CN111393721A - 低生热工程子午胎胎体橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

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丁木
刘娟
孙宝兴
高利
马海民
刘亮亮
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00—Compositions of natural rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0041—Compositions of the carcass layers

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Abstract

本发明涉及轮胎橡胶技术领域，具体地说是一种低生热工程子午胎胎体橡胶组合物及其制备方法。包含以下的组分按重量份数混炼构成：天然橡胶100份，炭黑50‑60份，氧化锌4‑11份，防老剂4020 0.5‑2份，防老剂RD 0.5‑2份，KORESIN增粘树脂1‑3份，葵酸镍0.5‑1.5份，五氯硫酚0.1‑0.4份，硫化促进剂0.2‑1.5份，不溶性硫磺5‑8份。本发明采用葵酸镍来提高老化后胎体胶料的粘合性能，同时提高胶料弹性，降低胶料生热，减少胎体脱层问题，提高轮胎在矿山的使用寿命。

Description

低生热工程子午胎胎体橡胶组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及轮胎橡胶技术领域，具体地说是一种低生热工程子午胎胎体橡胶组合物。
背景技术
众所周知，胎体作为工程子午胎的骨架材料，除了承载载荷，还为胎侧和胎面提供强度和稳定性，并保持气压。胎体主要由钢丝帘线与橡胶覆层组成。作为胎体所用的橡胶覆层，它需要与钢丝帘线具有良好的粘合性能、耐老化性能、耐疲劳性能，同时因为近年来巨型工程子午胎的开发，相应的其胎体配方的生热性能也需要进行进一步研究改进。
有机酸钴盐(下面简称钴盐)是镀铜(锌)钢丝帘线的专用粘合促进剂，应用于子午线轮胎各个部件中，用于粘合胶料的钴盐是最重要最昂贵的功能助剂，由于钴金属是重要的战略物资且在地球中的含量仅为0.001％，在市场需求激增的形势下，钴的供应链非常脆弱，欧盟已提出要减小钴含量或寻求替代钴金属的新材料。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有的技术不足，提供一种低生热工程子午胎胎体橡胶组合物及其制备方法，使用葵酸镍替代钴盐后，在弥补钴盐对老化后粘合力产生的不利影响基础上，降低损耗因子，提高弹性，减少动态生热，提高疲劳寿命。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种低生热工程子午胎胎体橡胶组合物，其特征在于，包含以下的组分按重量份数混炼构成：
天然橡胶100份，炭黑50-60份，氧化锌4-11份，防老剂4020 0.5-2份，防老剂RD0.5-2份，KORESIN增粘树脂1-3份，葵酸镍0.5-1.5份，五氯硫酚0.1-0.4份，硫化促进剂0.2-1.5份，不溶性硫磺5-8份。
所述的葵酸镍质量分数0.2-0.21％，软化点80-110℃，加热减量≤1.0％。
所述的炭黑为高耐磨炉黑N326。
所述的粘合树脂为KORESIN超级增粘树脂。
所述的促进剂为N,N’-2二环己基-2,2-二苯并噻唑次磺酰胺。
所述的不溶性硫磺为改进型不溶性硫磺HDOT-20。
一种生产前述低生热工程子午胎胎体橡胶组合物的方法，其特征在于，包含如下步骤：
一段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为45-55rpm，将天然胶、部分炭黑、氧化锌同时加入密炼机中，压栓35秒，提栓后压栓保持40秒，再提栓压栓保持30秒至155-165℃排胶。
第一次停放：将一段混炼得到的一段母胶放在空气中，自然冷却至室温；
二段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为40-50rpm，按重量称取一段母胶，剩余炭黑、葵酸镍、防老剂、KORESIN增粘树脂加入密炼机中混炼；压栓保持35秒，提栓后再压栓40秒，提栓后压栓至150-160℃排胶。
第二次停放：将二段混炼得到的二段母胶放在空气中，自然冷却；
三段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为35-40rpm，将混炼得到二段混炼胶加入密炼机进行混炼，两次提栓、压栓各混炼30-40s，温度达到150-160℃排胶；
第三次停放：将三段混炼得到的三段母胶放在空气中，自然冷却；
四段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为35-40rpm，将混炼得到二段混炼胶加入密炼机进行混炼，两次提栓、压栓各混炼30-40s，温度达到145-155℃排胶；
终炼：启动密炼机，设置密炼机转子转速为16-20rpm，将四段母胶、硫化促进剂、不溶性硫磺、防焦剂加入密炼机混炼30s提栓，然后继续混炼40s提栓，继续混炼至105℃排胶。
本发明的有益效果是，采用葵酸镍来提高老化后胎体胶料的粘合性能，同时提高胶料弹性，降低胶料生热，减少胎体脱层问题，提高轮胎在矿山的使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述,显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。
葵酸镍质量分数0.2-0.21％，软化点80-110℃，加热减量≤1.0％。
所述的炭黑为高耐磨炉黑N326。
所述的粘合树脂为KORESIN超级增粘树脂。
所述的促进剂为N,N’-2二环己基-2,2-二苯并噻唑次磺酰胺。
所述的不溶性硫磺为改进型不溶性硫磺HDOT-20。
采用本发明所述的原料组分及含量即可制备，制备步骤如下：
一段混炼：启动密炼机(GK400)，设置密炼机的转子转速为45-55rpm，将天然胶、部分炭黑、氧化锌同时加入密炼机GK400中，压栓35秒，提栓后压栓保持40秒，再提栓压栓保持30秒至155-165℃排胶。
第一次停放：将一段混炼得到的一段母胶放在空气中，自然冷却至室温；
二段混炼：启动密炼机(GK400)，设置密炼机的转子转速为40-50rpm，按重量称取一段母胶，剩余炭黑、葵酸镍、防老剂、KORESIN加入密炼机中混炼；压栓保持35秒，提栓后再压栓40秒，提栓后压栓至150-160℃排胶。
第二次停放：将二段混炼得到的二段母胶放在空气中，自然冷却；
三段混炼：启动密炼机(GK400)，设置密炼机的转子转速为35-40rpm，将混炼得到二段混炼胶加入密炼机进行混炼，两次提栓、压栓各混炼30-40s，温度达到150-160℃排胶；
第三次停放：将三段混炼得到的三段母胶放在空气中，自然冷却；
四段混炼：启动密炼机(GK400)，设置密炼机的转子转速为35-40rpm，将混炼得到二段混炼胶加入密炼机进行混炼，两次提栓、压栓各混炼30-40s，温度达到145-155℃排胶；
终炼：启动密炼机(GK255)，设置密炼机转子转速为16-20rpm，将四段母胶、硫化促进剂、不溶性硫磺、防焦剂加入密炼机混炼30s提栓，然后继续混炼40s提栓，继续混炼至105℃排胶。
具体实施例发明组合物配合及配方物理性能表、耐久测试分别见表1、表2、表3所示：
表1：发明组合物配合表如下(各原料含量的单位为：重量份)：
Figure BDA0002472089440000031
Figure BDA0002472089440000041
将对照例与实施例橡胶组合物在140℃*120min的硫化条件下使用平板硫化机进行硫化，根据国家标准GB/T 531-1999进行绍尔A测试，按照国家标准GB/T 528-1998进行拉伸性能测试。
表2：配方物理性能表
Figure BDA0002472089440000042
Figure BDA0002472089440000051
与对照例相比，老化前实施例的硬度、撕力、拉伸强度、扯断伸长率相当，H抽出力提升2.1％，常温回弹及热回弹提高1个数值，60℃tanδ降低15％，老化后拉伸强度、定伸应力稍高，H抽出力提升6.8％，使用葵酸镍替代葵酸钴后，老化前后的钢丝抽出力均有提升，这应该与二价钴离子易被氧化，镍的活性比钴低，二价镍离子比二价钴离子更稳定有关，最重要的是使用葵酸镍后，胶料的生热有了较大程度的降低，可减少轮胎肩部脱层情况，提高轮胎使用寿命。
表3：发明组合物轮胎耐久性能数据
使用实施例试制27.00R49 TB526S规格轮胎与对照例轮胎进行耐久对比测试：
Figure BDA0002472089440000052
装车路试
按照实施例配方方案试制4条27.00R49 TB526S规格试验胎发往国外某矿山进行路试，目前已运行2890h，无异常，后期我们将进行持续跟踪。

Claims (7)

1.一种低生热工程子午胎胎体橡胶组合物，其特征在于，包含以下的组分按重量份数混炼构成：
天然橡胶100份，炭黑50-60份，氧化锌4-11份，防老剂4020 0.5-2份，防老剂RD 0.5-2份，KORESIN增粘树脂1-3份，葵酸镍0.5-1.5份，五氯硫酚0.1-0.4份，硫化促进剂0.2-1.5份，不溶性硫磺5-8份。
2.根据权利要求1所述低生热工程子午胎胎体橡胶组合物，其特征在于所述的葵酸镍质量分数0.2-0.21％，软化点80-110℃，加热减量≤1.0％。
3.根据权利要求1所述低生热工程子午胎胎体橡胶组合物，其特征在于所述的所述的炭黑为高耐磨炉黑N326。
4.根据权利要求1所述低生热工程子午胎胎体橡胶组合物，其特征在于所述的所述的粘合树脂为KORESIN超级增粘树脂。
5.根据权利要求1所述低生热工程子午胎胎体橡胶组合物，其特征在于所述的所述的促进剂为N,N’-2二环己基-2,2-二苯并噻唑次磺酰胺。
6.根据权利要求1所述低生热工程子午胎胎体橡胶组合物，其特征在于所述的所述的不溶性硫磺为改进型不溶性硫磺HDOT-20。
7.一种生产权利要求1所述低生热工程子午胎胎体橡胶组合物的方法，其特征在于，包含如下步骤：
一段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为45-55rpm，将天然胶、部分炭黑、氧化锌同时加入密炼机中，压栓35秒，提栓后压栓保持40秒，再提栓压栓保持30秒至155-165℃排胶。
第一次停放：将一段混炼得到的一段母胶放在空气中，自然冷却至室温；
二段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为40-50rpm，按重量称取一段母胶，剩余炭黑、葵酸镍、防老剂、KORESIN增粘树脂加入密炼机中混炼；压栓保持35秒，提栓后再压栓40秒，提栓后压栓至150-160℃排胶。
第二次停放：将二段混炼得到的二段母胶放在空气中，自然冷却；
三段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为35-40rpm，将混炼得到二段混炼胶加入密炼机进行混炼，两次提栓、压栓各混炼30-40s，温度达到150-160℃排胶；
第三次停放：将三段混炼得到的三段母胶放在空气中，自然冷却；
四段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为35-40rpm，将混炼得到二段混炼胶加入密炼机进行混炼，两次提栓、压栓各混炼30-40s，温度达到145-155℃排胶；
终炼：启动密炼机，设置密炼机转子转速为16-20rpm，将四段母胶、硫化促进剂、不溶性硫磺、防焦剂加入密炼机混炼30s提栓，然后继续混炼40s提栓，继续混炼至105℃排胶。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000159933A (ja) * 1998-12-02 2000-06-13 Kunio Mori ゴム組成物及びコンベヤベルト
CN110330424A (zh) * 2019-07-24 2019-10-15 浙江巍翔科技集团有限公司 一种新癸酸镍的制备方法及应用

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Non-Patent Citations (1)

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刘娟等: ""巨型工程机械子午线轮胎高弹性、低生热胎体胶的性能研究"", 《轮胎工业》 *

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