CN110256738A - 一种绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物及其混炼方法 - Google Patents
一种绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物及其混炼方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物,其由以下组分及重量份数比制备而成:天然胶100份;炭黑N37546份;白炭黑8份;氧化锌9份;防老剂4020 1.5份;防老剂TMQ1份;防老剂DTPD 0.5份;液体硅烷偶联剂0.9份;间甲树脂1.8份;RA‑65粘合剂4.0份;硼酰化钴0.9份;不溶性硫化OT‑205.8份;促进剂NS0.9份;促进剂DZ0.45份;防焦剂CTP0.15份。本发明还公开了上述胶料组合物的混炼方法,本发明采用上述方案,可以提高动态疲劳性能,提高模量,降低滚动阻力,降低生热,降低间苯二酚加工中对环境污染和人的健康危害,调整硫磺使用份数,增加交联密度、定伸应力。通过调整配方组份及增加硅烷偶联剂使用,使胶料物理机械性能更好,粘合性能好,覆胶质量更好,动态疲劳性能提高,降低滚动阻力,替代了有毒有害的间苯二酚。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎材料的加工技术领域,具体来说是一种绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物及其混炼方法。
背景技术
全钢子午线轮胎带速层由钢丝帘布制造,一般为中型和轻型载重轮胎,其具有以下优点:1.耐磨、耐刺扎、行驶里程高,使用寿命长。2.滚动阻力低、节油、减少气体排放量,绿色环保。3、高速安全、操作稳定性好4、速度高、承载性能良好。钢丝作为骨架材料在带速层、胎体、零度、胎圈得到广泛使用,橡胶与钢丝的粘合显得尤其重要,设计和发明配方就会选择特殊粘合材料,目前广泛使用的粘合体系有,在现有的全钢载重子午线轮胎带束层胶配方中,往往采用间-甲-钴、间-甲-白或间-甲-白-钴体系来提高胶料与钢丝之间的粘合性能,其中间苯二酚特殊化工材料,但是混炼过程中间苯二酚易升华产生大量刺激性烟雾,不仅污染环境,还严重影响人体健康,而且容易导致其含量下降,影响粘合效果。且间苯二酚易在胶料表面出现“喷霜”现象,给生产带来不便。而且成本高,不利于绿色制造。一直在寻开发新配方替代,研究实验间甲树脂能明显减少环境污染,对人体健康减轻,加工过程中未发烟,但粘合性能、硫化速度、定伸应力无法达到配方设计理想要求。
间甲树脂在硫化温度下由亚甲基接受体与亚甲基给予体要进行两个反应,即增强反应和粘合反应,在橡胶-骨架材料的粘合界面层生成了活性间-甲二元树脂网络结构,起增强硫化胶的效果,这种活性间-甲树脂,除增强硫化胶外,具备分别与橡胶和骨架材料发生粘合反应的能力。
发明内容
本发明的目的是针对上诉技术问题不足,提供一种滚动阻力低、硫化速度合适、动态疲劳性能优良、粘合力高,加工过程中不挥发大量对人体有毒有害的气体,制造成本降低,减少环境污染的全钢子午线轮胎带束层组合物。
本发明采用的技术方案是:一种绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物,由以下组分及重量份数比制备而成:
天然胶100份,炭黑N37546份,白炭黑8份,氧化锌9份,防老剂4020 1.5份,防老剂TMQ1份,防老剂DTPD 0.5份,液体硅烷偶联剂0.9份,间甲树脂1.8份,RA-65粘合剂4.0份,硼酰化钴0.9份,不溶性硫化OT-205.8份,促进剂NS0.9份,促进剂DZ0.45份,防焦剂CTP0.15份。
进一步的,所述间甲树脂为SL3020,间苯二酚及苯乙烯与甲醛的反应产物,呈粒状。
进一步的,所述促进剂NS为促进剂NSN-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺,硫化促进剂,白色粉末或粒状。
进一步的,所述不溶性硫磺OT-20具有无定型结晶结构的硫磺,不溶于二硫化碳和甲苯,含油率为20%。
进一步的,所述液体硅烷偶联剂为双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物液体状。
本发明的另一目的是提供一种绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物的混炼方法,步骤包括:
1)一段混炼
配合试验胶料在小型密炼机进行母胶混炼,终炼胶在XK-150开炼机上进行混炼,加料顺序:
密炼机转速70r.min-1,转子、混炼室、卸料门分别为温度35℃,加入生胶胶混炼40秒,再加炭黑N375、白炭黑、硅烷偶联剂混炼45秒,再加入氧化锌、防老剂配合剂混炼40秒后,加入间甲树脂、硼酰化钴混炼30秒后,提砣压砣一次160℃排胶,母胶停放8小时以上备用;
2)二段混炼
在开炼机进行加硫混炼:加入硫磺OT-20、促进剂NS、DZ、防焦剂,吃粉完毕后,通过打三角包薄通六次,配合剂分散均匀后下片,并制备试片备用将试样通过平板硫化机硫化并进行性能测试。
进一步的,上述方法制得混炼胶大转矩MH为32.1,dN·m。
进一步的,上述方法制得混炼胶邵尔A型硬度为76度。
进一步的,上述方法制得混炼胶胶料的拉伸强度为24.7MPa。
进一步的,上述方法制得混炼胶胶料的300%定伸应力为19.8MPa,制得混炼胶胶料的H钢丝抽出力为1530N/25mm。
本发明的有益技术效果是:本发明采用上述技术方案,采用1.8份间甲树脂替代1.5间苯二酚,降低间苯二酚加工中对环境污染和人的健康危害;采用促进剂NS 0.9份与DZ 0.45并用,调整硫化速度和增加交联密度;新增加液体硅烷偶联剂0.9份使用,提高动态疲劳性能,提高模量,降低滚动阻力,降低生热;调整硫磺使用份数不溶性硫化OT-20 5.8份,增加交联密度、定伸应力。通过调整配方组份及增加液体硅烷偶联剂使用,使胶料物理机械性能更好,粘合性能好,覆胶质量更好,动态疲劳性能提高,降低滚动阻力,替代了有毒有害的间苯二酚。
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。
实施例1
天然胶100份,炭黑N375 46份,白炭黑8份,氧化锌9份,防老剂4020 1.5份,防老剂TMQ1份,防老剂DTPD 0.5份,间甲树脂1.8份,RA-65粘合剂4.0份,硼酰化钴0.9份,不溶性硫化OT-20 5.0份,促进剂DZ 1.4份,防焦剂CTP 0.15份。
所述间甲树脂SL3020,间苯二酚及苯乙烯与甲醛的反应产物,呈粒状。不含游离的甲醛,是橡胶粘合体系的组分之一,在硫化过程中与亚甲基给予体反应形成交联结构,提高帘线与橡胶的粘合性能。
上述带速层组合物混炼方法及步骤如下
配合试验胶料在小型密炼机进行母胶混炼,终炼胶在XK-150开炼机上进行混炼,加料顺序:
1)一段混炼
密炼机转速70r.min-1,转子、混炼室、卸料门分别为温度35℃,加入生胶胶混炼40秒,再加炭黑N375 46份,白炭黑8份混炼45秒,再加入氧化锌9份、防老剂4020 1.5份,防老剂TMQ1份,防老剂DTPD 0.5份配合剂混炼40秒后,加入间甲树脂1.8份、硼酰化钴0.9份混炼30秒后,提砣压砣一次160℃排胶。母胶停放8小时以上备用。
2)二段混炼
在开炼机进行加硫混炼:加入硫磺OT-20 5.0份、促进剂DZ 1.4份、防焦剂0.15份,吃粉完毕后,通过打三角包薄通六次,配合剂分散均匀后下片,并制备试片备用。将试样通过平板硫化机硫化并进行性能测试。
实施例2
天然胶100份,炭黑N375 46份,白炭黑8份,氧化锌9份,防老剂4020 1.5份,防老剂TMQ1份,防老剂DTPD 0.5份,间甲树脂1.8份,RA-65粘合剂4.0份,硼酰化钴0.9份,不溶性硫化OT-20 5.0份,促进剂NS 0.9份,促进剂DZ 0.45份,防焦剂CTP 0.15份。
所述促进剂NS N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺,硫化促进剂,白色粉末或粒状。
上述带速层组合物混炼方法及步骤如下
配合试验胶料在小型密炼机进行母胶混炼,终炼胶在XK-150开炼机上进行混炼,加料顺序:
1)一段混炼
密炼机转速70r.min-1,转子、混炼室、卸料门分别为温度35℃,加入生胶胶混炼40秒,再加炭黑N375 46份,白炭黑8份混炼45秒,再加入氧化锌9份、防老剂4020 1.5份,防老剂TMQ1份,防老剂DTPD 0.5份配合剂混炼40秒后,加入间甲树脂1.8份、硼酰化钴0.9份混炼30秒后,提砣压砣一次160℃排胶。母胶停放8小时以上备用。
2)二段混炼
在开炼机进行加硫混炼:加入硫磺OT-20 5.0份、促进剂NS 0.9份、促进剂DZ 0.45份、防焦剂0.15份,吃粉完毕后,通过打三角包薄通六次,配合剂分散均匀后下片,并制备试片备用。将试样通过平板硫化机硫化并进行性能测试。
实施例3
天然胶100份,炭黑N375 46份,白炭黑8份,氧化锌9份,防老剂4020 1.5份,防老剂TMQ1份,防老剂DTPD 0.5份,间甲树脂1.8份,RA-65粘合剂4.0份,硼酰化钴0.9份,不溶性硫化OT-20 5.8份,促进剂NS 0.9份,促进剂DZ 0.45份,防焦剂CTP 0.15份
所述不溶性硫磺OT-20具有无定型结晶结构的硫磺,不溶于二硫化碳和甲苯,含油率20%。
上述带速层组合物混炼方法及步骤如下
配合试验胶料在小型密炼机进行母胶混炼,终炼胶在XK-150开炼机上进行混炼,加料顺序:
1)一段混炼
密炼机转速70r.min-1,转子、混炼室、卸料门分别为温度35℃,加入生胶胶混炼40秒,再加炭黑N375 46份,白炭黑8份混炼45秒,再加入氧化锌9份、防老剂4020 1.5份,防老剂TMQ1份,防老剂DTPD 0.5份配合剂混炼40秒后,加入间甲树脂1.8份、硼酰化钴0.9份混炼30秒后,提砣压砣一次160℃排胶。母胶停放8小时以上备用。
2)二段混炼
在开炼机进行加硫混炼:加入硫磺OT-20 5.8份、促进剂NS 0.9份、促进剂DZ 0.45份、防焦剂0.15份,吃粉完毕后,通过打三角包薄通六次,配合剂分散均匀后下片,并制备试片备用。将试样通过平板硫化机硫化并进行性能测试。
实施例4
天然胶100份,炭黑N375 46份,白炭黑8份,氧化锌9份,防老剂4020 1.5份,防老剂TMQ1份,防老剂DTPD 0.5份,液体硅烷偶联剂0.9份,间甲树脂1.8份,RA-65粘合剂4.0份,硼酰化钴0.9份,不溶性硫化OT-20 5.8份,促进剂NS 0.9份,促进剂DZ0.45份,防焦剂CTP 0.15份。
所述液体硅烷偶联剂双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物液体状
上述带速层组合物混炼方法及步骤如下
配合试验胶料在小型密炼机进行母胶混炼,终炼胶在XK-150开炼机上进行混炼,加料顺序:
1)一段混炼密炼机转速70r.min-1,转子、混炼室、卸料门均是温度35℃,加入生胶胶混炼40秒,再加炭黑N375 46份,白炭黑8份,加入0.9份液体硅烷偶联剂混炼45秒,再加入氧化锌9份、防老剂4020 1.5份,防老剂TMQ1份,防老剂DTPD 0.5份配合剂混炼40秒后,加入间甲树脂1.8份、硼酰化钴0.9份混炼30秒后,提砣压砣一次160℃排胶。母胶停放8小时以上备用。
2)二段混炼
在开炼机进行加硫混炼:加入硫磺OT-20 5.8份、促进剂NS 0.9份、促进剂DZ 0.45份、防焦剂0.15份,吃粉完毕后,通过打三角包薄通六次,配合剂分散均匀后下片,并制备试片备用。将试样通过平板硫化机硫化并进行性能测试。
实施例1-4混炼胶料的性能分析表1
由上表1可以看出,与现有配方比较,实例1、实例2、实例3、实例4,门尼粘度略增加,相对较小,焦烧时间变化不大;硫化数据MH/逐渐增大,达到设计目标值;硫化速度变快,实例4硫化速度完全与现有配方体系硫化速度匹配,达到预期值。
胶料老化前后性能分析表2
由表2可以看出,本发明胶料实例4与现有配方比较,硬度、定伸应力、拉伸强度、撕裂强度提高,实例1-3与现有配方比较硬度、定伸应力、撕裂强度较低,拉伸强度略高,热氧老化基本相当,略好。
橡胶钢丝粘合性能分析表3
由上表3可以看出,老化前、热氧老化后、盐水老化后发明配方实例4与现有配方的钢丝粘合强度明显提高,覆胶质量相当。实例1-3的钢丝粘合强度和覆胶质量低于现有配方,随着不断改进钢丝粘着强度和覆胶明显改善,最终达到设计目标。
由表1、2、3可知,采用实例1-4含有间甲树脂的配方及不断改进,调整促进剂DZ用量与促进剂NS并用、调整硫磺份数、增加硅烷偶联剂;逐渐提高了胶料模量、硬度、定伸应力、撕裂强度、钢丝粘着强度,覆胶质量良好。焦烧时间略长,加工性能好,硫化速度适合现有配方体系;间甲树脂价格明显低于间苯二酚,促进剂NS价格明显低于促进DZ,有利于降低胶料成本,性价比高。而且使用了不发烟的环保材料间甲树脂,减少环境污染和对工人身体健康影响;增加硅烷偶联剂有利于提高胶料动态疲劳性能,增加钢丝粘合强力,降低生热,降低滚动阻力,减少气体排放量,从而实现绿色出行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物,其特征在于,由以下组分及重量份数比制备而成:
天然胶100份,炭黑N37546份,白炭黑8份,氧化锌9份,防老剂4020 1.5份,防老剂TMQ1份,防老剂DTPD 0.5份,液体硅烷偶联剂0.9份,间甲树脂1.8份,RA-65粘合剂4.0份,硼酰化钴0.9份,不溶性硫化OT-205.8份,促进剂NS0.9份,促进剂DZ0.45份,防焦剂CTP0.15份。
2.根据权利要求1所述的绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物,其特征在于,所述间甲树脂为SL3020,间苯二酚及苯乙烯与甲醛的反应产物,呈粒状。
3.根据权利要求1所述的绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物,其特征在于,所述促进剂NS为促进剂NSN-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺,硫化促进剂,白色粉末或粒状。
4.根据权利要求1所述的绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物,其特征在于,所述不溶性硫磺OT-20具有无定型结晶结构的硫磺,不溶于二硫化碳和甲苯,含油率为20%。
5.根据权利要求1所述的绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物,其特征在于,所述液体硅烷偶联剂为双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物液体状。
6.一种绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物的混炼方法,其包括以下步骤:
1)一段混炼
配合试验胶料在小型密炼机进行母胶混炼,终炼胶在XK-150开炼机上进行混炼,加料顺序:
密炼机转速70r.min-1,转子、混炼室、卸料门分别为温度35℃,加入生胶胶混炼40秒,再加炭黑N375、白炭黑、硅烷偶联剂混炼45秒,再加入氧化锌、防老剂配合剂混炼40秒后,加入间甲树脂、硼酰化钴混炼30秒后,提砣压砣一次160℃排胶,母胶停放8小时以上备用;
2)二段混炼
在开炼机进行加硫混炼:加入硫磺OT-20、促进剂NS、DZ、防焦剂,吃粉完毕后,通过打三角包薄通六次,配合剂分散均匀后下片,并制备试片备用将试样通过平板硫化机硫化并进行性能测试。
7.根据权利要求6所述的绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物的混炼方法,其特征在于,上述方法制得混炼胶大转矩MH为32.1,dN·m。
8.根据权利要求6所述的绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物的混炼方法,其特征在于,上述方法制得混炼胶邵尔A型硬度为76度。
9.根据权利要求6所述的绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物的混炼方法,其特征在于,上述方法制得混炼胶胶料的拉伸强度为24.7MPa。
10.根据权利要求6所述的绿色环保全钢载重子午线轮胎带束层胶料组合物的混炼方法,其特征在于,上述方法制得混炼胶胶料的300%定伸应力为19.8MPa,制得混炼胶胶料的H钢丝抽出力为1530N/25mm。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20190920 |