CN106432830A - 半钢子午胎胎侧橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于橡胶轮胎与化工制造技术领域，具体涉及一种将液体异戊橡胶用于半钢子午胎胎侧橡胶组合物及其制备方法，该胎侧橡胶组合物配方是由以下的组分按重量份数混炼构成：天然橡胶30‑50份，顺丁橡胶40‑60份，液体异戊橡胶10‑20份，炭黑52‑56份，活性剂4.6‑5.7份，防老剂3.7‑4.2份，防护蜡1.8‑2.5份，均匀剂2‑4份,促进剂0.7‑1.0份，硫磺1.76‑1.8份。此发明主要将液体异戊橡胶用于半钢胎侧，取消了传统配方中的橡胶操作油，改善后期因橡胶操作油迁移析出轮胎表面导致的轮胎外观污染、变色问题，从而提高轮胎外观鲜艳度；另外由于液体异戊橡胶的使用，使得制成的轮胎在降低胎侧曲挠生热、抗撕裂、耐寒性、耐老化性等方面均优于用橡胶操作油制成的轮胎。

Description

半钢子午胎胎侧橡胶组合物及其制备方法
技术领域：
本发明属于橡胶轮胎与化工制造技术领域，具体涉及一种将液体异戊橡胶用于半钢子午胎胎侧橡胶组合物及其制备方法。
背景技术：
传统配方中添加橡胶操作油，以改善橡胶的弹性、柔韧性、易加工性、易混炼性等特性，但在后期时橡胶操作油会迁移析出轮胎表面，导致轮胎外观污染、变色，轮胎外观鲜艳度降低，且橡胶操作油中使用的芳烃油具有致癌性，严重损害人们的身体健康。
取消传统配方中的橡胶操作油，将液体异戊橡胶加入原料中，可改善因后期橡胶操作油迁移析出轮胎表面导致的轮胎外观污染、变色，从而提高轮胎外观鲜艳度；另外由于液体异戊橡胶替代了部分天然橡胶，使得制成的轮胎在降低胎侧曲挠生热、抗撕裂、耐寒性、耐老化性等方面均优于用橡胶操作油制成的轮胎，同时降低了橡胶的门尼粘度，实现软化、有利于混炼加工。在橡胶硫化过程中，液体异戊橡胶的参与反应，与非反应型增塑剂相比，提高了橡胶制品的强度、硬度和断裂伸长率，并且在最终制品中不易发生迁移，不易被溶剂抽提，因此提高了橡胶的耐老化性。
现有技术中，如中国专利号CN201310704312.6公开了一种用于半钢子午线轮胎胎面的橡胶组合物，原料中加入了橡胶操作油；中国专利号CN201410129384.7公开了一种轮胎用胎侧胶料及其制备方法，原料中加入了芳烃油作为橡胶操作油；中国专利号CN201110404596.8公开了全钢子午胎复合胎侧填充胶配方胶料，原料中同样加入了芳烃油作为橡胶操作油；中国专利号CN201110062386公开了一种含液体异戊二烯橡胶的轮胎三角胶组合物及其制备方法和应用，其原料组分、含量及制备方法均不同，且门尼粘度较大，不利于混炼加工；研发一种不添加橡胶操作油，也可改善橡胶的弹性、柔韧性、易加工性、易混炼性，同时液体异戊橡胶的添加，使得制成的胎侧橡胶组合物在曲挠生热、抗撕裂、耐寒性、耐老化性等方面上表现更加优良，具有良好的经济价值和社会价值。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种区别于现有技术的轮胎，解决后期因橡胶操作油迁移析出轮胎表面而导致的轮胎外观污染、变色问题，使轮胎外观的鲜艳度得到了明显的提高，另外由于液体异戊橡胶的使用，使得制成的轮胎在曲挠生热、抗撕裂、耐寒性、耐老化性等方面均优于用橡胶操作油制成的轮胎。
为了实现上述目的，本发明涉及的半钢子午胎胎侧橡胶组合物及其制备方法，其原材料组分及各组分重量份数为：天然橡胶30-50份，顺丁橡胶40-60份，液体异戊橡胶10-20份，炭黑52-56份，活性剂4.8-5.7份，防老剂3.7-4.2份，防护蜡1.8-2.5份，均匀剂2-4份,促进剂0.7-1.0份，硫磺1.76-1.8份。
作为优选天然橡胶为SMR20型橡胶，顺丁橡胶为BR9000型橡胶，液体异戊橡胶为LIR-50型，炭黑为N330型，防护蜡为FYT-502型，均匀剂为40MS型，促进剂为TBBS型。
活性剂由氧化锌3-3.5份和硬脂酸1.8-2.2份组成。
防老剂由6PPD型2.3-2.6份和RD型1.4-1.6份组成。
本发明涉及的半钢子午胎胎侧橡胶组合物，其具体制备过程包括以下步骤：
(1)配料配胶：按照用于轮胎胎侧的橡胶组合物的原材料组分及各组分重量份数进行配胶配料；
(2)第一段密炼：将SMR20型天然橡胶、BR9000型顺丁橡胶、LIR-50型液体异戊橡胶、氧化锌、硬脂酸、6PPD型防老剂、RD型防老剂、FYT-502型防护蜡、40MS型均匀剂一起投入密炼室，整个密炼过程设置转子转速为45r/min，设置上顶栓压力为5.5N/cm2，压25秒后，提栓加入全部N330型炭黑，压40秒后提栓静止10秒，再压栓至胶料温度为160℃时排胶，排出的胶通过挤出机压片冷却至45℃以下收取叠片得到一段母胶；
(3)第二段密炼：将母胶晾至4小时后与TBBS型促进剂、硫磺一起投入密炼机，设置密炼机转速为20r/min，上顶栓加压5N/cm2，压至45秒提栓静止5秒，再压至105℃时排胶，排下的胶经开炼机补充翻炼后出片冷却至45℃以下收取叠片，得到最终橡胶组合物。
采用的促进剂为TBBS型，硫化速度快，硫化胶模量高；采用的硬脂酸的用量刚好，减少了喷霜，改善胶料的粘性，硫化时间同步、均匀；采用的6PPD型防老剂，具有极好动态防护臭氧能力，即使在低浓度下屈挠、抗臭氧性能优良；RD型防老剂是常用的高效抗氧剂，对高温氧化及金属钝化有长效抑制作用；提栓后加入全部炭黑，既保证了炭黑与橡胶的充分结合又可以防止被炭黑吸附影响其使用效果；将母胶晾至4小时后再与促进剂、硫磺一起投入密炼机密炼，可使胶料充分松弛和分散，有利于后续加工操作。
本发明与现有技术相比，以天然橡胶、顺丁橡胶、液体异戊橡胶为主要橡胶原料，采用的液体异戊橡胶为LIR-50型，具有活性增塑剂功能，用于高硬度配方，可以提高胶料的加工性能，避免因使用操作油而导致胶料包括硬度在内的物性下降；采用液体异戊橡胶并配合制备工艺中的两段式密炼工艺，很好地避免了因使用橡胶操作油迁移析出轮胎表面，导致轮胎外观污染、变色，使轮胎外观在鲜艳度上得到了明显的提高，另外采用液体异戊橡胶制成的轮胎在曲挠生热、抗撕裂、耐寒性、耐老化性等方面均优于用橡胶操作油制成的轮胎，其制备工艺简单，适合大批量工厂化生产，具有良好的经济效益和社会价值。
具体实施方式：
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
本实施例涉及半钢子午胎胎侧橡胶组合物及其制备方法，其原材料组分及各组分重量份数为：SMR20型天然橡胶30份，BR9000型顺丁橡胶60份，LIR-50型液体异戊橡胶15份，N330型炭黑55份，氧化锌3.5份，硬脂酸2份，6PPD型防老剂2.3份，RD型防老剂1.3份，FYT-502型防护蜡1.8份，40MS型均匀剂2份,TBBS型促进剂0.8份，硫磺1.72份。
本实施例涉及半钢子午胎胎侧橡胶组合物及其制备方法，其具体制备过程包括以下步骤：
(1)配料配胶：按照用于轮胎胎侧的橡胶组合物的原材料组分及各组分重量份数进行配胶配料；
(2)第一段密炼：将SMR20型天然橡胶、BR9000型顺丁橡胶、LIR-50型液体异戊橡胶、氧化锌、硬脂酸、6PPD型防老剂、RD型防老剂、FYT-502型防护蜡、40MS型均匀剂一起投入密炼室，整个密炼过程设置转子转速为45r/min，设置上顶栓压力为5.5N/cm2，压25秒后，提栓加入全部N330型炭黑，压40秒后提栓静止10秒，再压栓至胶料温度为160℃时排胶，排出的胶通过挤出机压片冷却至45℃以下收取叠片得到一段母胶；
(3)第二段密炼：将母胶晾至4小时后与促进剂、硫磺一起投入密炼机，设置密炼机转速为20r/min，上顶栓加压5N/cm2，压至45秒提栓静止5秒，再压至105℃时排胶，排下的胶经开炼机补充翻炼后出片冷却至45℃以下收取叠片，得到最终橡胶组合物。
制备工艺中采用的两段式密炼工艺，密炼机转子转速与上顶栓压力的设置与原料中各组分含量的配比相适应，多次分段密炼充分，混合均匀，密炼时排出胶料的温度依次降低，分段改善橡胶侧耐热性、抗撕裂性和提高轮胎胎侧的鲜艳度。
实施例2：
本实施例涉及的半钢子午胎胎侧橡胶组合物，其原材料组分及各组分重量份数为：SMR20型天然橡胶40份，BR9000型顺丁橡胶50份，LIR-50型液体异戊橡胶10份，N330型炭黑52份，氧化锌3份，硬脂酸2.2份，6PPD型防老剂2.5份，RD型防老剂1.5份，FYT-502型防护蜡2.5份，40MS型均匀剂4份,TBBS型促进剂0.7份，硫磺1.8份。
本实施例涉及半钢子午胎胎侧橡胶组合物及其制备方法，其具体制备过程同实施例1。
实施例3：
本实施例涉及的半钢子午胎胎侧橡胶组合物，其原材料组分及各组分重量份数为：SMR20型天然橡胶50份，BR9000型顺丁橡胶40份，LIR-50型液体异戊橡胶20份，N330型炭黑56份，氧化锌3.2份，硬脂酸1.8份，6PPD型防老剂2.6份，RD型防老剂1.6份，FYT-502型防护蜡2份，40MS型均匀剂3份,TBBS型促进剂1.0份，硫磺1.76份。
实施例4：
本实施例涉及半钢子午胎胎侧橡胶组合物及其制备方法，其原材料组分及各组分重量份数为：SMR20型天然橡胶30份，BR9000型顺丁橡胶60份，芳烃油6份，N330型炭黑55份，氧化锌3.5份，硬脂酸2份，6PPD型防老剂2.3份，RD型防老剂1.3份，FYT-502型防护蜡1.8份，40MS型均匀剂2份,TBBS型促进剂0.8份，硫磺1.72份。
实施例5：
本实施例涉及的半钢子午胎胎侧橡胶组合物，其原材料组分及各组分重量份数为：SMR20型天然橡胶40份，BR9000型顺丁橡胶50份，芳烃油8份，N330型炭黑52份，氧化锌3份，硬脂酸2.2份，6PPD型防老剂2.5份，RD型防老剂1.5份，FYT-502型防护蜡2.5份，40MS型均匀剂4份,TBBS型促进剂0.7份，硫磺1.8份。
实施例6：
本实施例涉及的半钢子午胎胎侧橡胶组合物，其原材料组分及各组分重量份数为：SMR20型天然橡胶50份，BR9000型顺丁橡胶40份，芳烃油7份，N330型炭黑56份，氧化锌3.2份，硬脂酸1.8份，6PPD型防老剂2.6份，RD型防老剂1.6份，FYT-502型防护蜡2份，40MS型均匀剂3份,TBBS型促进剂1.0份，硫磺1.76份。
上述实施例涉及的半钢子午胎胎侧橡胶组合物及其制备方法，其具体制备过程同实施例1。
上述实施例1-3为用液体异戊橡胶制备的半钢子午胎胎侧橡胶组合物性能测试数据如下表1所示。
上述实施例4-6为用芳烃油制备的半钢子午胎胎侧橡胶组合物性能测试数据如下表2所示。
表1用液体异戊橡胶制备的半钢子午胎胎侧橡胶组合物性能测试的数据
表2用芳烃油制备的半钢子午胎胎侧橡胶组合物性能测试的数据
以上数据是使用本实施例配方制成的半钢子午胎胎侧橡胶组合物性能测试的数据，通过调整组分的相对含量，可以获得性能各异的产品，其中实施例2综合指标优异，效果更佳。
上述表1和表2的结果说明本实施例实现了本发明的目的。

Claims (5)

1.半钢子午胎胎侧橡胶组合物，其特征在于原材料组分及各组分重量份数为：天然橡胶30-50份，顺丁橡胶40-60份，液体异戊橡胶10-20份，炭黑52-56份，活性剂4.8-5.7份，防老剂3.7-4.2份，防护蜡1.8-2.5份，均匀剂2-4份，促进剂0.7-1.0份，硫磺1.76-1.8份。
2.根据权利要求1所述的半钢子午胎胎侧橡胶组合物，其特征在于：所述天然橡胶为SMR20型橡胶，顺丁橡胶为BR9000型橡胶，液体异戊橡胶为LIR-50型，炭黑为N330型，防护蜡为FYT-502型，均匀剂为40MS型，促进剂为TBBS型。
3.根据权利要求1所述的半钢子午胎胎侧橡胶组合物，其特征在于：所述活性剂由氧化锌3-3.5份和硬脂酸1.8-2.2份组成。
4.根据权利要求1所述的半钢子午胎胎侧橡胶组合物，其特征在于：所述防老剂由6PPD型2.3-2.6份和RD型1.4-1.6份组成。
5.根据权利要求1-4任一项所述的半钢子午胎胎侧橡胶组合物及其制备方法，其特征在于：具体制备过程包括以下步骤：
(1)配料配胶：按照用于轮胎胎侧的橡胶组合物的原材料组分及各组分重量份数进行配胶配料；
(2)第一段密炼：将SMR20型天然橡胶、BR9000型顺丁橡胶、LIR-50型液体异戊橡胶、氧化锌、硬脂酸、6PPD型防老剂、RD型防老剂、FYT-502型防护蜡、40MS型均匀剂一起投入密炼室，设置转子转速为45r/min，设置上顶栓压力为5.5N/cm2，压25秒后，提栓加入全部N330型炭黑，压40秒后提栓静止10秒，再压栓至胶料温度为160℃时排胶，排出的胶通过挤出机压片冷却至45℃以下时收取叠片，得到一段母胶；
(3)第二段密炼：将母胶晾至4小时后与TBBS型促进剂、硫磺一起投入密炼机，设置密炼机转速为20r/min，上顶栓加压5N/cm2，压至45秒提栓静止5秒，再压至105℃时排胶，排下的胶经开炼机补充翻炼后出片冷却至45℃以下收取叠片，得到最终橡胶组合物。
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