CN111073065A

CN111073065A - 一种轮胎钢丝帘布胶料组合及制备方法

Info

Publication number: CN111073065A
Application number: CN201911359296.5A
Authority: CN
Inventors: 牟成乾; 胡源; 李伟; 徐俊龙; 李建勋; 卞延超; 任慧
Original assignee: Tongli Tire Co ltd
Current assignee: Tongli Tire Co ltd
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2039-12-25
Also published as: CN111073065B

Abstract

本发明属于轮胎钢丝帘布胶技术领域，具体涉及一种轮胎钢丝帘布胶料组合及制备方法。传统轮胎钢丝帘布胶采用间苯二酚(或间苯二酚甲醛树脂)、粘合剂RA或硼酰化钴作为粘合体系，但是具有制备工艺复杂、产生有毒性挥发气体等缺陷。本发明提供了一种新型粘合体系，采用橡胶粘合剂AS—88(改性的三聚氰胺化合物)替代传统粘合体系中的间苯二酚(或间苯二酚甲醛树脂)及粘合剂RA，并提供了一种基于上述粘合体系的帘布胶制备方法。经验证，本发明提供的帘布胶配方能够提升胶料的物理性能，降低制备难度及经济成本，具有良好的推广意义。

Description

一种轮胎钢丝帘布胶料组合及制备方法

技术领域

本发明属于轮胎钢丝帘布胶技术领域，具体涉及一种新型粘合体系的轮胎钢丝帘布胶组合物、及钢丝帘布胶的制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

轮胎钢丝帘布胶配方与轮胎其它部位胶料配方的差异在于特殊的配方粘合体系，要求配方与钢丝帘线有较高的粘合抽出强度和高定伸模量。目前市场上轮胎的钢丝帘布胶配方一般是由生胶、炭黑、活性剂、软化剂、防老剂、硫化剂、间苯二酚或间苯二酚甲醛树脂、粘合剂RA、硼酰化钴等组合而成；其中间苯二酚(或间苯二酚甲醛树脂)、粘合剂RA、硼酰化钴是粘合体系中的主要材料。

发明人认为：(1)现有配方粘合体系中需要包括上述三种成分中的至少两种，在加料过程中漏添加其中一种则起不到粘合体系的作用导致胶料报废。(2)间苯二酚在配方混炼过程中会产生刺激性烟气，对人体呼吸道有害，属于有毒气体，对大气污染较大。(3)当采用间苯二酚甲醛树脂、粘合剂RA和硼酰化钴作为粘合体系时，间苯二酚甲醛树脂在配方混炼过程中所需温度较高，在此温度时，粘合剂RA会发生固化导致胶料报废，因此不能同时加入密炼机混炼，导致加料和配料工艺更为繁琐。(4)间苯二酚、间苯二酚甲醛树脂价格材料较高，间苯二酚的价格为10-13万元/吨，间苯二酚甲醛树脂的价格为7-9万元/吨，抬高了帘布胶的经济成本。

目前配方研究人员致力于绿色环保、低成本、高效率研究方向探索；近年来尽管出现很多间苯二酚材料的替代品但质量良莠不齐，目前仍无法良好的解决将间苯二酚(或间苯二酚甲醛树脂)、粘合剂RA材料同时替代的技术方案。

发明内容

针对上述研究背景，本发明提供了一种轮胎钢丝帘布胶的新型粘合体系，采用橡胶粘合剂AS—88(改性的三聚氰胺化合物)替代了间苯二酚(或间苯二酚甲醛树脂)和粘合剂RA，减少了传统粘合剂配方中的原料数量，降低了混炼过程的繁复程度，减少了挥发性有毒气体的产生，降低生产成本。

针对上述研究成果，本发明提供以下技术方案：

本发明第一方面，提供一种组合物，所述组合物包括以下成分：生胶、炭黑、白炭黑及小料BUA、小料BUB、小料BUC；

其中，小料BUA由氧化锌、硬脂酸、硼酰化钴、防老剂4020、防老剂RD组成；

小料BUB由不溶性硫磺OT20、促进剂DZ组成；

小料BUC为橡胶粘合剂AS—88(改性的三聚氰胺化合物)。

优选的，所述组合物中各成分的重量份数比例如下：生胶100.0份：炭黑45.0～55.0份：白炭黑5.0～15.0份：氧化锌5.0～10.0份：硬脂酸0～2份：橡胶粘合剂AS—88(是改性的三聚氰胺化合物)3.0～6.0份：硼酰化钴0.3～1.0份：防老剂4020 1.0～2.0份：防老剂RD 0.5～1.5份：不溶性硫磺OT20 4.0～8.0份：促进剂DZ 0.8～1.6份。

进一步优选的，所述组合物中各成分的重量份数比如下：生胶100.0份：炭黑45.0份：白炭黑10.0份：氧化锌8.0份：硬脂酸2份：橡胶粘合剂AS—88(改性的三聚氰胺化合物)4.0份：硼酰化钴0.5份：防老剂4020 1.5份：防老剂RD 0.5份：不溶性硫磺OT205.0份：促进剂DZ1.3份。

采用上述配比制备的帘布胶能够在拉伸强度、伸长率、粘合率等多个方面具有明显的提升效果，并且压缩生热更少，胶料的粘合力更强，相比传统的间苯二酚及粘合剂体系具有明显的效果提升。

优选的，所述组合物中，生胶选用天然橡胶。

优选的，所述炭黑选自N375和/或N326。

优选的，所述白炭黑为TL-175MP。

本发明第二方面，提供第一方面所述组合物作为轮胎钢丝帘布胶生产原料的应用。

上述组合物作为帘布胶生产原料时，所述生胶选择天然橡胶，因其综合性能好(强力高、生热低、工艺粘性好等)。炭黑可以选用N375、N326，保证胶料模量和炭黑分散性，当然也可以加入少量白炭黑增加粘合性能、提高撕裂性能和降低生热性能，一般在15phr以内。最为关键的是本发明使用橡胶粘合剂AS—88、硼酰化钴粘合体系，保证模量同时提高胶料的粘合性能、拉伸强度，减少配方了制作过程的小料漏加、减少挥发性有毒气体、降低劳动强度、提高生产效率、降低配方成本。

本发明第三方面，提供一种轮胎钢丝帘布胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)第一段塑炼：将生胶加入密炼机中进行搅拌混炼，之后排胶压片得到一段胶；

(2)第二段混炼：向密炼机中加入一段胶、炭黑及小料BUA进行搅拌混炼之后压片得到二段胶；

(3)第三段混炼：将二段胶与白炭黑加入密炼机中混炼后进行压片得到三段胶；

(4)第四段混炼：将三段胶与小料BUB加入密炼机中进行混炼，之后加入小料BUC进行混炼后排胶进开炼机薄通出片既得。

优选的，所述步骤(1)、(2)、(3)采用GK420密炼机，步骤(4)中采用GK255密炼机。

优选的，所述压片采用螺杆压片机。

进一步优选的，所述步骤(1)的具体操作如下：在GK420密炼机中加入天然橡胶，密炼机转速为45～50转/min压坨保持50～70秒，提上顶栓保持5～8秒，再压坨混炼到140～160℃排胶，在螺杆式压片机上出片，冷却停放至少4小时。

进一步优选的，所述步骤(2)的具体操作如下：在GK420密炼机中加入一段塑炼胶、炭黑、小料BUA，密炼机转速为45～55转/min，压上顶栓混炼到120～130℃，提上顶栓保持5～8秒，密炼机转速为30～35转/min，再压上顶栓混炼到150～165℃排胶，在螺杆式压片机上出片，冷却停放至少4小时。

进一步优选的，所述步骤(3)的具体操作如下：在GK420密炼机中加入二段胶、白炭黑，密炼机转速为35～40转/min，压上顶栓混炼到120～130℃，提上顶栓保持5～8秒，密炼机转速为25～30转/min，再压上顶栓混炼到150～160℃排胶，在螺杆式压片机上出片，冷却停放至少4小时出片。

进一步优选的，所述第四段混炼：在GK255密炼机中加入三段混炼胶、小料BUB，密炼机转速为20～30转/min压上顶栓保持30～45秒，提上顶栓加入小料BUC，再压上顶栓保持20～40s，提上顶栓清扫，再压上顶栓混炼到90～100℃排胶，在开炼机上薄通两次出片冷却。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的轮胎钢丝帘布胶采用新型的胶合体系，采用橡胶粘合剂AS—88(改性的三聚氰胺化合物)替代传统的间苯二酚与粘合剂RA，减少了制备原料及制备过程中产生的挥发性有毒气体，降低了制备难度。除此之外，采用该胶合体系制备的帘布胶相比现有技术中的帘布胶在物理性能得到提升，拉伸强度、扯断伸长率、粘合力、胶料粘合剥离力均高于通用配方；同时延长了使用寿命。并且，使用原料的更改，降低了经济成本，具有良好的推广意义。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为实施例1中轮胎钢丝帘布胶制备的工艺流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

术语解释：Phr:表示对每100份(以质量计)橡胶添加材料的份数。

正如背景技术所介绍的，针对现有技术中存在的不足，本发明提出了一种轮胎钢丝帘布胶料组合及制备方法。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

1.原料及设备

1.1原料

小料BUA：氧化锌、硬脂酸、硼酰化钴、防老剂4020、防老剂RD

小料BUB：不溶性硫磺OT20、促进剂DZ

小料BUC：橡胶粘合剂AS—88(是改性的三聚氰胺化合物)

1.2设备

密闭式炼胶机GK420、密闭式炼胶机GK255、开放式炼胶机KL810、螺杆式压片机JC320

2.制备工艺

2.1第一段塑炼

在GK420密炼机中加入天然橡胶，密炼机转速为50转/min压坨保持60秒，提上顶栓保持7秒，再压坨混炼到150℃排胶，在螺杆式压片机上出片，冷却停放至少4小时。

2.2第二段混炼

在GK420密炼机中加入一段塑炼胶、炭黑、小料BUA，密炼机转速为50转/min，压上顶栓混炼到125℃，提上顶栓保持6秒，密炼机转速为33转/min，再压上顶栓混炼到155℃排胶，在螺杆式压片机上出片，冷却停放至少4小时。

2.3第三段混炼

在GK420密炼机中加入二段胶、白炭黑，密炼机转速为37转/min，压上顶栓混炼到125℃，提上顶栓保持6秒，密炼机转速为30转/min，再压上顶栓混炼到155℃排胶，在螺杆式压片机上出片，冷却停放至少4小时出片。

2.4第四段混炼

在GK255密炼机中加入三段混炼胶、小料BUB，密炼机转速为30转/min压上顶栓保持40秒，提上顶栓加入小料BUC，再压上顶栓保持30s，提上顶栓清扫，再压上顶栓混炼到95℃排胶，在开炼机上薄通两次出片冷却。

3.有益效果

3.1物理性能

为了考察本发明提供的轮胎钢丝帘布胶与现有技术中通用全钢载重汽车轮胎帘布胶配方的性能，本实施例分别从物理性能及经济成本方面进行说明，本实施例中选择现有技术中同类型生产企业采用的、效果较好的配方(通用配方1及通用配方2)作为现有技术，其配方如表1所示：

表1

原材料名称	通用配方1(phr)	通用配方2(phr)	实施例(phr)
				天然橡胶	100	100	100
炭黑N375	47	47	47
				白炭黑	10	10	10
氧化锌	8	8	8
				硬脂酸	2	2	2
防老剂4020	1.5	1.5	1.5
				防老剂RD	0.5	0.5	0.5
硼酰化钴	0.7	0.7	0.5
				不溶性硫磺OT20	5	5	5
促进剂DZ	1.3	1.3	1.3
				间苯二酚	2	0	0
间苯二酚树脂	0	2	0
				粘合剂RA65	4.5	4.5	0
AS—88	0	0	4
				合计	182.5	182.5	179.8

上述通用配方及本实施例制备的钢丝帘布胶性能比较结果如表2所示：

表2

物性项目	通用配方1	通用配方2	实施例
				拉伸强度(MPa)	26.00	25.50	27.00
扯断伸长率％	339	369	395
				粘合力(N)	1590	1611	1728
压缩生热(℃)	32.90	32.60	29.10
				胶料粘合剥离力(N)	141	122	146

由表2的结果可以看出，本实施例中与通用配方1、2进行测试对比物理性能得到提升，拉伸强度、扯断伸长率、粘合力、胶料粘合剥离力均高于通用配方；压缩生热低于通用配方(压缩生热越低表征轮胎使用过程中受热的破坏越小，则轮胎使用寿命越长)。

3.2成本说明

通用全钢载重汽车轮胎帘布胶配方和实施例(本发明配方)成本说明如表3所示：

表3

由表3结果可以看出，本实施例与通用配方1、2进行成本核算对比，发明配方实施例成本为9.81元/kg，低于通用配方1、2。

3.3材料种类

通用全钢载重汽车轮胎帘布胶配方和实施例(本发明配方)材料种类说明如表4所示:

表4

原材料名称	通用配方1(phr)	通用配方2(phr)	实施例(phr)
				天然橡胶	100	100	100
炭黑N375	47	47	47
				白炭黑	10	10	10
氧化锌	8	8	8
				硬脂酸	2	2	2
防老剂4020	1.5	1.5	1.5
				防老剂RD	0.5	0.5	0.5
硼酰化钴	0.7	0.7	0.5
				不溶性硫磺OT20	5	5	5
促进剂DZ	1.3	1.3	1.3
				间苯二酚	2	0	0
间苯二酚树脂	0	2	0
				粘合剂RA65	4.5	4.5	0
AS—88	0	0	4
				材料品种数(个)	12	12	11

从表4中可以看出，本发明配方实施例比通用配方1、2材料种类数少1个，在胶料配方制作过程中减少了材料种类的称量管理，降低了劳动强度、提高了生产效率。

3.4环保性能

全钢载重汽车轮胎帘布胶配方通用配方1和实施例(本发明配方)环保性说明：通用配方1中含间苯二酚单体，在胶料配方混炼温度高于90℃时会升华而释放出有毒的刺激性烟雾,不仅对环境造成污染,而且危害人体健康。本发明配方实施例与比通用配方1，在胶料配方制作过程中不会产生有毒气体，更加环保。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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

1.一种组合物，其特征在于，所述组合物包括以下成分：生胶、炭黑、白炭黑及小料BUA、小料BUB、小料BUC；

小料BUB由不溶性硫磺OT20、促进剂DZ组成；

小料BUC为橡胶粘合剂AS—88(是改性的三聚氰胺化合物)。

2.如权利要求1所述组合物，其特征在于，所述组合物中各成分的重量份数比例如下：生胶100.0份：炭黑45.0～55.0份：白炭黑5.0～15.0份：氧化锌5.0～10.0份：硬脂酸0～2份：橡胶粘合剂AS—88(是改性的三聚氰胺化合物)3.0～6.0份：硼酰化钴0.3～1.0份：防老剂4020 1.0～2.0份：防老剂RD 0.5～1.5份：不溶性硫磺OT20 4.0～8.0份：促进剂DZ 0.8～1.6份。

3.如权利要求2所述组合物，其特征在于，所述组合物中各成分的重量份数比如下：生胶100.0份：炭黑45.0份：白炭黑10.0份：氧化锌8.0份：硬脂酸2份：橡胶粘合剂AS—88(是改性的三聚氰胺化合物)4.0份：硼酰化钴0.5份：防老剂4020 1.5份：防老剂RD 0.5份：不溶性硫磺OT205.0份：促进剂DZ1.3份。

4.如权利要求1所述组合物，其特征在于，所述组合物中，生胶选用天然橡胶；或所述炭黑选自N375和/或N326；或所述白炭黑为TL-175MP。

5.权利要求1-4任一项所述组合物作为轮胎钢丝帘布胶生产原料的应用。

6.一种轮胎钢丝帘布胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(4)第四段混炼：将三段胶与小料BUB加入密炼机中进行混炼，之后加入小料BUC进行混炼后排胶进开炼机薄通出片既得；

优选的，所述步骤(1)、(2)、(3)采用GK420密炼机，步骤(4)中采用GK255密炼机；或所述压片采用螺杆压片机。

7.如权利要求6所述轮胎钢丝帘布胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体操作如下：在GK420密炼机中加入天然橡胶，密炼机转速为45～50转/min压坨保持50～70秒，提上顶栓保持5～8秒，再压坨混炼到140～160℃排胶，在螺杆式压片机上出片，冷却停放至少4小时。

8.如权利要求6所述轮胎钢丝帘布胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体操作如下：在GK420密炼机中加入一段塑炼胶、炭黑、小料BUA，密炼机转速为45～55转/min，压上顶栓混炼到120～130℃，提上顶栓保持5～8秒，密炼机转速为30～35转/min，再压上顶栓混炼到150～165℃排胶，在螺杆式压片机上出片，冷却停放至少4小时。

9.如权利要求6所述轮胎钢丝帘布胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体操作如下：在GK420密炼机中加入二段胶、白炭黑，密炼机转速为35～40转/min，压上顶栓混炼到120～130℃，提上顶栓保持5～8秒，密炼机转速为25～30转/min，再压上顶栓混炼到150～160℃排胶，在螺杆式压片机上出片，冷却停放至少4小时出片。

10.如权利要求6所述轮胎钢丝帘布胶的制备方法，其特征在于，所述第四段混炼：在GK255密炼机中加入三段混炼胶、小料BUB，密炼机转速为20～30转/min压上顶栓保持30～45秒，提上顶栓加入小料BUC，再压上顶栓保持20～40s，提上顶栓清扫，再压上顶栓混炼到90～100℃排胶，在开炼机上薄通两次出片冷却。