CN107011847A - 一种轮胎橡胶用粘合剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轮胎橡胶用粘合剂及制备方法，所述粘合剂包括如下组分：丁腈橡胶、环氧树脂、石墨烯、氧化锌、硬脂酸、钴盐、填充剂、防老剂、增塑剂。制备方法包括：先称取丁腈橡胶、环氧树脂、硬脂酸加入到反应釜中，与石墨烯改性反应；然后加入钴盐、氧化锌搅拌回流30~60min；然后将产物置于密炼机中，边搅拌边加入填充剂、防老剂和增塑剂，密炼10~20min，降温固化后即得所述粘合剂。所述粘合剂应用于轮胎橡胶与轮胎骨架的粘结，不仅具有较好的粘结效果，提高了轮胎橡胶与轮胎骨架之间的粘结牢固性，还具有无毒、无污染的效果，使用过程中不会对人体产生伤害，具有较好的应用价值。

Description

一种轮胎橡胶用粘合剂及制备方法
技术领域
本发明涉及轮胎制备技术领域，具体涉及一种轮胎橡胶用粘合剂及制备方法。
背景技术
目前, 橡胶制品大都是由复合材料构成的，即在橡胶基材中复合了各种不同的骨架材料和增强材料，以满足某种用途或达到某种使用性能。绵纶和聚酯的纤维织品和帘线，钢和镀黄铜、镀铜、镀锌钢丝的帘线和绳是橡胶制品的主要骨架材料，特别是钢和钢丝是增强橡胶制品不可代替的高强力骨架材料。但金属材料尤其是赤裸钢丝不易与橡胶粘合。要获得高性能的橡胶-骨架材料复合制品，除了选择合适的骨架材料外，还要采用适合的粘合技术（包括粘合剂配合、粘合工艺及相关理论的总和），使制品在苛刻条件下使用时始终保持骨架材料与橡胶合为一体，从而更好地发挥金属骨架的作用, 以便提高橡胶制品的质量,延长橡胶制品的使用寿命。市场上橡胶用粘合剂大多为间-甲-白粘合体系粘合剂，在橡胶与纤维、织物、镀黄铜或镀锌钢丝等骨架材料的干胶黏和技术中，采用间苯二酚或其衍生物作为间苯二酚给予体，六亚甲基四胺或六甲氧基甲基蜜胺作为亚甲基给予体、白炭黑作为粘合增进剂，直接加入胶料中，间-甲-白粘合体系的粘合功能表现在间苯二酚与亚甲基化合物在硫化温度下反应，生成具有很强粘合活性间苯二酚树脂。间苯二酚单体在混炼温度高于90℃时会升华而释放出有毒的刺激性烟雾，不仅对环境造成污染，而且危害人体健康，亚甲基给予体，不易计量而且不能保证生产过程的连续性。间苯二酚混炼时易升华产生大量刺激性烟雾，不仅影响环境，还严重影响人体健康，而且容易导致其在胶料中的含量下降，影响粘合效果。
因此，研究开发一种具有较好的橡胶与轮胎骨架粘合作用，又具有较好的使用安全性的橡胶用粘合剂具有重要意义，也符合目前市场的需求，具有较好的应用前景。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种轮胎橡胶用粘合剂及制备方法，所述粘合剂应用于轮胎橡胶与轮胎骨架的粘结，不仅具有较好的粘结效果，提高了轮胎橡胶与轮胎骨架之间的粘结牢固性，还具有无毒、无污染的效果，使用过程中不会对人体产生伤害，具有较好的应用价值。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种轮胎橡胶用粘合剂，包括如下重量份的各原料：丁腈橡胶10~25份、环氧树脂8~17份、石墨烯0.2~1.6份、氧化锌5~10份、硬脂酸10~15份、钴盐9~18份、填充剂5~12份、防老剂3~8份、增塑剂6~10份。
优选地，所述丁腈橡胶20份、环氧树脂12份、石墨烯0.8份、氧化锌8份、硬脂酸11份、钴盐15份、填充剂9份、防老剂5份、增塑剂7份。
优选地，所述填充剂为炭黑、钛白粉、超细滑石粉中的一种或者多种的混合。
优选地，所述防老剂为防老剂4010、防老剂AW、防老剂D中的任一种。
优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二辛酯中的任一种。
优选地，所述钴盐为环烷酸钴、硬脂酸钴、硼酰化钴中的任一种。
本发明还涉及一种制备轮胎橡胶用粘合剂的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取丁腈橡胶、环氧树脂、硬脂酸加入到反应釜中，混合搅拌均匀后加入石墨烯，搅拌反应0.5~2h，得到产物a1；
（2）按照配比分别称取钴盐、氧化锌、置于步骤（1）的反应釜中，于70~85℃搅拌回流30~60min，得到产物a2；
（3）将产物a2置于密炼机中，边搅拌边加入填充剂、防老剂和增塑剂，密炼10~20min，降温固化后即得所述粘合剂。
优选地，所述步骤（3）中密炼温度为120~130℃。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的轮胎橡胶用粘合剂，应用于轮胎橡胶与轮胎骨架的粘结，不仅具有较好的粘结效果，提高了轮胎橡胶与轮胎骨架之间的粘结牢固性，还具有无毒、无污染的效果，使用过程中不会对人体产生伤害，具有较好的应用价值。
（2）本发明所述的轮胎橡胶用粘合剂中添加有石墨烯，首先对丁腈橡胶和环氧树脂进行石墨烯改性处理，使得改性后环氧树脂不仅具有较好的粘结效果，还具有一定的防水、防腐蚀效果，由于石墨烯还具有优异的力学性能，从而使得改性后的聚合物具有较好的抗剥离、耐刮擦的力学性能及较好的化学稳定性，进而使得最终制备得到的粘合剂具有较好的抗剥离、耐腐蚀性能及较好的化学稳定性。
（3）本发明所述轮胎橡胶用粘合剂的制备工艺简单、条件温和、设备投资少，且所述防护剂的制备原料易得，成本较低，且生产过程安全、无污染，适合工业化推广生产，具有较好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如Sambrook等分子克隆：实验室手册（New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989）中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1：
本发明优选实施例的一种轮胎橡胶用粘合剂及制备方法；
所述轮胎橡胶用粘合剂，由如下重量份数的各原料制备而成：
丁腈橡胶 20份；
环氧树脂 12份；
石墨烯 0.8份；
氧化锌 8份；
硬脂酸 11份；
钴盐 15份；
填充剂 9份；
防老剂 5份；
增塑剂 7份。
所述填充剂为炭黑、钛白粉的混合，其中两者的质量比为1:0.8。
所述防老剂为防老剂4010。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
所述钴盐为环烷酸钴。
本发明制备轮胎橡胶用粘合剂的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取丁腈橡胶、环氧树脂、硬脂酸加入到反应釜中，混合搅拌均匀后加入石墨烯，搅拌反应1.5h，得到产物a1；
（2）按照配比分别称取钴盐、氧化锌、置于步骤（1）的反应釜中，于80℃搅拌回流50min，得到产物a2；
（3）将产物a2置于密炼机中，边搅拌边加入填充剂、防老剂和增塑剂，130℃密炼15min，降温固化后即得所述粘合剂。
实施例2：
本发明优选实施例的一种轮胎橡胶用粘合剂及制备方法；
所述轮胎橡胶用粘合剂，由如下重量份数的各原料制备而成：
丁腈橡胶 10~25份；
环氧树脂 8~17份；
石墨烯 0.2~1.6份；
氧化锌 5~10份；
硬脂酸 10~15份；
钴盐 9~18份；
填充剂 5~12份；
防老剂 3~8份；
增塑剂 6~10份。
所述填充剂为炭黑、超细滑石粉的混合，其中两者的质量比为1:2。
所述防老剂为防老剂AW。
所述增塑剂为癸二酸二辛酯。
所述钴盐为硬脂酸钴。
本发明制备轮胎橡胶用粘合剂的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取丁腈橡胶、环氧树脂、硬脂酸加入到反应釜中，混合搅拌均匀后加入石墨烯，搅拌反应0.5h，得到产物a1；
（2）按照配比分别称取钴盐、氧化锌、置于步骤（1）的反应釜中，于70℃搅拌回流60min，得到产物a2；
（3）将产物a2置于密炼机中，边搅拌边加入填充剂、防老剂和增塑剂，120℃密炼20min，降温固化后即得所述粘合剂。
实施例3：
本发明优选实施例的一种轮胎橡胶用粘合剂及制备方法；
所述轮胎橡胶用粘合剂，由如下重量份数的各原料制备而成：
丁腈橡胶 25份；
环氧树脂 17份；
石墨烯 1.6份；
氧化锌 10份；
硬脂酸 15份；
钴盐 18份；
填充剂 12份；
防老剂 8份；
增塑剂 10份。
所述填充剂为炭黑。
所述防老剂为防老剂D。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
所述钴盐为硼酰化钴。
本发明制备轮胎橡胶用粘合剂的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取丁腈橡胶、环氧树脂、硬脂酸加入到反应釜中，混合搅拌均匀后加入石墨烯，搅拌反应2h，得到产物a1；
（2）按照配比分别称取钴盐、氧化锌、置于步骤（1）的反应釜中，于85℃搅拌回流30min，得到产物a2；
（3）将产物a2置于密炼机中，边搅拌边加入填充剂、防老剂和增塑剂，130℃密炼10min，降温固化后即得所述粘合剂。
综上所述，本发明所述的轮胎橡胶用粘合剂，应用于轮胎橡胶与轮胎骨架的粘结，不仅具有较好的粘结效果，提高了轮胎橡胶与轮胎骨架之间的粘结牢固性，还具有无毒、无污染的效果，使用过程中不会对人体产生伤害，具有较好的应用价值。
本发明所述的轮胎橡胶用粘合剂中添加有石墨烯，首先对丁腈橡胶和环氧树脂进行石墨烯改性处理，使得改性后环氧树脂不仅具有较好的粘结效果，还具有一定的防水、防腐蚀效果，由于石墨烯还具有优异的力学性能，从而使得改性后的聚合物具有较好的抗剥离、耐刮擦的力学性能及较好的化学稳定性，进而使得最终制备得到的粘合剂具有较好的抗剥离、耐腐蚀性能及较好的化学稳定性。
本发明所述轮胎橡胶用粘合剂的制备工艺简单、条件温和、设备投资少，且所述防护剂的制备原料易得，成本较低，且生产过程安全、无污染，适合工业化推广生产，具有较好的应用前景。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种轮胎橡胶用粘合剂，其特征在于：包括如下重量份的各原料：丁腈橡胶10~25份、环氧树脂8~17份、石墨烯0.2~1.6份、氧化锌5~10份、硬脂酸10~15份、钴盐9~18份、填充剂5~12份、防老剂3~8份、增塑剂6~10份。
2.根据权利要求1所述的轮胎橡胶用粘合剂，其特征在于：所述丁腈橡胶20份、环氧树脂12份、石墨烯0.8份、氧化锌8份、硬脂酸11份、钴盐15份、填充剂9份、防老剂5份、增塑剂7份。
3.根据权利要求1所述的轮胎橡胶用粘合剂，其特征在于：所述填充剂为炭黑、钛白粉、超细滑石粉中的一种或者多种的混合。
4.根据权利要求1所述的轮胎橡胶用粘合剂，其特征在于：所述防老剂为防老剂4010、防老剂AW、防老剂D中的任一种。
5.根据权利要求1所述的轮胎橡胶用粘合剂，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二辛酯中的任一种。
6.根据权利要求1所述的轮胎橡胶用粘合剂，其特征在于：所述钴盐为环烷酸钴、硬脂酸钴、硼酰化钴中的任一种。
7.一种制备如权利要求1~6任一项所述的轮胎橡胶用粘合剂的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取丁腈橡胶、环氧树脂、硬脂酸加入到反应釜中，混合搅拌均匀后加入石墨烯，搅拌反应0.5~2h，得到产物a1；
（2）按照配比分别称取钴盐、氧化锌、置于步骤（1）的反应釜中，于70~85℃搅拌回流30~60min，得到产物a2；
（3）将产物a2置于密炼机中，边搅拌边加入填充剂、防老剂和增塑剂，密炼10~20min，降温固化后即得所述粘合剂。
8.根据权利要求7所述的轮胎橡胶用粘合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中密炼温度为120~130℃。
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