CN115304827A - 一种轮胎用反式丁戊橡胶三角胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轮胎技术领域，公开了一种轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，包括以下重量份原料：橡胶组合物100份，补强树脂5－30份，硬脂酸2－8份，活性剂5－10份，防老剂1－10份，促进剂1－5份，防焦剂0.1－1份，硫化剂2－10份，炭黑30－80份；所述橡胶组合物至少包括反式丁戊橡胶。本发明制备的三角胶具备优异的挺性，改善了又长又薄的三角胶易发生变形的缺点，提高了生产效率，同时保证了硫化后三角胶的硬度与普通三角胶相同，本发明可用于制备各类硬度的三角胶。

Description

一种轮胎用反式丁戊橡胶三角胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及轮胎制备技术领域，特别是涉及一种轮胎用反式丁戊橡胶三角胶及其制备方法
背景技术
轮胎三角胶又称三角胶芯、填充胶条、胶芯，位于轮胎胎圈上部位，是胎圈部分的主要填充物，起到支撑胎壁、缓冲和刚度过渡的作用，赋予胎圈形状，体积和稳定性。需要承受较大的压缩及剪切变形，所以通过硬度适中的三角胶连接胎圈与胎侧可以起到缓慢过渡的功能。
有现有技术提到胎唇部使用较长的三角胶同时三角胶厚度减薄，并增加胎边硬胶高度，可维持操控性及舒适性，并同时降低滚动阻力。但是又长又薄的三角胶，其母胶压出后极易发生变形，在胎圈热贴成型过程中，三角胶由于张力作用会向内倾斜，胎圈直立摆放时，三角胶受重力的作用，很快会向下弯曲，这种状态一但形成，若不经过热处理，难以恢复到挺直的状态，即挺性较差，胶料压成片后抵抗重力发生变形的能力较差；严重时甚至无法进行后续胎胚成型工序，只能作废处理，影响企业的生产效率，增加了生产成本。
另外，部分轮胎企业通过引入更多的补强树脂来提升薄三角胶的挺性，但这会造成硫化后三角胶的硬度增加，超过了三角胶硬度设计要求；同时还有企业会采用平放的方式来缓解这一问题，但会在一定程度上影响工人的工作效率。
因此，为了保证又薄又长的三角胶加工的便捷性、安全性和可靠性，在不影响三角胶硫化胶硬度的前提下，如何提升三角胶的挺性是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，主要用于解决各类三角胶的硬度、挺性不能有效平衡且工作效率低的技术问题。
本发明的一个目的在于提供了一种轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，包括以下重量份原料：橡胶组合物100份，补强树脂5－30份，硬脂酸2－8份，活性剂5－10份，防老剂1－10份，促进剂1－5份，防焦剂0.1－1份，硫化剂2－10份，炭黑30－80份；
所述橡胶组合物至少包括反式丁戊橡胶。
优选的，在上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶中，所述橡胶组合物包括反式丁戊橡胶5－100份，天然橡胶0－100份，其他橡胶0－100份。
本发明中将反式丁戊橡胶与天然橡胶共混后，制备得到的胶料的抗撕裂强度、耐老化性能、耐疲劳性能、耐磨耗及抗屈挠性能、动态生热等多项力学性能均得到有效改善。
优选的，在上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶中，所述反式丁戊橡胶是反式异戊二烯与丁二烯的共聚产物，且所述反式丁戊橡胶的数均分子量在15－50万，分子量分布指数PI值为1.8－3.5；由于在三角胶中引入了1，4－丁二烯组分，因此在0－100℃可发生结晶，具体的三角胶的结晶温度随着1，4－丁二烯占比的增加而降低，并且反式丁戊橡胶的结构中存在的反式长链分子是有序的，易于有序聚集而结晶。
优选的，在上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶中，所述其他橡胶为再生橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶中的一种或多种的混合。
优选的，在上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶中，所述防老剂为防老剂4020NA、防老剂H、防老剂RD、防老剂D中的一种或多种的混合。
优选的，在上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶中，所述炭黑为炭黑N330、炭黑N375、炭黑N660中的一种或多种的混合。
优选的，在上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶中，所述促进剂为促进剂DZ、促进剂CZ、促进剂M、促进剂DM中一种或多种的混合。
优选的，在上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶中，所述防焦剂为防焦剂CTP、防焦剂APR、防焦剂E中的一种或多种的混合。
优选的，在上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶中，所述补强树脂为酚醛树脂；所述活性剂为氧化锌；所述硫化剂为硫磺。
优选的，在上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶中，所述三角胶的邵氏硬度为60－100。
本发明的另一目的在于提供了一种上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)一段混炼：向开炼机或密炼机中加入天然橡胶和其它橡胶塑炼90s后，加入反式丁戊橡胶塑炼30s，再加入补强树脂、硬脂酸、活性剂、防老剂、防焦剂和炭黑混炼2－10min后排胶；
(2)二段混炼：在步骤(1)排出的胶料中加入硫化剂和促进剂，在开炼机或密炼机中混炼2－10min；
(3)三角胶挤出成型：将经过二段混炼的胶料在室温下存放12－48h后，放入挤出机挤出三角胶条，即可。
本发明提供了一种轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明通过采用反式丁戊橡胶、天然橡胶、其他橡胶和其他原料进行配比，基于反式丁戊橡胶能够在一定温度下结晶变硬的能力，制备得到了一种带有结晶能力的三角胶；
本发明制备的三角胶具备优异的挺性，改善了又长又薄的三角胶易发生变形的缺点，提高了生产效率，同时保证了硫化后三角胶的硬度与普通三角胶相同，本发明可用于制备各类硬度的三角胶。
附图说明
图1是本发明实施例1三角胶(左)及对比例1三角胶(右)弯曲角度对比图一；
图2是本发明实施例1三角胶(左)及对比例1三角胶(右)弯曲角度对比图二。
具体实施方式
下面将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
一种轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，包括以下重量份原料：反式丁戊橡胶10份、天然橡胶90份、硬脂酸5份、氧化锌8份、防老剂4020NA 5份、促进剂DZ 3份、防焦剂CTP 0.5份、硫磺6份、炭黑N330 50份、酚醛树脂20份。
本实施例上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶的制备方法如下：
(1)一段混炼：向开炼机或密炼机中加入天然橡胶和其它橡胶塑炼90s后，加入反式丁戊橡胶塑炼30s，再加入补强树脂、硬脂酸、活性剂、防老剂、防焦剂和炭黑混炼2－10min后排胶；
(2)二段混炼：在步骤(1)排出的胶料中加入硫化剂和促进剂，在开炼机或密炼机中混炼2－10min，混炼温度不超过120℃，得到混炼母胶；
(3)三角胶挤出成型：将步骤(2)得到的混炼母胶在室温下存放12－48h后，放入挤出机，设定挤出机的挤出温度为80－100℃，挤出即得三角胶条。
实施例2
一种轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，包括以下重量份原料：反式丁戊橡胶20份、天然橡胶80份、硬脂酸3份、氧化锌5份、防老剂H 1份、促进剂CZ 1份、防焦剂APR 0.1份、硫磺2份、炭黑N375 30份、酚醛树脂5份。
本实施例上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶的制备方法如下：
(1)一段混炼：向开炼机或密炼机中加入天然橡胶和其它橡胶塑炼90s后，加入反式丁戊橡胶塑炼30s，再加入补强树脂、硬脂酸、活性剂、防老剂、防焦剂和炭黑混炼2－10min后排胶；
(2)二段混炼：在步骤(1)排出的胶料中加入硫化剂和促进剂，在开炼机或密炼机中混炼2－10min，混炼温度不超过120℃，得到混炼母胶；
(3)三角胶挤出成型：将步骤(2)得到的混炼母胶在室温下存放12－48h后，放入挤出机，设定挤出机的挤出温度为80－100℃，挤出即得三角胶条。
实施例3
一种轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，包括以下重量份原料：反式丁戊橡胶30份、天然橡胶70份、硬脂酸8份、氧化锌10份、防老剂RD 10份、促进剂M 0.8份、防焦剂E 1份、硫磺10份、炭黑N660 80份、酚醛树脂30份。
本实施例上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶的制备方法如下：
(1)一段混炼：向开炼机或密炼机中加入天然橡胶和其它橡胶塑炼90s后，加入反式丁戊橡胶塑炼30s，再加入补强树脂、硬脂酸、活性剂、防老剂、防焦剂和炭黑混炼2－10min后排胶；
(2)二段混炼：在步骤(1)排出的胶料中加入硫化剂和促进剂，在开炼机或密炼机中混炼2－10min，混炼温度不超过120℃，得到混炼母胶；
(3)三角胶挤出成型：将步骤(2)得到的混炼母胶在室温下存放12－48h后，放入挤出机，设定挤出机的挤出温度为80－100℃，挤出即得三角胶条。
实施例4
一种轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，包括以下重量份原料：反式丁戊橡胶10份、天然橡胶70份、顺丁橡胶20份、硬脂酸5份、氧化锌8份、防老剂4020NA 3份、防老剂D 2份、促进剂DZ 2份、促进剂DM 1份、防焦剂CTP 0.4份、防焦剂APR0.1份、硫磺6份、炭黑N330 20份、炭黑N375 20份、炭黑N660 10份、酚醛树脂20份。
本实施例上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶的制备方法如下：
(1)一段混炼：向开炼机或密炼机中加入天然橡胶和其它橡胶塑炼90s后，加入反式丁戊橡胶塑炼30s，再加入补强树脂、硬脂酸、活性剂、防老剂、防焦剂和炭黑混炼2－10min后排胶；
(2)二段混炼：在步骤(1)排出的胶料中加入硫化剂和促进剂，在开炼机或密炼机中混炼2－10min，混炼温度不超过120℃，得到混炼母胶；
(3)三角胶挤出成型：将步骤(2)得到的混炼母胶在室温下存放12－48h后，放入挤出机，设定挤出机的挤出温度为80－100℃，挤出即得三角胶条。
实施例5
一种轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，包括以下重量份原料：反式丁戊橡胶100份、硬脂酸8份、氧化锌10份、防老剂RD 10份、促进剂M 0.8份、防焦剂E 1份、硫磺10份、炭黑N66080份、酚醛树脂30份。
本实施例上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶的制备方法如下：
(1)一段混炼：向开炼机或密炼机中加入反式丁戊橡胶塑炼30s，再加入补强树脂、硬脂酸、活性剂、防老剂、防焦剂和炭黑混炼2－10min后排胶；
(2)二段混炼：在步骤(1)排出的胶料中加入硫化剂和促进剂，在开炼机或密炼机中混炼2－10min，混炼温度不超过120℃，得到混炼母胶；
(3)三角胶挤出成型：将步骤(2)得到的混炼母胶在室温下存放12－48h后，放入挤出机，设定挤出机的挤出温度为80－100℃，挤出即得三角胶条。
对比例1
一种轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，包括以下重量份原料：天然橡胶100份、硬脂酸5份、氧化锌8份、防老剂4020NA 5份、促进剂DZ 3份、防焦剂CTP 0.5份、硫磺6份、炭黑N33050份、酚醛树脂20份。
本对比例上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶的制备方法如下：
(1)一段混炼：向开炼机或密炼机中加入天然橡胶塑炼90s，再加入补强树脂、硬脂酸、活性剂、防老剂、防焦剂和炭黑混炼2－10min后排胶；
(2)二段混炼：在步骤(1)排出的胶料中加入硫化剂和促进剂，在开炼机或密炼机中混炼2－10min，混炼温度不超过120℃，得到混炼母胶；
(3)三角胶挤出成型：将步骤(2)得到的混炼母胶在室温下存放12－48h后，放入挤出机，设定挤出机的挤出温度为80－100℃，挤出即得三角胶条。
对比例2
一种轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，包括以下重量份原料：天然橡胶80份、顺丁橡胶20份、硬脂酸5份、氧化锌8份、防老剂4020NA 3份、防老剂D 2份、促进剂DZ 2份、促进剂DM 1份、防焦剂CTP 0.4份、防焦剂APR0.1份、硫磺6份、炭黑N330 20份、炭黑N375 20份、炭黑N660 10份、酚醛树脂20份。
本实施例上述轮胎用反式丁戊橡胶三角胶的制备方法如下：
(1)一段混炼：向开炼机或密炼机中加入天然橡胶和其它橡胶塑炼90s后，加入反式丁戊橡胶塑炼30s，再加入补强树脂、硬脂酸、活性剂、防老剂、防焦剂和炭黑混炼2－10min后排胶；
(2)二段混炼：在步骤(1)排出的胶料中加入硫化剂和促进剂，在开炼机或密炼机中混炼2－10min，混炼温度不超过120℃，得到混炼母胶；
(3)三角胶挤出成型：将步骤(2)得到的混炼母胶在室温下存放12－48h后，放入挤出机，设定挤出机的挤出温度为80－100℃，挤出即得三角胶条。
将实施例1－5及对比例1制备得到的轮胎用反式丁戊橡胶三角胶继续进行处理，将三角胶条进行冷却至60℃以下，然后再与钢丝圈热贴成型，按照相应轮胎规格的成型与硫化工艺完成轮胎胎胚的成型与硫化，并对成型的胎胚进行性能测试，表1给出了实施例1－5及对比例1的物理性能，其中以对比例1三角胶制备得到的胎胚获得的值作为基准并确认为100％。
表1性能测试结果
Figure BDA0003703347270000081
Figure BDA0003703347270000091
由表1性能测试结果可知，控制反式丁戊橡胶在一定比例用量下，胎胚的各项性能变化幅度均能维持在10％以内，其中实施例1－5的硬度均没有发生变化，保证了轮胎三角胶硬度指标要求，并且通过轮胎高速、耐久、强度、脱圈的国标，能有效确保轮胎的使用安全性。
另外，三角胶胎圈的弯曲角度决定了三角胶的挺性，具体是三角胶胎圈的弯曲角度越小，则三角胶的挺性越好。为了更好的表现实施例与对比例改善前后三角胶的性能变化，参见图1－2，分别为实施例1三角胶制备得到的胎圈与对比例1制备得到的胎圈，可以明显看出，引入反式丁戊橡胶后，实施例1的胎圈三角胶受重力引起的弯曲程度明显得到改善，弯曲角度由对比例1的50°转变为20°，减少弯曲角度60％，说明实施例三角胶母胶挺性得到明显提升。
综上所述，本发明通过采用反式丁戊橡胶、天然橡胶、其它类橡胶和其他配料进行配比，基于反式丁戊橡胶在一定温度下结晶变硬的能力，适当调整生产工艺，制备一种带有结晶能力的三角胶；所制备的三角胶具备的优异的挺性，改善了又长双薄三角胶易发生变形的缺点，提高了生产效率，同时保证了硫化后三角胶的硬度与普通三角胶相同，该方法适合各类硬度的三角胶，尤其提升又长又薄的三角胶的挺性效果更加明显。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方案而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，其特征在于，包括以下重量份原料：橡胶组合物100份，补强树脂5－30份，硬脂酸2－8份，活性剂5－10份，防老剂1－10份，促进剂1－5份，防焦剂0.1－1份，硫化剂2－10份，炭黑30－80份；
所述橡胶组合物至少包括反式丁戊橡胶。
2.根据权利要求1所述的轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，其特征在于，所述反式丁戊橡胶是反式异戊二烯与丁二烯的共聚产物，且所述所述共聚产物的数均分子量在15－50万，分子量分布指数PI值为1.8－3.5。
3.根据权利要求1所述的轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，其特征在于，所述橡胶组合物包括反式丁戊橡胶5－100份，天然橡胶0－100份，其他橡胶0－100份；所述其他橡胶为再生橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶中的一种或多种的混合。
4.根据权利要求1所述的轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，其特征在于，所述防老剂为防老剂4020NA、防老剂H、防老剂RD、防老剂D中的一种或多种的混合。
5.根据权利要求1所述的轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，其特征在于，所述炭黑为炭黑N330、炭黑N375、炭黑N660中的一种或多种的混合。
6.根据权利要求1所述的轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，其特征在于，所述促进剂为促进剂DZ、促进剂CZ、促进剂M、促进剂DM中一种或多种的混合。
7.根据权利要求1所述的轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，其特征在于，所述防焦剂为防焦剂CTP、防焦剂APR、防焦剂E中的一种或多种的混合。
8.根据权利要求1所述的轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，其特征在于，所述补强树脂为酚醛树脂；所述活性剂为氧化锌；所述硫化剂为硫磺。
9.根据权利要求1－8任一项所述的轮胎用反式丁戊橡胶三角胶，其特征在于，所述三角胶的邵氏硬度为60－100。
10.一种权利要求1－9任一项所述的轮胎用反式丁戊橡胶三角胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)一段混炼：向开炼机或密炼机中加入天然橡胶和其它橡胶塑炼90s后，加入反式丁戊橡胶塑炼30s，再加入补强树脂、硬脂酸、活性剂、防老剂、防焦剂和炭黑混炼2－10min后排胶；
(2)二段混炼：在步骤(1)排出的胶料中加入硫化剂和促进剂，在开炼机或密炼机中混炼2－10min；
(3)三角胶挤出成型：将经过二段混炼的胶料在室温下存放12－48h后，放入挤出机挤出三角胶条，即可。
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