CN105924696A - 含短纤维的子口耐磨胶及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含短纤维的子口耐磨胶及制备方法，其特征是，包括以下步骤：（1）一段母炼：向密炼机中依次加天然橡胶、顺丁橡胶、炭黑N375尼龙短纤维、防老剂4020、氧化锌、硬脂酸和芳烃油进行密炼，得到一段母胶；（2）二段母炼：将一段母胶加入密炼机中进行密炼，得到二段母胶；（3）终炼：将二段母胶、不溶性硫磺和促进剂DZ加入密炼机中进行终炼，得到所述的子口耐磨胶。本发明所述含短纤维的子口耐磨胶及制备方法，适用于全钢子午线轮胎子口护胶部位，该配方采用传统密炼技术进行混炼，尼龙短纤维经过酚醛树脂胶乳浸渍处理，提高与橡胶的粘合强度。

Description

含短纤维的子口耐磨胶及制备方法
技术领域
本发明涉及一种子口耐磨胶配方，尤其是一种含短纤维的子口耐磨胶及制备方法。
背景技术
轮胎的子口位置与轮辋密切接触，将车轴的驱动力传递到轮胎的各个部件。该位置对于胶料的强度、耐磨性、生热、抗蠕变性等有重要的要求。承载型的卡车轮胎在高承载的条件下行驶，子口胶与轮辋之间摩擦苛刻，导致胶料温度升高（温度可达100℃），伴随着胶料的力学强度、耐磨性等均显著下降。普通子口耐磨胶在高承载的情况下，容易出现子口裂、脱子口等病象，严重影响轮胎品质。强壮的子口耐磨胶开发对于承载型轮胎具有非常重要的意义。
目前，子口耐磨胶配方的特点主要表现在两个方面：（1）生胶方面，大量采用顺丁橡胶，降低生热的同时，提高硫化胶的耐磨性；（2）填料方面，通过增大炭黑的用量提高胶料的模量，但是这种方法容易造成胶料加工困难，炭黑的分散性更差，导致硫化胶的物理机械性能下降。
短纤维是一种具有一定长径比的纤维材料。与炭黑相比，其显著特点是高强度、高模量、抗撕裂、耐切割、低生热等。短纤维能够补强绝大多数橡胶，其中与碳纤维、玻璃纤维等相比，尼龙纤维对天然橡胶、顺丁橡胶的补强更好。将短纤维作为补强材料引入子口耐磨胶的配方设计，能够显著的提高硫化胶在低温和高温下的强度，减少子口裂、脱子口等病象。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种含短纤维的子口耐磨胶及制备方法，将尼龙短纤维引入到轮胎配方中，利用其优异的补强性能，提高子口胶的强度、抗撕裂性能、抗蠕变性能，减少脱子口、子口裂等病象。
按照本发明提供的技术方案，所述含短纤维的子口耐磨胶，其特征是，包括以下组份，组份比例按重量份数计：20～50份天然橡胶、50～80份顺丁橡胶、50～70份炭黑N375、5～15份尼龙短纤维、1～2份防老剂4020、3～6份不溶性硫磺、2～3份促进剂DZ、2～5份氧化锌、1～3份硬脂酸和1～3份芳烃油。
进一步的，所述尼龙短纤维的长度为1～3 mm。
所述含短纤维的子口耐磨胶的制备方法，其特征是，包括以下步骤，组份比例按重量份数计：
（1）一段母炼：向密炼机中依次加入20～50份天然橡胶、50～80份顺丁橡胶、50～70份炭黑N375、5～15份尼龙短纤维、1～2份防老剂4020、2～5份氧化锌、1～3份硬脂酸和1～3份芳烃油，密炼机转子转速为45～55转/分钟，填充系数为65～75%，上顶栓压力为0.3～0.5MPa，排胶温度为150～165℃，炼胶时间为50～200秒，得到一段母胶；
（2）二段母炼：将一段母胶加入密炼机中，保持填充系数为65～75%，密炼子转子转速45～55转/分钟，上顶栓压力为0.3～0.5MPa，排胶温度为150～165℃，炼胶时间为50～150秒，得到二段母胶；
（3）终炼：将二段母胶、3～6份不溶性硫磺和2～3份促进剂DZ加入密炼机中进行终炼，保持填充系数为65～75%，密炼机转子转速为25～45转/分钟，上顶栓压力为0.3～0.5MPa，排胶温度为90～110℃，炼胶时间为50～130秒，得到所述的子口耐磨胶。
进一步的，所述尼龙短纤维经浸胶和干燥预处理后裁断至所需长度。
进一步的，所述浸胶步骤具体为：将尼龙短纤维浸渍于胶乳中，浸渍时间为10～20分钟；所述胶乳采用间苯二酚-甲醛-胶乳溶液，胶乳固含量为10～20%。
进一步的，所述间苯二酚-甲醛-胶乳溶液包括以下组份，组份比例按重量份数计：11份间苯二酚、15份质量百分浓度为37%甲醛溶液、49份固含量41%的丁苯胶乳、195份固含量41%的丁吡胶乳、0.3份质量百分浓度10%的氢氧化钠和76份软水。
进一步的，所述干燥步骤具体为：将浸胶后的尼龙短纤维在150～250℃进行干燥，干燥时间为15～30分钟。
本发明所述含短纤维的子口耐磨胶及制备方法，适用于全钢子午线轮胎子口护胶部位，该配方采用传统密炼技术进行混炼，尼龙短纤维经过酚醛树脂胶乳浸渍处理，提高与橡胶的粘合强度。
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。
实施例一：一种含短纤维的子口耐磨胶的制备方法，包括以下步骤，组份比例按重量份数计：
（1）尼龙短纤维经浸胶和干燥预处理后裁断至1～3 mm；
所述浸胶步骤具体为：将尼龙短纤维浸渍于胶乳中，浸渍时间为10分钟；所述胶乳采用间苯二酚-甲醛-胶乳溶液，胶乳固含量为10～20%；所述间苯二酚-甲醛-胶乳溶液包括以下组份，组份比例按重量份数计：11份间苯二酚、15份质量百分浓度为37%甲醛溶液、49份固含量41%的丁苯胶乳、195份固含量41%的丁吡胶乳、0.3份质量百分浓度10%的氢氧化钠和76份软水；
所述干燥步骤具体为：将浸胶后的尼龙短纤维在150℃进行干燥，干燥时间为30分钟；
（2）一段母炼：向密炼机中依次加入20份天然橡胶、50份顺丁橡胶、50份炭黑N375、5份尼龙短纤维、1份防老剂4020、2份氧化锌、1份硬脂酸和1份芳烃油，密炼机转子转速为45转/分钟，填充系数为65%，上顶栓压力为0.3MPa，排胶温度为150℃，炼胶时间为200秒，得到一段母胶；
（3）二段母炼：将一段母胶加入密炼机中，保持填充系数为65%，密炼子转子转速45转/分钟，上顶栓压力为0.3MPa，排胶温度为150℃，炼胶时间为150秒，得到二段母胶；
（4）终炼：将二段母胶、3份不溶性硫磺和2份促进剂DZ加入密炼机中进行终炼，保持填充系数为65%，密炼机转子转速为25转/分钟，上顶栓压力为0.3MPa，排胶温度为90℃，炼胶时间为130秒，得到所述的子口耐磨胶。
实施例二：一种含短纤维的子口耐磨胶的制备方法，包括以下步骤，组份比例按重量份数计：
（1）尼龙短纤维经浸胶和干燥预处理后裁断至1～3 mm；
所述浸胶步骤具体为：将尼龙短纤维浸渍于胶乳中，浸渍时间为20分钟；所述胶乳采用间苯二酚-甲醛-胶乳溶液，胶乳固含量为10～20%；所述间苯二酚-甲醛-胶乳溶液包括以下组份，组份比例按重量份数计：11份间苯二酚、15份质量百分浓度为37%甲醛溶液、49份固含量41%的丁苯胶乳、195份固含量41%的丁吡胶乳、0.3份质量百分浓度10%的氢氧化钠和76份软水；
所述干燥步骤具体为：将浸胶后的尼龙短纤维在250℃进行干燥，干燥时间为15分钟；
（2）一段母炼：向密炼机中依次加入50份天然橡胶、80份顺丁橡胶、70份炭黑N375、15份尼龙短纤维、2份防老剂4020、5份氧化锌、3份硬脂酸和3份芳烃油，密炼机转子转速为55转/分钟，填充系数为75%，上顶栓压力为0.5MPa，排胶温度为165℃，炼胶时间为50秒，得到一段母胶；
（3）二段母炼：将一段母胶加入密炼机中，保持填充系数为75%，密炼子转子转速55转/分钟，上顶栓压力为0.5MPa，排胶温度为165℃，炼胶时间为50秒，得到二段母胶；
（4）终炼：将二段母胶、6份不溶性硫磺和3份促进剂DZ加入密炼机中进行终炼，保持填充系数为75%，密炼机转子转速为45转/分钟，上顶栓压力为0.5MPa，排胶温度为110℃，炼胶时间为50秒，得到所述的子口耐磨胶。
实施例三：一种含短纤维的子口耐磨胶的制备方法，包括以下步骤，组份比例按重量份数计：
（1）尼龙短纤维经浸胶和干燥预处理后裁断至1～3 mm；
所述浸胶步骤具体为：将尼龙短纤维浸渍于胶乳中，浸渍时间为15分钟；所述胶乳采用间苯二酚-甲醛-胶乳溶液，胶乳固含量为10～20%；所述间苯二酚-甲醛-胶乳溶液包括以下组份，组份比例按重量份数计：11份间苯二酚、15份质量百分浓度为37%甲醛溶液、49份固含量41%的丁苯胶乳、195份固含量41%的丁吡胶乳、0.3份质量百分浓度10%的氢氧化钠和76份软水；
所述干燥步骤具体为：将浸胶后的尼龙短纤维在200℃进行干燥，干燥时间为20分钟；
（2）一段母炼：向密炼机中依次加入30份天然橡胶、60份顺丁橡胶、60份炭黑N375、10份尼龙短纤维、1.5份防老剂4020、4份氧化锌、2份硬脂酸和2份芳烃油，密炼机转子转速为50转/分钟，填充系数为70%，上顶栓压力为0.4MPa，排胶温度为160℃，炼胶时间为100秒，得到一段母胶；
（3）二段母炼：将一段母胶加入密炼机中，保持填充系数为70%，密炼子转子转速50转/分钟，上顶栓压力为0.4MPa，排胶温度为160℃，炼胶时间为100秒，得到二段母胶；
（4）终炼：将二段母胶、4份不溶性硫磺和2.5份促进剂DZ加入密炼机中进行终炼，保持填充系数为70%，密炼机转子转速为40转/分钟，上顶栓压力为0.4MPa，排胶温度为100℃，炼胶时间为100秒，得到所述的子口耐磨胶。
本发明所述含短纤维的子口耐磨胶的配方中含有胶乳处理过的尼龙短纤维，尼龙短纤维对橡胶的补强性好，能够显著地提高子口胶的强度、抗撕裂和抗蠕变性，降低承载型子午胎子口裂、脱子口等病象。

Claims (7)

1.一种含短纤维的子口耐磨胶，其特征是，包括以下组份，组份比例按重量份数计：20～50份天然橡胶、50～80份顺丁橡胶、50～70份炭黑N375、5～15份尼龙短纤维、1～2份防老剂4020、3～6份不溶性硫磺、2～3份促进剂DZ、2～5份氧化锌、1～3份硬脂酸和1～3份芳烃油。
2.如权利要求1所述的含短纤维的子口耐磨胶，其特征是：所述尼龙短纤维的长度为1～3 mm。
3.一种含短纤维的子口耐磨胶的制备方法，其特征是，包括以下步骤，组份比例按重量份数计：
（1）一段母炼：向密炼机中依次加入20～50份天然橡胶、50～80份顺丁橡胶、50～70份炭黑N375、5～15份尼龙短纤维、1～2份防老剂4020、2～5份氧化锌、1～3份硬脂酸和1～3份芳烃油，密炼机转子转速为45～55转/分钟，填充系数为65～75%，上顶栓压力为0.3～0.5MPa，排胶温度为150～165℃，炼胶时间为50～200秒，得到一段母胶；
（2）二段母炼：将一段母胶加入密炼机中，保持填充系数为65～75%，密炼子转子转速45～55转/分钟，上顶栓压力为0.3～0.5MPa，排胶温度为150～165℃，炼胶时间为50～150秒，得到二段母胶；
（3）终炼：将二段母胶、3～6份不溶性硫磺和2～3份促进剂DZ加入密炼机中进行终炼，保持填充系数为65～75%，密炼机转子转速为25～45转/分钟，上顶栓压力为0.3～0.5MPa，排胶温度为90～110℃，炼胶时间为50～130秒，得到所述的子口耐磨胶。
4.如权利要求3所述的含短纤维的子口耐磨胶的制备方法，其特征是：所述尼龙短纤维经浸胶和干燥预处理后裁断至所需长度。
5.如权利要求4所述的含短纤维的子口耐磨胶的制备方法，其特征是：所述浸胶步骤具体为：将尼龙短纤维浸渍于胶乳中，浸渍时间为10～20分钟；所述胶乳采用间苯二酚-甲醛-胶乳溶液，胶乳固含量为10～20%。
6.如权利要求5所述的含短纤维的子口耐磨胶的制备方法，其特征是：所述间苯二酚-甲醛-胶乳溶液包括以下组份，组份比例按重量份数计：11份间苯二酚、15份质量百分浓度为37%甲醛溶液、49份固含量41%的丁苯胶乳、195份固含量41%的丁吡胶乳、0.3份质量百分浓度10%的氢氧化钠和76份软水。
7.如权利要求4所述的含短纤维的子口耐磨胶的制备方法，其特征是：所述干燥步骤具体为：将浸胶后的尼龙短纤维在150～250℃进行干燥，干燥时间为15～30分钟。
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