CN111171397A - 一种全钢载重汽车胎面配方 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全钢载重汽车胎面配方。所述配方的原料组分按重量份数包括：天然橡胶70份～90份，杜仲橡胶10份～30份，饱和及不饱和脂肪酸锌混合物1～6份。所述杜仲橡胶为反1，4－聚异戊二烯。有益效果：本发明能有效提升杜仲橡胶胎面复合材料的卷曲能力，有利于轮胎成型过程中胎面贴合，可以适当增加杜仲橡胶在胎面配方中的使用比例，扩大杜仲胶能够在橡胶工业中应用用量，改善我国天然橡胶资源匮乏的情况，将我国特有且种植面积广易于推广的杜仲高效利用推广，解决杜仲胶无法在橡胶工业中广泛应用的问题，制备工艺简单，使用效果良好，利于推广。

Description

一种全钢载重汽车胎面配方
技术领域
本发明涉及橡胶配方领域，具体涉及到一种全钢载重汽车胎面配方。
背景技术
杜仲胶，产自于我国特有的一种经济作物--杜仲树，其化学成分是反1，4－聚异戊二烯，与天然橡胶顺1，4－聚异戊二烯是同分异构体，但是它们的性质大不相同。杜仲橡胶在室温时是皮革状的坚韧物质，纯胶在10℃时结晶，40℃～50℃开始才能表现有弹性，65℃开始软化，这些性质使得杜仲胶在常温下为硬质塑料状态，只能当作塑料的替代品或热塑性弹性体来使用，应用范围十分有限，尤其在橡胶工业中。两者性能差异如此之大是因为杜仲胶的反式结构相对天然橡胶的顺式结构等同周期短，常温下分子链段易于结晶阻碍其运动，从而呈现出一种硬质状态，从而无法表现出弹性体的性质。
当前，我国天然橡胶的产能远远不能满足国民经济发展的需求，资源自给率低已成为我国橡胶工业发展遇到的最大瓶颈。据中国天然橡胶协会报道，2018年中国天然橡胶需求量为578万吨，由于国内资源产能严重不足，天然橡胶缺口预计将超过4/5。数据显示，在2018年底，中国天然橡胶干胶产量83.7万吨，但需求增加更迅速，国内天然橡胶自给率逐年下降。2018年中国消费量达到359万吨，自给率仅20％，缺口已达4/5。寻找天然橡胶的替代品成为橡胶产业发展的当务之急。杜仲是我国特有的植物，世界96％以上的杜仲资源在中国。根据国家林业局林科院的统计数据，我国目前杜仲栽培面积约500万亩，杜仲种植比较集中的地区是贵州、湖南、四川、湖北、陕西、河南、重庆、甘肃、安徽、江西等省、市和地区，江苏、广西、云南、山西、山东、河北、北京、新疆等多个省份也都引种成功。在这种形势下，对我国特有的杜仲胶进行开发研究，拓宽其应用和发展空间显得尤为重要。
目前对杜仲胶的应用开发研究主要分为物理改性和化学改性，其中物理改性是基于杜仲胶的橡塑二重性，将其与其他橡胶、塑料共混，以改善橡塑基材的加工和使用性能；而化学改性方法是改变杜仲胶的结构，针对杜仲胶的化学改性主要有环氧化、硫化、氯化、硝基化及盐酸化等方面。通过与其他橡胶共混虽然一定程度上改善杜仲橡胶复合材料的加工和使用性能，但是避免不了在轮胎成型过程中胎面偏硬的问题，造成生产效率偏低。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种全钢载重汽车胎面配方。该配方扩大杜仲胶能够在橡胶工业中应用用量，改善我国天然橡胶资源匮乏的情况。
一种全钢载重汽车胎面配方，所述配方的原料组分按重量份数包括：天然橡胶70份～90份，杜仲橡胶10份～30份，饱和及不饱和脂肪酸锌混合物1～6份。
进一步的，所述配方的原料组分按重量份数还包括：炭黑N11545份，氧化锌4份，硬脂酸1.5份，防老剂6PPD 2.8份，微晶蜡3份，充油硫磺1.7份，促进剂NS 0.9份，防焦剂CTP0.18份。
进一步的，所述杜仲橡胶为反1，4－聚异戊二烯。
本发明还提供一种全钢载重汽车胎面配方的制备方法，步骤如下：
(a)天然橡胶、杜仲橡胶与饱和及不饱和脂肪酸锌在开炼机进行混炼，进行预分散2min；然后将天然橡胶投入到密炼机中进行塑炼20-40s，混炼温度为110-140℃，转速为55-30rpm，先快后慢，上顶栓压力45-55N/cm2，混炼中提上顶栓2次，每次保持10-20s；
(b)按配比将炭黑N115、硬脂酸、防老剂6PPD、防老剂RD和微晶蜡投入到步骤(a)的密炼机中混炼20-40s，转速35-45rpm，上顶栓压力不变，排胶温度为145-155℃；
(c)排胶出片，冷却，得到母胶；
(d)将母胶、充油硫磺、促进剂NS、促进剂DPG、防焦剂CTP和氧化锌投入到密炼机中混炼40-70s，转速25-35rpm，排胶温度100-110℃；
(e)排出胶片，冷却，得到终炼胶，然后在开炼机2mm出片。
有益效果：本发明能有效提升杜仲橡胶胎面复合材料的卷曲能力，有利于轮胎成型过程中胎面贴合，可以适当增加杜仲橡胶在胎面配方中的使用比例，扩大杜仲胶能够在橡胶工业中应用用量，改善我国天然橡胶资源匮乏的情况，将我国特有且种植面积广易于推广的杜仲高效利用推广，解决杜仲胶无法在橡胶工业中广泛应用的问题，制备工艺简单，使用效果良好，利于推广。
附图说明
图1为本发明参比样的复合材料卷曲状态。
图2为本发明实施例1的复合材料卷曲状态。
图3为本发明实施例2的复合材料卷曲状态。
图4为本发明实施例3的复合材料卷曲状态。
具体实施方式
实施例1
一种全钢载重汽车胎面配方，其原料以重量份数计如下：天然橡胶80份，杜仲橡胶20份，炭黑N11545份，氧化锌4份，硬脂酸1.5份，防老剂6PPD 2.8份，微晶蜡3份，充油硫磺1.7份，促进剂NS 0.9份，防焦剂CTP 0.18份，饱和及不饱和脂肪酸锌2份。
实施例2
一种全钢载重汽车胎面配方，其原料以重量份数计如下：天然橡胶80份，杜仲橡胶20份，炭黑N11545份，氧化锌4份，硬脂酸1.5份，防老剂6PPD 2.8份，微晶蜡3份，充油硫磺1.7份，促进剂NS 0.9份,防焦剂CTP 0.18份，饱和及不饱和脂肪酸锌3份。
实施例3
一种全钢载重汽车胎面配方，其原料以重量份数计如下：天然橡胶80份，杜仲橡胶20份，炭黑N115 45份，氧化锌4份，硬脂酸1.5份，防老剂6PPD 2.8份，微晶蜡3份，充油硫磺1.7份，促进剂NS 0.9份,防焦剂CTP 0.18份，饱和及不饱和脂肪酸锌4份。
上述胎面配方的制备方法按照如下步骤进行：
(a)天然橡胶、杜仲橡胶与饱和及不饱和脂肪酸锌在开炼机进行混炼，进行预分散2min；然后将天然橡胶投入到密炼机中进行塑炼20-40s，混炼温度为110-140℃，转速为55-30rpm，先快后慢，上顶栓压力45-55N/cm2，混炼中提上顶栓2次，每次保持10-20s；
(b)按配比将炭黑N115、硬脂酸、防老剂6PPD、防老剂RD和微晶蜡投入到步骤(a)的密炼机中混炼20-40s，转速35-45rpm，上顶栓压力不变，排胶温度为145-155℃；
(c)排胶出片，冷却，得到母胶；
(d)将母胶、充油硫磺、促进剂NS、促进剂DPG、防焦剂CTP和氧化锌投入到密炼机中混炼40-70s，转速25-35rpm，排胶温度100-110℃；
(e)排出胶片，冷却，得到终炼胶，然后在开炼机2mm出片。
选取本发明实施例一至实施例三制得的实验样品，终炼胶进行裁样，制成长度10cm、宽度2cm、厚度2mm样品，将样品卷曲成筒状，放置72小时后，观察样品维持卷曲能力的情况，此为了模拟轮胎胎面贴合成型难易。
观察结果如图1-4所示：图1中的参比样为未加入20份杜仲橡胶复合材料卷曲状态，图2中的实施例1、图3中的实施例2与图4中的实施例3加入了杜仲橡胶20份，由实施例1、实施例2与实施例3变化可知，随着此种饱和及不饱和脂肪酸锌使用份数的增加，卷曲能力状况趋于变好。
本发明饱和及不饱和脂肪酸锌的混合物，其熔点为98℃～108℃，饱和脂肪酸锌所占比例为40％～70％，其主要化学式为CR1HR2OR3ZnR4，其中R1值为12～30，R2值为24～80，R3值为2～6，R4值为1～3。
将此种饱和及不饱和脂及酸锌的混合物与生胶预混均匀，其中杜仲橡胶的份数为10～30份，饱和及不饱和脂及酸锌的混合物份为1～6份。100％NR生胶体系，炭黑使用的类型为N115。
杜仲橡胶，在杜仲籽壳中提取得到，其主要成分为反1，4－聚异戊二烯。加入此种饱和及不饱和脂及锌混合物能有效改善所获得的杜仲橡胶胎面母胶成型能力。
饱和及不饱和脂肪酸锌改善杜仲橡胶胎面复合材料成型能力机理如下所述：饱和及不饱和脂肪酸锌分子插进到杜仲橡胶分子链之间，消弱了杜仲橡胶分子链间的应力，增加了杜仲橡胶分子链的移动性、降低了杜仲橡胶分子链的结晶度，从而使聚合物的塑性增加，降低了聚合物分子链间的应力和聚合物的分子链的结晶度。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (4)

1.一种全钢载重汽车胎面配方，其特征在于，所述配方的原料组分按重量份数包括：天然橡胶70份～90份，杜仲橡胶10份～30份，饱和及不饱和脂肪酸锌混合物1～6份。
2.如权利要求1所述的全钢载重汽车胎面配方，其特征在于，所述配方的原料组分按重量份数还包括：炭黑N115 45份，氧化锌4份，硬脂酸1.5份，防老剂6PPD 2.8份，微晶蜡3份，充油硫磺1.7份，促进剂NS 0.9份，防焦剂CTP 0.18份。
3.如权利要求1所述的全钢载重汽车胎面配方，其特征在于，所述杜仲橡胶为反1，4－聚异戊二烯。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的全钢载重汽车胎面配方的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(a)天然橡胶、杜仲橡胶与饱和及不饱和脂肪酸锌在开炼机进行混炼，进行预分散2min；然后将天然橡胶投入到密炼机中进行塑炼20-40s，混炼温度为110-140℃，转速为55-30rpm，先快后慢，上顶栓压力45-55N/cm2，混炼中提上顶栓2次，每次保持10-20s；
(b)按配比将炭黑N115、硬脂酸、防老剂6PPD、防老剂RD和微晶蜡投入到步骤(a)的密炼机中混炼20-40s，转速35-45rpm，上顶栓压力不变，排胶温度为145-155℃；
(c)排胶出片，冷却，得到母胶；
(d)将母胶、充油硫磺、促进剂NS、促进剂DPG、防焦剂CTP和氧化锌投入到密炼机中混炼40-70s，转速25-35rpm，排胶温度100-110℃；
(e)排出胶片，冷却，得到终炼胶，然后在开炼机2mm出片。
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