CN107778587A - 一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶及制备方法 - Google Patents

一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及轮胎技术领域，尤其涉及一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶及制备方法。该高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶包括如下原料：天然橡胶，丁苯橡胶，高强力再生胶，炭黑，间接法氧化锌，硬脂酸，防老剂，分散剂HT‑5，古马隆，C5粘合树脂，芳烃油，硫磺，促进剂NS和防焦剂CTP。该高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶大大改善了现有共混胶的性能、成本低、经济效益显著。

Description

一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶及制备方法
技术领域：
本发明涉及轮胎技术领域，尤其涉及一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶及制备方法。
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、耐切割能，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。由于天然橡胶具有很好的粘合性能，而合成橡胶具有更出色的耐磨耗性能，所以，现有轮胎胎面胶普遍采用天然橡胶和合成橡胶并用的生胶体系。
随着我国各种公路、大型水利工程、采矿工程及诸多工程项目建设的开展，需要大量使用各种工程机械，对宽基工程胎的需求进一步增大。现有采用上述生胶体系的宽基工程胎胎面在苛刻复杂路面条件下，由于经常与锐利石块或路边石块反复接触，易出现胎面胶撕裂、崩花掉块现象，这对宽基工程胎的品质提出了更高要求，亟需要具有更优良的高硬度、耐刺扎、耐切割等性能的胎面胶的宽基工程胎。
发明内容：
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶及制备方法，大大改善了现有共混胶的性能、成本低、经济效益显著，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：
一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶，包括如下重量份数的原料：
天然橡胶14-27份，丁苯橡胶73-86份，高强力再生胶50-60份，炭黑80-90份，间接法氧化锌2-5份，硬脂酸1-3份，防老剂6-14份，分散剂HT-5 10-12份，古马隆3-6份，C5粘合树脂4-6份，芳烃油4-8份，硫磺1-2.5份，促进剂NS 1-2份，防焦剂CTP 0.1-0.2份。
该高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶，包括如下重量份数的原料：
天然橡胶18份，丁苯橡胶82份，高强力再生胶55份，炭黑85份，间接法氧化锌4.5份，硬脂酸2份，防老剂10.5份，分散剂HT-5 11份，古马隆4.5份，C5粘合树脂5份，芳烃油6份，硫磺2份，促进剂NS 2份，防焦剂CTP 0.1份。
所述防老剂由如下重量份数的原料制成:防老剂RD 1-3份，防老剂4020 3-5份，防老剂BLE-W 1-3份，微晶石蜡1-3份。
所述天然橡胶为天然橡胶SBR 20#；所述丁苯橡胶为丁苯橡胶SBR 1502。
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
取上述重量份数的天然橡胶、丁苯橡胶、高强力再生胶加入到密炼机中，压上顶栓保持25-35s；然后加入上述重量份数的炭黑、间接法氧化锌、硬脂酸、防老剂、分散剂HT-5、古马隆、C5粘合树脂和芳烃油，压上顶栓继续混炼，待温度达到155±5℃，排胶得母胶料A；
(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)、终炼混炼
将步骤(2)冷却得到的母胶料A0和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110℃排胶,即得。
步骤(1)母胶混炼过程的转子转速为52转/min；步骤(3)终炼混炼的转子转速为20转/min。
该制备高硬度、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
取上述重量份数的天然橡胶、丁苯橡胶、高强力再生胶加入到密炼机中，压上顶栓保持25-35s；然后加入上述重量份数的炭黑、间接法氧化锌、硬脂酸、防老剂、分散剂HT-5、古马隆、C5粘合树脂和芳烃油，压上顶栓继续混炼，待温度达到155±5℃，排胶得母胶料C；
(2)冷却
将步骤(1)得到的母胶料C在室温下停放大于4h，得母胶料C0；
(3)母胶反炼
将步骤(2)冷却的母胶料C0继续加入密炼机中进行反炼，待温度达到145±5℃，排胶得母胶料B；
(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110℃排胶，即得；其中，转子转速20转/min。
本发明的有益效果：
1、与现有的宽基工程胎胎面相比，本发明胎面胶改进了产品的组成，提升了配方，获得了更高品质和性能的宽基工程胎用胎面胶。通过加入了高强力再生胶与天然橡胶进行共混，以共混的形式打破了天然橡胶分子链的规整性，改善了天然橡胶耐切割、耐刺扎能力，同时加入了特定含量的丁苯橡胶配合，改善了整体挤出性能，硬度更高；防老剂采用防老剂RD、防老剂4020、防老剂BLE-W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，防老剂BLE-W对热氧、臭氧都有作用，以上四种成分作为防老剂应用于该胎面胶，与其他各原料的组合，相互协同增效，最大程度发挥整体的有益性能，使得宽基工程胎即使遇到苛刻复杂路面，也能具备很好的耐刺扎、耐切割性能，强度更高。
2、本发明胎面胶通过加入高强力再生胶，不仅降低了生产工程胎的成本，实现了废物循环利用，提高了经济效益，而且对于节约橡胶资源及环境保护有着极大作用，是循环经济在橡胶行业中的体现。
3、通过改进现有宽基工程胎面胶的配方的特定组成，能够填充更大量炭黑，而加入的特定含量的分散剂HT-5很好的解决大量炭黑填充后分散问题；该配方在炭黑大量增加的情况下，相比现有炭黑填充量，在最终产品的硬度方面产生了质的提升，，工程胎的整体硬度提升幅度显著，达到了耐切割、耐刺扎的目的。
4、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：
一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶，由如下重量的原料制成：
天然橡胶SMR 20#25Kg，丁苯橡胶SBR1502 75Kg，高强力再生胶55Kg，炭黑85Kg，间接法氧化锌4.5Kg，硬脂酸2Kg，防老剂RD 2Kg；防老剂4020 4.5Kg，防老剂BLE-W 2Kg，微晶石蜡2Kg；分散剂HT-5 11Kg，古马隆4.5Kg，C5粘合树脂5Kg，芳烃油6Kg，硫磺S 2Kg，促进剂NS 2Kg，防焦剂CTP 0.1Kg；
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、丁苯橡胶、高强力再生胶，加入到密炼机CH400中，压上顶栓，保持25-35s混炼，升上顶栓，在125℃加入上述重量的炭黑、间接法氧化锌、硬脂酸、防老剂、分散剂HT-5、古马隆、C5粘合树脂和芳烃油，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在室温下停放至少5h，得母胶料A0；
(3)、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20s混炼；升上顶栓，继续压上顶栓保持20s；再次升上顶栓，继续压上顶栓保持20s，待温度低于110℃排胶，即得；上述过程转子转速为20转/min。
实施例2：
一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶，由如下重量的原料制成：
天然橡胶SMR 20#27Kg，丁苯橡胶SBR 1502 73Kg，高强力再生胶50Kg，炭黑80Kg，间接法氧化锌3.5Kg，硬脂酸2Kg；防老剂RD 1.5Kg，防老剂4020 3Kg，防老剂BLE-W 1Kg，微晶石蜡1Kg；分散剂HT-5 10Kg，古马隆3Kg，C5粘合树脂4Kg，芳烃油4Kg，硫磺S 1Kg，促进剂NS 1Kg，防焦剂CTP 0.1Kg；
该高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶的制备方法同实施例1，不再详述。
实施例3：
一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶，由如下重量的原料制成：
天然橡胶SMR 20#22Kg，丁苯橡胶SBR 1502 78Kg，高强力再生胶60Kg，炭黑90Kg，间接法氧化锌5Kg，硬脂酸3Kg；防老剂RD 3Kg，防老剂4020 5Kg，防老剂BLE-W 3Kg，微晶石蜡3Kg；分散剂HT-5 12Kg，古马隆6Kg，C5粘合树脂6Kg，芳烃油8Kg，硫磺S 2.5Kg，促进剂NS1.8Kg，防焦剂CTP 0.2Kg；
该高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶的制备方法同实施例1，不再详述。
实施例4
一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶，由如下重量的原料制成：
天然橡胶SMR 20#18Kg，丁苯橡胶SBR 1502 82Kg，高强力再生胶55Kg，炭黑85Kg，间接法氧化锌4.5Kg，硬脂酸2Kg，防老剂RD 2Kg；防老剂4020 4.5Kg，防老剂BLE-W 2Kg，微晶石蜡2Kg；分散剂HT-5 11Kg，古马隆4.5Kg，C5粘合树脂5Kg，芳烃油6Kg，硫磺S 2Kg，促进剂NS 2Kg，防焦剂CTP 0.1Kg；
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、丁苯橡胶、高强力再生胶加入到密炼机CH400中，压上顶栓保持25-35s；然后加入上述重量的炭黑、间接法氧化锌、硬脂酸、防老剂、分散剂HT-5、古马隆、C5粘合树脂和芳烃油，压上顶栓继续混炼，待温度达到155±5℃，排胶得母胶料C；
(2)冷却
将步骤(1)得到的母胶料C在室温下停放不少于4h，得母胶料C0；
(3)母胶反炼
将步骤(2)冷却的母胶料C0继续加入密炼机进行反炼，其中，转子转速50转/min，待温度达到145±5℃，排胶得母胶料B；
(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(3)得到的母胶料B0和上述重量的硫磺、促进剂NS、防焦剂CTP，一同加入到F270密炼机进行混炼；待温度低于110℃排胶，即得；其中，转子转速20转/min。
实施例5
一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶，由如下重量的原料制成：
天然橡胶SBR 20#16Kg，丁苯橡胶SBR 1502 84Kg，高强力再生胶50Kg，炭黑80Kg，间接法氧化锌2Kg，硬脂酸1Kg；防老剂RD 1Kg，防老剂4020 3Kg，防老剂BLE-W 1Kg，微晶石蜡1Kg；分散剂HT-5 10Kg，古马隆3Kg，C5粘合树脂4Kg，芳烃油4Kg，硫磺S 1Kg，促进剂NS1Kg，防焦剂CTP 0.1Kg；
该高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶的制备方法同实施例4，不再详述。
实施例6
一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶，由如下重量的原料制成：
天然橡胶SBR 20#14Kg，丁苯橡胶SBR 1502 86Kg，高强力再生胶60Kg，炭黑90Kg，间接法氧化锌5Kg，硬脂酸3Kg；防老剂RD 3Kg，防老剂4020 5Kg，防老剂BLE-W 3Kg，微晶石蜡3Kg；分散剂HT-5 12Kg，古马隆6Kg，C5粘合树脂6Kg，芳烃油8Kg，硫磺S 2.5Kg，促进剂NS2Kg，防焦剂CTP 0.2Kg；
该高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶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，本发明申请的实施例产品比市面上现有胎面胶产品的硬度高12度以上，打破常规；强度、伸长率、100％定伸应力、300％定伸应力要比市面现有产品均优越；撕裂性能、磨耗性能更好，成本降低，提升了市场占有率。
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，使用周期提高60％，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 (8)

1.一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶，其特征是：包括如下重量份数的原料：
天然橡胶14-27份，丁苯橡胶73-86份，高强力再生胶50-60份，炭黑80-90份，间接法氧化锌2-5份，硬脂酸1-3份，防老剂6-14份，分散剂HT-5 10-12份，古马隆3-6份，C5粘合树脂4-6份，芳烃油4-8份，硫磺1-3份，促进剂NS 1-2份，防焦剂CTP 0.1-0.2份。
2.根据权利要求1所述的一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶，其特征是：包括如下重量份数的原料：
天然橡胶18份，丁苯橡胶82份，高强力再生胶55份，炭黑85份，间接法氧化锌4.5份，硬脂酸2份，防老剂10.5份，分散剂HT-5 11份，古马隆4.5份，C5粘合树脂5份，芳烃油6份，硫磺2份，促进剂NS 2份，防焦剂CTP 0.1份。
3.根据权利要求1或2所述的一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶，其特征是：所述防老剂由如下重量份数的原料制成:防老剂RD 1-3份，防老剂4020 3-5份，防老剂BLE-W 1-3份，微晶石蜡1-3份。
4.根据权利要求1或2所述的一种高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶，其特征是：所述天然橡胶为天然橡胶SBR 20#；所述丁苯橡胶为丁苯橡胶SBR 1502。
5.一种制备如权利要求1或2所述的高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶的方法，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、丁苯橡胶、高强力再生胶加入到密炼机中，压上顶栓保持25-35s；然后加入上述重量份数的炭黑、间接法氧化锌、硬脂酸、防老剂、分散剂HT-5、古马隆、C5粘合树脂和芳烃油，压上顶栓继续混炼，待温度达到155±5℃，排胶得母胶料A；
(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)、终炼混炼
将步骤(2)冷却得到的母胶料A0和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110℃排胶,即得。
6.根据权利要求5所述的一种制备高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶的方法，其特征是：步骤(1)母胶混炼过程的转子转速为52转/min；步骤(3)终炼混炼的转子转速为20转/min。
7.根据权利要求1或2所述的一种制备高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶的方法，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、丁苯橡胶、高强力再生胶加入到密炼机中，压上顶栓保持25-35s；然后加入上述重量份数的炭黑、间接法氧化锌、硬脂酸、防老剂、分散剂HT-5、古马隆、C5粘合树脂和芳烃油，压上顶栓继续混炼，待温度达到155±5℃，排胶得母胶料C；
(2)冷却
将步骤(1)得到的母胶料C在室温下停放大于4h，得母胶料C0；
(3)母胶反炼
将步骤(2)冷却的母胶料C0继续加入密炼机中进行反炼，待温度达到145±5℃，排胶得母胶料B；
(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110℃排胶，即得；其中，转子转速20转/min。
8.根据权利要求7所述的一种制备高硬度、高刺扎、耐切割宽基工程胎面胶的方法，其特征是：步骤(1)母胶混炼过程的转子转速为52转/min；步骤(3)母胶反炼的转子转速为50转/min；步骤(5)终炼混炼的转子转速为20转/min。
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