CN106883468A - 全钢超耐磨胎面胶配方胶料及其制备方法 - Google Patents

全钢超耐磨胎面胶配方胶料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种全钢超耐磨胎面胶配方胶料及其制备方法，属于轮胎制备技术领域。其将天然橡胶、合成橡胶、反式异戊二烯、炭黑、白炭黑，防老剂、增塑剂、氧化锌和硬脂酸加入密炼机中进行密炼，经过三段炼胶后得到三段母胶，最后加入硫磺、促进剂和防焦剂进行终炼，得到全钢超耐磨胎面胶。本发明提供的超耐磨胎面胶料及其制备方法在保证良好加工、成型工艺的同时，大幅提升胶料的耐磨性。

Description

全钢超耐磨胎面胶配方胶料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种全钢超耐磨胎面胶配方胶料及其制备方法，属于轮胎制备技术领域。
背景技术
轮胎胎面胶的耐磨性是轮胎关键性能指标之一。轮胎行驶过程中胎面与路面直接接触，在周期性的压缩、剪切形变作用下，胎面胶以磨损、卷曲、疲劳等方式脱落。与半钢轮胎相比，全钢子午线轮胎在一种高承载的条件下工作，因而对于胎面胶的耐磨性有更高的要求。从配方设计角度提高胶料耐磨性是一种行之有效的手段，其中生胶体系、填充体系、硫化体系对胶料的耐磨性影响最大。(1)生胶体系：全钢子午线轮胎配方中主要使用天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶。天然橡胶的主要成分是顺式异戊二烯聚合物，由于其良好的综合性能得到广泛的应用。反式异戊二烯与天然橡胶化学组成相同，顺反结构不同，其分子链规整性高，易于结晶，具有优异的耐磨性和耐疲劳性，而且在我国具有良好的种植面积，然而其加工性能较差，目前极少有轮胎企业将其应用于全钢轮胎胎面胶配方中。丁苯橡胶、顺丁橡胶等合成橡胶具有良好的耐磨性，而加工性能较差。通常采用天然橡胶与合成橡胶并用的方式提高胎面胶的耐磨性并改善胶料的工艺性能。(2)填充体系：全钢子午线轮胎胎面配方中，多采用补强效果更好的中超耐磨、超耐磨炭黑提高胶料的耐磨性。随着结构度的增加，胶料抵抗磨损磨耗、疲劳破坏能力提高；而粒径的减小能够显著提高胶料的抗撕裂性能，对于卷曲磨耗的影响更显著。(3)硫化体系：全钢轮胎胎面胶多采用传统硫化体系和半有效硫化体系。同样的交联密度下，传统硫化体系胶料生热低，疲劳性能好，而半有效硫化体系生热较大，耐磨性好。
本发明通过生胶体系、填料体系、硫化体系的优化调整，在保证胶料良好加工性能的基础上，显著地提高胶料的耐磨性，而耐磨性的大幅提高能够显著增加行驶里程或者减薄胎面厚度，降低成本，提升轮胎品质。
发明内容
本发明的目的是在保证良好加工性能前提下，显著提高胎面胶的耐磨性，提供一种全钢超耐磨胎面胶配方胶料及其制备方法，提高轮胎的使用寿命，降低成本。
本发明的技术方案，一种全钢超耐磨胎面胶配方胶料，配方比例按重量份计如下：天然橡胶50-70份、合成橡胶15-30份、反式异戊二烯10-25份、炭黑35-50份、白炭黑1-15份，防老剂1-5份、增塑剂1-5份、氧化锌3-5份、硬脂酸1-3份、硫磺0.9-1.6份、促进剂1-2份，防焦剂0.1-0.4份；
所述合成橡胶为丁苯橡胶和顺丁橡胶中的一种或两种。
所述炭黑为N234，N134或N115中的一种或两种。
所述防老剂为防老剂RD和防老剂4020中的一种或两种。
所述增塑剂为松香、增塑剂A或芳烃油中的一种或几种。
所述胎面胶成型工艺采用热贴合工艺。
所述全钢超耐磨胎面胶配方胶料的制备方法，按重量份计步骤如下：
(1)母炼：
a、一段母胶炼胶工艺：依次将天然橡胶50-70份、合成橡胶15-30份、反式异戊二烯10-25份、炭黑35-50份、白炭黑1-15份，防老剂1-5份、增塑剂1-5份、氧化锌3-5份、硬脂酸1-3份加入密炼机中，保持填充系数65％-75％，于155-165℃条件下排胶，炼胶时间为0.6-3min；密炼机的下片控制胶片厚度为5-10mm，制备得到一段母胶；
b、二段母胶炼胶工艺：将步骤a中所得一段母胶按照65％-75％的填充系数加入到密炼机中混炼，排胶温度为155-160℃，炼胶时间为0.8-3min，得到二段母胶；
c、三段母胶炼胶工艺：将步骤b所得一段母胶按照65％-75％的填充系数加入到密炼机中混炼，排胶温度为155-160℃，炼胶时间为0.8-3min，得到三段母胶；
(2)终炼：将步骤(1)所得三段母胶加入密炼机中，密炼机的填充系数为70％-80％，继续加入硫磺0.9-1.6份、促进剂1-2份，防焦剂0.1-0.4份，炼胶时间为1-2min，排胶温度为95-100℃；密炼机下片并控制厚度为5-7mm，得到超耐磨胎面胶料。
步骤(1)中所述密炼机为GK系列或F系列密炼机；步骤(2)中所述密炼机为GK系列密炼机。
所述的胎面成型工艺采用热贴合工艺；即在现有的成型机胎面供料处采用∮90mm冷喂料挤出机进行胎面出型，胎面挤出后经过滚筒冷却线，控制胎面部件温度40-50℃，同时将其贴合于辅鼓的带束层上。
本发明的有益效果：本发明提供的超耐磨胎面胶料及其制备方法在保证良好加工、成型工艺的同时，大幅提升胶料的耐磨性。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种全钢超耐磨胎面胶配方，各组分按重量份数计为：天然橡胶70份、丁苯橡胶10份、顺丁橡胶10份，反式异戊二烯10份、炭黑N115 35份、白炭黑15份、白炭黑15份，防老剂RD1份、防老剂4020 4份、增塑剂A 1份、氧化锌3份、硬脂酸3份、硫磺1.6份、促进剂NS 1份，防焦剂0.1份。
该超耐磨胶料配方的制备方法，包括如下步骤：
(1)母炼：母炼采用三段炼胶。
a、一段母胶炼胶工艺：依次将天然橡胶70份、丁苯橡胶10份、顺丁橡胶10份，反式异戊二烯橡胶10份、炭黑N115 35份、白炭黑15份、防老剂RD 1份、防老剂4020 4份，增塑剂A1份、芳烃油3份，氧化锌3份、硬脂酸3份加入GK系列或者F系列密炼机中，密炼机的填充系数为65％，密炼机转速为45r/min，炼胶时间为1min，排胶温度为155℃，下片控制胶片厚度10mm。
b、二段母胶炼胶工艺：将一段母胶按照65％的填充系数加入到GK系列或F系列密炼机中混炼，密炼机转速为50r/min，炼胶时间为0.8min，排胶温度为155℃，下片控制胶片厚度10mm左右。
c、三段母胶炼胶工艺：将二段母胶按照65％的填充系数加入到GK系列或F系列密炼机中混炼，密炼机转速为50r/min，炼胶时间为0.8min，排胶温度为155℃，下片控制胶片厚度10mm。
(2)终炼：将母胶加入GK系列密炼机中，填充系数为80％，加入硫磺1.6份、促进剂NS 1份、防焦剂0.1份，炼胶时间为2min，排胶温度为100度，下片控制厚度为6mm，得到超耐磨胎面胶混炼胶。
实施例2
一种全钢超耐磨胎面胶配方，各组分按重量份数计为：天然橡胶50份、丁苯橡胶10份、顺丁橡胶10份、反式异戊二烯25份、炭黑N115 50份、白炭黑3份、防老剂4020 1份，芳烃油1份，氧化锌5份、硬脂酸1份、硫磺0.9份、促进剂NS 2份，防焦剂0.4份。
该超耐磨胶料配方的制备方法，包括如下步骤：
(1)母炼：母炼采用三段炼胶。
a、一段母胶炼胶工艺：依次将天然橡胶50份、丁苯橡胶10份、顺丁橡胶10份，反式异戊二烯橡胶25份、炭黑N115 50份、白炭黑3份、防老剂4020 1份，芳烃油1份，氧化锌5份、硬脂酸1份加入GK系列或者F系列密炼机中，密炼机的填充系数为65％，转速为50r/min，炼胶时间为1min，排胶温度为155℃，下片控制胶片厚度10mm。
b、二段母胶炼胶工艺：将一段母胶按照65％的填充系数加入到GK系列或F系列密炼机中混炼，密炼机转速为40r/min，炼胶时间为1.5min，排胶温度为155℃，下片控制胶片厚度10mm。
c、三段母胶炼胶工艺：将二段母胶按照65％的填充系数加入到GK系列或F系列密炼机中混炼，密炼机转速为40r/min，炼胶时间为1.5min，排胶温度为155℃。
(2)终炼：将母胶加入GK系列密炼机中，填充系数为80％，加入硫磺0.9份、促进剂NS 2份、防焦剂0.4份。密炼机转速为25r/min，炼胶时间为2min，排胶温度100℃，下片并控制厚度为6mm，得到超耐磨胎面胶混炼胶。
实施例3
一种全钢超耐磨胎面胶配方，各组分按重量份数计为：天然橡胶50份、丁苯橡胶20份、顺丁橡胶10份，反式异戊二烯20份、炭黑N134 45份、白炭黑10份、防老剂4020 2份、芳烃油2份、松香2份、氧化锌5份、硬脂酸1份、硫磺0.9份、促进剂NS 2份，防焦剂0.4份。
该超耐磨胶料配方的制备方法，包括如下步骤：
(1)母炼：母炼采用三段炼胶。
a、一段母胶炼胶工艺：依次将天然橡胶50份、丁苯橡胶20份、顺丁橡胶10份，反式异戊二烯橡胶20份、炭黑N134 45份、白炭黑10份、防老剂RD 2份、防老剂4020 2份、芳烃油2份、松香2份、氧化锌5份、硬脂酸1份加入GK系列或者F系列密炼机中，密炼机的填充系数为65％，密炼机转速为40转，炼胶时间为3min，155℃排胶，下片控制胶片厚度5mm，得到一段母胶；
b、二段母胶炼胶工艺：将一段母胶按照65％的填充系数加入到GK系列或F系列密炼机中混炼，密炼机转速40r/min，排胶温度为155℃，炼胶时间为3min。
c、三段母胶炼胶工艺：将二段母胶按照65％的填充系数加入到GK系列或F系列密炼机中混炼，密炼机转速为40r/min，炼胶时间为2min，排胶温度为155℃。
(2)终炼：将母胶加入GK系列密炼机中，填充系数为80％，转速为25转，加入硫磺0.9份、促进剂NS 2份、防焦剂0.4份，炼胶时间为2min，转速为25转，排胶温度100度，下片控制厚度为6mm，得到超耐磨胎面胶混炼胶。
具体测试数据如表1所示。
表1

Claims (8)

1.全钢超耐磨胎面胶配方胶料，其特征是配方比例按重量份计如下：天然橡胶 50-70份、合成橡胶 15-30份、反式异戊二烯 10-25份、炭黑35-50份、白炭黑1-15份、防老剂 1-5份、增塑剂 1-5份、氧化锌 3-5份、硬脂酸 1-3份、硫磺0.9-1.6份、促进剂 1-2份和防焦剂0.1-0.4份；
将天然橡胶、合成橡胶、反式异戊二烯、炭黑、白炭黑、防老剂、增塑剂、氧化锌和硬脂酸加入密炼机中进行密炼，经过三段炼胶后得到三段母胶，最后加入硫磺、促进剂和防焦剂进行终炼，得到全钢超耐磨胎面胶。
2.如权利要求1所述全钢超耐磨胎面胶配方胶料，其特征是：所述合成橡胶为丁苯橡胶和/或顺丁橡胶。
3.如权利要求1所述全钢超耐磨胎面胶配方胶料，其特征是：所述炭黑为N234、N134或N115中的一种或两种。
4.如权利要求1所述全钢超耐磨胎面胶配方胶料，其特征是：所述防老剂为防老剂RD和/或防老剂4020。
5.如权利要求1所述全钢超耐磨胎面胶配方胶料，其特征是：所述增塑剂为松香、增塑剂A或芳烃油中的一种或几种。
6.如权利要求1所述全钢超耐磨胎面胶配方胶料，其特征是：所述胎面胶成型工艺采用热贴合工艺。
7.权利要求1-6之一所述全钢超耐磨胎面胶配方胶料的制备方法，其特征是按重量份计步骤如下：
（1）母炼：
a、一段母胶炼胶工艺：依次将天然橡胶 50-70份、合成橡胶 15-30份、反式异戊二烯10-25份、炭黑35-50份、白炭黑1-15份，防老剂 1-5份、增塑剂 1-5份、氧化锌 3-5份和硬脂酸1-3份加入密炼机中，保持填充系数 65%-75%，于155-165℃条件下排胶，炼胶时间为0.6-3min；密炼机的下片控制胶片厚度为5-10mm，制备得到一段母胶；
b、二段母胶炼胶工艺：将步骤a中所得一段母胶按照65%-75%的填充系数加入到密炼机中混炼，排胶温度为155-160℃，炼胶时间为0.8-3min，得到二段母胶；
c、三段母胶炼胶工艺：将步骤b所得一段母胶按照65%-75%的填充系数加入到密炼机中混炼，排胶温度为155-160℃，炼胶时间为0.8-3min，得到三段母胶；
（2）终炼：将步骤（1）所得三段母胶加入密炼机中，密炼机的填充系数为70%-80%，继续加入硫磺0.9-1.6份、促进剂 1-2份，防焦剂0.1-0.4份，炼胶时间为1-2min，排胶温度为95-100℃；密炼机下片并控制厚度为5-7mm，得到超耐磨胎面胶料。
8.如权利要求7所述全钢超耐磨胎面胶配方胶料的制备方法，其特征是：步骤（1）中所述密炼机为GK系列或F系列密炼机；步骤（2）中所述密炼机为GK系列密炼机。
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