CN114381050A - 一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物、制备及应用 - Google Patents

一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物、制备及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及子午线轮胎胶料技术领域，更具体而言，涉及一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物、制备及应用。采用顺式‑1,4‑聚异戊二烯橡胶、顺式‑1,4‑聚丁二烯橡胶、炭黑、高分散白炭黑、间苯二酚给予体、亚甲基给予体通过混炼制备三角胶；其中，高分散白炭黑作为酸性氧化物；由间苯二酚给予体与亚甲基给予体组成间‑甲粘合体系作为补强体系；高分散炭黑、间苯二酚给予体与亚甲基给予体共同构成间‑甲‑白粘合体系，具有增加硫化橡胶的交联网络，提高胶料硬度和模量，降低胶料生热的性能。

Description

一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物、制备及应用
技术领域
本发明涉及子午线轮胎胶料技术领域，更具体而言，涉及一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物、制备及应用。
背景技术
现行子午线轮胎三角胶配方中一般采用炭黑和补强树脂并用的补强体系来提高胶料的硬度和模量，虽然可以满足其性能要求，但随着市场对燃油经济性越来越高的需求，轮胎三角胶的生热性能急需降低，采用间甲钴/间甲白钴粘合体系制备三角胶，钴盐对硫化速度有影响，工艺过程控制困难。现有补强体系已无法同时满足高硬度、低生热的性能要求。
发明内容
本发明旨在提供一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物、制备及应用，通过在配方中应用间-甲-白粘合体系，能显著提高胶料硬度及模量，降低胶料生热。
本发明一方面的目的在于，提供一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物
一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物，由以下重量份原料混炼制成：1-80重量份顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶、1-80重量份顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、50-150重量份炭黑、1-50重量份高分散白炭黑、1-30重量份间苯二酚给予体、1-30重量份亚甲基给予体。
优选地，所述顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶顺式含量在97％以上；所述顺式-1,4-聚丁二烯橡胶顺式含量在95％以上。
优选地，所述炭黑氮吸附比表面积在70m2/g以上、DBP吸油值在80cm3/100g以上。
优选地，所述高分散白炭黑BET比表面积在100m2/g以上、DBP吸油值在1.0cm3/g以上。
优选地，所述间苯二酚给予体为间苯二酚-80。
优选地，所述亚甲基给予体为RA系列粘合剂。
优选地，还包括改性酚醛补强树脂、硫磺、促进剂。其中，改性酚醛补强树脂SL-2201，用量范围5-50份；促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺或N,N-2二环己基-2,2-二苯并噻唑次磺酰胺，用量范围0.1-5份；硫磺为不溶性硫磺HD OT 20，用量范围在2-10份。
本发明的另一个方面的目的在于，提供一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物的制备方法
一种应用间甲白粘合体系的三角胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)非生产性混炼阶段：将顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶、顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、炭黑、高分散白炭黑、间苯二酚给予体、改性酚醛补强树脂加入混炼机形成第一混合物，混炼至温度达到130-150℃；
(2)生产性混炼阶段：将步骤(1)得到的第一混合物加入促进剂、硫磺、亚甲基给予体加入混炼机混炼至温度达到100-120℃制得第二混合物；
(3)硫化阶段：将步骤(2)得到的第二混合物硫化制得三角胶。
进一步地，所述非生产性混炼阶段为多个；所述多个非生产性混炼阶段工艺参数相同；多个所述非生产性混炼阶段间隔时间为4h-720h；所述非生产性混炼阶段与所述生产性混炼阶段间隔时间为4h-720h。
优选地，所述混炼机转速为20-60r/min。
本发明的再一个方面的目的在于，提供一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物的应用。
一种子午线轮胎，该轮胎的三角胶采用上述任一一个技术方案所述的应用间甲白粘合体系的三角胶组合物。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物、制备及应用，采用顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶、顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、炭黑、高分散白炭黑、间苯二酚给予体、亚甲基给予体通过混炼制备三角胶；其中，高分散白炭黑作为酸性氧化物；由间苯二酚给予体与亚甲基给予体组成间-甲粘合体系作为补强体系；高分散炭黑、间苯二酚给予体与亚甲基给予体共同构成间-甲-白粘合体系，具有增加硫化橡胶的交联网络，提高胶料硬度和模量，降低胶料生热的性能。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。
实施例1
一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物，由以下重量份原料混炼制成：50份顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶、50份顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、50份炭黑、30份高分散白炭黑、8份间苯二酚给予体、8份亚甲基给予体。
在上述实施例的基础上，所述顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶顺式含量在97％以上；所述顺式-1,4-聚丁二烯橡胶顺式含量在95％以上。所述炭黑氮吸附比表面积在70m2/g以上、DBP吸油值在80cm3/100g以上。所述高分散白炭黑BET比表面积在100m2/g以上、DBP吸油值在1.0cm3/g以上。所述间苯二酚给予体为间苯二酚-80。所述亚甲基给予体为RA系列粘合剂。还包括25份改性酚醛补强树脂、6份硫磺、2份促进剂。
实施例2
一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物，由以下重量份原料混炼制成：50份顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶、50份顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、60份炭黑、25份高分散白炭黑、8份间苯二酚给予体、10份亚甲基给予体。
在上述实施例的基础上，所述顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶顺式含量在97％以上；所述顺式-1,4-聚丁二烯橡胶顺式含量在95％以上。所述炭黑氮吸附比表面积在70m2/g以上、DBP吸油值在80cm3/100g以上。所述高分散白炭黑BET比表面积在100m2/g以上、DBP吸油值在1.0cm3/g以上。所述间苯二酚给予体为间苯二酚-80。所述亚甲基给予体为RA系列粘合剂。还包括10份改性酚醛补强树脂、6份硫磺、2份促进剂。
实施例3
一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物，由以下重量份原料混炼制成：1份顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶、1份顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、50份炭黑、1份高分散白炭黑、1份间苯二酚给予体、1份亚甲基给予体。
在上述实施例的基础上，所述顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶顺式含量在97％以上；所述顺式-1,4-聚丁二烯橡胶顺式含量在95％以上。所述炭黑氮吸附比表面积在70m2/g以上、DBP吸油值在80cm3/100g以上。所述高分散白炭黑BET比表面积在100m2/g以上、DBP吸油值在1.0cm3/g以上。所述间苯二酚给予体为间苯二酚-80。所述亚甲基给予体为RA系列粘合剂。还包括5份改性酚醛补强树脂、2份硫磺、0.1份促进剂。
实施例4
一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物，由以下重量份原料混炼制成：80份顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶、80份顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、150份炭黑、50份高分散白炭黑、30份间苯二酚给予体、30份亚甲基给予体。
在上述实施例的基础上，所述顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶顺式含量在97％以上；所述顺式-1,4-聚丁二烯橡胶顺式含量在95％以上。所述炭黑氮吸附比表面积在70m2/g以上、DBP吸油值在80cm3/100g以上。所述高分散白炭黑BET比表面积在100m2/g以上、DBP吸油值在1.0cm3/g以上。所述间苯二酚给予体为间苯二酚-80。所述亚甲基给予体为RA系列粘合剂。还包括50份改性酚醛补强树脂、10份硫磺、5份促进剂。
比较例1
表1中，样品a为对比样，未使用高分散白炭黑与间苯二酚给予体；样品b为实施例1制备的三角胶。
在Banbury密炼机中制备如表1中所规定成分的三角胶组合物，制备过程采取两个分开的加料混炼阶段与硫化阶段，即一个非生产性混炼阶段和一个生产性混炼阶段。非生产性阶段进行约2-3min的混炼，直至橡胶温度达到140℃，即完成。生产性混炼阶段，混炼至橡胶温度达到115℃；在151℃硫化30min制得硫化样品a与硫化样品b。表2给出了硫化样品a与硫化样品b的表观和物理性能。
表1
Figure BDA0003389525420000051
表2
Figure BDA0003389525420000052
比较例2
表3中，样品c为对比样，未使用空气阻止剂与间甲树脂；样品d为实施例1制备的三角胶。
在Banbury密炼机中制备如表3中所规定成分的橡胶组合物，制备过程采取两个分开的加料混炼阶段，即一个非生产性混炼阶段和一个生产性混炼阶段。非生产性阶段分别进行约2-3min的混炼，直至橡胶温度达到140℃，即完成。生产性混炼阶段，混炼至橡胶温度达到115℃；在151℃硫化30min制得硫化样品c与硫化样品d。表4给出了硫化样品c与硫化样品d的表观和物理性能。
表3
Figure BDA0003389525420000061
表4
Figure BDA0003389525420000062
这些结果表明，在子午线轮胎三角胶配方中使用了高分散炭黑、间苯二酚-80、RA系列粘合剂，能够使胶料在保证硬度、模量的前提下，大大降低胶料生热。
一种子午线轮胎，该轮胎的三角胶采用上述的三角胶组合物。
硬度、60℃tanδ可根据轮胎工业可接受的测试方法GB/T531.1进行，MH、ML可根据轮胎工业可接受的测试方法GB/T16584进行。60℃tanδ值越低，意味着胶料的生热越低；硬度、MH、MH-ML值越高，意味着胶料的硬度及模量越高。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物，其特征在于，由以下重量份原料混炼制成：1-80重量份顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶、1-80重量份顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、50-150重量份炭黑、1-50重量份高分散白炭黑、1-30重量份间苯二酚给予体、1-30重量份亚甲基给予体。
2.根据权利要求1所述的一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物，其特征在于：所述顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶顺式含量在97％以上；所述顺式-1,4-聚丁二烯橡胶顺式含量在95％以上。
3.根据权利要求1所述的一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物，其特征在于：所述炭黑氮吸附比表面积在70m2/g以上、DBP吸油值在80cm3/100g以上。
4.根据权利要求1所述的一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物，其特征在于：所述高分散白炭黑BET比表面积在100m2/g以上、DBP吸油值在1.0cm3/g以上。
5.根据权利要求1所述的一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物，其特征在于：所述间苯二酚给予体为间苯二酚-80；所述亚甲基给予体为RA系列粘合剂。
6.根据权利要求1所述的一种应用间甲白粘合体系的三角胶组合物，其特征在于：还包括重量份为5-50份改性酚醛补强树脂、2-10份硫磺、0.1-5份促进剂。
7.一种应用间甲白粘合体系的三角胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)非生产性混炼阶段：将顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶、顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、炭黑、高分散白炭黑、间苯二酚给予体、改性酚醛补强树脂加入混炼机形成第一混合物，混炼至温度达到130-150℃；
(2)生产性混炼阶段：将步骤(1)得到的第一混合物加入促进剂、硫磺、亚甲基给予体加入混炼机混炼至温度达到100-120℃制得第二混合物；
(3)硫化阶段：将步骤(2)得到的第二混合物硫化制得三角胶。
8.根据权利要求7所述的一种应用间甲白粘合体系的三角胶的制备方法，其特征在于：所述非生产性混炼阶段为多个。
9.根据权利要求7所述的一种应用间甲白粘合体系的三角胶的制备方法，其特征在于：所述混炼机转速为20-60r/min。
10.一种子午线轮胎，其特征在于：该轮胎的三角胶采用权利要求1-6任一项所述的三角胶组合物。
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