CN112662021B - 一种特制低生热橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于橡胶技术领域，提出了一种特制低生热橡胶，按质量份数计，包括天然橡胶：50~80份，顺丁橡胶BR9000：10~25份，丁苯橡胶：10‑25份，三者之和为100份；氧化锌：5～8份，硬脂酸：2～3份，化学防老剂：3～5份，物理防老剂：1~2份，炭黑：35～50份，白炭黑：15～30份，偶联剂：1.5～3份，硫化剂：3.5～5份，补强树脂：3.5～6份，固化剂：0.35～1.6份，促进剂：1.4～1.8份，防焦剂：0.15～0.3份；所述促进剂包括重量比为1：(0.5‑1.3)：(0.5‑1)的二硫化四甲基秋兰姆、二邻甲苯胍、苯乙双胍。通过上述技术方案，解决了现有技术轮胎性能不足的问题。
Description
技术领域
本发明属于橡胶技术领域，涉及一种特制低生热橡胶及其制备方法。
背景技术
众所周知橡胶空心免充气轮胎以及实心轮胎只能适用于低速车胎，随着电动单车的兴起由于橡胶空心胎免维护，不爆胎的特点被越来越多的应用到电动单车上，但是其缺点也暴露出来，1、生热大，造成内部烧心使轮胎早期损坏2、由于橡胶胎体生热后，胎体变软硬度降低胎体会下沉量增加使车辆的续航里程大大减小。3、骑行舒适度不好。随着汽车工业和运输业的发展，人们对汽车轮胎的性能要求越来越高，在确保轮胎在行驶过程中安全性的前提下，如何延长动态力学条件下轮胎的使用寿命，解决措施有三种。一是降低轮胎的生热，可以通过选择低生热的橡胶品种和填料等配合剂来实现；二是提高轮胎胶料的耐热能力，主要通过合理选择硫化体系和防老剂来实现。三是提高轮胎胶料的导热性，一般通过选择合适的橡胶和选择合适的导热填料来实现。因此橡胶在生热方面仍有一定不足，如何降低生热具有实际研究意义。
发明内容
本发明提出一种特制低生热橡胶及其制备方法，解决了现有技术中轮胎在强度、生热方面不足的问题，该橡胶具有高强度，同时具有较低生热，可以用于制备轮胎胎侧胶。
本发明的技术方案是这样实现的：一种特制低生热橡胶，按质量份数计，包括天然橡胶：50~80份，顺丁橡胶BR9000：10~25份，丁苯橡胶：10-25份，三者之和为100份；氧化锌：5～8份，硬脂酸：2～3份，化学防老剂：3～5份，物理防老剂：1~2份，炭黑：35～50份，白炭黑：15～30份，偶联剂：1.5～3份，硫化剂：3.5～5份，补强树脂：3.5～6份，固化剂：0.35～1.6份，促进剂：1.4～1.8份，防焦剂：0.15～0.3份；
所述促进剂包括重量比为1：(0.5-1.3)：(0.5-1)的二硫化四甲基秋兰姆、二邻甲苯胍、苯乙双胍。
进一步地，所述化学防老剂选自4010Na、4020、BLE、RD中的一种或几种。
进一步地，所述物理防老剂选自聚乙烯蜡、微晶蜡、石蜡。
进一步地，所述防焦剂选自PVI 或 CTP。
进一步地，所述促进剂包括重量比为1：0.8：0.5的二硫化四甲基秋兰姆、二邻甲苯胍、苯乙双胍。
进一步地，所述固化剂选自HMMM或HMT。
一种特制低生热橡胶的制备方法，包括以下步骤：
A、备料：天然橡胶：50~80份，顺丁橡胶BR9000：10~25份，丁苯橡胶：10-25份，三者之和为100份；氧化锌：5～8份，硬脂酸：2～3份，化学防老剂：3～5份，物理防老剂：1~2份，炭黑：35～50份，白炭黑：15～30份，偶联剂：1.5～3份，硫化剂：3.5～5份，补强树脂：3.5～6份，固化剂：0.35～1.6份，促进剂：1.4～1.8份，防焦剂：0.15～0.3份；促进剂包括重量比为1：(0.5-1.3)：(0.5-1)的二硫化四甲基秋兰姆、二邻甲苯胍、苯乙双胍；
B、将天然橡胶、顺丁橡胶BR9000、丁苯橡胶在密炼机中塑炼，制成塑炼胶片；
C、在步骤B获得的塑炼胶片加入炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、化学防老剂、物理防老剂、偶联剂、补强树脂、固化剂、防焦剂，在密炼机中混炼80-120秒，排胶，制成混炼胶；
D、将步骤C制成的混炼胶停放4小时以上后，在开炼机上加入促进剂、硫化剂混炼，得到特制低生热橡胶。
进一步地，所述步骤B中混炼，用16"或22"开炼胶，滚温<100℃，塑炼后门尼指标为：ML1+4≤50。
进一步地，所述步骤B和步骤C混炼的转速在40秒/分，风压0.5MPa以上。
进一步地，所述步骤B排胶温度不高于150℃，所述步骤C加硫磺剂的温度小于100℃；所述步骤D混炼的过辊散热不少于2次，辊距6~8mm，左右翻2刀，出片，过隔离剂冷却，冷却至45摄氏度以下，吹干，停放，得到特制低生热橡胶。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明通过采用高硬度低生热低滚阻原料，配以合理的组合成分设计，大大提高了橡胶的使用寿命，产品的安全性、经济性和适应性更广。本发明轮胎高硬度低生热低滚阻胶料组合完全符合国家和行业相关要求，硬度（邵氏）在78±5，拉伸强度MPA ＞18，扯断伸长率%＞300，定伸应力100% ＞4 ，定伸应力300%＞16，臭氧老化72小时无龟裂，具有生热低，性能优良的特点，符合社会发展的趋势。
2、本发明中采用天然橡胶，天然橡胶的加工性能好、抗张强度大、生热低、回弹性好；顺丁橡胶的摩擦系数低，动态模量高，耐热氧老化性能好，耐磨性、回弹性及低温性能好；丁苯橡胶的耐磨性、耐寒性、生热性、永久变形及抗张强度好。将顺丁橡胶和丁苯橡胶与天然橡胶配合使用时可以发挥各自的优点，克服单一胶种某些性能方面的不足，使得到的橡胶综合性能更好。在此基础上，通过调整和优化橡胶组合物的组分和含量，经混炼和硫化，得到了性能优越的胎面胶。
3、本发明中通过促进剂二硫化四甲基秋兰姆、二邻甲苯胍、苯乙双胍的配合，提高了二硫化四甲基秋兰姆的硫化促进作用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作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。
实施例1-4的橡胶配方如下表1。
表1
实施例1
橡胶各组分如表1，促进剂包括重量比为1：0.5：0.5的二硫化四甲基秋兰姆、二邻甲苯胍、苯乙双胍；化学防老剂为质量比为1:2的4010Na、4020；物理防老剂为质量比为2:1的聚乙烯蜡、微晶蜡；防焦剂为PVI ；固化剂为HMT。
上述特制低生热橡胶的制备方法，包括以下步骤：
A、按照表1备料；
B、将天然橡胶、顺丁橡胶BR9000、丁苯橡胶在密炼机中塑炼，制成塑炼胶片；
C、在步骤B获得的塑炼胶片加入炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、化学防老剂、物理防老剂、偶联剂、补强树脂、固化剂、防焦剂，在密炼机中混炼80-120秒，排胶，制成混炼胶；混炼，用16"或22"开炼胶，滚温<100℃，塑炼后门尼指标为：ML1+4≤50；排胶温度不高于150℃；
D、将步骤C制成的混炼胶停放4小时以上后，在开炼机上加入促进剂、硫化剂混炼，加硫磺剂的温度小于100℃，混炼的过辊散热不少于2次，辊距6~8mm，左右翻2刀，出片，过隔离剂冷却，冷却至45摄氏度以下，吹干，停放，得到特制低生热橡胶；整个混炼过程中保持转速在40秒/分，风压0.5MPa以上。
实施例2
橡胶各组分如表1，促进剂包括重量比为1：1.3：1的二硫化四甲基秋兰姆、二邻甲苯胍、苯乙双胍；化学防老剂为质量比为2:1的BLE、RD；物理防老剂为质量比为1:1的微晶蜡、石蜡；防焦剂为 CTP；固化剂为HMMM；特制低生热橡胶的制备方法同实施例1。
实施例3
橡胶各组分如表1，促进剂包括重量比为1：0.8：0.5的二硫化四甲基秋兰姆、二邻甲苯胍、苯乙双胍；化学防老剂为BLE；物理防老剂为微晶蜡；防焦剂为 CTP；固化剂为HMT；特制低生热橡胶的制备方法同实施例1。
实施例4
橡胶各组分如表1，促进剂包括重量比为1：1：1的二硫化四甲基秋兰姆、二邻甲苯胍、苯乙双胍；化学防老剂为RD；物理防老剂为聚乙烯蜡；防焦剂为 CTP；固化剂为HMMM；特制低生热橡胶的制备方法同实施例1。
对比例1
与实施例3相比，区别仅在于促进剂不包括苯乙双胍。
对比例2
与实施例3相比，区别仅在于促进剂不包括二邻甲苯胍。
对比例3
与实施例3相比，区别仅在于促进剂不包括二邻甲苯胍、苯乙双胍。
实施例1-4和对比例1-3制备的特制低生热橡胶的力学性能的测定参照GB/T528-2009；压缩生热性能测定参照GB/T1687-1993；硫化橡胶硬度测定参照GB/T531.1-2008，邵尔A型硬度计；臭氧老化性能测定按照GB/T 7762-1987硫化橡胶耐臭氧老化试验方法静态拉伸试验法，试验结果见表2。
表2
实施例1-4制备的特制低生热橡胶物理性能指标达到了低生热、低滚阻要求，并且胶料在硫化后放置在温度为80℃烤箱烘烤4小时其硬度没有变化。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种特制低生热橡胶，其特征在于，按质量份数计，包括天然橡胶：50~80份，顺丁橡胶BR9000：10~25份，丁苯橡胶：10-25份，三者之和为100份；氧化锌：5～8份，硬脂酸：2～3份，化学防老剂：3～5份，物理防老剂：1~2份，炭黑：35～50份，白炭黑：15～30份，偶联剂：1.5～3份，硫化剂：3.5～5份，补强树脂205：3.5～6份，固化剂：0.35～1.6份，促进剂：1.4～1.8份，防焦剂：0.15～0.3份；
所述促进剂包括重量比为1：(0.5-1.3)：(0.5-1)的二硫化四甲基秋兰姆、二邻甲苯胍、苯乙双胍；
所述固化剂选自HMMM或HMT；
所述特制低生热橡胶的制备方法，包括以下步骤：
A、备料：天然橡胶：50~80份，顺丁橡胶BR9000：10~25份，丁苯橡胶：10-25份，三者之和为100份；氧化锌：5～8份，硬脂酸：2～3份，化学防老剂：3～5份，物理防老剂：1~2份，炭黑：35～50份，白炭黑：15～30份，偶联剂：1.5～3份，硫化剂：3.5～5份，补强树脂：3.5～6份，固化剂：0.35～1.6份，促进剂：1.4～1.8份，防焦剂：0.15～0.3份；促进剂包括重量比为1：(0.5-1.3)：(0.5-1)的二硫化四甲基秋兰姆、二邻甲苯胍、苯乙双胍；
B、将天然橡胶、顺丁橡胶BR9000、丁苯橡胶在密炼机中塑炼，制成塑炼胶片；
C、在步骤B获得的塑炼胶片加入炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、化学防老剂、物理防老剂、偶联剂、补强树脂、固化剂、防焦剂，在密炼机中混炼80-120秒，排胶，制成混炼胶；
D、将步骤C制成的混炼胶停放4小时以上后，在开炼机上加入促进剂、硫化剂混炼，得到特制低生热橡胶。
2.根据权利要求1所述的一种特制低生热橡胶，其特征在于，所述化学防老剂选自4010Na、4020、BLE、RD中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种特制低生热橡胶，其特征在于，所述物理防老剂选自聚乙烯蜡、微晶蜡、石蜡。
4. 根据权利要求1所述的一种特制低生热橡胶，其特征在于，所述防焦剂选自PVI 或CTP。
5.根据权利要求1所述的一种特制低生热橡胶，其特征在于，所述促进剂包括重量比为1：0.8：0.5的二硫化四甲基秋兰姆、二邻甲苯胍、苯乙双胍。
6.根据权利要求1所述的一种特制低生热橡胶，其特征在于，所述步骤B中混炼，用16"或22"开炼胶，滚温<100℃，塑炼后门尼指标为：ML1+4≤50。
7.根据权利要求1所述的一种特制低生热橡胶，其特征在于，所述步骤B和步骤C混炼的转速在40秒/分，风压0.5MPa以上。
8.根据权利要求1所述的一种特制低生热橡胶，其特征在于，所述步骤C排胶温度不高于150℃，所述步骤D加硫化剂的温度小于100℃。
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