CN111499932A - 一种全钢子午线轮胎胎体胶料及其制备方法 - Google Patents

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陈雪梅
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Abstract

本发明涉及一种全钢子午线轮胎胎体胶料。所述胶料的原料按照重量份包括：1‑100份的天然橡胶、50‑70份的通用炭黑、1‑10份的钢丝粘合剂。一种轮胎，所述轮胎的原料包括权利要求1‑5所述的全钢子午线轮胎胎体胶料。本发明利用新型增粘树脂A250具有更好的热老化性能，更好的抽出力保持性能引入全钢胎体胶料配方中使用，可以在保证半部件性能的同时，并适当提升性能，同时改善工厂环境降低危害性，降低生产成本，从而获得具有同等性能轮胎，提高轮胎的市场竞争力。

Description

一种全钢子午线轮胎胎体胶料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种全钢子午线轮胎胎体胶料。
背景技术
现行全钢子午线轮胎胎体胶配方中，大多数使用的钢丝粘合体系主要使用的是间-甲-白-钴粘合体系，有些公司也会使用间-甲-钴粘合体系；间苯二酚在整个钢丝粘合体系中起到关键性作用，全钢胎体钢丝胶通过高粘合固定钢丝保证轮胎的轮廓，并在行驶过程中提高轮胎的安全性能。
轮胎企业常用的钢丝粘合体系采用间苯二酚-80作为粘合剂，间苯二酚-80对温度极为敏感，高温下容易升华，挥发份高，并且生产过程中发烟量大，危害较大；游离的间苯二酚挥发份不仅对工人的健康不利，而且生产过程中容易燃烧，生产中具有安全隐患；并且生产过程中需要不断清洁设备，维护成本较高。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种全钢子午线轮胎胎体胶料。该胶料具有更好的热老化性能。
一种全钢子午线轮胎胎体胶料，所述胶料的原料按照重量份包括：1-100份的天然橡胶、50-70份的通用炭黑、1-10份的钢丝粘合剂。
进一步的，所述钢丝粘合剂包括：1.5-3份的新型增粘树脂A250、0.5-1份的钴盐以及4-6份的粘合剂RA。
进一步的，所述天然橡胶为标号≥20标胶的天然橡胶。
进一步的，所述通用炭黑为：吸碘值在80±10mg/g，DBP吸收值在72±10mL/100g，氮吸附比表面积在70-85×103m2/kg的通用炉黑。
进一步的，所述胶料的原料按照重量份还包括：1-5份的环保芳烃油、1-5份的氧化锌、1-5份的硬脂酸、1-5份的防老剂、1-5份的促进剂DZ、1-5份的不溶性硫磺OT20。
本发明还提供一种全钢子午线轮胎胎体胶料的制备方法，其特征在于，步骤包括：
(1)按比例将天然橡胶、占通用炭黑总重量五分之四的通用炭黑、环保芳烃油、氧化锌、硬脂酸以及防老剂在密炼机中进行3-4min的混炼，直至胶料温度达到165℃，即完成非生产性阶段1；
(2)将非生产性阶段1得到的胶料以及占通用炭黑总重量五分之一的通用炭黑、钴盐、新型增粘树脂A250在密炼机中进行2-3min的混炼，直至胶料温度达到140℃，即完成非生产性阶段2；
(3)将非生产性阶段2得到的胶料以及促进剂DZ、不溶性硫磺OT20、粘合剂RA进行生产性阶段的混炼，胶料温度达到100℃即完成。
本发明还提供一种轮胎，所述轮胎的原料包括上述的全钢子午线轮胎胎体胶料。
有益效果：新型增粘树脂A250的游离间苯二酚含量极低，游离苯酚的含量也很低，几乎无挥发份，满足轮胎行业对于粘合树脂的技术需求。新型增粘树脂A250应用到配方中，胶料具有更好的热老化性能，更好的抽出力保持性能；这对提高轮胎的使用寿命和翻新能力做出了卓越贡献。同时新型增粘树脂A250的使用几乎没有挥发份，生产过程中发烟很小，对生产环境及员工身体健康有极大改善。本发明利用新型增粘树脂A250具有更好的热老化性能，更好的抽出力保持性能引入全钢胎体胶料配方中使用，可以在保证半部件性能的同时，并适当提升性能，同时改善工厂环境降低危害性，降低生产成本，从而获得具有同等性能轮胎，提高轮胎的市场竞争力。
附图说明
图1为本发明实例3的实物图。
具体实施方式
新型增粘树脂A250的混炼可将各组分在至少三个阶段中进行混炼，即两个非生产性混炼阶段和一个生产性混炼阶段，试验材料与橡胶在一个或多个非生产性混炼阶段进行混炼。
实例1
在Banbury密炼机中制备如表1中所规定成分的胎体胶料，制备过程采取三个分开的加料混炼阶段，即两个非生产性混炼阶段和一个生产性混炼阶段。非生产性阶段1进行约3-4min的混炼，直至橡胶温度达到165℃，即完成；非生产性阶段2进行约2-3min的混炼，直至橡胶温度达到140℃，即完成。生产性阶段的混炼时间是使橡胶温度达到100℃的时间。
该胎体胶料在这里被称之为样品1、样品2、样品3、样品4、样品5。样品1在这里被当做对比样，即，在胎体胶料中未使用最优化的胶料配比。
所有的样品在约151℃*30min硫化。表2给出了硫化样品1-5的物理性能、曲挠性能及渗透系数。
表1 实例1胎体胶料原料配比表
Figure BDA0002426887000000031
Figure BDA0002426887000000041
表2 实例1胎体胶料测试性能表
Figure BDA0002426887000000042
上述表2中数据表明随着试验样品的新型增粘树脂A250份数的增加，扯断伸长率稍微增加，拉伸强度有稍微下降，100％定伸呈增加趋势；钢丝抽出性能看，老化前数据除2#样品稍微下降外，其余样品均与正常1#样品相当，热空气老化后所有试验样品均高于正常样品，盐水老化后除2#样品稍微下降外，其余样品均稍高于正常样品。
因引入新型增粘树脂A250的使用可以在保持全钢胎体胶料力学性能的前提下，提升胶料的钢丝抽出性能及热老化性能，同时改善生产环境降低生产成本；因此，加入新型增粘树脂A250在全钢胎体胶料中对保证全钢胎体钢丝胶料的高粘合性能起到关键作用。
实例2
在Banbury密炼机中制备如表3中所规定成分的胎体胶料，制备过程采取三个分开的加料混炼阶段，即两个个非生产性混炼阶段和一个生产性混炼阶段。非生产性阶段1进行约3-4min的混炼，直至橡胶温度达到165℃，即完成；非生产性阶段2进行约2-3min的混炼，直至橡胶温度达到140℃，即完成。生产性阶段的混炼时间是使橡胶温度达到100℃的时间。
该胎体胶料在这里被称之为样品a、样品b。样品a在这里被当做对比样，即，在胎体胶料中未使用最优化的橡胶配比。
所有的样品在约151℃*30min硫化。表4给出了硫化样品a、b的物理性能、曲挠性能及渗透系数。
表3 实例2胎体胶料原料配比表
Figure BDA0002426887000000051
Figure BDA0002426887000000061
表4 实例2胎体胶料测试性能表
151℃*30min硫化 a b
扯断伸长率％ 378 386
拉伸强度，MPa 24.5 23.98
100％定伸，MPa 4.9 5.2
老化前钢丝抽出力，N 1460 1509
100℃*48h老化后钢丝抽出力，N 1350 1408
7天盐水老化后钢丝抽出力，N 1289 1324
上述表4中数据表明使用新型增粘树脂A250的试验方案b与正常方案a对比，扯断伸长率两者相当，拉伸强度稍微下降，100％定伸稍微升高；抽出力方面，老化前、热空气老化及盐水老化后均体现出试验方案的优异抽出性能及耐久保持性能。
表5 实例2胶料的耐久性能表
Figure BDA0002426887000000062
Figure BDA0002426887000000071
上述表5数据表明，使用新型增粘树脂A250的试验方案b与正常方案a对比，不仅是从胶片的剥离强度来看，还是到半部件覆胶帘布的剥离强度老化前后来看试验方案均优于正常方案，从而表征试验方案的耐久性能更加优越，更利于成品轮胎的翻新。
实例3
一种轮胎，采用实例1所述胶料配方制备得到。图1A为安装该轮胎的路试车辆，图1B为试验轮胎断面，图1C为试验轮胎。从图1路试轮胎信息来看，试验轮胎行驶22万km，轮胎磨损正常，断面无异常，满足使用需求。
新型增粘树脂A250应用到配方中，基本不挥发的特性极大的改善了车间生产环境，降低了对员工的危害性。因其特殊的大分子结构，胶料具有出色的橡胶-橡胶之间的粘合性能，提升了轮胎成型过程中部件间的粘合；同时可以改善橡胶的柔韧性，有效地改善了橡胶的疲劳性能，更好的粘合力保持与更优的粘合胶耐久性能，提高轮胎的可翻新性；这对卡客车胎的终端用户意味着巨大的价值，同时新型增粘树脂A250的市场价格远低于间苯二酚-80，因此其应用后的市场潜力巨大。本发明中胎体胶料的高粘合性能是通过胶料的钢丝抽出力及半部件的剥离性能来测试。
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在本发明的权利要求书的范围内。

Claims (7)

1.一种全钢子午线轮胎胎体胶料，其特征在于，所述胶料的原料按照重量份包括：1-100份的天然橡胶、50-70份的通用炭黑、1-10份的钢丝粘合剂。
2.按照权利要求1的全钢子午线轮胎胎体胶料，其特征在于，所述钢丝粘合剂包括：1.5-3份的新型增粘树脂A250、0.5-1份的钴盐以及4-6份的粘合剂RA。
3.按照权利要求1的全钢子午线轮胎胎体胶料，其特征在于，所述天然橡胶为标号≥20标胶的天然橡胶。
4.按照权利要求1的全钢子午线轮胎胎体胶料，其特征在于，所述通用炭黑为：吸碘值在80±10mg/g，DBP吸收值在72±10mL/100g，氮吸附比表面积在70-85×103m2/kg的通用炉黑。
5.按照权利要求1的全钢子午线轮胎胎体胶料，其特征在于，所述胶料的原料按照重量份还包括：1-5份的环保芳烃油、1-5份的氧化锌、1-5份的硬脂酸、1-5份的防老剂、1-5份的促进剂DZ、1-5份的不溶性硫磺OT20。
6.一种按照权利要求1-5所述的全钢子午线轮胎胎体胶料的制备方法，其特征在于，步骤包括：
(1)按比例将天然橡胶、占通用炭黑总重量五分之四的通用炭黑、环保芳烃油、氧化锌、硬脂酸以及防老剂在密炼机中进行3-4min的混炼，直至胶料温度达到165℃，即完成非生产性阶段1；
(2)将非生产性阶段1得到的胶料以及占通用炭黑总重量五分之一的通用炭黑、钴盐、新型增粘树脂A250在密炼机中进行2-3min的混炼，直至胶料温度达到140℃，即完成非生产性阶段2；
(3)将非生产性阶段2得到的胶料以及促进剂DZ、不溶性硫磺OT20、粘合剂RA进行生产性阶段的混炼，胶料温度达到100℃即完成。
7.一种轮胎，其特征在于，所述轮胎的原料包括权利要求1-5所述的全钢子午线轮胎胎体胶料。
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