原料制成：100重量份天然橡胶；35重量份粗粒径的炭黑；2重量份的芳纶短纤维；5重量份的白炭黑；1重量份的硅烷偶联剂；4重量份氧化锌；2重量份硬脂酸；3重量份防老剂；2重量份石油树脂；1.5重量份硫磺；1重量份促进剂及0.2重量份的防焦剂。
如上所述的粗粒径炭黑为N375，N550或N660一种或几种的混合物。
如上所述的白炭黑其N2吸附比表面积约为175m2/g。
如上所述的硅烷偶联剂为双[(三乙氧基硅烷基)-丙基]四硫化物或双[(三乙氧基硅烷基)-丙基]二硫化物中的一种或其混合物。
一种制备前述含有芳纶短纤维的胎肩垫胶橡胶组合物的方法，密炼机中的橡胶经过塑炼后，加入炭黑、白炭黑、芳纶短纤维、石油树脂、硅烷偶联剂和其他助剂、温度控制在140-150oC混炼3-5分钟后排胶；母胶在室温下停放冷却后，将其与硫磺，促进剂共同加入密炼机混炼，温度达到105oC排胶。
本发明的有益效果是，该橡胶组合物在保持良好的加工性能的前提下，进一步提高胶料的物性及动态性能，尤其是具有极低的生热及更高的撕力值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
表一：橡胶组合物配方表（单位为重量份）
组合物编号 对比例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
NR 100 100 100 100 100
炭黑N660 40 40 30 40 30
炭黑N375 0 0 5 0 5
芳纶短纤维 0 1.5 1.5 3 3
白炭黑 5 5 5 5 5
硅烷偶联剂 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
氧化锌 4 4 4 4 4
硬脂酸 2 2 2 2 2
防老剂4020 2 2 2 2 2
防老剂RD 1 1 1 1 1
增黏树脂 2 2 2 2 2
硫磺 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
促进剂 1 1 1 1 1
防焦剂 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
以下对表一的各种橡胶和配合物进行说明。
NR：采用天然橡胶SIR20。
炭黑：博奥炭黑有限公司生产。
石油树脂：BASF公司生产。
短纤维为具有与炭黑反应性功能对位芳纶短纤维浆粕（Sulfron3500）：Teijin公司生产。
硅烷偶联剂Si69：Evonik公司生产。
所述的胎肩垫胶的橡胶组合物的具体制备方法为，密炼机中的橡胶经过塑炼后，加入炭黑、白炭黑、芳纶短纤维、石油树脂、硅烷偶联剂和其他助剂、温度控制在140-150oC混炼3-5分钟后排胶。母胶在室温下停放冷却后，将其与硫磺，促进剂共同加入密炼机混炼，温度达到105oC排胶。得到本发明的橡胶组合物。
表二：组合物的物性表
150oC×30mins 对比例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
100%定伸应力/MPa 2.20 2.4 2.3 2.6 2.5
300%定伸应力/MPa 10.1 10.0 10.2 10.0 9.8
拉伸强度/MPA 25.0 23.8 24.2 22.6 23.5
伸长率/% 538 523 535 503 515
邵氏A型硬度 55 57 55 57 56
动态压缩生热ΔT/oC 32.3 30.6 30.1 31.3 30.9
撕力/KN/m 44 53 52 54 53

Claims (6)

1.一种含有芳纶短纤维的胎肩垫胶橡胶组合物，其特征在于采用下述重量份数的原料制成：100重量份天然橡胶；30-50重量份粗粒径的炭黑；1-5重量份的芳纶短纤维；1-10重量份的白炭黑；0.2-2重量份的硅烷偶联剂；2-8重量份氧化锌；1-4重量份硬脂酸；2-4重量份防老剂；1-4重量份石油树脂；1-5重量份硫磺；0.5-1.5重量份促进剂及0.1-0.4重量份的防焦剂。
2.根据权利要求1所述含有芳纶短纤维的胎肩垫胶橡胶组合物，其特征在于，采用下述重量份数的原料制成：100重量份天然橡胶；35重量份粗粒径的炭黑；2重量份的芳纶短纤维；5重量份的白炭黑；1重量份的硅烷偶联剂；4重量份氧化锌；2重量份硬脂酸；3重量份防老剂；2重量份石油树脂；1.5重量份硫磺；1重量份促进剂及0.2重量份的防焦剂。
3.根据权利要求1所述含有芳纶短纤维的胎肩垫胶橡胶组合物，其特征在于所述的粗粒径炭黑为N375，N550或N660一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述含有芳纶短纤维的胎肩垫胶橡胶组合物，其特征在于所述的白炭黑其N2吸附比表面积约为175m2/g。
5.根据权利要求1所述含有芳纶短纤维的胎肩垫胶橡胶组合物，其特征在于所述的硅烷偶联剂为双[(三乙氧基硅烷基)-丙基]四硫化物或双[(三乙氧基硅烷基)-丙基]二硫化物中的一种或其混合物。
6.一种制备权利要求1所述含有芳纶短纤维的胎肩垫胶橡胶组合物的方法，密炼机中的橡胶经过塑炼后，加入炭黑、白炭黑、芳纶短纤维、石油树脂、硅烷偶联剂和其他助剂、温度控制在140-150oC混炼3-5分钟后排胶；母胶在室温下停放冷却后，将其与硫磺，促进剂共同加入密炼机混炼，温度达到105oC排胶。
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