CN112708173A - 一种超高导热率全钢子午巨胎胎面胶料及其制备方法 - Google Patents

一种超高导热率全钢子午巨胎胎面胶料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种超高导热率全钢子午巨胎胎面胶料及其制备方法,该胎面胶料由生胶和导热剂及其他助剂制备而成,所述导热剂为氧化铝,与现有的胎面配方技术相比,本发明采用氧化铝作为导热剂,从而既使胎面橡胶的物理机械性能能够满足全钢子午巨胎轮胎胎面使用,又能提升轮胎胎面橡胶的导热系数,使其具备超高导热的性能,巨胎胎胚在硫化时,能够缩短胎面胶料内外温差、减少内部温度达到硫化温度的时间,从而使得整个轮胎的使用早期和后期的性能表现一致。属于轮胎生产制造领域。

Description

一种超高导热率全钢子午巨胎胎面胶料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种超高导热率全钢子午巨胎胎面胶料及其制备方法,属于全钢子午巨胎胶料技术领域。
背景技术
27.00R49及以上规格的全钢子午巨型工程轮胎(简称全钢子午巨胎),由于尺寸很大,胎面胶较厚,且由于橡胶是热的不良导体,因此在硫化过程中,会造成橡胶里外温度差较大,同时还会导致里外硫化程度不一致,进而导致全钢子午巨胎的性能不均一,造成轮胎早期或者后期异常破坏。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种超高导热率全钢子午巨胎胎面胶料及其制备方法,以解决目前全钢子午巨胎的性能不均一,易造成轮胎早期或者后期异常破坏的问题,众所皆知,金属是热的良好导体,但具体用何种金属、何种形态添加到橡胶当中,既能提高橡胶的导热性,对橡胶硫化后的物理机械性能没有太大负面影响,这就是本发明的关键所在。
为解决上述问题,拟采用这样一种超高导热率全钢子午巨胎胎面胶料,由生胶和导热剂、以及辅助助剂制备而成,所述导热剂是金属氧化物。
前述胎面胶料中,所述金属氧化物为氧化铝;
前述胎面胶料中,按照质量份,所述胎面胶料由天然胶100份、炭黑10-100份、氧化铝10-30份、氧化锌5-20份、硬脂酸3-10份、微晶蜡1-5份、防老剂1-5份、软化剂2-10份、芳烃油5-15份、硫磺1-7份、促进剂2-6份和防焦剂0.1-0.3份制备而成;
前述胎面胶料中,按照质量份,所述胎面胶料由天然胶100份、炭黑30-80份、氧化铝15-25份、氧化锌8-12份、硬脂酸5-8份、微晶蜡2-4份、防老剂2-4份、软化剂4-8份、芳烃油8-12份、硫磺3-5份、促进剂3-5份和防焦剂0.15-0.25份制备而成;
前述胎面胶料中,按照质量份,所述胎面胶料由天然胶100份、炭黑75份、氧化铝20份、氧化锌10份、硬脂酸6.5份、微晶蜡2份、防老剂3份、软化剂6份、芳烃油10份、硫磺4份、促进剂4份和防焦剂0.2份制备而成;
其制备方法包括如下步骤:
第一段母胶混炼:设置啮合式密炼机转速为25~45prm,在啮合式密炼机中加入天然胶、氧化铝,混炼85-125秒后加入炭黑、芳烃油,混炼至145-165秒,提栓,然后压栓至215-245秒后排料即得第一段母胶;
第二段母胶混炼:设置啮合式密炼机转速为35~65prm,在啮合式密炼机中加入氧化锌、硬脂酸、微晶蜡、软化剂,混炼至115-145秒,提栓,保持10-30秒,然后压栓混炼至175-225秒后排胶即得第二段母胶;
终炼胶混炼:设置啮合式密炼机转速为20~40prm,先加入第二段母胶混炼50~80秒后,再加入硫磺、促进剂、防老剂、防焦剂,混炼至120~150秒,提栓,然后压栓混炼至180~210秒排胶即得终练胶。
前述方法中:
第一段母胶混炼:设置啮合式密炼机转速为35prm,在啮合式密炼机中加入天然胶、氧化铝,混炼105秒后加入炭黑、芳烃油、混炼至155秒,提栓,然后压栓至230秒后排料即得第一段母胶;
第二段母胶混炼:设置啮合式密炼机转速为50prm,在啮合式密炼机中加入氧化锌、硬脂酸、微晶蜡、软化剂,混炼至130秒,提栓,保持20秒,然后压栓混炼至200秒后排胶即得第二段母胶;
终炼胶混炼:设置啮合式密炼机转速为30prm,先加入第二段母胶混炼65秒后,再加入硫磺、促进剂、防老剂、防焦剂,混炼至135秒,提栓,然后压栓混炼至195秒排胶即得终练胶。
与现有技术相比,本发明采用氧化铝作为导热剂,从而既使胎面橡胶的物理机械性能能够满足全钢子午巨胎轮胎胎面使用,又能提升轮胎胎面橡胶的导热系数,使其具备超高导热的性能,巨胎胎胚在硫化时,能够缩短胎面胶料内外温差、减少内部温度达到硫化温度的时间,从而使得整个轮胎的使用早期和后期的性能表现一致,具备极好的推广价值和市场前景。
附图说明
图1是对比配方2与普通配方在测温对比检验的时间-温升曲线;
图2是对比配方2与普通配方在测温对比检验的温度-时间曲线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明,应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例:
本实施例提供一种超高导热率全钢子午巨胎胎面胶料,由生胶、导热剂及其他常规助剂制备而成,所述导热剂是氧化铝,生胶和其他助剂的比例可采用现有常规的配方,具体含量如下:按重量份,由天然胶100份、炭黑10-100份、氧化铝10-30份、氧化锌5-20份、硬脂酸3-10份、微晶蜡1-5份、防老剂1-5份、软化剂2-10份、芳烃油5-15份、硫磺1-7份、促进剂2-6份和防焦剂0.1-0.3份制备而成。
上述技术方案中各种配比的胶料和普通胶料的对比如下:
一、胶料的制备
按表1的配方采用如下方法制备胶料:
第一段母胶混炼:设置啮合式密炼机转速为35prm,在啮合式密炼机中加入天然胶、氧化铝,混炼105秒后加入炭黑、芳烃油、混炼至155秒,提栓,然后压栓至230秒后排料即得第一段母胶;
第二段母胶混炼:设置啮合式密炼机转速为50prm,在啮合式密炼机中加入氧化锌、硬脂酸、微晶蜡、软化剂,混炼至130秒,提栓,保持20秒,然后压栓混炼至200秒后排胶即得第二段母胶;
终炼胶混炼:设置啮合式密炼机转速为30prm,先加入第二段母胶混炼65秒后,再加入硫磺、促进剂、防老剂、防焦剂,混炼至135秒,提栓,然后压栓混炼至195秒排胶即得终练胶。
表1胶料配方(重量份)
原料 普通配方 对比配方1 对比配方2 对比配方3
天然胶 100 100 100 100
炭黑 90 55 75 95
氧化铝 / 30 20 10
氧化锌 3 7.5 10 12.5
硬脂酸 2.5 7 6.5 10
微晶蜡 1 5 2 1
防老剂 4 2 3 5
软化剂 10 3 6 5
芳烃油 12 5 10 9
硫磺 2.3 3 4 4
促进剂 3.1 2.7 4 2
防焦剂 0.1 0.3 0.2 0.2
二、胶料性能
1、表1中普通配方和对比配方的主要性能如表2所示。
表2硫化胶的物理性能对比
Figure BDA0002851965820000041
Figure BDA0002851965820000051
与现有的配方技术相比,本发明采用氧化铝作为导热剂之后,对比配方的导热率都明显增加。但是对比配方1、对比配方3的物理伸长率下降较多,连基本的300%定伸都无法测出。结合导热系数的增加及物理机械性能的保持情况,优选出对比配方2,进行测温对比试验。
三、测温对比检验
参照图1和图2,选取物理机械性能保持较好,导热率较高的对比配方2,与现有普通配方,在27.00R49规格胎面上,进行硫化测温测试。
经过硫化埋线测温,在同一深度、同一硫化灶、同样硫化工艺的对比数据如图1所示;从图1可以看出,在相同时间点上,对比配方2的测温点,温度最高要高7.2℃。
从图2可以看出,要达到相同的温度,对比配方2需要的时间更少,最多快223秒,提升效率达到18.31%。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应该理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明所要求的权利范围之内。

Claims (7)

1.一种超高导热率全钢子午巨胎胎面胶料,其特征在于:由生胶和导热剂、以及辅助助剂制备而成,所述导热剂是金属氧化物。
2.根据权利要求1所述一种超高导热率全钢子午巨胎胎面胶料,其特征在于;所述金属氧化物为氧化铝。
3.根据权利要求1所述一种超高导热率全钢子午巨胎胎面胶料,其特征在于;按照质量份,所述胎面胶料由天然胶100份、炭黑10-100份、氧化铝10-30份、氧化锌5-20份、硬脂酸3-10份、微晶蜡1-5份、防老剂1-5份、软化剂2-10份、芳烃油5-15份、硫磺1-7份、促进剂2-6份和防焦剂0.1-0.3份制备而成。
4.根据权利要求3所述一种超高导热率全钢子午巨胎胎面胶料,其特征在于;按照质量份,所述胎面胶料由天然胶100份、炭黑30-80份、氧化铝15-25份、氧化锌8-12份、硬脂酸5-8份、微晶蜡2-4份、防老剂2-4份、软化剂4-8份、芳烃油8-12份、硫磺3-5份、促进剂3-5份和防焦剂0.15-0.25份制备而成。
5.根据权利要求3或4所述一种超高导热率全钢子午巨胎胎面胶料,其特征在于;按照质量份,所述胎面胶料由天然胶100份、炭黑75份、氧化铝20份、氧化锌10份、硬脂酸6.5份、微晶蜡2份、防老剂3份、软化剂6份、芳烃油10份、硫磺4份、促进剂4份和防焦剂0.2份制备而成。
6.权利要求1至5所述超高导热率全钢子午巨胎胎面胶料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一段母胶混炼:设置啮合式密炼机转速为25~45prm,在啮合式密炼机中加入天然胶、氧化铝,混炼85-125秒后加入炭黑、芳烃油,混炼至145-165秒,提栓,然后压栓至215-245秒后排料即得第一段母胶;
第二段母胶混炼:设置啮合式密炼机转速为35~65prm,在啮合式密炼机中加入氧化锌、硬脂酸、微晶蜡、软化剂,混炼至115-145秒,提栓,保持10-30秒,然后压栓混炼至175-225秒后排胶即得第二段母胶;
终炼胶混炼:设置啮合式密炼机转速为20~40prm,先加入第二段母胶混炼50~80秒后,再加入硫磺、促进剂、防老剂、防焦剂,混炼至120~150秒,提栓,然后压栓混炼至180~210秒排胶即得终练胶。
7.根据权利要求6所述制备方法,其特征在于,前述方法中:
第一段母胶混炼:设置啮合式密炼机转速为35prm,在啮合式密炼机中加入天然胶、氧化铝,混炼105秒后加入炭黑、芳烃油、混炼至155秒,提栓,然后压栓至230秒后排料即得第一段母胶;
第二段母胶混炼:设置啮合式密炼机转速为50prm,在啮合式密炼机中加入氧化锌、硬脂酸、微晶蜡、软化剂,混炼至130秒,提栓,保持20秒,然后压栓混炼至200秒后排胶即得第二段母胶;
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