CN114031862A - 一种汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层及其制备方法，按照重量份数包括以下组分：卤化丁基胶50‑60份、天然胶20‑30份、丁苯胶20‑30份、无机填料80‑100份、氧化锌2‑4份、均匀剂4‑6份、分散剂2‑4份、硬脂酸1‑1.2份、增粘树脂3‑5份、促进剂1.2‑1.8份、防焦剂0.1‑0.2份、硫磺粉1.6‑2.0份。本发明的有益效果:采用100％无机填料替代100％炭黑或炭黑和无机填料并用，在保证胶料加工性，屈挠性，气密性的同时，大幅降低轮胎成本；本发明减少了炭黑的使用量，间接的降低了填料生产企业的碳排放，降低轮胎产业链的碳排放，有助于环境保护。

Description

一种汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层及其制备方法

技术领域

本发明属于橡胶轮胎技术领域，具体涉及一种汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层及其制备方法。

背景技术

随着国内高速公路的快速发展，子午线轮胎已经逐渐替代了传统的斜交轮胎，成为轮胎中的一种重要产品。目前，无内胎化正成为轮胎工业一大发展趋势，而气密层胶，作为子午线轮胎的主要产品部件，是影响无内胎轮胎气密性能的重要因素。气密层胶料要求具有较高的硫化程度，较好的耐疲劳性能，较高的拉伸强度和撕裂强度，与气密层相邻构件中的通用橡胶粘合性能好。

炭黑是一种重要的橡胶补强剂和填充剂，能够提高橡胶制品的机械性能、耐磨性，延长橡胶的使用寿命，炭黑增强填充卤化丁基橡胶是最常用于制造轮胎气密层胶，但是炭黑对提升气密性无明显的帮助，同时在加工过程中存在炭黑以及小料分散不均匀等缺点。

现有技术中，轮胎气密层配方不使用无机填料或使用炭黑和无机填料并用。原因是，无机填料几乎没有补强作用，并且分散型较差，胶料的力学性能差，容易出现早期屈挠破坏。

近年来，能源转型、绿色低碳发展已经成为不可阻挡的全球趋势。随着全国碳交易市场开启。作为碳排放的大户，轮胎产业链对降低碳排放，节约成本的诉求变得更加迫切。炭黑的应用除了上面提到的问题，其碳排放量远高于无机填料。

发明内容

针对现有轮胎气密层配方技术中原材料碳排放量高的问题，本发明在保持胶料所需气密性、加工性及屈挠性的同时，采用100％无机填料替代100％炭黑或炭黑和无机填料的组合。本发明可大幅度降低轮胎制造成本，并且降低轮胎产业链的碳排放。

本发明通过增加天然胶的份数，保持了胶料的力学性能。使用了2-4份的脂肪酸盐类的分散助剂，帮助改善无机填料分散。通过配方调整，降低胶料的定伸应力，大幅提高胶料的断裂伸长率，进而保证胶料的抗屈挠破坏性能。

为了实现上述目的，本发明提供一种汽车用新型节能环保轮胎气密层，配方按照重量份数计算，包括以下组分：卤化丁基胶50-60份、天然胶20-30份、丁苯胶20-30份，无机填料80-100份，氧化锌2-4份、均匀剂4-6份、分散剂2-4份，硬脂酸1-1.2份，增粘树脂3-5份、促进剂1.2-1.8份、防焦剂0.1-0.2份、硫磺粉1.6-2.0份。

本发明所述的卤化丁基胶包括溴化丁基胶，氯化丁基胶和丁基再生胶。

本发明所述的天然胶包括不同产地，不同牌号，不同工艺的天然胶。

本发明所属的丁苯胶包括各类非充油型丁苯橡胶。

本发明所述的汽车用新型节能环保轮胎气密层配方，使用100％的无机填料，区别于传统气密层配方的100％炭黑或炭黑和无机填料的并用。

本发明所述的促进剂为促进剂DM。

本发明所述的防焦剂为防焦剂CTP。

本发明所述的增粘树脂为超级增粘树脂KORESIN。

本发明所述的均匀剂为40MSF。

本发明所述的分散剂为瑞巴RF70。

本发明所述的无机填料为碳酸钙或陶土。

另外，本发明还提供了一种汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层胶料的制造方法，包括以下步骤：

S1母胶生产

向密炼机中加入卤化丁基橡胶、天然胶、丁苯胶、增粘树脂、无机填料、硬脂酸、均匀剂、分散剂，启动密炼机，压上顶栓40s，上顶栓压力为0.4-0.6Mpa，压上顶栓40s,混炼温度为125℃，转速为40-45rpm，升栓停留10s，压上顶栓40s,混炼温度上升至135℃，排胶。

S2终胶生产

向密炼机中加入母胶、氧化锌、促进剂DM、防焦剂CTP、硫磺粉，启动密炼机，转速设为30-45rpm，压上顶栓35s，上顶栓压力为0.4-0.6Mpa，升栓停留10s后，压上顶栓35s，升栓停留10s，压上顶栓35s,混炼温度上升至105℃，将转速升至50rpm，排胶。

本发明的有益效果:采用100％无机填料替代100％炭黑或炭黑和无机填料并用，在保证胶料加工性，屈挠性，气密性的同时，大幅降低轮胎成本；本发明可大幅降低轮胎的生产成本，以年产1000万套的半钢工厂为例，年节约成本可达700万以上；无机填料生产过程的碳排放低于炭黑，本发明减少了炭黑的使用量，间接的降低了填料生产企业的碳排放，降低轮胎产业链的碳排放，有助于环境保护。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但是本发明不局限于这些实施案例。

实施例1

一种汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层配方，其配方包括以下重量份数的组分：卤化丁基胶60份、天然胶20份、丁苯胶20份，无机填料陶土80份，氧化锌3份、硬脂酸1.2份、均匀剂4份、分散剂3份、增粘树脂3份、促进剂1.6份、防焦剂0.2份、硫磺粉1.8份。

本实施例制备汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层胶的制备方法，包括以下步骤：

S1母胶生产

向密炼机中加入卤化丁基橡胶、天然胶、丁苯胶、增粘树脂、无机填料陶土、硬脂酸、均匀剂、分散剂，启动密炼机，压上顶栓40s，上顶栓压力为0.4-0.6Mpa，压上顶栓40s,混炼温度为125℃，转速为40-45rpm，升栓停留10s，压上顶栓40s,混炼温度上升至135℃，排胶。

S2终胶生产

向密炼机中加入母胶、氧化锌、促进剂DM、防焦剂CTP、硫磺粉，启动密炼机，转速设为30-45rpm，压上顶栓35s，上顶栓压力为0.4-0.6Mpa，升栓停留10s后，压上顶栓35s，升栓停留10s，压上顶栓35s,混炼温度上升至105℃，将转速升至50rpm，排胶。

实施例2

一种汽车用新型节能环保轮胎气密层配方，其配方包括以下重量份数的组分：卤化丁基胶60份、天然胶30份、丁苯胶20份，无机填料碳酸钙90份，氧化锌2份、硬脂酸1.2份、均匀剂5份，分散剂4份、增粘树脂5份、促进剂1.4份、防焦剂0.2份、硫磺粉1.6份。

本实施例制备汽车用新型节能环保轮胎气密层胶的方法按照实施例1的方法制备。

实施例3

一种汽车用新型节能环保轮胎气密层配方，其配方包括以下重量份数的组分：卤化丁基胶50份、天然胶30份、丁苯胶30份，无机填料碳酸钙100份，氧化锌2份、硬脂酸1.2份、均匀剂5份，分散剂4份、增粘树脂5份、促进剂1.4份、防焦剂0.2份、硫磺粉1.6份。

本实施例制备汽车用新型节能环保轮胎气密层胶的方法按照实施例1的方法制备。

实施例4

一种汽车用新型节能环保轮胎气密层配方，其配方包括以下重量份数的组分：卤化丁基胶50份、天然胶20份、丁苯胶20份，无机填料碳酸钙80份，氧化锌2份、硬脂酸1.2份、均匀剂5份，分散剂4份、增粘树脂5份、促进剂1.4份、防焦剂0.2份、硫磺粉1.6份。

本实施例制备汽车用新型节能环保轮胎气密层胶的方法按照实施例1的方法制备。

对比例

本对比案例采用的参考配方包括以下组分：卤化丁基胶80份、天然胶20份，无机填料碳酸钙40份，N660炭黑55份，氧化锌3份、硬脂酸1.2份，均匀剂4份、增粘树脂3份、促进剂1.5份、防焦剂0.1份、硫磺粉1.6份

本对比案例制备汽车用气密层胶的方法，包括以下步骤：

S1母胶生产

向密炼机中加入卤化丁基橡胶、天然胶、增粘树脂、N660炭黑、无机填料碳酸钙、硬脂酸、均匀剂，启动密炼机，压上顶栓40s，上顶栓压力为0.4-0.6Mpa，压上顶栓40s,混炼温度为125℃，转速为40-45rpm，升栓停留10s，压上顶栓40s,混炼温度上升至135℃，排胶。

S2终胶生产

向密炼机中加入母胶、氧化锌、促进剂DM、防焦剂CTP、硫磺粉，启动密炼机，转速设为30-45rpm，压上顶栓35s，上顶栓压力为0.4-0.6Mpa，升栓停留10s后，压上顶栓35s，升栓停留10s，压上顶栓35s,混炼温度上升至105℃，将转速升至50rpm，排胶。

本发明实施例1-4和对比例的物理性能见表1

表1实施例1-4和对比例的物理性能

本发明实施例1-4和对比例在实物轮胎上的性能表现见表2，试验的轮胎规格为225/55R17 94W。

表2实施例1-4和对比例在实物轮胎上的性能表现

	高速性能	耐久性能	30天静置气压损失
				对比例	通过	通过	3.8％
实施例1	通过	通过	3.6％
				实施例2	通过	通过	3.8％
实施例3	通过	通过	3.5％
				实施例4	通过	通过	3.7％

本发明实施例1-4和对比例在轮胎成本上的表现，见表3。

参考规格为205/55R16

表3实施例1-4和对比例的轮胎成本

从上述试验结果可以看出，本发明的汽车用新型节能环保轮胎气密层方案与参考比较，在轮胎性能方面与参比类似，在保气性和耐屈挠破坏方面性能相当，在成本方面，明显优于参比案例。因此本发明的方案具备减少轮胎产业链碳排放，大幅降低轮胎厂生产成本的效果。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (9)

1.一种汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层，其特征在于：按照重量份数包括以下组分：卤化丁基胶50-60份、天然胶20-30份、丁苯胶20-30份、无机填料80-100份、氧化锌2-4份、均匀剂4-6份、分散剂2-4份、硬脂酸1-1.2份、增粘树脂3-5份、促进剂1.2-1.8份、防焦剂0.1-0.2份、硫磺粉1.6-2.0份。

2.如权利要求1所述的一种汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层，其特征在于，所述的卤化丁基胶包括溴化丁基胶，氯化丁基胶和丁基再生胶的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层，其特征在于，所述的均匀剂为40MSF。

4.如权利要求1所述的一种汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层，其特征在于，所述的分散剂为瑞巴RF70。

5.如权利要求1所述的一种汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层，其特征在于，所述的增粘树脂为超级增粘树脂KORESIN。

6.如权利要求1所述的一种汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层，其特征在于，所述的促进剂为促进剂DM。

7.如权利要求1所述的一种汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层，其特征在于，所述的防焦剂为防焦剂CTP。

8.如权利要求1所述的一种汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层，其特征在于，所述的无机填料为碳酸钙或陶土。

9.一种制备如权利要求1-9任一所述一种汽车用新型低碳节能环保轮胎气密层的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1母胶生产

向密炼机中加入卤化丁基橡胶、天然胶、丁苯胶、增粘树脂、无机填料、硬脂酸、均匀剂、分散剂，启动密炼机，压上顶栓40s，上顶栓压力为0.4-0.6Mpa，压上顶栓40s,混炼温度为125℃，转速为40-45rpm，升栓停留10s，压上顶栓40s,混炼温度上升至135℃，排胶。

S2终胶生产

向密炼机中加入母胶、氧化锌、促进剂DM、防焦剂CTP、硫磺粉，启动密炼机，转速设为30-45rpm，压上顶栓35s，上顶栓压力为0.4-0.6Mpa，升栓停留10s后，压上顶栓35s，升栓停留10s，压上顶栓35s,混炼温度上升至105℃，将转速升至50rpm，排胶。