CN111732792B - 一种用于防爆轮胎气密层的胶料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于防爆轮胎气密层的胶料，该胶料包含以下成分：溴化异丁烯‑对甲基苯乙烯胶60‑100PHR；聚异戊二烯胶0‑40PHR；白炭黑0‑45PHR；N660炭黑10‑50PHR；软化剂3‑5PHR；氧化锌2‑5PHR；硬脂酸1‑3PHR；树脂2‑5PHR；均匀剂1‑2PHR；烷基酚二硫化物0‑1PHR；交联剂0.5‑1PHR；促进剂1.5‑2PHR。通过两段工艺炼胶后得到。所得胶料炭黑分散等级高，透气系数可控制在稳定达到7.5以上，胶料透气系数可控制在2E‑14以下，胶料疲劳性能达到140万次无裂纹，作业的成品静置气压监测变化在2.5％/月以内。

Description

一种用于防爆轮胎气密层的胶料及其制备方法
技术领域
本发明涉及制备轮胎的材料配方，更具体地，本发明涉及一种用于防爆轮胎气密层的胶料及其制备方法。
背景技术
爆胎是非常严重的安全事故，特别是在高速公路爆胎。给车辆配置“防爆轮胎”就最大程度的解决了令人担心的安全问题。
随着安全意识在民生行业的进一展宣导落实，“铁包肉”开始广泛进入各个家庭。而防爆轮胎也一度成为各组机厂提高品牌定位的选择。然而近几年的防爆胎的使用，各修车点统一选择均是让车主直接更换，而非修补，这样给橡胶生胶的消耗带来较大的浪费，特别是很多防爆轮胎还是非环保型的材质，长期堆积给环境带来严重的环保隐患。
目前市场上使用的很多防爆胎，在出现失压继续行驶超过100公里后，其气密层开始出现或轻或重的裂口，造成很多防爆胎无法进行修补(即使修补了，也为后续的使用带来严重的安全隐患)，提前报废。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种用于防爆轮胎气密层的胶料及其制备方法的实施方式，以期望可以解决防爆胎失压行驶较短里程时气密层就容易出现裂口导致防爆胎报废的问题。
为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：
一种用于防爆轮胎气密层的胶料，该胶料包含以下成分：
溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶60-100PHR；聚异戊二烯胶0-40PHR；白炭黑0-45PHR；N660炭黑10-50PHR；软化剂3-5PHR；氧化锌2-5PHR；硬脂酸1-3PHR；树脂2-5PHR；均匀剂1-2PHR；烷基酚二硫化物0-1PHR；交联剂0.5-1PHR；促进剂1.5-2PHR。
其中一种优选的用于防爆轮胎气密层的胶料包含以下成分：
溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶100PHR；白炭黑0-45PHR；N660炭黑10-50PHR；软化剂3-5PHR；氧化锌2-5PHR；硬脂酸1-3PHR；树脂2-5PHR；均匀剂1-2PHR；烷基酚二硫化物0-1PHR；交联剂0.5-1PHR；促进剂1.5-2PHR。
另一种优选的用于防爆轮胎气密层的胶料包含以下成分：
溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶80-99PHR；聚异戊二烯胶1-20PHR；白炭黑0-45PHR；N660炭黑10-50PHR；软化剂3-5PHR；氧化锌2-5PHR；硬脂酸1-3PHR；树脂2-5PHR；均匀剂1-2PHR；烷基酚二硫化物0-1PHR；交联剂0.5-1PHR；促进剂1.5-2PHR；所述溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶与聚异戊二烯胶用量之和为100PHR。
上述用于防爆轮胎气密层的胶料中，所述溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶的门尼粘度值为30-40，属于低门尼的胶。
上述用于防爆轮胎气密层的胶料中，所述白炭黑的比表面积小于100，属于低比表面积白炭黑。
上述用于防爆轮胎气密层的胶料中，所述软化剂选自环烷油、石蜡油、环保芳烃油其中一种。
上述用于防爆轮胎气密层的胶料中，所述树脂为碳五树脂、碳九树脂中的一种。碳五树脂、碳九树脂在本技术中作为增粘剂。
上述用于防爆轮胎气密层的胶料中，所述均匀剂为RH100、CJ400、JJHM40其中一种或几种的混合物。
上述用于防爆轮胎气密层的胶料中，所述交联剂为硫磺或不溶性硫磺其中一种或两种组合；所述促进剂为噻唑类与秋兰姆类的比例组合。
聚异戊二烯胶选择颜色较浅、杂质较少的型号。
本发明还提供了用于防爆轮胎气密层的胶料的制备方法，该方法包括以下步骤：
A段：先将聚异戊二烯胶进行塑炼后与溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶、硬脂酸、树脂、均匀剂一起投入密炼机；约25秒后两种橡胶已基本破碎完成，再投入白炭黑和N660炭黑，至90℃时，投软化剂，到115℃时，提上顶栓清扫，到135-145℃时，排出；停放至少4小时至胶片温度降为室温得到A段胶；
B段：投A段胶、氧化锌、促进剂、交联剂、烷基化二硫化物，到80℃时提上顶栓清扫，到100℃时排出；停放至少4小时至胶片温度降为室温，得到成品胶，两段工艺均采用F270密炼机设备，其中A段密炼机的机台转速为：50转/分钟；B段密炼机的机台转速为：25转/分钟。
上述方法如果不使用聚异戊二烯胶、烷基化二硫化物时，在对应的投料阶段不投入即可。
本发明选用溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶为防爆轮胎气密层胶料的主要原料，添加各种轮胎用添加剂，并选择合适的型号与溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶匹配，比如选择低比表面积白炭黑，颜色较浅、杂质较少的聚异戊二烯胶等，同时溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶选择低门尼的型号，通过两段工艺得到防爆轮胎气密层胶料。该防爆轮胎气密层胶料通过炭黑分散度测试仪测得分散等级可以稳定达到7.5以上(检测设备设定满分为10)，胶料透气系数可控制在2E-14以下，胶料疲劳性能(屈挠测试)达到140万次无裂纹，作业的成品静置气压监测变化在2.5％/月以内。且该防爆轮胎可进行修补后继续使用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶80PHR，聚异戊二烯胶20PHR，低比表面积白炭黑(PET＜100)40PHR，炭黑N660 15PHR,环烷油4PHR，氧化锌4PHR，硬脂酸2PHR，碳五树脂3PHR，RH100 2PHR，烷基酚二硫化物0.8PHR，硫磺0.9PHR，促进剂DM 1.3PHR，促进剂TT 0.2PHR。
先将聚异戊二烯胶依常规条件进行塑炼后与溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶、硬脂酸、增粘剂碳五树脂、均匀剂RH100一起投入密炼机；约25秒后两种橡胶已基本破碎完成，再投入低比表面积白炭黑和N660炭黑到90℃时，投软化剂环烷油到115℃时，上顶栓清扫到145℃时，排出；停放至少4小时至胶片温度降至室温，再与氧化锌、促进剂(DM、TT)、交联剂、烷基化二硫化物一起投入密炼机，约80℃时提上顶栓清扫，到100℃时，排出。胶料经冷却后制样测试，胶料分散度达到8.3，胶料疲劳测试到145万次检查才开始有细小折痕裂纹；胶片透气系数在1.82E-14，作业的成品月静置压差损失2.16％。
实施例2
溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶100PHR，低比表面积白炭黑(PET＜100)45PHR，炭黑N660 10PHR,环保芳烃油4PHR，氧化锌5PHR，硬脂酸2.5PHR，碳九树脂5PHR，均匀剂CJ4001PHR，不溶性硫磺1PHR，促进剂DM 1.25PHR，促进剂TT 0.3PHR。
先将溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶、硬脂酸、碳九树脂、均匀剂CJ400一起投入密炼机；约25秒后两种橡胶已基本破碎完成，再投入低比表面积白炭黑和N660炭黑到90℃时，投环保芳烃油到115℃时，上顶栓清扫到145℃时，排出；停放至少4小时至胶片温度降至室温，再与氧化锌、促进剂(DM、TT)、不溶性硫磺一起投入密炼机，约80℃时提上顶栓清扫到100℃时，排出。胶料经冷却后制样测试，胶料分散度达到8.1，胶料疲劳测试到180万次检查才开始有细小折痕列纹；胶片透气系数在1.24E-14，作业的成品月静置压差损失1.84％。
实施例3
溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶90PHR，聚异戊二烯胶10PHR，低比表面积白炭黑(PET＜100)35PHR，炭黑N660 20PHR,环烷油4PHR，氧化锌4PHR，硬脂酸2PHR，碳五树脂3PHR，RH100 2PHR，烷基酚二硫化物0.8PHR，硫磺0.9PHR，促进剂DM 1.3PHR，促进剂TT 0.2PHR。
先将聚异戊二烯胶依常规条件进行塑炼后与溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶、硬脂酸、增粘剂碳五树脂、均匀剂RH100一起投入密炼机；约25秒后两种橡胶已基本破碎完成，再投入低比表面积白炭黑和N660炭黑到90℃时，投软化剂环烷油到115℃时，上顶栓清扫到145℃时，排出；停放至少4小时至胶片温度降至室温，再与氧化锌、促进剂(DM、TT)、交联剂、烷基化二硫化物一起投入密炼机，约80℃时提上顶栓清扫，到100℃时，排出。胶料经冷却后制样测试，胶料分散度达到8.3，胶料疲劳测试到150万次检查才开始有细小折痕裂纹；胶片透气系数在1.82E-14，作业的成品月静置压差损失2.09％。
对比例
防爆轮胎气密层的常规配方：氯化丁基/溴化丁基胶20-40PHR、天然胶60-80PHR，MCSM 0-15PHR，再生胶0-15PHR，炭黑N660 40-60PHR，填料10-20PHR,均匀剂3-6PHR，硬脂酸：1-3PHR,树脂3-6PHR，软化剂7-15PHR，硫磺/不溶性硫磺0.5-2PHR，促进剂1-2PHR，氧化锌3-5PHR。采用此配方制备的气密层胶料的分散度一般为6.5-7.5，胶料疲劳测试到70-110万次就出现细小折痕裂纹，胶片透气系数一般在7E-14，作业的成品月静置压差损失达到2.5％-7％。
采用以下原料制备防爆轮胎气密层胶料：溴化丁基胶30PHR、天然胶70PHR，炭黑N660 50PHR，软化剂环烷油7PHR，氧化锌5PHR，填料15PHR,均匀剂4PHR，硬脂酸2.5PHR,碳九树脂5PHR，不溶性硫磺1PHR，促进剂DM 1.25PHR，促进剂TT 0.3PHR。先将溴化丁基胶、天然胶、硬脂酸、碳九树脂、均匀剂一起投入密炼机密炼30秒，再投入填料和炭黑N660到90℃时，投环烷油到115℃时，上顶栓清扫到145℃时，排出；停放至少4小时至胶片温度降至室温，再与氧化锌、促进剂(DM、TT)、不溶性硫磺一起投入密炼机，约80℃时提上顶栓清扫到100℃时，排出。胶料经冷却后制样测试，胶料分散度达到7.0，胶料疲劳测试到110万次检查开始有细小折痕列纹；胶片透气系数在7E-14，作业的成品月静置压差损失5.3％。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (3)

1.一种用于防爆轮胎气密层的胶料，其特征在于包含以下成分：
溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶80-100PHR；
聚异戊二烯胶 0-20PHR；
白炭黑 35-45PHR；
N660炭黑 10-20PHR；
软化剂 3-5PHR；
氧化锌 2-5PHR；
硬脂酸 1-3PHR；
树脂 2-5PHR；
均匀剂 1-2PHR；
烷基酚二硫化物 0-1PHR；
交联剂 0.5-1PHR；
促进剂 1.5-2PHR；
所述溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶与聚异戊二烯胶用量之和为100 PHR；
所述溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶的门尼粘度值为30-40；
所述白炭黑的比表面积小于100；
所述软化剂选自环烷油、石蜡油、环保芳烃油其中一种；
所述树脂为碳五树脂、碳九树脂中的一种；
所述均匀剂为RH100、CJ400中的一种或两种组合；
所述交联剂为硫磺或不溶性硫磺其中一种或两种组合；
所述促进剂为噻唑类与秋兰姆类按照质量比1.25:0.3或者1.3：0.2的比例组合；
制备方法包括以下步骤：
A段：先将聚异戊二烯胶进行塑炼后与溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶、硬脂酸、树脂、均匀剂一起投入密炼机；两种橡胶破碎完成再投入白炭黑和N660炭黑，至90℃时，投软化剂，到115℃时，提上顶栓清扫，到135-145℃时，排出；停放至少4小时至胶片温度降为室温得到A段胶；
B段：投A段胶、氧化锌、促进剂、交联剂、烷基化二硫化物，到80℃时提上顶栓清扫，到100℃时排出；停放至少4小时至胶片温度降为室温，得到成品胶，两段工艺均采用F270密炼机设备，其中A段密炼机的机台转速为：50转/分钟；B段密炼机的机台转速为：25转/分钟。
2.根据权利要求1所述的用于防爆轮胎气密层的胶料，其特征在于包含以下成分：
溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶100PHR；
白炭黑 35-45PHR；
N660炭黑 10-20PHR；
软化剂 3-5PHR；
氧化锌 2-5PHR；
硬脂酸 1-3PHR；
树脂 2-5PHR；
均匀剂 1-2PHR；
烷基酚二硫化物 0-1PHR；
交联剂 0.5-1PHR；
促进剂 1.5-2PHR。
3.根据权利要求1所述的用于防爆轮胎气密层的胶料，其特征在于包含以下成分：
溴化异丁烯-对甲基苯乙烯胶80-99PHR；
聚异戊二烯胶 1-20PHR；
白炭黑 35-45PHR；
N660炭黑 10-20PHR；
软化剂 3-5PHR；
氧化锌 2-5PHR；
硬脂酸 1-3PHR；
树脂 2-5PHR；
均匀剂 1-2PHR；
烷基酚二硫化物 0-1PHR；
交联剂 0.5-1PHR；
促进剂 1.5-2PHR。
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