CN109694507A - 一种导静电实心胎面胶配方及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种导静电实心胎面胶配方，按重量份数计，包括：天然橡胶100份，导电炭黑20~30份，炭黑30~35份，氧化锌6~7份，硬脂酸2.5~3份，防老剂2~2.5份，环保环烷基油9~10份，单壁碳纳米管3‑5份，抗硫化返原促进剂0.8~1.1，硫磺粉1.5~2份，促进剂2~2.5份。本发明较好的解决了车辆行驶中产生静电问题，代替了挂在汽车车身后的铁链或导电橡胶带，无需再对铁链或导电橡胶带进行检查、更换。导静电实心轮胎能够在车辆行驶中，连续及时的释放静电，大大缓解了爆炸及火灾现象的产生。

Description

一种导静电实心胎面胶配方及其制备方法
技术领域
本发明属于轮胎配方技术领域，具体涉及一种一种导静电实心胎面胶配方及其制备方法。
背景技术
特殊的工业企业对轮胎的性能需要特殊要求，比如油漆厂、烟火制造厂、炸药厂、香水制造厂、煤矿等，普通轮胎在其使用环境中已不能满足抗静电要求。现阶段轮胎抗静电多为挂在汽车车身后的铁链或导电橡胶带，该方法导电性能差且需要再对铁链或导电橡胶带进行检查、更换。十分不便，并且导电性能有限极易引发爆炸及火灾现象的产生。
发明内容
为解决上述问题本发明提供了一种导静电实心胎面胶配方，按重量份数计，包括：
天然橡胶100份，导电炭黑20~30份，炭黑30~35份，氧化锌 6~7份，硬脂酸 2.5~3份，防老剂2~2.5份，环保环烷基油9~10份，单壁碳纳米管3-5份，抗硫化返原促进剂0.8~1.1，硫磺粉1.5~2份，促进剂2~2.5份。
进一步地，所述炭黑为N339新工艺高结构高耐磨炉黑。
进一步地，所述防老剂为防老剂6PPD。
进一步地，所述抗硫化返原促进剂为二丁基二硫代磷酸锌盐ZBPD75 。
进一步地，所述促进剂为次磺酰胺类促进剂CZ和NS中的一种。
本发明的另一方面还提供了该导静电实心胎面胶配方的制备方法，包括以下步骤，
步骤一：混炼，在密炼机转速60 r.min-1下依次放入天然橡胶100份、氧化锌 6~7份，硬脂酸 2.5~3份，防老剂2~2.5份，压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为55 r.min-1，加入N339炭黑30~35份压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为50 r.min-1，加入环保环烷基油9~10份压下压铊充分混合，保持填充系数70%~75%，于150~153℃条件下排胶，炼胶时间为120~125秒，制备得到一段母胶；
步骤二：母胶工艺，在密炼机转子转速50 r.min-1下加入步骤1制得母胶充分混炼，将密炼机速度调整为40-45 r.min-1加入导静电炭黑20~30份，在温度≤80℃环境下压下压铊充分混炼，保持填充系数70%~75%，于150~153℃条件下排胶，炼胶时间为120~125秒，制备得到一段含导静电炭黑的母胶；
步骤三：终胶工艺，在密炼机转子转速20 r.min-1下加入2/3步骤二中制备的含导静电炭黑的母胶和单壁碳纳米管3-5份压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为17-18 r.min-1加入1/3步骤二中制备的含导静电炭黑的母胶、抗硫化返原促进剂0.8~1.1份，促进剂2~2.5份，充分混合，当温度≤80℃时加入硫磺粉1.5~2份压下压铊充分混合，提压铊，在温度≤105℃条件下排胶，炼胶时间为130~135秒，制备得到导静电实心胎面胶。
进一步地，所述步骤一中密炼机转速45-60r.min-1，上顶栓压力5.0-6.0kgf/cm2,密炼机转子温度为40℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为30℃。
进一步地，所述步骤二中密炼机转速40-50r.min-1，上顶栓压力4.5-5.5kgf/cm2,密炼机转子温度为40℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为30℃。
进一步地，所述步骤三中密炼机转速17-20r.min-1，上顶栓压力4.0-5.2kgf/cm2 ,密炼机转子温度为35℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为25℃。
本发明的优势在于：
本发明较好的解决了车辆行驶中产生静电问题，代替了挂在汽车车身后的铁链或导电橡胶带，无需再对铁链或导电橡胶带进行检查、更换。导静电实心轮胎能够在车辆行驶中，连续及时的释放静电，大大缓解了爆炸及火灾现象的产生。
本项目使用独特的导静电配方，将车辆上的静电直接导入大地，使用方便、成本较低。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种导静电实心胎面胶配方，按重量份数计，包括如下组分：
天然橡胶NR 100份，导电炭黑XC7220~30份，N339新工艺高结构高耐磨炉黑30~35份，氧化锌 6~7份，硬脂酸 2.5~3份，防老剂6PPD 2~2.5份，Nytex820环保环烷基油9~10份，单壁碳纳米管OCSiAl TUBALL™ MATRIX 603 3-5份，抗硫化返原促进剂二丁基二硫代磷酸锌盐ZBPD750.8~1.1，硫磺粉1.5~2份，次磺酰胺类促进剂2~2.5份。
本发明的另一方面还提供了该导静电实心胎面胶配方的制备方法，包括以下步骤，
步骤一：混炼，将密炼机调整为上顶栓压力5.0-6.0kgf/cm2,密炼机转子温度为40℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为30℃。
在密炼机转速60 r.min-1下依次放入天然橡胶100份、氧化锌 6~7份，硬脂酸 2.5~3份，防老剂2~2.5份，压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为55 r.min-1，加入N339炭黑30~35份压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为50 r.min-1，加入环保环烷基油9~10份压下压铊充分混合，保持填充系数70%~75%，于150~153℃条件下排胶，炼胶时间为120~125秒，制备得到一段母胶；
步骤二：母胶工艺，将密炼机调整为上顶栓压力4.5-5.5kgf/cm2,密炼机转子温度为40℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为30℃。
在密炼机转子转速50 r.min-1下加入步骤1制得母胶充分混炼，将密炼机速度调整为40-45 r.min-1加入导静电炭黑20~30份，在温度≤80℃环境下压下压铊充分混炼，保持填充系数70%~75%，于150~153℃条件下排胶，炼胶时间为120~125秒，制备得到一段含导静电炭黑的母胶；
步骤三：终胶工艺，将密炼机调整为上顶栓压力4.0-5.2kgf/cm2 ,密炼机转子温度为35℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为25℃。
在密炼机转子转速20 r.min-1下加入2/3步骤二中制备的含导静电炭黑的母胶和单壁碳纳米管3-5份压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为17-18 r.min-1加入1/3步骤二中制备的含导静电炭黑的母胶、抗硫化返原促进剂0.8~1.1份，促进剂2~2.5份，充分混合，当温度≤80℃时加入硫磺粉1.5~2份压下压铊充分混合，提压铊，在温度≤105℃条件下排胶，炼胶时间为130~135秒，制备得到导静电实心胎面胶。
所述步骤中最后均需要将上顶栓清扫。
所述密炼机为GK420型8棱转子密炼机，为德国蒂森.克虏伯公司产品；
实施例1
一种导静电实心胎面胶配方，按重量份数计，包括如下组分：
天然橡胶NR 100份，导电炭黑XC72 25份，N339新工艺高结构高耐磨炉黑30份，氧化锌6份，硬脂酸 3份，防老剂6PPD 2份，Nytex820环保环烷基油9份，单壁碳纳米管OCSiAlTUBALL™ MATRIX 603 4份，抗硫化返原促进剂二丁基二硫代磷酸锌盐ZBPD75 1份，硫磺粉2份，次磺酰胺类促进剂2.5份。
本发明的另一方面还提供了该导静电实心胎面胶配方的制备方法，包括以下步骤，
步骤一：混炼，将密炼机调整为上顶栓压力5.0-6.0kgf/cm2,密炼机转子温度为40℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为30℃。
在密炼机转速60 r.min-1下依次放入天然橡胶100份、氧化锌 6份，硬脂酸 3份，防老剂2份，压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为55 r.min-1，加入N339炭黑30份压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为50 r.min-1，加入环保环烷基油9份压下压铊充分混合，保持填充系数70%~75%，于150~153℃条件下排胶，炼胶时间为120~125秒，制备得到一段母胶；
步骤二：母胶工艺，将密炼机调整为上顶栓压力4.5-5.5kgf/cm2,密炼机转子温度为40℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为30℃。
在密炼机转子转速50 r.min-1下加入步骤1制得母胶充分混炼，将密炼机速度调整为40-45 r.min-1加入导静电炭黑25份，在温度≤80℃环境下压下压铊充分混炼，保持填充系数70%~75%，于150~153℃条件下排胶，炼胶时间为120~125秒，制备得到一段含导静电炭黑的母胶；
步骤三：终胶工艺，将密炼机调整为上顶栓压力4.0-5.2kgf/cm2 ,密炼机转子温度为35℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为25℃。
在密炼机转子转速20 r.min-1下加入2/3步骤二中制备的含导静电炭黑的母胶和单壁碳纳米管4份压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为17-18 r.min-1加入1/3步骤二中制备的含导静电炭黑的母胶、抗硫化返原促进剂1份，促进剂2.5份，充分混合，当温度≤80℃时加入硫磺粉2份压下压铊充分混合，提压铊，在温度≤105℃条件下排胶，炼胶时间为130~135秒，制备得到导静电实心胎面胶。
实施例2
一种导静电实心胎面胶配方，按重量份数计，包括如下组分：
天然橡胶NR 100份，导电炭黑XC72 30份，N339新工艺高结构高耐磨炉黑35份，氧化锌7份，硬脂酸 2.5份，防老剂6PPD 2.5份，Nytex820环保环烷基油10份，单壁碳纳米管OCSiAlTUBALL™ MATRIX 603 5份，抗硫化返原促进剂二丁基二硫代磷酸锌盐ZBPD751.1，硫磺粉1.5份，次磺酰胺类促进剂2份。
本发明的另一方面还提供了该导静电实心胎面胶配方的制备方法，包括以下步骤，
步骤一：混炼，将密炼机调整为上顶栓压力5.0-6.0kgf/cm2,密炼机转子温度为40℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为30℃。
在密炼机转速60 r.min-1下依次放入天然橡胶100份、氧化锌 7份，硬脂酸 2.5份，防老剂2.5份，压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为55 r.min-1，加入N339炭黑35份压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为50 r.min-1，加入环保环烷基油10份压下压铊充分混合，保持填充系数70%~75%，于150~153℃条件下排胶，炼胶时间为120~125秒，制备得到一段母胶；
步骤二：母胶工艺，将密炼机调整为上顶栓压力4.5-5.5kgf/cm2,密炼机转子温度为40℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为30℃。
在密炼机转子转速50 r.min-1下加入步骤1制得母胶充分混炼，将密炼机速度调整为40-45 r.min-1加入导静电炭黑30份，在温度≤80℃环境下压下压铊充分混炼，保持填充系数70%~75%，于150~153℃条件下排胶，炼胶时间为120~125秒，制备得到一段含导静电炭黑的母胶；
步骤三：终胶工艺，将密炼机调整为上顶栓压力4.0-5.2kgf/cm2 ,密炼机转子温度为35℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为25℃。
在密炼机转子转速20 r.min-1下加入2/3步骤二中制备的含导静电炭黑的母胶和单壁碳纳米管5份压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为17-18 r.min-1加入1/3步骤二中制备的含导静电炭黑的母胶、抗硫化返原促进剂1.1份，促进剂2份，充分混合，当温度≤80℃时加入硫磺粉1.5份压下压铊充分混合，提压铊，在温度≤105℃条件下排胶，炼胶时间为130~135秒，制备得到导静电实心胎面胶。
对比例1
一种普通实心胎面胶配方，按重量份数计，包括如下组分：
天然橡胶NR 100份，炭黑30份，氧化锌 6份，硬脂酸 3份，防老剂2份，环保环烷基油9份，抗硫化返原促进剂二丁基二硫代磷酸锌盐ZBPD75 1份，硫磺粉2份，次磺酰胺类促进剂2.5份。
普通实心胎面胶配方的制备方法，包括以下步骤，
步骤一：混炼，将密炼机调整为上顶栓压力5.0-6.0kgf/cm2,密炼机转子温度为40℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为30℃。
在密炼机转速60 r.min-1下依次放入天然橡胶100份、氧化锌 7份，硬脂酸 2.5份，防老剂2.5份，压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为55 r.min-1，加入炭黑15份压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为50 r.min-1，加入环保环烷基油10份压下压铊充分混合，将密炼机速度调整为50 r.min-1，加入炭黑15份压下压铊充分混合，保持填充系数70%~75%，在小于160℃条件下排胶，炼胶时间为120~125秒，清扫上顶栓，制备得到一段母胶；
步骤二：终胶工艺，将密炼机调整为上顶栓压力4.0-5.2kgf/cm2 ,密炼机转子温度为35℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为25℃。
在密炼机转子转速20 r.min-1下加入步骤一中制备的母胶、抗硫化返原促进剂1份，促进剂2.5份，充分混合，当温度≤80℃时加入硫磺粉2份压下压铊充分混合，提压铊，在温度≤105℃条件下排胶，炼胶时间为130~135秒，制备得到普通实心胎面胶。
性能测试
将对比例1跟实施例1进行性能对比
（1）混炼胶在平板硫化机上硫化，硫化条件151℃×40min；
（2）做混炼胶物理机械性能检测（按照相应国家标准进行测试）：拉伸强度、扯断伸长率、定伸强度、撕裂强度、硫化仪、门尼粘度等测试；
（3）成品胎按照GB12158-2006做轮胎绝缘电阻率测试，符合国标要求。
检测仪器主要为：
T2000型电子拉力机，美国英斯特朗公司产品；
MDR2000E型硫化仪，美国阿尔法科技有限公司产品；
GT-7080-S2橡胶门尼粘度测试仪，台湾高铁科技股份有限公司产品；
近红外光谱仪，美国Unity公司产品；
AR3125绝缘电阻测试仪，香港希玛公司产品。
对比结果如表1所示
从以上对比表数据可以看出，加入导静电炭黑XC72& 单壁碳纳米管MATRIX 603配方，拉伸强度、扯断伸长率、阿克隆磨耗、撕裂强度、老化后性能数据均达到并远高于国标规定值，且比非导静电轮胎配方数据略高，表征导静电轮胎配方物理机械性能数据可以达到规定要求。
轮胎绝缘电阻率：非导静电轮胎配方在检测时没有数据，表明为静电的非导体；
导静电轮胎配方的绝缘电阻值在0.05-0.09 MΩ，远小于国标规定值，表征为静电的导体，达到了预期目的。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种导静电实心胎面胶配方，其特征在于，按重量份数计，包括：
天然橡胶100份，导电炭黑20~30份，炭黑30~35份，氧化锌 6~7份，硬脂酸 2.5~3份，防老剂2~2.5份，环保环烷基油9~10份，单壁碳纳米管3-5份，抗硫化返原促进剂0.8~1.1，硫磺粉1.5~2份，促进剂2~2.5份。
2.如权利要求1所述的导静电实心胎面胶配方，其特征在于，所述炭黑为N339新工艺高结构高耐磨炉黑。
3.如权利要求1所述的导静电实心胎面胶配方，其特征在于，所述防老剂为防老剂6PPD。
4.如权利要求1所述的导静电实心胎面胶配方，其特征在于，所述抗硫化返原促进剂为二丁基二硫代磷酸锌盐ZBPD75 。
5.如权利要求1所述的导静电实心胎面胶配方，其特征在于，所述促进剂为次磺酰胺类促进剂CZ和NS中的一种。
6.权利要求1所述的导静电实心胎面胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤一：混炼，在密炼机转速60 r.min-1下依次放入天然橡胶100份、氧化锌 6~7份，硬脂酸 2.5~3份，防老剂2~2.5份，压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为55 r.min-1，加入N339炭黑30~35份压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为50 r.min-1，加入环保环烷基油9~10份压下压铊充分混合，保持填充系数70%~75%，于150~153℃条件下排胶，炼胶时间为120~125秒，制备得到一段母胶；
步骤二：母胶工艺，在密炼机转子转速50 r.min-1下加入步骤1制得母胶充分混炼，将密炼机速度调整为40-45 r.min-1加入导静电炭黑20~30份，在温度≤80℃环境下压下压铊充分混炼，保持填充系数70%~75%，于150~153℃条件下排胶，炼胶时间为120~125秒，制备得到一段含导静电炭黑的母胶；
步骤三：终胶工艺，在密炼机转子转速20 r.min-1下加入2/3步骤二中制备的含导静电炭黑的母胶和单壁碳纳米管3-5份压下压铊充分混合；将密炼机速度调整为17-18 r.min-1加入1/3步骤二中制备的含导静电炭黑的母胶、抗硫化返原促进剂0.8~1.1份，促进剂2~2.5份，充分混合，当温度≤80℃时加入硫磺粉1.5~2份压下压铊充分混合，提压铊，在温度≤105℃条件下排胶，炼胶时间为130~135秒，制备得到导静电实心胎面胶。
7.如权利要求6所述的导静电实心胎面胶的制备方法，其特征在于，所述步骤一中密炼机转速45-60r.min-1，上顶栓压力5.0-6.0kgf/cm2,密炼机转子温度为40℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为30℃。
8.如权利要求6所述的导静电实心胎面胶的制备方法，其特征在于，所述步骤二中密炼机转速40-50r.min-1，上顶栓压力4.5-5.5kgf/cm2,密炼机转子温度为40℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为30℃。
9.如权利要求6所述的导静电实心胎面胶的制备方法，其特征在于，所述步骤三中密炼机转速17-20r.min-1，上顶栓压力4.0-5.2kgf/cm2 ,密炼机转子温度为35℃，混炼室壁温度为35℃，上、下顶栓温度为25℃。
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