CN107739455A - 一种高里程全钢胎面胶料及制备方法 - Google Patents

一种高里程全钢胎面胶料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及轮胎技术领域,尤其涉及一种高里程全钢胎面胶料及制备方法。该高里程全钢胎面胶料包括如下原料:天然橡胶、顺丁橡胶、间接法氧化锌、硬脂酸、防老剂、增塑剂A、分散剂HT‑5、抗撕裂树脂MY‑60、粘合剂G‑108、炭黑N234、硫磺、促进剂NS、防焦剂CTP。该高里程全钢胎面胶料均匀度高,产品品质更好。

Description

一种高里程全钢胎面胶料及制备方法
技术领域:
本发明涉及轮胎技术领域,尤其涉及一种高里程全钢胎面胶料及制备方法。
背景技术:
胎面胶是轮胎的最外侧与路面接触的橡胶层,是轮胎结构中的重要部分。胎面胶的作用是防止轮胎早期的磨损及避免机械损伤、传递牵引力及制动力,在车辆行驶时起缓冲作用。因此,胎面胶需要具有很好的耐磨性割能,抗湿滑性能和强韧性、良好的耐老化性能以及较高的拉伸强度等。在我国早期引进全钢整套技术的时候,引进冠胶配方是全天然橡胶,这种配方在国内表现出来的是耐磨性不好,当时对其进行改进的办法是使用超耐磨系列炭黑N110、N112、N114,但是耐磨性提高的幅度有限,且成本增加很多,同时,轮胎的动态生热提高,胶料的挤出生热也高。因此,随着对轮胎里程要求的提高,对高里程、更高耐磨性胎面胶料提出了更高要求,亟需一种能克服现有胎面胶料的改进易造成成本提升、轮胎动态生热和胶料的挤出生热随之提高的缺陷的新的胎面胶产品。
发明内容:
本发明为了弥补现有技术的不足,提供了一种高里程全钢胎面胶料及制备方法,解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
一种高里程全钢胎面胶料,包括如下重量份数的原料:
天然橡胶48-55份、顺丁橡胶45-52份、间接法氧化锌5-8份、硬脂酸2-5份、防老剂6-11份、增塑剂A 2-7份、分散剂HT-5 2-7份、抗撕裂树脂MY-60 2-5份、粘合剂G-108 1-5份、炭黑N234 52-58份、硫磺1-1.3份、促进剂NS1-1.3份、防焦剂CTP 0.1-0.3份。
所述原料还包括石墨烯0.0001份。
该高里程全钢胎面胶料,由如下重量份数的原料制成:
天然橡胶54份、顺丁橡胶BR9000 46份、间接法氧化锌8份、硬脂酸5份、防老剂7份、增塑剂A 4份、分散剂HT-5 4份、抗撕裂树脂MY-60 3.5份、粘合剂G-108 3份、炭黑N234 55份、硫磺1.2份、促进剂NS 1份、防焦剂CTP0.2份、石墨烯0.0001份。
所述防老剂由如下重量份数的原料制成:所述防老剂由以下重量份数的原料制成:防老剂4020 2-3份、防老剂RD 2-3份、微晶石蜡2-5份。
所述天然橡胶为天然橡胶SMR20#;所述顺丁橡胶为顺丁橡胶BR9000。
该高里程全钢胎面胶料的制备方法,包括如下操作步骤:
(1)母胶混炼
取上述重量份数的天然橡胶、顺丁橡胶加入到密炼机中,压上顶栓保持35-45s;然后加入上述重量份数的间接法氧化锌、硬脂酸、防老剂和2/3上述重量份的炭黑N234、增塑剂A,以及上述重量份数的分散剂HT-5、抗撕裂树脂MY-60、粘合剂G-108,压上顶栓继续混炼,待温度达到155±5℃,排胶得母胶料A;上述混炼过程的转子转速为52转/min;
(2)冷却
将步骤(1)得到的母胶料A在室温下停放大于4h,得母胶料A0;
(3)母胶反炼
将步骤(2)冷却的母胶料A0继续加入密炼机中,继续加入1/3上述重量份数的炭黑N234和增塑剂A进行反炼,待温度达到150±5℃,排胶得母胶料B;其中,转子转速45转/min;
(4)冷却
将步骤(3)得到的母胶料B在室温下停放大于4h,得母胶料B0;
(5)终炼混炼
将步骤(4)得到的母胶料B0同上述重量份数的硫磺、促进剂NS、防焦剂CTP一同加入到密炼机进行终炼混炼,待温度低于105℃排胶,即得;其中,转子转速20转/min。
该高里程全钢胎面胶料的制备方法,包括如下操作步骤:
(1)母胶混炼
取上述重量份数的天然橡胶、顺丁橡胶加入到密炼机中,压上顶栓保持25-35s;然后加入上述重量份数的间接法氧化锌、硬脂酸、防老剂、石墨烯和2/3上述重量份的炭黑N234、增塑剂A,以及上述重量份数的分散剂HT-5、抗撕裂树脂MY-60、粘合剂G-108,压上顶栓继续混炼,待温度达到155±5℃,排胶得母胶料A;上述混炼过程的转子转速为52转/min;
(2)冷却
将步骤(1)得到的母胶料A在室温下停放大于4h,得母胶料A0;
(3)母胶反炼
将步骤(2)冷却的母胶料A0继续加入密炼机中,继续加入1/3上述重量份数的炭黑N234和增塑剂A进行反炼,待温度达到150±5℃,排胶得母胶料B;其中,转子转速45转/min;
(4)冷却
将步骤(3)得到的母胶料B在室温下停放大于4h,得母胶料B0;
(5)终炼混炼
将步骤(4)得到的母胶料B0同上述重量份数的硫磺、促进剂NS、防焦剂CTP一同加入到密炼机进行终炼混炼,待温度低于105℃排胶,即得;其中,转子转速20转/min。
本发明的有益效果:
由于顺丁胶强度、抗湿滑性能稍差,现有胎面胶料中采用与天然胶并用以改善自身的弱点时,目前其添加的一般量为30份,添加的极限值在40份,而本发明突破性的进一步提升了顺丁橡胶BR9000的添加量,使天然橡胶含量保持在更加合适的范围内,增大了耐磨性,在很好的提高伸长率、出色的降低定伸应力的同时,又避免了因顺丁橡胶加入量的增加导致的后期老化、交联、发脆的弊端,屈挠龟裂性能好,非常适合长里程运行。防老剂采用防老剂RD、防老剂4020和微晶石蜡以特定配比使用:防老剂RD可防止热氧老化、微晶石蜡耐臭氧、防老剂4020屈挠疲劳老化,这三种组成对综合防护起到关键作用,与本发明产品的胶料等其他原料组合,相互协同增效,最大程度发挥整体的有益性能,具备很好的耐磨性能,抗湿滑性能、强度更高。
通过采用半有效硫化体系,将硫磺和促进剂的比例调整接近1:1,改善硫化胶的抗热氧老化和动态疲劳性能;通过在顺丁橡胶BR9000分子链之间加入本发明的各加工助剂,能起到很好的隔离、润滑的作用,防止进一步交联;本发明胎面胶料的扯断伸长率达500%以上。实际路试使用里程效果较现有产品提高55%以上。
通过增塑剂A的合适用量,便于均匀分散,润滑分子链防止交联后期出现的发脆、掉块现象;取消了现有产品中白炭黑及SI-69成分,便于冷喂料出型保证部件尺寸,同时节省能耗,性能达到最佳。
通过在本发明胎面胶料中加入石墨烯,结合石墨烯的优异性能,制备过程中石墨烯很好的分散于胶料中,与本发明其他各必要组分结合,增强外胎的抗磨损能力。
该胎面胶在制备过程中,通过在母胶混炼和终炼混炼之间增加反炼步骤,设定特殊操作参数和条件,能进一步提升均匀度,产品品质更好。
具体实施方式:
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式对本发明进行详细阐述,但本发明并不局限于此。
实施例1:
一种高里程全钢胎面胶料,由如下重量的原料制成:
天然橡胶SMR20#50Kg、顺丁橡胶BR9000 50Kg、间接法氧化锌8Kg、硬脂酸5Kg、防老剂4020 2Kg、防老剂RD 2Kg、微晶石蜡3Kg、增塑剂A 4Kg、分散剂HT-5 4Kg、抗撕裂树脂MY-60 3.5Kg、粘合剂G-108 3Kg、炭黑N234 55Kg、硫磺1.1Kg、促进剂NS 1.0Kg、防焦剂CTP0.2Kg;
该高里程全钢胎面胶料的制备方法,包括如下操作步骤:
(1)母胶混炼
取上述重量的天然橡胶SMR20#、顺丁橡胶BR9000加入到密炼机CH400中,压上顶栓保持35-45s;然后加入上述重量的间接法氧化锌、硬脂酸、防老剂和2/3上述重量的炭黑N234、增塑剂A,以及上述重量的分散剂HT-5、抗撕裂树脂MY-60、粘合剂G-108,压上顶栓继续混炼,待温度达到155±5℃,排胶得母胶料A;上述混炼过程的转子转速为52转/min;
(2)冷却
将母胶料A在室温下停放5h或以上,得母胶料A0;
(3)母胶反炼
将步骤(2)冷却的母胶料A0继续加入密炼机CH400中,压上顶栓保持35-45s;然后继续加入1/3上述重量的炭黑N234和增塑剂A进行反炼,待温度达到150±5℃,排胶得母胶料B;其中,转子转速45转/min;
(4)冷却
将步骤(3)得到的母胶料B在室温下停放4h以上,得母胶料B0;
(5)终炼混炼
将母胶料A0和上述重量的硫磺S、促进剂NS、防焦剂CTP,一同加入到F270密炼机,加压保持15s混炼;升上顶栓,继续压上顶栓保持13s;再次升上顶栓,继续压上顶栓保持15s,待温度低于105℃排胶,即得;上述过程转子转速为20转/min。
实施例2:
一种高里程全钢胎面胶料,由如下重量的原料制成:
天然橡胶SMR20#52Kg、顺丁橡胶BR9000 48Kg、间接法氧化锌5Kg、硬脂酸2Kg、防老剂4020 2Kg、防老剂RD 2Kg、微晶石蜡2Kg、增塑剂A 2Kg、分散剂HT-5 2Kg、抗撕裂树脂MY-60 2Kg、粘合剂G-108 1Kg、炭黑N234 52Kg、硫磺1Kg、促进剂NS 1Kg、防焦剂CTP 0.1Kg;
该高里程全钢胎面胶料的制备方法同实施例1,不再详述。
实施例3:
一种高里程全钢胎面胶料,由如下重量的原料制成:
天然橡胶SMR20#53Kg、顺丁橡胶BR9000 47Kg、间接法氧化锌8Kg、硬脂酸3Kg、防老剂4020 3Kg、防老剂RD 3Kg、微晶石蜡5Kg、增塑剂A 7Kg、分散剂HT-5 7Kg、抗撕裂树脂MY-60 5Kg、粘合剂G-108 5Kg、炭黑N234 58Kg、硫磺1.3Kg、促进剂NS 1.3Kg、防焦剂CTP0.3Kg;
该高里程全钢胎面胶料的制备方法同实施例1,不再详述。
实施例4
一种高里程全钢胎面胶料,由如下重量的原料制成:
天然橡胶SMR20#54Kg、顺丁橡胶BR9000 46Kg、间接法氧化锌8Kg、硬脂酸5Kg、防老剂4020 2Kg、防老剂RD 2Kg、微晶石蜡3Kg、增塑剂A 4Kg、分散剂HT-5 4Kg、抗撕裂树脂MY-60 3.5Kg、粘合剂G-108 3Kg、炭黑N234 55Kg、硫磺1.2Kg、促进剂NS 1Kg、防焦剂CTP0.2Kg、石墨烯0.1g;
该高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶的制备方法,包括如下操作步骤:
(1)母胶混炼
取上述重量的天然橡胶SMR20#、顺丁橡胶BR9000加入到密炼机CH400中,压上顶栓保持35-45s;然后加入上述重量的间接法氧化锌、硬脂酸、防老剂、石墨烯和2/3上述重量的炭黑N234、增塑剂A,以及上述重量的分散剂HT-5、抗撕裂树脂MY-60、粘合剂G-108,压上顶栓继续混炼,待温度达到155±5℃,排胶得母胶料A;上述混炼过程的转子转速为52转/min;
(2)冷却
将母胶料A在室温下停放5h或以上,得母胶料A0;
(3)母胶反炼
将步骤(2)冷却的母胶料A0继续加入密炼机CH400中,压上顶栓保持35-45s;然后继续加入1/3上述重量的炭黑N234和增塑剂A进行反炼,待温度达到150±5℃,排胶得母胶料B;其中,转子转速45转/min;
(4)冷却
将步骤(3)得到的母胶料B在室温下停放4h以上,得母胶料B0;
(5)终炼混炼
将母胶料A0和上述重量的硫磺S、促进剂NS、防焦剂CTP,一同加入到F270密炼机,加压保持15s混炼;升上顶栓,继续压上顶栓保持13s;再次升上顶栓,继续压上顶栓保持15s,待温度低于105℃排胶,即得;上述过程转子转速为20转/min。
实施例5
一种高里程全钢胎面胶料,由如下重量的原料制成:
天然橡胶SMR20#55Kg、顺丁橡胶BR9000 45Kg、间接法氧化锌5Kg、硬脂酸2Kg、防老剂4020 2.5Kg、防老剂RD 2.5Kg、微晶石蜡2Kg、增塑剂A 4Kg、分散剂HT-5 4Kg、抗撕裂树脂MY-60 2Kg、粘合剂G-108 1Kg、炭黑N234 52Kg、硫磺1Kg、促进剂NS 1Kg、防焦剂CTP 0.1Kg、石墨烯0.1g;
该高里程全钢胎面胶料的制备方法同实施例4,不再详述。
实施例6
一种高里程全钢胎面胶料,由如下重量的原料制成:
天然橡胶SMR20#48Kg、顺丁橡胶BR9000 52Kg、间接法氧化锌8Kg、硬脂酸4Kg、防老剂4020 3Kg、防老剂RD 3Kg、微晶石蜡3Kg、增塑剂A 7Kg、分散剂HT-5 7Kg、抗撕裂树脂MY-60 3Kg、粘合剂G-108 2Kg、炭黑N234 58Kg、硫磺1.1Kg、促进剂NS 1.1Kg、防焦剂CTP0.3Kg、石墨烯0.1g;
该高里程全钢胎面胶料的制备方法同实施例4,不再详述。
一、本发明申请各实施例得到的胎面胶料的物理性能与现有胎面胶物理性能比较如下表1-6所示:
表1物理性能测试结果1
表2物理性能测试结果2
表3物理性能测试结果3
表4物理性能测试结果4
表5物理性能测试结果5
表6物理性能测试结果6
结论:从上述表1-6的物理性能来看,本发明申请实施例产品相比市面上现有胎面胶料产品,在硫化时间20、30、40、60min时扯断伸长率均达到500%以上;磨耗指数分别达到0.0486、0.0775、0.0716、0.0213、0.0316、0.0234,与其所对照的现有产品的磨耗指数相比,分别下降了0.1992、0.1443、0.1762、0.1719、0.1562、0.0811,即耐磨性分别提高了80.39%、65%、71.1%、88.9%、83.2%、77.6%,耐磨性提高幅度非常大,达到了设计的目的。
二、将本发明申请的胎面胶用于轮胎生产,所生产的轮胎产品在市场售后跟踪结果:
结论:发往市场验证本发明申请在轮胎产品方面的使用性能,从售后统计结果来看,相比现有轮胎产品,同样使用条件下,使用里程提高55%,显著提高。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制,对于本技术领域的技术人员来说,对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高里程全钢胎面胶料,其特征是:包括如下重量份数的原料:
天然橡胶48-55份、顺丁橡胶45-52份、间接法氧化锌5-8份、硬脂酸2-5份、防老剂6-11份、增塑剂A 2-7份、分散剂HT-5 2-7份、抗撕裂树脂MY-60 2-5份、粘合剂G-108 1-5份、炭黑N234 52-58份、硫磺1-1.3份、促进剂NS 1-1.3份、防焦剂CTP 0.1-0.3份。
2.根据权利要求1所述的一种高里程全钢胎面胶料,其特征是:所述原料还包括石墨烯0.0001份。
3.根据权利要求2所述的一种高里程全钢胎面胶料,其特征是:由如下重量份数的原料制成:
天然橡胶54份、顺丁橡胶BR9000 46份、间接法氧化锌8份、硬脂酸5份、防老剂7份、增塑剂A 4份、分散剂HT-5 4份、抗撕裂树脂MY-60 3.5份、粘合剂G-108 3份、炭黑N234 55份、硫磺1.2份、促进剂NS 1份、防焦剂CTP 0.2份、石墨烯0.0001份。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种高里程全钢胎面胶料,其特征是:所述防老剂由如下重量份数的原料制成:所述防老剂由以下重量份数的原料制成:防老剂4020 2-3份、防老剂RD 2-3份、微晶石蜡2-5份。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种高里程全钢胎面胶料,其特征是:所述天然橡胶为天然橡胶SMR20#;所述顺丁橡胶为顺丁橡胶BR9000。
6.一种制备如权利要求1所述的高里程全钢胎面胶料的方法,其特征是:包括如下操作步骤:
(1)母胶混炼
取上述重量份数的天然橡胶、顺丁橡胶加入到密炼机中,压上顶栓保持35-45s;然后加入上述重量份数的间接法氧化锌、硬脂酸、防老剂和2/3上述重量份的炭黑N234、增塑剂A,以及上述重量份数的分散剂HT-5、抗撕裂树脂MY-60、粘合剂G-108,压上顶栓继续混炼,待温度达到155±5℃,排胶得母胶料A;上述混炼过程的转子转速为52转/min;
(2)冷却
将步骤(1)得到的母胶料A在室温下停放大于4h,得母胶料A0;
(3)母胶反炼
将步骤(2)冷却的母胶料A0继续加入密炼机中,继续加入1/3上述重量份数的炭黑N234和增塑剂A进行反炼,待温度达到150±5℃,排胶得母胶料B;其中,转子转速45转/min;
(4)冷却
将步骤(3)得到的母胶料B在室温下停放大于4h,得母胶料B0;
(5)终炼混炼
将步骤(4)得到的母胶料B0同上述重量份数的硫磺、促进剂NS、防焦剂CTP一同加入到密炼机进行终炼混炼,待温度低于105℃排胶,即得;其中,转子转速20转/min。
7.一种制备如权利要求2所述的高里程全钢胎面胶料的方法,其特征是:包括如下操作步骤:
(1)母胶混炼
取上述重量份数的天然橡胶、顺丁橡胶加入到密炼机中,压上顶栓保持25-35s;然后加入上述重量份数的间接法氧化锌、硬脂酸、防老剂、石墨烯和2/3上述重量份的炭黑N234、增塑剂A,以及上述重量份数的分散剂HT-5、抗撕裂树脂MY-60、粘合剂G-108,压上顶栓继续混炼,待温度达到155±5℃,排胶得母胶料A;上述混炼过程的转子转速为52转/min;
(2)冷却
将步骤(1)得到的母胶料A在室温下停放大于4h,得母胶料A0;
(3)母胶反炼
将步骤(2)冷却的母胶料A0继续加入密炼机中,继续加入1/3上述重量份数的炭黑N234和增塑剂A进行反炼,待温度达到150±5℃,排胶得母胶料B;其中,转子转速45转/min;
(4)冷却
将步骤(3)得到的母胶料B在室温下停放大于4h,得母胶料B0;
(5)终炼混炼
将步骤(4)得到的母胶料B0同上述重量份数的硫磺、促进剂NS、防焦剂CTP一同加入到密炼机进行终炼混炼,待温度低于105℃排胶,即得;其中,转子转速20转/min。
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