CN111675939B - 一种降低充气轮胎气味的方法及低气味轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种降低充气轮胎气味的方法及低气味轮胎，该方法包括以下步骤：提供橡胶混合溶液；所述橡胶混合溶液包括用于溶解橡胶的有机溶剂和橡胶组合物，所述橡胶组合物包括如下重量份的组分：60～100份的丁基橡胶；0～40份的天然橡胶；30～70份的炭黑；1～10份的环烷基油；2～6份的氧化锌；1～3份的硬脂酸；2～6份的粘合树脂；2～6份的分散剂；0.5～2份的硫磺；将所述橡胶混合溶液施加于未加硫的生胎表面，加硫，得到低气味轮胎。本发明方法可在不更改现有配方与制成条件下，简便有效地使不同配方轮胎的气味等级降低，利于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及充气轮胎技术领域，尤其涉及一种降低充气轮胎气味的方法及低气味轮胎。
背景技术
随着政府与人们对于保护环境与生活品质的要求提高，对轮胎的制造与产品所产生的气味等级要求日益严格，因此各轮胎厂商与制造商非常重视如何消除轮胎产品的气味。充气轮胎的胎体主要由橡胶及化工助剂等原料经混炼、交联制成。轮胎的气味主要来源于生胶、增塑剂及其他化工助剂。其中低分子量、易挥发的物质包括胺类、酮类和小分子苯乙烯(如丁苯橡胶中的游离态苯乙烯)等，其气味刺激性较强，浓度过高时，易引起人体不适。而在高温硫化作业时，各项药品相互反应所产生的气体气味等级往往很高。轮胎行业内，气味评判标准一般分为1至6级，依次包括：1级，气味不可察觉；2级，气味可察觉、无干扰；3级，气味明显可察觉、但无干扰；4级，气味有干扰；5级，气味有强烈干扰；6级，气味不能容忍。
为了降低轮胎气味等级，目前一些现有技术在轮胎橡胶组合物中添加散发芳香气味的物质，例如，将耐高温植物香精加进橡胶组合物配方中。还有一些研究人员采用改变促进剂等原料种类的方式，例如，申请公布号为CN110218368A的中国专利文献公开了一种低气味半钢子午线轮胎过渡层橡胶组合物，按照一定重量比例包括：1,4-顺聚乙烯戊二烯橡胶，苯乙烯与丁二烯共聚物材料，补强填料、环保芳烃油、粘合树脂、硫磺、促进剂DCBS、防老剂、粘合剂HMMM，氧化锌和硬脂酸。上述专利文献技术使用气味更低的次磺酰胺类促进剂DCBS，并采用游离酚含量更低的粘合树脂，降低胶料气味，在生胎硫化反应进行时减少会产生气味的产物。
然而，现有技术需要重新设计配方才能达成轮胎性能的需求，难以简单对应于各种规格的轮胎，成本较高，不利于推广应用。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种降低充气轮胎气味的方法及低气味轮胎，本发明方法可在不更改现有配方与制成条件下，简便有效地使不同配方轮胎的气味等级降低。
本发明提供一种降低充气轮胎气味的方法，包括以下步骤：
提供橡胶混合溶液；所述橡胶混合溶液包括用于溶解橡胶的有机溶剂和橡胶组合物，所述橡胶组合物包括如下重量份的组分：60～100份的丁基橡胶；0～40份的天然橡胶；30～70份的炭黑；1～10份的环烷基油；2～6份的氧化锌；1～3份的硬脂酸；2～6份的粘合树脂；2～6份的分散剂；0.5～2份的硫磺；
将所述橡胶混合溶液施加于未加硫的生胎表面，加硫，得到低气味轮胎。
优选地，所述丁基橡胶选自纯丁基橡胶或卤化丁基橡胶。
优选地，所述橡胶组合物包括：40～65份的炭黑；3～8份的环烷基油。
优选地，所述有机溶剂选自C4-10烷烃和环烷烃中的一种或多种。
进一步优选地，所述有机溶剂为正己烷。
优选地，所述橡胶混合溶液中橡胶组合物与正己烷的重量比例为1：(4～7)。
优选地，将所述橡胶混合溶液以喷洒或涂抹的方式覆盖施加于未加硫的生胎表面；所述橡胶混合溶液的用量为10g～100g。
优选地，所述橡胶混合溶液施加结束，静置后加硫，得到低气味轮胎；所述静置的时间为30min～60min。
本发明还提供一种低气味轮胎，其由未加硫的生胎表面施加橡胶混合溶液后、加硫制得，所述橡胶混合溶液包括用于溶解橡胶的有机溶剂和橡胶组合物；
所述有机溶剂优选选自C4-10烷烃和环烷烃中的一种或多种；
所述橡胶组合物包括如下重量份的组分：60～100份的丁基橡胶；0～40份的天然橡胶；30～70份的炭黑；1～10份的环烷基油；2～6份的氧化锌；1～3份的硬脂酸；2～6份的粘合树脂；2～6份的分散剂；0.5～2份的硫磺。
与现有技术相比，本发明实施例采用特定组分配比的橡胶混合溶液，其包括以丁基橡胶为主体的橡胶组合物和用于溶解橡胶的烷烃或环烷烃类有机溶剂；本发明在未加硫的生胎表面施加上述橡胶混合溶液，之后加硫即可。本发明中该溶液具有极好的保气性，能够有效的阻止轮胎低分子物质的挥发扩散，并且所述的橡胶组合物不产生具有刺激性气味的胺类、酮类和苯乙烯等小分子物质，同时可通过喷涂等方式施加在轮胎表面，在不更改现有配方与制成条件下有效地降低轮胎气味。本发明方法简便，可对各种规格的轮胎降低气味等级且不影响性能，降低了成本，利于推广。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种降低充气轮胎气味的方法，包括以下步骤：
提供橡胶混合溶液；所述橡胶混合溶液包括用于溶解橡胶的有机溶剂和橡胶组合物，所述橡胶组合物包括如下重量份的组分：60～100份的丁基橡胶；0～40份的天然橡胶；30～70份的炭黑；1～10份的环烷基油；2～6份的氧化锌；1～3份的硬脂酸；2～6份的粘合树脂；2～6份的分散剂；0.5～2份的硫磺；
将所述橡胶混合溶液施加于未加硫的生胎表面，加硫，得到低气味轮胎。
本发明方法可在不更改现有配方与制成条件下，简便有效地使不同配方轮胎的气味等级降低。
本发明实施例首先将橡胶组合物依重量比例溶于有机溶剂中，优选搅拌，得到均匀的橡胶混合溶液。其中，所述有机溶剂优选选自C4-10烷烃和环烷烃中的一种或多种，更优选为正己烷。所述的橡胶组合物主要包括丁基橡胶、炭黑、油和其他橡胶用药品。
具体地，按照重量份数，所述橡胶组合物包括60～100份的丁基橡胶，例如为80份、60份。本发明中橡胶组合物以丁基橡胶为主体，化学稳定性良好，保气性极好。丁基橡胶是主要由异丁烯和少量异戊二烯聚合而成的合成橡胶；根据产品不饱和度的等级要求，单体异戊二烯的用量一般为异丁烯用量的1.5％～4.5％。本发明对所述丁基橡胶的具体种类并无特殊限制，可为一般市售；优选选自普通的纯丁基橡胶或卤化丁基橡胶。所述卤化丁基橡胶主要由纯丁基橡胶进行卤化反应制得，包括溴化丁基橡胶和氯化丁基橡胶等，一般含卤素1％～2％。
在本申请的一些实施例中，所述橡胶组合物包括100份的丁基橡胶。另一些实施例中，所述橡胶组合物包括60～95份的丁基橡胶。所述橡胶组合物还可包括40重量份以下的天然橡胶，例如5～40份，利于增强普适性。天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，是应用最广的通用橡胶；本申请实施例可采用市售的烟片胶。
并且，本发明所述橡胶组合物包括30～70份的炭黑，优选包括40～65份，更优选为45～60份，主要起到力学补强方面的作用。本发明对所述炭黑的种类并无特殊限制，可为一般市售。所述橡胶组合物包括1～10份的环烷基油，优选为3～8重量份，能帮助炭黑等组分的混合、分散，并且较为环保。环烷基油是以环烷烃为主要组分的混合物，来自天然矿物油，也称环烷基矿物油；外观呈油状液体，简称为环烷油。
在本发明中，所述橡胶组合物包括：氧化锌2-6份、硬脂酸1-3份，以及硫磺0.5-2份；氧化锌、硬脂酸这些组分可以起到润滑、便于加工、促进硫化等方面的作用。此外，所述橡胶组合物包括2～6份的粘合树脂和2～6份的分散剂。所述粘合树脂优选为酚醛类树脂；分散剂优选为芳香烃树脂。在本发明的实施例中，粘合树脂为常用酚醛树脂SL-1801；分散剂为芳香烃树脂RT-45F。现有技术中的一些助剂会产生气味，例如，促进剂TBBS(胺类)高温分解生成易挥发气体叔丁胺，常温下有刺鼻气味；酮类的轮胎防老剂6PPD(4020)的合成单体为MIBK(甲基异丁酮)，具有樟脑味，气味难被接受。本申请所述的橡胶组合物不包括这些会产生刺激性气味的组分，应用后气味低。
本发明实施例将上述橡胶、炭黑、油等组分依序投入班伯理密炼机，于135℃密炼120秒后卸料，得母炼胶；将该母炼胶与硫磺在班伯理密炼机于105℃密炼90秒后卸料，得终炼胶。此外，可将此终炼胶于轮筒炼胶机塑型。
本发明实施例将上述混炼后的橡胶组合物用正己烷等有机溶剂进行不同比例的调配，然后取10-100g所述橡胶混合溶液，以喷洒或涂抹的方式均匀覆盖于未加硫的生胎上，接着静置30min以上(如静置30～60min)。最后，本发明实施例将喷涂、静置后的生胎依设定条件加硫，得到低气味轮胎。
本发明方法只需使用较少份量的橡胶组合物，即可对各规格的轮胎降低气味等级，且不影响性能。其中，喷涂太多橡胶混合溶液并无特别优化的效果；喷洒过少则不能完全覆盖生胎表面，导致降低气味等级效果不佳。作为优选，所述橡胶混合溶液中橡胶组合物与正己烷的重量比例为1：(4～7)。本发明对轮胎规格没有特殊限制，可以选择气味等级较高的轮胎，也可以用于其他轮胎。此外，本发明还提供了如前所述的方法得到的低气味轮胎，其结构、组分在此不再赘述。
本发明实施例将加硫后的轮胎置于袋子中，充入空气；密封，于室温放置24小时，然后进行气味评价。结果显示，本发明方法能有效降低加硫后轮胎的气味等级。本发明使用少量特定的橡胶混合溶液施加于生胎上，没有改变轮胎现有配方及其制成条件，不影响其性能，并且方法简便，适用性强，也降低了成本，利于推广应用。
为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的降低充气轮胎气味的方法及低气味轮胎进行具体地描述。
以下实施例中，天然橡胶具体为DAU TIENG的RSS#3；
丁基橡胶具体为EXXON的BB2222；
炭黑具体为上海卡博特公司的N660；
环烷基油具体为昆山翼龙公司的环烷基橡胶油；
氧化锌具体为陆昌化工公司的特级氧化锌；
硬脂酸具体为丰益油脂公司的硬脂酸；
粘合树脂具体为华奇化工公司的SL-1801产品，其为酚醛树脂，起增粘作用；
分散剂具体为上海三斯公司的RT-45F产品，为芳香烃树脂聚合物；
硫磺具体为京海化工公司的充油硫磺。
实施例1
按照表1所示组分及其配比，将橡胶、炭黑、油等依序投入班伯理密炼机，于135℃密炼120秒后卸料，得母炼胶；将该母炼胶与硫磺在班伯理密炼机于105℃密炼90秒后卸料，得橡胶组合物。
表1实施例1-3中橡胶组合物具体组分(单位：重量份)
| 组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 天然橡胶 | 0 | 20 | 40 |
| 丁基橡胶 | 100 | 80 | 60 |
| 炭黑 | 50 | 50 | 50 |
| 环烷基油 | 7 | 7 | 7 |
| 氧化锌 | 3 | 3 | 3 |
| 硬脂酸 | 1 | 1 | 1 |
| 粘合树脂 | 3 | 3 | 3 |
| 分散剂 | 3 | 3 | 3 |
| 硫磺 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
将上述橡胶组合物依几种不同重量比例溶于正己烷中，搅拌均匀后，分别取大约70g得到的橡胶混合溶液，以喷洒的方式均匀覆盖于未加硫的生胎(T115/70R15的轿车备胎)上，接着静置30min。将静置后的生胎于175℃加硫12分钟，得到低气味轮胎。
将该低气味轮胎按照上文所述的方法，请15人进行气味评价，取中位平均数，结果参见表2(气味评价等级越低越好)。
表2实施例1的轮胎整体气味评价结果
实施例2-3
按照表1所示组分及其配比，采用实施例1的混炼方法，分别得橡胶组合物。
将上述橡胶组合物依1:4重量比例溶于正己烷中，搅拌均匀后，分别取大约70g得到的橡胶混合溶液，以喷洒的方式均匀覆盖于未加硫的生胎上，接着静置30min。将静置后的生胎依设定条件加硫，得到低气味轮胎。
分别将该低气味轮胎按照上文所述的方法，请15人进行气味评价，取中位平均数，结果参见表3。
表3实施例1-3的轮胎整体气味评价结果
| 实施例 | 1 | 2 | 3 |
| 气味等级 | 3.5 | 3.5 | 3.5 |
由以上实施例可知，本发明在不更改现有配方与制成条件下有效地降低了轮胎气味。本发明方法简便，可对各种规格的轮胎降低气味等级且不影响性能，降低了成本，利于推广。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于使本技术领域的专业技术人员，在不脱离本发明技术原理的前提下，是能够实现对这些实施例的多种修改的，而这些修改也应视为本发明应该保护的范围。
Claims (8)
1.一种降低充气轮胎气味的方法，包括以下步骤：
提供橡胶混合溶液；所述橡胶混合溶液包括用于溶解橡胶的有机溶剂和橡胶组合物，所述有机溶剂选自C4-10烷烃和环烷烃中的一种或多种，橡胶组合物与有机溶剂的重量比例为1：(2～10)；所述橡胶组合物由如下重量份的组分组成：60～100份的丁基橡胶；0～40份的天然橡胶；30～70份的炭黑；1～10份的环烷基油；2～6份的氧化锌；1～3份的硬脂酸；2～6份的粘合树脂；2～6份的分散剂；0.5～2份的硫磺；
将所述橡胶混合溶液施加于未加硫的生胎表面，加硫，得到低气味轮胎。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述丁基橡胶选自纯丁基橡胶或卤化丁基橡胶。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述橡胶组合物包括：40～65份的炭黑；3～8份的环烷基油。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂为正己烷。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述橡胶混合溶液中橡胶组合物与正己烷的重量比例为1：(4～7)。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于，将所述橡胶混合溶液以喷洒或涂抹的方式覆盖施加于未加硫的生胎表面；所述橡胶混合溶液的用量为10g～100g。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述橡胶混合溶液施加结束，静置后加硫，得到低气味轮胎；所述静置的时间为30min～60min。
8.一种低气味轮胎，其特征在于，由未加硫的生胎表面施加橡胶混合溶液后、加硫制得，所述橡胶混合溶液包括用于溶解橡胶的有机溶剂和橡胶组合物；所述有机溶剂选自C4-10烷烃和环烷烃中的一种或多种，橡胶组合物与有机溶剂的重量比例为1：(2～10)；
所述橡胶组合物由如下重量份的组分组成：60～100份的丁基橡胶；0～40份的天然橡胶；30～70份的炭黑；1～10份的环烷基油；2～6份的氧化锌；1～3份的硬脂酸；2～6份的粘合树脂；2～6份的分散剂；0.5～2份的硫磺。
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