CN110483854B - 一种夜光轮胎及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夜光轮胎及其加工工艺，属于轮胎材料领域，目的一是提供一种夜光轮胎，其技术方案要点是按重量份数计，原料包括异戊二烯橡胶25‑35份、天然橡胶20‑40份、顺丁橡胶15‑25份、三元乙丙橡胶15‑25份、白炭黑30‑50份、橡胶操作油8‑14份、氧化锌2‑6份、硬脂酸1‑5份、白炭黑活性剂PEG1‑3份、防护蜡0.8‑3.2份、防老剂0.5‑1.5份、荧光粉55‑75份、促进剂1.8‑5.0份、硫磺1.4‑2.2份。达到能够在夜间充分发光的效果。目的二是提供一种夜光轮胎的加工工艺，包括如下步骤：S1：混炼工序；S2：挤出；S3：压延;S4：胎圈成型;S5：帘布裁断;S6：贴三角胶条;S7：带束层成型;S8：轮胎成型;S9：硫化，形成成品轮胎；达到轮胎不仅能够在夜间发光，还能使得轮胎保持良好的耐磨性能的效果。

Description

一种夜光轮胎及其加工工艺

技术领域

本发明涉及轮胎材料领域，特别涉及一种夜光轮胎及其加工工艺。

背景技术

随着汽车技术的发展和人民生活水平的提高，汽车已成为人们的生活必须品，由此使得轮胎的需求量也随之增大。

现有的轮胎大部分本身都不发光，汽车在夜间、雨天以及能见度比较差的夜晚行驶时，汽车本身不能很好的给行人以及车辆提供位置标识，无形中增加了事故隐患。

为了解决上述技术问题，现有的车辆会在轮胎处粘贴反光条，汽车在夜间行驶的过程中，当有光时反光条才能发挥反光的作用，但当夜间无灯以及能见度比较低的情况下，反光条的作用并不明显，对行人和车辆无法提供准确的位置标识。因此需要研发出一种能够在夜间充分发光的轮胎，减少事故隐患。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的一是提供一种夜光轮胎，达到能够在夜间充分发光的效果；本发明的目的二是提供一种夜光轮胎的加工工艺，达到轮胎不仅能够在夜间发光，还能使得轮胎保持良好的耐磨性能的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种夜光轮胎，按重量份数计，原料包括异戊二烯橡胶25-35份、天然橡胶20-40份、顺丁橡胶15-25份、三元乙丙橡胶15-25份、白炭黑30-50份、橡胶操作油8-14份、氧化锌2-6份、硬脂酸1-5份、白炭黑活性剂PEG 1-3份、防护蜡0.8-3.2份、防老剂0.5-1.5份、荧光粉55-75份、促进剂1.8-5.0份、硫磺1.4-2.2份。

通过采用上述技术方案，异戊二烯橡胶、天然橡胶具有良好的弹性、耐寒性以及拉伸强度，顺丁橡胶具有弹性高、耐磨性好、耐寒性好，异戊二烯橡胶、天然橡胶和顺丁橡胶配合使用，能够弥补顺丁橡胶不易加工的缺点，从而有助于加工，同时还有助于弥补顺丁橡胶拉伸强度低的缺点，异戊二烯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶以及三元乙丙橡胶在硫磺的作用下，交联形成致密网状结构，提高轮胎的耐磨耗性能，荧光粉填充到网状结构内，能使得整个轮胎在夜间进行发光，发光面积大，为车辆和行人提供明显的位置标识，减少安全隐患。

橡胶操作油的加入能够改善橡胶的弹性、柔韧性和易加工性能。氧化锌与硬脂酸配合使用对异戊二烯橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶以及三元乙丙橡胶具有活化作用，由于氧化锌与异戊二烯橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶以及三元乙丙橡胶的相容性差，因此硬脂酸与氧化锌配合使用，生成的硬脂酸锌有效提高氧化锌与异戊二烯橡胶、天然橡胶、天然橡胶等的相容性。

活性剂的加入，不仅能够增加促进剂的活性，使促进剂充分发挥，缩短硫化时间，由于荧光粉均为非极性物质，与天然橡胶等的相容性差，因此活性剂的加入，降低荧光粉与橡胶之间的表面张力，提高得荧光粉与橡胶的相容性，从而使得荧光粉能在橡胶里面充分扩散，使得轮胎发光时间增长，同时还能使得轮胎保持较高的耐磨性能。

防老剂和防护蜡的配合使用，提高轮胎的耐老化性能。

本发明进一步设置为，促进剂包括促进剂TMTD、促进剂CZ和促进剂BZ，按重量份数计，促进剂TMTD：促进剂CZ：促进剂BZ为1.16-1.56:1:1.43-1.83。

通过采用上述技术方案，促进剂TMTD在氧化锌的作用下进行活化，促进剂CZ是一种高度活泼的后效促进剂，并且促进剂CZ的抗烧焦性能优异，加工安全，同时硫化时间短；促进剂BZ硫化温度低，不变色，不污染同时分散容易，在硫化温度低时，促进剂BZ主要起作用，促进橡胶的硫化，当温度逐渐升高后，促进剂TMTD在氧化锌的活化作用下，开始起主要作用，促进剂CZ在后期主要起作用，同时促进剂TMTD和促进剂BZ对促进剂CZ具有活化作用，使得促进剂CZ能够充分发挥促进作用。促进剂TMTD：促进剂CZ：促进剂BZ为1.16-1.56:1:1.43:1.83时，能有效缩短橡胶的硫化时间，同时还有效防止橡胶在硫化的过程中出现烧焦现象。

本发明进一步设置为，促进剂包括促进剂TMTD、促进剂CZ和促进剂BZ，按重量份数计，促进剂TMTD：促进剂CZ：促进剂BZ为1.36:1:1.63。

通过采用上述技术方案，促进剂TMTD：促进剂CZ：促进剂BZ为1.36:1:1.63时，三者之间的配合效果更好，有效缩短橡胶的硫化时间，同时还有效防止橡胶在硫化的过程中出现烧焦现象。

本发明进一步设置为，活性剂采用白炭黑活性剂PEG。

通过采用上述技术方案，白炭黑活性剂PEG的加入，对白炭黑起到很好的活性作用，同时白炭黑活性剂PEG与白炭黑白的硅羟基进行反应，减少了白炭黑表面硅羟基的数量，使白炭黑由亲水性变为疏水性，减弱了对促进剂等的吸附作用，从而降低了粒子间的团聚，使得白炭黑表面与橡胶表面得到充分的接触，提高胶料的硫化速度，使得轮胎发光时间增长，同时还能使得轮胎保持较高的耐磨性能。同时白炭黑活性剂PEG的加入能够增加促进剂的活性，使促进剂充分发挥，缩短硫化时间。

本发明进一步设置为，防护蜡包括石蜡和微晶蜡，其中，按重量份数计，石蜡：微晶蜡为1.22-1.44:1。

通过采用上述技术方案，石蜡中含有大量的直链烷烃，还有少量支链烷烃以及带长侧链的单环环烷烃，且石蜡的分子量在300-500，微晶蜡的分子量高于石蜡的分子量，同时微晶蜡具有光泽好、熔点高以及结构紧密的特点。当防护蜡由微晶蜡和石蜡混合而成时，既能使得防护蜡在橡胶中保持一定的迁移速度，同时还能形成一定厚度的蜡膜，提高对橡胶的保护作用，从而增强防臭氧侵蚀的能力。石蜡：微晶蜡为1.22-1.44:1时，防止石蜡的量过多时，碳原子在高温下的迁移速度低，从而导致防护蜡不能在橡胶表面形成保护层，若微晶蜡的量过多时，微晶蜡的熔点本身就高，碳原子在橡胶中的迁移速度较慢，在橡胶表面形成的保护层很薄，对橡胶基本起不到保护作用，因此石蜡：微晶蜡为1.22-1.44:1时，能有效提高橡胶的防臭氧侵蚀的能力。

本发明进一步设置为，防护蜡包括石蜡和微晶蜡，按重量份数计，石蜡：微晶蜡为1.33:1。

本发明进一步设置为，防老剂包括防老剂AW和防老剂4010，按重量份数计，防老剂AW：防老剂4010为2:1。

通过采用上述技术方案，防老剂AW和防老剂4010配合使用，有效防止橡胶臭氧老化和疲劳老化，同时具有良好的耐热氧老化性能，保证夜光轮胎的耐老化性能。

本发明进一步设置为，按重量份数计，原料中还包括透明树脂0.5-1.5份，其中透明树脂选用C5石油树脂。

通过采用上述技术方案，C5石油树脂不仅酸值低，混溶性好、耐水、耐乙醇和耐化学品，并具有调节粘性和热稳定性好的特点，从而提高荧光粉与橡胶的粘结性能，同时C5石油树脂的透明度高，不会对荧光粉的发光产生影响，保证荧光粉的发光时长。

本发明的目的二：提供一种夜光轮胎的加工工艺，包括如下步骤：

S1：混炼工序，按重量份数称取原料，先将异戊二烯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶进行混炼550s-650s；再加入剩余原料进行混炼100s-140s形成胶料，并将胶料排出，排出温度为140℃-150℃；

S2：挤出，将胶料挤出形成胎面和胎侧；

S3：压延;

S4：胎圈成型;

S5：帘布裁断;

S6：贴三角胶条;

S7：带束层成型;

S8：轮胎成型;

S9：硫化，硫化温度150℃-160℃，硫化时间450s-550s,形成成品轮胎。

通过采用上述技术方案，先将异戊二烯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶进行密炼，使得异戊二烯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶先熔化并混合，然后再将其他原料以及硫磺进行混合，使得橡胶与荧光粉充分混合，保证轮胎的充分发光。

将胎面和胎侧实用相同的材料后，使得整个轮胎的发光性能更好，有效提高轮胎的发光性能。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、荧光粉与异戊二烯橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶以及三元乙丙橡胶的混合后，在白炭黑活性剂PEG以及橡胶油的作用下，使得荧光粉与异戊二烯橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶以及三元乙丙橡胶充分熔合，使得整个轮胎能在夜间充分发光，增加发光时长，同时提高警示作用；

2、石蜡和微晶蜡的配合使用，使得防护蜡能够在橡胶的表面形成有一定厚度的蜡膜，提高对轮胎的保护作用，增强防臭氧侵蚀的能力，同时石蜡和微晶蜡的光泽好，色泽浅，不会对荧光粉的发光性能产生影响，保证轮胎充分发光的效果；

3、促进剂的加入，加速橡胶的硫化作用，缩短硫化时间，同时还有效防止橡胶的硫化过程中出现烧焦现象。

具体实施方式

实施例1

一种夜光轮胎，按重量份数计，原料包括异戊二烯橡胶25份、天然橡胶20份、顺丁橡胶15份、三元乙丙橡胶15份、白炭黑30份、橡胶操作油8份、氧化锌2份、硬脂酸1份、白炭黑活性剂PEG 1份、防护蜡0.8份、防老剂0.5份、荧光粉55份、促进剂1.8份、硫磺1.4份；其中促进剂包括促进剂TMTD、促进剂CZ和促进剂BZ，按重量份数计，促进剂TMTD：促进剂CZ：促进剂BZ为1.16:1:1.43；防护蜡包括石蜡和微晶蜡，按重量份数计，石蜡：微晶蜡为1.22:1；防老剂包括防老剂AW和防老剂4010，按重量份数计，防老剂AW：防老剂4010为2:1。

一种夜光轮胎的加工工艺，包括如下步骤：

S1：混炼工序，按重量份数称取原料，先将异戊二烯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶进行混炼550s；再加入白炭黑、橡胶操作油、氧化锌、硬脂酸、白炭黑活性剂PEG、石蜡、微晶蜡、防老剂AW、防老剂4010、荧光粉、进剂TMTD、促进剂CZ、促进剂BZ进行混炼100s形成胶料，并将胶料排出，排出温度为140℃；

S2：挤出，将胶料挤出形成胎面和胎侧；

S3：压延;

S4：胎圈成型;

S5：帘布裁断;

S6：贴三角胶条;

S7：带束层成型;

S8：轮胎成型;

S9：硫化，硫化温度150℃，硫化时间450s,形成成品轮胎。

实施例2

一种夜光轮胎，按重量份数计，原料包括异戊二烯橡胶31份、天然橡胶30份、顺丁橡胶20份、三元乙丙橡胶20份、白炭黑40份、橡胶操作油11份、氧化锌4份、硬脂酸3份、白炭黑活性剂PEG2份、防护蜡2份、防老剂1份、荧光粉65份、促进剂3.1份、硫磺1.8份；其中促进剂包括促进剂TMTD、促进剂CZ和促进剂BZ，按重量份数计，促进剂TMTD：促进剂CZ：促进剂BZ为1.36:1:1.63；防护蜡包括石蜡和微晶蜡，按重量份数计，石蜡：微晶蜡为1.33:1；；防老剂包括防老剂AW和防老剂4010，按重量份数计，防老剂AW：防老剂4010为2:1。

一种夜光轮胎的加工工艺，包括如下步骤：

S1：混炼工序，按重量份数称取原料，先将异戊二烯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶进行混炼600s；再加入白炭黑、橡胶操作油、氧化锌、硬脂酸、白炭黑活性剂PEG、石蜡、微晶蜡、防老剂AW、防老剂4010、荧光粉、进剂TMTD、促进剂CZ、促进剂BZ进行混炼100s形成胶料，并将胶料排出，排出温度为145℃；

S2：挤出，将胶料挤出形成胎面和胎侧；

S3：压延;

S4：胎圈成型;

S5：帘布裁断;

S6：贴三角胶条;

S7：带束层成型;

S8：轮胎成型;

S9：硫化，硫化温度155℃，硫化时间500s,形成成品轮胎。

实施例3

一种夜光轮胎，按重量份数计，原料包括异戊二烯橡胶35份、天然橡胶40份、顺丁橡胶25份、三元乙丙橡胶25份、白炭黑50份、橡胶操作油14份、氧化锌6份、硬脂酸5份、白炭黑活性剂PEG3份、防护蜡3.2份、防老剂1.5份、荧光粉75份、促进剂5.0份、硫磺2.2份；其中促进剂包括促进剂TMTD、促进剂CZ和促进剂BZ，按重量份数计，促进剂TMTD：促进剂CZ：促进剂BZ为1.56:1:1.83；防护蜡包括石蜡和微晶蜡，按重量份数计，石蜡：微晶蜡为1.44:1；防老剂包括防老剂AW和防老剂4010，按重量份数计，防老剂AW：防老剂4010为2:1。

一种夜光轮胎的加工工艺，包括如下步骤：

S1：混炼工序，按重量份数称取原料，先将异戊二烯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶进行混炼650s；再加入白炭黑、橡胶操作油、氧化锌、硬脂酸、白炭黑活性剂PEG、石蜡、微晶蜡、防老剂AW、防老剂4010、荧光粉、进剂TMTD、促进剂CZ、促进剂BZ进行混炼100s形成胶料，并将胶料排出，排出温度为150℃；

S2：挤出，将胶料挤出形成胎面和胎侧；

S3：压延;

S4：胎圈成型;

S5：帘布裁断;

S6：贴三角胶条;

S7：带束层成型;

S8：轮胎成型;

S9：硫化，硫化温度160℃，硫化时间550s,形成成品轮胎。

实施例4

与实施例2的不同之处在于，按重量份数计，原料中还包括C5石油树脂0.5份，。

实施例5

与实施例2的不同之处在于，按重量份数计，原料中还包括C5石油树脂1份。

实施例6

与实施例2的不同之处在于，按重量份数计，原料中还包括C5石油树脂1.5份。

实施例7

与实施例2的不同之处在于，促进剂TMTD：促进剂CZ：促进剂BZ为1.56：1：1.43。

实施例8

与实施例2的不同之处在于，促进剂TMTD：促进剂CZ：促进剂BZ为1.16：1：1.83。

性能检测

对实施例1-8中的轮胎进行发光时长、耐磨性能、抗拉强度以及耐臭氧老化性能检测，检测结果如表1所示。

胎面抗拉强度的试验方法按照GB/T 528的规定进行；

胎面耐磨耗试验的测定方法按GB/T 1689的规定进行；

耐臭氧老化性能的测试方法按GB/T 1702-2008,为：在轮胎上裁取胎侧长60mm，宽55mm的样品，长度沿轮胎周向、宽度沿断面方向裁取，将试样置于60℃的恒温装置中热处理1h，然后沿断面方向卷在Φ15mm的圆棒上成平滑的短卷状，两端固定，然后采用臭氧浓度25×10^-8，试验温度40℃，相对湿度<65%，试验时间16h。

表1轮胎性能检测结果表

项目	发光时长（h）	抗拉强度（MPa）	耐老化	磨耗量/cm<sup>3</sup>
					实施例1	4.1	12.5	龟裂少数，肉眼看不见	1.1
实施例2	4.3	13.4	龟裂少数，肉眼看不见	1.0
					实施例3	4.1	12.6	龟裂少数，肉眼看不见	1.1
实施例4	4.4	13.5	龟裂少数，肉眼看不见	1.0
					实施例5	4.5	13.9	龟裂少数，肉眼看不见	0.8
实施例6	4.4	13.4	龟裂少数，肉眼看不见	0.9
					实施例7	4.0	11.8	龟裂肉眼可见	1.3
实施例8	3.9	11.9	龟裂肉眼可见	1.3

分析可得：

（1）对实施例1-3分析可得，实施例1-3中，实施例2中的发光时长、抗拉强度、耐老化以及磨耗量均优于实施例1和实施例3中的各项性能，说明实施例2中的各个原料的配比相比于实施例1和实施例3中的配比更优，有助于提高轮胎的发光时长的同时还有助于提高轮胎的耐老化以及耐磨性能；

（2）实施例4-6与实施例2相比，实施例4-6中的各项性能均优于实施例2中的各项性能，说明当原料中添加C5石油树脂后，能有效提高轮胎的发光时长，同时也助于提高轮胎的抗拉强度、耐老化以及耐磨性能；

（3）从实施例7-8中可以看出，当促进剂TMTD、促进剂CZ、促进剂BZ在轮胎中的比例超出促进剂TMTD：促进剂CZ：促进剂BZ为1.16-1.56:1:1.43-1.83后，轮胎的各项性能都将变差，同时也可以说明，促进剂TMTD：促进剂CZ：促进剂BZ为1.16-1.56:1:1.43-1.83范围时，轮胎的各项性能均比较优异，主要是因为三种促进剂的相互配合，能有效提高轮胎的硫化效率。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种夜光轮胎，其特征在于：按重量份数计，原料包括异戊二烯橡胶25-35份、天然橡胶20-40份、顺丁橡胶15-25份、三元乙丙橡胶15-25份、白炭黑30-50份、橡胶操作油8-14份、氧化锌2-6份、硬脂酸1-5份、活性剂PEG 1-3份、防护蜡0.8-3.2份、防老剂0.5-1.5份、荧光粉55-75份、促进剂1.8-5.0份、硫磺1.4-2.2份；促进剂包括促进剂TMTD、促进剂CZ和促进剂BZ，按重量份数计，促进剂TMTD：促进剂CZ：促进剂BZ为1.36:1:1.63。

2.根据权利要求1所述的一种夜光轮胎，其特征在于：活性剂采用白炭黑活性剂PEG。

3.根据权利要求1所述的一种夜光轮胎，其特征在于：防护蜡包括石蜡和微晶蜡，按重量份数计，石蜡：微晶蜡为1.22-1.44:1。

4.根据权利要求3所述的一种夜光轮胎，其特征在于：防护蜡包括石蜡和微晶蜡，按重量份数计，石蜡：微晶蜡为1.33:1。

5.根据权利要求1所述的一种夜光轮胎，其特征在于：防老剂包括防老剂AW和防老剂4010，按重量份数计，防老剂AW：防老剂4010为2:1。

6.根据权利要求1所述的一种夜光轮胎，其特征在于：按重量份数计，原料中还包括透明树脂0.5-1.5份，其中透明树脂选用C5石油树脂。

7.一种如权利要求1或6任一所述的夜光轮胎的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1：混炼工序，按重量份数称取原料，先将异戊二烯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶进行混炼550s-650s；再加入剩余原料进行混炼100s-140s形成胶料，并将胶料排出，排出温度为140℃-150℃；

S2：挤出，将胶料挤出形成胎面和胎侧；

S3：压延;

S4：胎圈成型;

S5：帘布裁断;

S6：贴三角胶条;

S7：带束层成型;

S8：轮胎成型;

S9：硫化，硫化温度150℃-160℃，硫化时间450s-550s,形成成品轮胎。