CN105837882A - 预硫化钢丝圈钢丝隔离胶及制备方法 - Google Patents

预硫化钢丝圈钢丝隔离胶及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种预硫化钢丝圈钢丝隔离胶及制备方法，其特征是，包括以下步骤：（1）将异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、炭黑N660、氧化锌、硬脂酸、微晶蜡和增粘树脂同时投入密炼机，在混炼室利用转子旋转进行混炼，得到一段母胶；（3）将一段混炼后的一段母胶置于冷却线中，冷却至45℃以下，落片；（4）将第一次静置冷却后的一段母胶、硫磺和促进剂M一起投入混炼室，进行混炼，得到所述的预硫化钢丝圈钢丝隔离胶。本发明不仅保持了较高的硬度，而且减少了杂质，降低了胶料的门尼粘度，提升了与钢丝之间的粘合力。

Description

预硫化钢丝圈钢丝隔离胶及制备方法
技术领域
本发明涉及一种预硫化钢丝圈钢丝隔离胶及制备方法，属于轮胎用橡胶材料技术领域。
背景技术
全钢载重子午线轮胎胎圈部位的裸钢丝圈的每根钢丝周围，由与钢丝粘合力及耐疲劳性能优异的钢丝隔离橡胶附着，以防止各钢丝之间发生摩擦或者散开，以维持裸钢丝圈的强度。若钢丝隔离胶附着过厚，易造成钢丝圈散开现象，因此钢丝隔离胶附着厚度有一定的要求，一般为2mm。此钢丝隔离胶需要有较快的硫化速度，高硬度，与钢丝之间具有刚的粘合力以及优异的耐疲劳性能，不能含有杂质。现有技术中的全钢载重子午线轮胎钢丝圈钢丝隔离胶配方是天然胶和丁苯胶(45/55)，同时添加N660炭黑，硫化体系采用促进剂NS和不溶性硫磺，这样的钢丝圈钢丝隔离胶胶虽然有较高的硬度，但是硫化速度较慢，并且在实际生产过程中，经常出现杂质堵塞穿线板及钢丝附胶质量不好等问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种预硫化钢丝圈钢丝隔离胶及制备方法，不仅保持了较高的硬度，而且减少了杂质，降低了胶料的门尼粘度，提升了与钢丝之间的粘合力。
按照本发明提供的技术方案，一种预硫化钢丝圈钢丝隔离胶，其特征是，包括以下组份，组份比例按重量份数计：10～30份异戊二烯橡胶、70～90份丁苯橡胶、90～100份炭黑N660、1.5～2.5份氧化锌、1～2份硬脂酸、19.5～20.5份环烷油、0.4～0.6份微晶蜡、7～9份增粘树脂、19～21份硫磺和0.7～0.9份促进剂M。
进一步的，所述增粘树脂为C5石油树脂。
进一步的，所述环烷油采用环烷油N#2。
所述预硫化钢丝圈钢丝隔离胶的制备方法，其特征是，包括以下步骤，组份比例按重量份数计：
(1)一段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为39～41rpm，上顶栓对胶料的压力为0.4～0.6MPa，混炼室温度为35～45℃，转子温度为30～40℃，排胶温度为155-165℃，然后将10～30份异戊二烯橡胶、70～90份丁苯橡胶、90～100份炭黑N660、1.5～2.5份氧化锌、1～2份硬脂酸、0.4～0.6份微晶蜡和7～9份增粘树脂同时投入密炼机，在混炼室利用转子旋转进行混炼60～70秒，接着往混炼室里投加19.5～20.5份环烷油并清扫15～25秒，压下上顶栓进行混炼25～35秒，然后上顶栓浮动一次，使混炼室内的胶料翻转一下，然后压下上顶栓，继续利用转子进行混炼25～35秒，混炼结束进行排胶，得到一段母胶；
(3)第一次静置：将一段混炼后的一段母胶置于冷却线中，冷却至45℃以下，落片；
(4)终炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速按降速变速的方式，转子速度由24～26rpm降至19～21rpm，上顶栓对胶料的压力为0.3～0.5MPa，混炼室温度为25～35℃，转子温度为25～30℃，排胶温度为105～115℃，将第一次静置冷却后的一段母胶、19～21份硫磺和0.7～0.9份促进剂M一起投入混炼室，利用转子旋转进行混炼25～35秒，此时转子转速为24～26rpm，上顶栓浮动一次，转子转速降为19～21rpm，使混炼室内的胶料翻转一下，然后压下上顶栓，继续利用转子进行混炼85～95秒，混炼结束进行排胶，得到所述的预硫化钢丝圈钢丝隔离胶。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：(1)本发明的的轮胎预硫化钢丝圈钢丝隔离胶的配方设计合理，不仅保持了原有较高的硬度，而且减少了杂质，降低了胶料的门尼粘度，提升了与钢丝之间的粘合力；(2)由于门尼粘度的降低，改善了钢丝隔离胶挤出生热问题，减少了钢丝附胶后的不均匀等质量问题，该配方采用预硫化工艺，减少了钢丝在缠绕过程中的散圈问题；(3)制备方法简单易行。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明各实施例中使用的原料来源如下：
异戊二烯橡胶：俄罗斯生产，商品名为SKI-3S。
丁苯橡胶橡胶：申华化学公司或兰州石化公司生产，商品名为SBR1500或SBR1502。
炭黑N660：上海卡博特公司生产，商品名为炭黑N660。
氧化锌：常熟美锌公司生产，商品名为ZnO。
硬脂酸：江阴朝阳精细化工有限公司生产，商品名为硬脂酸200或800型。
微晶蜡：阳谷华泰生产，商品名称为橡胶防护蜡。
环烷油：无锡美湖生产，商品名称为N#2。
增粘树脂：上海金森化工生产，商品名为C5石油树脂。
促进剂M：山东荣成化工生产，商品名为MBT，化学名为2-硫醇基苯并噻唑。
硫磺：朝阳天铭化工有限公司生产，商品名S，化学名为硫磺粉。
本发明在轮胎预硫化钢丝圈钢丝隔离胶中使用的异戊二烯橡胶与丁苯胶均为合成橡胶，杂质含量比天然胶低很多，这样在挤出时避免因杂质堵塞穿线板。
本发明轮胎预硫化钢丝圈钢丝隔离胶中的补强体系采用炭黑N660，炭黑量较大，保证了此胶料的硬度和强度，N660为通用性炭黑，生热低、耐曲挠性好。
本发明轮胎预硫化钢丝圈钢丝隔离胶中的硫化体系采用促进剂M和硫磺，且硫磺量较大。促进剂M属于噻唑类促进剂，硫化活性较高，硫化速度快，平坦性好。
本发明轮胎预硫化钢丝圈钢丝隔离胶中采用氧化锌和硬脂酸组成活化体系，它们活化了整个硫化体系，提高硫化胶的交联密度，提高了硫化胶的耐热老化性能。
本发明轮胎预硫化钢丝圈钢丝隔离胶中防护体系采用微晶蜡，微晶蜡是一种物理防护法，微晶蜡能在胶料表面形成一层蜡膜，这种蜡膜溶解度较低，迁移速度慢，达到平衡厚度所需时间长，其表面形成高密度的接近无定形态的蜡膜，能够有效地阻止臭氧渗透，达到良好的防护作用。
本发明轮胎预硫化钢丝圈钢丝隔离胶中的环烷油用于增塑软化作用，增加橡胶可塑性，流动能够性，降低混炼过程中的生热，提升生产效率。
本发明轮胎预硫化钢丝圈钢丝隔离胶中的C5石油树脂用于提高钢丝附胶后的粘性，减少了散圈的问题。
实施例1：一种预硫化钢丝圈钢丝隔离胶的制备方法，包括如下步骤，组份比例按重量份数计：
(1)称取原料：称取异戊二烯橡胶为20重量份，丁苯橡胶为80重量份，炭黑N660为95重量份，氧化锌为2重量份，硬脂酸为1.5重量份，环烷油为20重量份，微晶蜡为0.5重量份，增粘树脂为8重量份，硫磺为20重量份，促进剂M为0.8重量份。
(2)一段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为40rpm，上顶栓对胶料的压力为0.5MPa，混炼室温度为40℃，转子温度为35℃，排胶温度为160℃，然后将称取的异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、炭黑N660、氧化锌、硬脂酸、、微晶蜡、增粘树脂同时投入密炼机，在混炼室利用转子旋转进行混炼65秒，接着往混炼室里投加环烷油并清扫20秒，压下上顶栓进行混炼30秒，然后上顶栓浮动一次，使混炼室内的胶料翻转一下，然后压下上顶栓，继续利用转子进行混炼30秒，混炼结束进行排胶，此胶为一段母胶；
(3)第一次静置：将一段混炼后的一段母胶置于冷却线中，冷却至45℃以下，落片；
(4)终炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速按降速变速的方式由25rpm降至20rpm，上顶栓对胶料的压力为0.4MPa，混炼室温度为30℃，转子温度为27℃，排胶温度为110℃，将第一次静置冷却后的一段母胶和硫磺、促进剂M一起投入混炼室，利用转子旋转进行混炼30秒，此时转子转速为25rpm，上顶栓浮动一次，转子转速降为20rpm，使混炼室内的胶料翻转一下，然后压下上顶栓，继续利用转子进行混炼90秒，混炼结束进行排胶得到成品。
实施例2：一种预硫化钢丝圈钢丝隔离胶的制备方法，包括如下步骤，组份比例按重量份数计：
(1)称取原料：称取异戊二烯橡胶为10重量份，丁苯橡胶为90重量份，炭黑N660为90重量份，氧化锌为2.5重量份，硬脂酸为2.0重量份，环烷油为19.5重量份，微晶蜡为0.4重量份，增粘树脂为9.0重量份，硫磺为21重量份，促进剂M为0.7重量份。
(2)一段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为39rpm，上顶栓对胶料的压力为0.6MPa，混炼室温度为35℃，转子温度为30℃，排胶温度为155℃，然后将称取的异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、炭黑N660、氧化锌、硬脂酸、、微晶蜡、增粘树脂同时投入密炼机，在混炼室利用转子旋转进行混炼70秒，接着往混炼室里投加环烷油并清扫25秒，压下上顶栓进行混炼35秒，然后上顶栓浮动一次，使混炼室内的胶料翻转一下，然后压下上顶栓，继续利用转子进行混炼35秒，混炼结束进行排胶，此胶为一段母胶；
(3)第一次静置：将一段混炼后的一段母胶置于冷却线中，冷却至45℃以下，落片；
(4)终炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速按降速变速的方式由24rpm降至19rpm，上顶栓对胶料的压力为0.3MPa，混炼室温度为25℃，转子温度为25℃，排胶温度为105℃，将第一次静置冷却后的一段母胶和硫磺、促进剂M一起投入混炼室，利用转子旋转进行混炼25秒，此时转子转速为24rpm，上顶栓浮动一次，转子转速降为19rpm，使混炼室内的胶料翻转一下，然后压下上顶栓，继续利用转子进行混炼85秒，混炼结束进行排胶得到成品。
实施例3：一种预硫化钢丝圈钢丝隔离胶的制备方法，包括如下步骤，组份比例按重量份数计：
(1)称取原料：称取异戊二烯橡胶为30重量份，丁苯橡胶为70重量份，炭黑N660为100重量份，氧化锌为1.5重量份，硬脂酸为1.0重量份，环烷油为20.5重量份，微晶蜡为0.6重量份，增粘树脂为7.0重量份，硫磺为19重量份，促进剂M为0.9重量份。
(2)一段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为41rpm，上顶栓对胶料的压力为0.4MPa，混炼室温度为45℃，转子温度为40℃，排胶温度为165℃，然后将称取的异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、炭黑N660、氧化锌、硬脂酸、、微晶蜡、增粘树脂同时投入密炼机，在混炼室利用转子旋转进行混炼60秒，接着往混炼室里投加环烷油并清扫15秒，压下上顶栓进行混炼25秒，然后上顶栓浮动一次，使混炼室内的胶料翻转一下，然后压下上顶栓，继续利用转子进行混炼25秒，混炼结束进行排胶，此胶为一段母胶；
(3)第一次静置：将一段混炼后的一段母胶置于冷却线中，冷却至45℃以下，落片；
(4)终炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速按降速变速的方式由26rpm降至21rpm，上顶栓对胶料的压力为0.5MPa，混炼室温度为35℃，转子温度为30℃，排胶温度为115℃，将第一次静置冷却后的一段母胶和硫磺、促进剂M一起投入混炼室，利用转子旋转进行混炼35秒，此时转子转速为26rpm，上顶栓浮动一次，转子转速降为21rpm，使混炼室内的胶料翻转一下，然后压下上顶栓，继续利用转子进行混炼95秒，混炼结束进行排胶得到成品。
对上述实施例1～3制得的成品进行检测，它们的物理性能见表1。
表1
结果分析：从表1中的实验数据可以看出，本发明配方的技术指标完全符合钢丝隔离胶的指标性能，达到了产品所需性能。从实施实例1、2、3分析，随着炭黑量及和配方组分的变化，生产的胶料硬度、拉伸强度、定伸应力、门尼粘度、焦烧时间及流变性能均在变化。

Claims (4)

1.一种预硫化钢丝圈钢丝隔离胶，其特征是，包括以下组份，组份比例按重量份数计：10～30份异戊二烯橡胶、70～90份丁苯橡胶、90～100份炭黑N660、1.5～2.5份氧化锌、1～2份硬脂酸、19.5～20.5份环烷油、0.4～0.6份微晶蜡、7～9份增粘树脂、19～21份硫磺和0.7～0.9份促进剂M。
2.如权利要求1所述的预硫化钢丝圈钢丝隔离胶，其特征是：所述增粘树脂为C5石油树脂。
3.如权利要求1所述的预硫化钢丝圈钢丝隔离胶，其特征是：所述环烷油采用环烷油N#2。
4.一种预硫化钢丝圈钢丝隔离胶的制备方法，其特征是，包括以下步骤，组份比例按重量份数计：
（1）一段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为39~41rpm，上顶栓对胶料的压力为0.4~0.6MPa，混炼室温度为35~45℃，转子温度为30~40℃，排胶温度为155-165℃，然后将10～30份异戊二烯橡胶、70～90份丁苯橡胶、90～100份炭黑N660、1.5～2.5份氧化锌、1～2份硬脂酸、0.4～0.6份微晶蜡和7～9份增粘树脂同时投入密炼机，在混炼室利用转子旋转进行混炼60~70秒，接着往混炼室里投加19.5～20.5份环烷油并清扫15~25秒，压下上顶栓进行混炼25~35秒，然后上顶栓浮动一次，使混炼室内的胶料翻转一下，然后压下上顶栓，继续利用转子进行混炼25~35秒，混炼结束进行排胶，得到一段母胶；
（3）第一次静置：将一段混炼后的一段母胶置于冷却线中，冷却至45℃以下，落片；
（4）终炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速按降速变速的方式，转子速度由24~26rpm降至19~21rpm，上顶栓对胶料的压力为0.3~0.5MPa，混炼室温度为25~35℃，转子温度为25~30℃，排胶温度为105~115℃，将第一次静置冷却后的一段母胶、19～21份硫磺和0.7～0.9份促进剂M一起投入混炼室，利用转子旋转进行混炼25~35秒，此时转子转速为24~26rpm，上顶栓浮动一次，转子转速降为19~21rpm，使混炼室内的胶料翻转一下，然后压下上顶栓，继续利用转子进行混炼85~95秒，混炼结束进行排胶，得到所述的预硫化钢丝圈钢丝隔离胶。
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