專利名稱：一種子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件及制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠輪胎加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種子午線輪胎內(nèi)襯氣密層 部件及制備工藝。
背景技術(shù)：
當(dāng)前汽車輪胎業(yè)發(fā)展迅速，先后出現(xiàn)了安全輪胎、節(jié)能輪胎、高性能輪胎、 綠色輪胎等各種新型輪胎，輪胎作為交通運(yùn)輸業(yè)的重要支撐和戰(zhàn)略資源其發(fā)展 狀況受到各個(gè)國(guó)家的高度重視。輪胎是由以橡膠材料為主要基材的多個(gè)部件經(jīng) 硫化定型組合而成。無(wú)內(nèi)胎子午線輪胎是輪胎的發(fā)展趨勢(shì)，即在輪胎結(jié)構(gòu)中， 取消內(nèi)胎，整胎內(nèi)側(cè)加有氣密層。其作用除了起到保護(hù)簾布層的作用外，主要 是防止充氣輪胎由于壓差氣體通過橡膠滲出胎體層，起到保壓密封氣體的功 能。子午線輪胎在使用時(shí)，空氣直接壓入外胎中，因此輪胎內(nèi)側(cè)的氣密層及與 輪輞間需有很好的密封，無(wú)內(nèi)胎子午線輪胎具有氣密性好，散熱好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 質(zhì)量輕等優(yōu)勢(shì)。在輪胎制造過程中，當(dāng)定型充氣時(shí)，為減少高壓定型硫化時(shí)內(nèi) 襯層移位和變形，通常制作中采用增大膠層厚度的辦法，以實(shí)現(xiàn)膠層薄厚均勻 平整，起到保壓密封氣體的作用。這樣，不但使用了過多的膠料，又影響了產(chǎn) 品的質(zhì)量和使用性能。如何提高內(nèi)襯氣密層生膠的格林強(qiáng)度，保證后期輪胎加 工成型時(shí)膠層的均勻性和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低負(fù)效應(yīng)影響，減少膠層厚度，節(jié) 省原材料，達(dá)到提高輪胎品質(zhì)的目的，是當(dāng)前本技術(shù)領(lǐng)域中急需研究解決的課 題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)輻射處理的生膠格林強(qiáng)度高、成型結(jié)構(gòu)尺寸及性能穩(wěn)定、膠層厚度減薄、粘合強(qiáng)度提高、提升輪胎的品質(zhì)的子午線輪胎內(nèi)襯 氣密層部件及制備工藝。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 一種子午線輪胎內(nèi)襯氣密 層部件及制備工藝，包括下層基材橡膠和上層敷膠，其特點(diǎn)是由橡膠基材、 防老體系、補(bǔ)強(qiáng)體系、硫化體系和輻射交聯(lián)敏化劑混合組成混合物，各組分含 量為
橡膠100份
補(bǔ)強(qiáng)填充體系30-120份
防老體系1-10份
硫化體系l-17份
輻射交聯(lián)敏化劑0-20份； 其中基材橡膠使用的橡膠包括鹵化丁基橡膠、鹵化丁基橡膠與天然橡膠 的共混物；上層敷膠使用的橡膠包括天然橡膠或與合成橡膠的共混物；上述各 組分用量單位以質(zhì)量份計(jì)。
按上述配方采用密煉機(jī)將基材橡膠基材、補(bǔ)強(qiáng)體系、硫化體系和輻射敏化 劑等進(jìn)行混煉，混煉溫度范圍為40-100'C，混煉時(shí)間為20—40分鐘，將膠混 煉均勻后排膠；停放8—12小時(shí)后在丌煉機(jī)上加入硫化體系,完成混煉膠制備，
按照子午線輪胎內(nèi)襯氣密層生產(chǎn)工藝進(jìn)行壓延敷膠，通過兩個(gè)擠膠輥制出的上
下層片材再?gòu)?fù)合壓延，制成厚度為1.0-1.2111111標(biāo)準(zhǔn)寬度的內(nèi)襯氣密層片材，將
內(nèi)襯氣密層片材固定在電子加速器下的無(wú)牽引束下傳輸裝置上，進(jìn)行輻射處
理；電子加速器束流能量為0. 1-2MeV,束流強(qiáng)度為0. 2-100mA,電子束掃描寬 度0. 2—1. 6米，內(nèi)襯氣密層片材輻照吸收劑量為5—60kGy，束下裝置傳傳輸 速度為l一60m/min，輻照氛圍為限氧環(huán)境，采用氮?dú)?、氬氣惰性氣體保護(hù)，完 成輻射處理的子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件的制備，制成內(nèi)襯氣密層部件。上述所述的合成橡膠主要包括丁苯橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠、順丁橡膠、 乙丙橡膠。
上述所述的補(bǔ)強(qiáng)填充體系為炭黑，炭黑品種包括通用爐黑N660和快壓出爐 黑N550。
上述所述的防老體系主要為酮-胺反應(yīng)生成物，包括2， 2， 4-三甲基-l， 2-二氫化喹啉聚合體、6-乙氧基-2， 2， 4-三甲基-1， 2-二氫化喹啉。
上述所述的硫化體系包括硫磺、硫化促進(jìn)劑和硫化活性劑。硫化活性劑為 氧化鋅或硬脂酸，硫化促進(jìn)劑為次磺酰胺類促進(jìn)劑，包括N-叔丁基-2-苯并噻 唑基次磺酰胺、N-叔辛基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑基次 磺酰胺、N-二環(huán)己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺。硫黃硫化體系的總用量為1-17 份，其中硫化促進(jìn)劑1-4份，硫化活化劑5-9份，硫黃1-4份。
上述所述的輻射交聯(lián)敏化劑為二官能團(tuán)交聯(lián)助劑，包括新戊二醇雙丙烯酸 酯、二縮三丙二醇雙丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇雙丙烯酸酯、聚乙二醇雙丙 烯酸酯。
本發(fā)明輻射預(yù)處理內(nèi)襯氣密層部件及制備工藝的原理是通過調(diào)整電子加速 器束流能量來(lái)實(shí)現(xiàn)其表面和均勻預(yù)硫化，高能射線粒子通過照射橡膠基材，激 活橡膠大分子，產(chǎn)生活性自由基，這些自由基之間的相互結(jié)合(偶合終止)，使 橡膠大分子形成一C""C一鍵，發(fā)生交聯(lián)，將橡膠大分子結(jié)合形成一個(gè)立體網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)。由于在這個(gè)過程中無(wú)需添加任何助劑就能實(shí)現(xiàn)部分橡膠大分子的交聯(lián)， 因此可以降低硫磺和促進(jìn)劑的用量，使橡膠材料達(dá)到同等硫化效果，硫化體系的 降低，可減少對(duì)環(huán)境造成的污染，利于環(huán)境保護(hù)。采用輻照預(yù)硫化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)子 午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件膠料的表層預(yù)硫化和均勻硫化，能顯著提高子午線輪胎 內(nèi)襯氣密層部件生膠的格林強(qiáng)度，減少輪胎在成型時(shí)內(nèi)襯氣密層片材的流動(dòng)，保 證輪胎內(nèi)襯氣密層部件膠料在成型制作中的移位和變形，提高輪胎內(nèi)襯氣密層部件結(jié)構(gòu)尺寸的穩(wěn)定性和厚度的均勻性。通過對(duì)輪胎內(nèi)襯氣密層部件輻射預(yù)處理， 可以降低其設(shè)計(jì)厚度，減少原材料的使用，降低成本，同時(shí)提高產(chǎn)品品質(zhì)；通過 添加輻射交聯(lián)敏化劑，在滿足提高膠片格林強(qiáng)度的同時(shí)，可降低輻照劑量，節(jié)省 加速器能量，提高生產(chǎn)效率；降低硫化體系用量，減少因硫化體系的加入對(duì)環(huán)境 造成的污染，利于環(huán)境保護(hù)。本發(fā)明的輻射預(yù)硫化可通過電子加速器產(chǎn)生的電子 束來(lái)實(shí)現(xiàn)，并可通過調(diào)整電子加速器束流能量，使其在材料深度上發(fā)生不同程度 交聯(lián)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)材料表層輻射硫化或均勻輻射流化。本發(fā)明電子加速器輻照過程 的進(jìn)行，可通過外建加速器裝置從氣密層生產(chǎn)線上取膠實(shí)現(xiàn)離線輻照，也可在輪 胎生產(chǎn)線上增加低能量電子加速器裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)在線輻照。
實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，本發(fā)明可以達(dá)到如下效果對(duì)于輪胎內(nèi)襯氣密層部件輻射處理 5—60KGy劑量后，對(duì)于輪胎內(nèi)襯氣密層部件輻照預(yù)硫化可以精確控制橡膠片材
在某一取向上的硫化程度，降低輻射引起的不良效應(yīng)，提高橡膠材料表面格林
強(qiáng)度，生膠的格林強(qiáng)度比未輻照增加了 20%_300%，使橡膠片材得到初步定 型，減少材料變形或移動(dòng)現(xiàn)象的產(chǎn)生，保證了產(chǎn)品工藝、結(jié)構(gòu)和性能的穩(wěn)定性， 同時(shí)內(nèi)襯氣密層厚度可降低未輻射處理的60%，節(jié)省原材料。
由于采用了上述子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件組合物的優(yōu)選配方及輻射預(yù)硫 化工藝，使得本發(fā)明輪胎部件組合物格林強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)尺寸及性能的穩(wěn)定、粘合 強(qiáng)度提高、降低部件厚度、節(jié)省原材料、輻照劑量小，提高生產(chǎn)效率，減少硫化 體系用量，利于環(huán)境保護(hù)，可以有效提高輪胎品質(zhì)，達(dá)到了本發(fā)明的目的。
具體實(shí)施方式
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下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明
實(shí)施例1:
子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件下層基材橡膠配方鹵化丁基橡膠80，天然橡
膠20，炭黑(660) 80，硬脂酸3，氧化鋅4，防老劑(RD) 1.5，硫磺1.2，促進(jìn)劑(NOBS) 1.5。
上層敷膠橡膠配方天然橡膠80， 丁苯橡膠20，炭黑(550) 70，氧化鋅 6，硬脂酸2，防老劑(AW) 2，硫磺2，促進(jìn)劑(NS) 1.5。
按上述配方采用密煉機(jī)將橡膠基材、防老體系、補(bǔ)強(qiáng)體系、硫化體系等 進(jìn)行混煉，混煉溫度控制在40-IOO'C，混煉時(shí)間在25分鐘左右，將膠混煉均 勻后，排膠；停放8—12小時(shí)后在開煉機(jī)上加入硫化體系,完成混煉膠制備。 按照子午線輪胎內(nèi)襯氣密層生產(chǎn)工藝進(jìn)行壓延敷膠，通過兩個(gè)擠膠輥制出的上 下層片材再?gòu)?fù)合壓延，制成標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)寬的內(nèi)襯氣密層片材，其厚度為l.Omm。內(nèi) 襯氣密層片材固定在電子加速器下的無(wú)牽引束下傳輸裝置上，進(jìn)行輻射處理。 電子加速器穿透能量為0. 15MeV,束流強(qiáng)度為5mA，電子束掃描寬度800 mm， 內(nèi)襯氣密層片材輻照吸收劑量選擇20kGy,束下裝置傳傳輸速度為35m/min， 輻照氛圍為限氧環(huán)境，即用氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)；電子加速器輻照采用一臺(tái)電子加速 器單面輻照。完成輻射處理的子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件的制備。
檢測(cè)表明本發(fā)明在輻照過程中，內(nèi)襯氣密層部件的溫度變化不大，在輻 射劑量范圍內(nèi)，橡膠片材格林強(qiáng)度較未輻照大于200%,內(nèi)襯氣密層自粘性以及 與其它部件層間粘合保持較好，膠片厚度由原來(lái)的1.6 mm降低到l.Omm，節(jié) 省原材料0. 5公斤，膠片經(jīng)輻射處理能有效的減少內(nèi)襯氣密層部件在生產(chǎn)過程 中的變形或移位現(xiàn)象的產(chǎn)生，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸和性能穩(wěn)定，提高了輪胎的品質(zhì)， 輻射預(yù)硫化過程速度快，對(duì)產(chǎn)品硫化性能和硫化定型后機(jī)械性能無(wú)不良影響。 實(shí)施例2:
子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件下層基材橡膠配方鹵化丁基橡膠90,天然 橡膠10,炭黑(660) 80，硬脂酸4，氧化鋅3,防老劑(RD) 2，硫磺0.8， 促進(jìn)劑(NOBS) 1.2。
子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件上層敷膠配方天然橡膠90，順丁橡膠10，炭黑(550) 70，氧化鋅6，硬脂酸2，防老劑(AW ) 2，硫磺1.8,促進(jìn)劑 (NS) 1.3。
其橡膠材料混煉工藝、內(nèi)襯氣密層部件壓延制備工藝、輻射預(yù)處理工藝同 實(shí)施例l。在實(shí)施例2中，是通過對(duì)內(nèi)襯氣密層組合物的硫化體系進(jìn)行調(diào)整， 在輻射預(yù)處理后，經(jīng)過檢測(cè)，證明采用輻射預(yù)處理技術(shù)對(duì)內(nèi)襯氣密層部件施行 預(yù)硫化，除能明顯提高產(chǎn)品的品質(zhì)外，還能有效降低硫化體系的用量，對(duì)硫化 膠的力學(xué)性能沒有影響。 實(shí)施例3:
子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件下層基材橡膠配方鹵化丁基橡膠80,天然橡 膠20，炭黑(660) 80，硬脂酸3，氧化鋅4,防老劑(RD) 1.5，硫磺1.2， 促進(jìn)劑(NOBS) 1.5,新戊二醇雙丙烯酸酯(NPGDA) 5。
上層敷膠橡膠配方天然橡膠80， 丁苯橡膠20，炭黑(550) 70,氧化鋅 6，硬脂酸2,防老劑(AW) 2，硫磺2，促進(jìn)劑(NS) 1.5，新戊二醇雙丙 烯酸酯(NPGDA) 5。
其橡膠材料混煉工藝、內(nèi)襯氣密層部件壓延制備工藝同實(shí)施例1。在輻射 預(yù)處理工藝中，內(nèi)襯氣密層片材固定在電子加速器下的無(wú)牽引束下傳輸裝置 上，進(jìn)行表層輻射處理。電子加速器穿透能量為0. 15MeV,束流強(qiáng)度為5mA， 電子束掃描寬度800mm，內(nèi)襯氣密層片材輻照吸收劑量選擇10kGy，束下裝置 傳傳輸速度為35m/min，輻照氛圍為限氧環(huán)境，采用氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，電子加速 器輻照采用一臺(tái)電子加速器單面輻照。
加入輻射交聯(lián)敏化劑經(jīng)輻射預(yù)處理的內(nèi)襯氣密層部件，其生膠格林強(qiáng)度較 未輻照大于200%，輻射預(yù)處理劑量由20kGy可降低到10kGy，即鑒于輻射交 聯(lián)敏化劑的敏化效應(yīng)，可明顯提高輻射效果，降低輻射處理劑量，節(jié)省能源， 同時(shí)還能有效降低鹵化丁基橡膠的輻照降解負(fù)效應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件及制備工藝，包括下層基材橡膠和上層敷膠，其特征在于由基材橡膠和上層敷膠分別與、防老體系、補(bǔ)強(qiáng)體系、硫化體系和輻射交聯(lián)敏化劑混合組成混合物，各組分含量為橡膠100份補(bǔ)強(qiáng)填充體系30-120份防老體系1-10份硫化體系1-17份輻射交聯(lián)敏化劑0-20份其中下層基材橡膠包括鹵化丁基橡膠、鹵化丁基橡膠與天然橡膠的共混物；上層敷膠包括天然橡膠或與合成橡膠的共混物；上述各組分用量單位以質(zhì)量份計(jì)；按上述配方采用密煉機(jī)將橡膠基材、防老體系、補(bǔ)強(qiáng)體系、硫化體系和輻射交聯(lián)敏化劑等進(jìn)行混煉，混煉溫度范圍為40-100℃，混煉時(shí)間為20-40分鐘，將膠混煉均勻后排膠；停放8-12小時(shí)后在開煉機(jī)上加入硫化體系，完成混煉膠制備，按照子午線輪胎內(nèi)襯氣密層生產(chǎn)工藝進(jìn)行壓延敷膠，通過兩個(gè)擠膠輥制出的上下層片材再?gòu)?fù)合壓延，制成厚度為1.0-1.2mm的內(nèi)襯氣密層片材，將內(nèi)襯氣密層片材固定在電子加速器下的無(wú)牽引束下傳輸裝置上，進(jìn)行輻射處理；電子加速器穿透能量為0.1-2MeV，束流強(qiáng)度為0.2-100mA，電子束掃描寬度0.2-1.6米，內(nèi)襯氣密層片材輻照吸收劑量為5-60kGy，束下裝置傳傳輸速度為1-60m/min，輻照氛圍為限氧環(huán)境，采用氮?dú)饣驓鍤舛栊詺怏w保護(hù)，完成輻射處理子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件的制備。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件及制備工藝，其特征在于上述所述的合成橡膠主要包括丁苯橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠、順丁 橡膠、乙丙橡膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件及制備工藝，其特征在于上述所述的補(bǔ)強(qiáng)填充體系為炭黑，炭黑品種包括通用爐黑N660和快 壓出爐黑N550。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件及制備工藝，其特 征在于上述所述的防老體系主要為酮-胺反應(yīng)生成物，包括2， 2， 4-三甲基 -l， 2-二氫化喹啉聚合體、6-乙氧基-2， 2， 4-三甲基-1， 2-二氫化喹啉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件及制備工藝，其特 征在于上述所述的硫化體系包括硫磺、硫化促進(jìn)劑和硫化活性劑；硫化活性 劑為氧化鋅或硬脂酸，硫化促進(jìn)劑為次磺酰胺類促進(jìn)劑，包括N-叔丁基-2-苯 并噻唑基次磺酰胺、N-叔辛基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑 基次磺酰胺、N-二環(huán)己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺。硫黃硫化體系的總用量為 1-17份，其中硫化促進(jìn)劑1-4份，硫化活化劑5-9份，硫黃1-4份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件及制備工藝，其特 征在于上述所述的輻射交聯(lián)敏化劑為二官能團(tuán)交聯(lián)助劑，包括新戊二醇雙丙 烯酸酯、二縮三丙二醇雙丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇雙丙烯酸酯、聚乙二醇 雙丙烯酸酯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包括下層基材橡膠和上層敷膠的子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件及制備工藝，由橡膠基材、防老體系、硫化體系和輻射敏化按比例混合組成混合物，分別將上述橡膠混合物在密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，按輪胎內(nèi)襯氣密層部件生產(chǎn)工藝制成子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件，在無(wú)牽引束下裝置上用電子加速器產(chǎn)生的束流對(duì)輪胎內(nèi)襯氣密層部件進(jìn)行輻射處理，在限氧輻射條件下，完成子午線輪胎鋼絲圈部件輻照預(yù)硫化處理。本發(fā)明輻射處理的內(nèi)襯氣密層部件格林強(qiáng)度高、粘合強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)尺寸及性能穩(wěn)定、降低部件膠層厚度、能夠提高輪胎品質(zhì)，節(jié)省原材料、輻照劑量小，生產(chǎn)效率高，利于環(huán)境保護(hù)。
文檔編號(hào)C08L23/28GK101318384SQ20081010598
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者劉江偉, 康興川, 曾心苗, 李淑鳳, 杜躍建, 陽(yáng) 矯, 郭振濤, 陸永俊, 矛 鮑 申請(qǐng)人:北京市射線應(yīng)用研究中心;北京首創(chuàng)輪胎有限責(zé)任公司