CN109705410A - 一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种橡胶组合物，尤其是一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物，以100重量份的天然橡胶为基准，还包含40‑60重量份的炭黑，5‑15重量份的白炭黑，1‑1.5重量份的防老剂4020，0.5‑1重量份的防老剂RD，7‑9重量份的ZnO，1‑1.5重量份的硬脂酸，0.5‑1.0重量份的钴盐，1‑2重量份的粘合树脂，4‑5重量份的粘合剂RA‑65，4‑5重量份的不溶性硫磺，0.5‑1.0重量份的促进剂DZ，还含有0.1‑1重量份的功能助剂，本发明橡胶组合物可在保持带束层橡胶和钢丝帘线间良好的粘合力和老化粘合力的同时获得较高的胶料抗硫化返原性能和较低的生热，能够提高橡胶轮胎的使用寿命和安全性能。

Description

一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物及其制备工艺

技术领域

本发明涉及一种橡胶组合物，尤其涉及一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物及其制备工艺。

背景技术

在轮胎的使用过程中，带束层部位承受较大压缩变形和屈挠变形，承受轮胎大部分的应力，橡胶为粘弹性材料，胶料产生滞后损失，轮胎形变过程中的机械能转变为热能，带束层部位产生大量热量，带束层端点位置位于胎肩，长期高温容易导致胎肩部位胶料发生硫化返原，胶料性能下降，粘合力下降，带束层端点位置脱层，产生肩空，对轮胎使用的耐久性很不利；

解决带束层生热问题，主要通过降低带束层胶料的生热和提高胶料的硫化返原性能入手，降低生热可以在白炭黑配方中通过添加硅烷偶联剂实现，例如专利CN101492593B在含白炭黑的带束层胶料中添加硅烷偶联剂，降低了胶料的生热，另外降低生热还可以通过改变炭黑等填料种类实现，但影响其他物理力学性能。提高胶料的硫化返原主要通过添加抗硫化返原剂等实现，例如专利CN108314806A发明了一种抗高温硫化返原的带束层胶料，提高了轮胎的使用寿命，但未报道对生热的影响。

为提高钢丝与橡胶的粘合，通常在轮胎带束层胶料中添加间苯二酚，但间苯二酚在加工条件下容易冒烟，且其毒性较大对工作人员身体伤害较大，逐渐开始用粘合树脂类材料替代间苯二酚解决其发烟和毒性问题，但在橡胶中该类树脂网络通常不与橡胶网络形成化学键合，橡胶受到外力变形时，橡胶网络和树脂网络之间的摩擦反而对生热产生不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物，以100重量份的天然橡胶为基准，还包含40-60重量份的炭黑，5-15重量份的白炭黑， 1-1.5重量份的防老剂4020，0.5-1重量份的防老剂RD，7-9重量份的ZnO，1-1.5重量份的硬脂酸，0.5-1.0重量份的钴盐，1-2重量份的粘合树脂、如结构式(I)所示，4-5重量份的粘合剂RA-65，4-5 重量份的不溶性硫磺，0.5-1.0重量份的促进剂DZ，还含有0.1-1重量份的功能助剂、如结构式(II)所示。

本发明所述的结构式(I)和结构式(II)如下所示：

结构式(I)中x，y是大于等于1的整数，m，n是0到50的整数。

结构式(II)R为n为1到8的整数或者 m为1到3的整数。

优选为，所述树脂用量为1.2-1.6；

优选为，所述功能助剂用量为0.2-0.4；

优选为，所述炭黑用量为48-52；

优选为，所述白炭黑用量为8-12；

优选为，所述防老剂4020用量为1.3-1.5，所述防老剂RD用量为0.8-1.0；

优选为，所述硬脂酸用量为1.0-1.2；

优选为，所述ZnO用量为7.5-8.5；

优选为，所述钴盐用量为0.6-0.8；

优选为，所述粘合剂RA-65用量为4.5-5；

优选为，所述促进剂DZ用量为0.6-1；

优选为，所述不溶性硫磺用量为4.3-4.7。

一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物的制备工艺，包括以下步骤；

第一步、一段混炼：按照上述质量配比将生胶与白炭黑、炭黑在密炼机中混炼，转速在100rpm，在混炼温度达到120℃时，进行清扫，并将转速降为50rpm，温度控制在140℃-150℃排胶，开炼机下片得到一段母炼胶；

第二步、二段混炼：将得到的一段母炼胶放入密炼机内，将密炼机调节到转速为100rpm，按照质量配比将一段母炼胶与ZnO、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4020、粘合树脂、钴盐加入密炼机混炼，在混炼温度达到120℃时，进行清扫，温度控制在140℃-150℃排胶，开炼机下片得到二段母炼胶；

第三步、终炼胶混炼：按照质量配比将二段母炼胶、不溶性硫磺、促进剂DZ，粘合剂RA-65、功能助剂一起加入到密炼机中，温度控制在95℃-100℃排胶，然后开炼机上包辊翻炼5次后割胶出片，制得橡胶组合物。

本发明提出的一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物及其制备工艺，有益效果在于：

1、本发明通过引入特殊结构树脂替代轮胎中常用来替代间苯二酚的间苯二酚甲醛树脂，该粘合树脂结构中含有的烷氧基基团可以与白炭黑表面羟基发生化学反应，且其表面的羟基结构可与白炭黑表面羟基形成氢键，提高了白炭黑的分散性，在保证粘合性能的同时，降低了胶料的生热；

2、本发明通过另外引入功能助剂与粘合树脂一起使用，提高胶料抗硫化返原性能，降低了带束层胶料的生热，同时保持带束层橡胶和钢丝帘线间良好的粘合力和老化粘合力。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，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做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。

本发明提供一种技术方案：一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物，以100重量份的天然橡胶为基准，还包含40-60重量份的炭黑， 5-15重量份的白炭黑，1-1.5重量份的防老剂4020，0.5-1重量份的防老剂RD，7-9重量份的ZnO，1-1.5重量份的硬脂酸，0.5-1.0重量份的钴盐，1-2重量份的粘合树脂、如结构式(I)所示，4-5重量份的粘合剂RA-65，4-5重量份的不溶性硫磺，0.5-1.0重量份的促进剂DZ，还含有0.1-1重量份的功能助剂、如结构式(II)所示。

本发明所述的如结构式(I)和结构式(II)如下所示：

结构式(I)中x，y是大于等于1的整数，m，n是0到50的整数。

结构式(II)R为n为1-8的整数或者m 为1-3的整数。

一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物的制备工艺，包括以下步骤；

第一步、一段混炼：混炼之前需要对原材料进行抽查和检验，对不适用的原材料进行补充，按照上述质量配比将生胶与白炭黑、炭黑在密炼机中混炼，转速在100rpm，在混炼温度达到120℃时，进行清扫，并将转速降为50rpm，温度控制在140℃-150℃排胶，开炼机下片得到一段母炼胶；

第二步、二段混炼：将得到的一段母炼胶放入密炼机内，将密炼机调节到转速为100rpm，按照质量配比将一段母炼胶与ZnO、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4020、粘合树脂、钴盐加入密炼机混炼，将二段母炼胶、不溶性硫磺、促进剂DZ和粘合剂RA-65分散均匀，可以达到最好的分散度，以保证胶料性能一致，在混炼温度达到120℃时，进行清扫，温度控制在140℃-150℃排胶，开炼机下片得到二段母炼胶；

第三步、终炼胶混炼：按照质量配比将二段母炼胶、不溶性硫磺、促进剂DZ，粘合剂RA-65、功能助剂一起加入到密炼机中，温度控制在95℃-100℃排胶，然后开炼机上包辊翻炼5次后割胶出片，制得橡胶组合物。

从表(1)和表(2)中可以看出，本发明钢丝带束层胶料组合物在保证定伸、拉伸强度等基本物理力学性能的同时，可以提高胶料的抗硫化返原性能，降低带束层胶料的生热，且具有优异的老化粘合力，将大幅度提高轮胎的使用寿命和安全性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物，其特征在于：以100重量份的天然橡胶为基准，还包含40-60重量份的炭黑，5-15重量份的白炭黑，1-1.5重量份的防老剂4020，0.5-1重量份的防老剂RD，7-9重量份的ZnO，1-1.5重量份的硬脂酸，0.5-1.0重量份的钴盐，1-2重量份的粘合树脂、如结构式(I)所示，4-5重量份的粘合剂RA-65，4-5重量份的不溶性硫磺，0.5-1.0重量份的促进剂DZ，还含有0.1-1重量份的功能助剂、如结构式(II)所示。

结构式(I)中x，y是大于等于1的整数，m，n是0到50的整数。

结构式(II)中R为n为1到8的整数或者m为1到3的整数。

2.根据权利要求1所述的一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物，其特征在于：所述树脂用量为1.2-1.6。

3.根据权利要求1所述的一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物，其特征在于：所述功能助剂用量为0.2-0.4。

4.根据权利要求1所述的一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物，其特征在于：所述炭黑用量为48-52，所述白炭黑用量为8-12。

5.根据权利要求1所述的一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物，其特征在于：所述防老剂4020用量为1.3-1.5，所述防老剂RD用量为0.8-1.0。

6.根据权利要求1所述的一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物，其特征在于：所述硬脂酸用量为1.0-1.2，所述ZnO用量为7.5-8.5。

7.根据权利要求1所述的一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物，其特征在于：所述钴盐用量为0.6-0.8。

8.根据权利要求1所述的一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物，其特征在于：所述粘合剂RA-65用量为4.5-5，所述促进剂DZ用量为0.6-1。

9.根据权利要求1所述的一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物，其特征在于：所述不溶性硫磺用量为4.3-4.7。

10.一种用于轮胎钢丝带束层的橡胶组合物的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤；

第一步、一段混炼：按照上述质量配比将生胶与白炭黑、炭黑在密炼机中混炼，转速在100rpm，在混炼温度达到120℃时，进行清扫，并将转速降为50rpm，温度控制在140℃-150℃排胶，开炼机下片得到一段母炼胶；

第二步、二段混炼：将得到的一段母炼胶放入密炼机内，将密炼机调节到转速为100rpm，按照质量配比将一段母炼胶与ZnO、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4020、粘合树脂、钴盐加入密炼机混炼，在混炼温度达到120℃时，进行清扫，温度控制在140℃-150℃排胶，开炼机下片得到二段母炼胶；

第三步、终炼胶混炼：按照质量配比将二段母炼胶、不溶性硫磺、促进剂DZ，粘合剂RA-65，功能助剂一起加入到密炼机中，温度控制在95℃-100℃排胶，然后开炼机上包辊翻炼5次后割胶出片，制得橡胶组合物。