一種輪胎氣密層橡膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種輪胎氣密層橡膠，采用無(wú)硫配方，由以下重量分?jǐn)?shù)的成分組成：天然橡膠80-120，鹵化丁基膠20-60，胎面膠粉10-15，白炭黑10-15，炭黑15-25，氧化鋅1-8，氧化鎂0.2-1，碳酸鈣1-15，硬脂酸1-4，軟化劑2-15，防老劑3-5，微晶蠟1-4，松焦油1-4，促進(jìn)劑1-2，粘合劑3-10，硅烷偶聯(lián)劑1-3，采用兩段混煉工藝。該橡膠空氣透過(guò)率低，輪胎的氣密性能越好。采用鹵化丁基橡膠能起到保壓和保護(hù)胎體免受空氣中的氧和水分的侵蝕作用。
【專利說(shuō)明】一種輪胎氣密層橡膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子復(fù)合材料及橡膠【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種輪胎氣密層橡膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，輪胎大部分趨于無(wú)內(nèi)胎化，對(duì)輪胎氣密性的要求也越來(lái)越高。胎壓不足容易導(dǎo)致輪胎磨損嚴(yán)重，油耗升高，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)交通事故。有效的氣密性能可以長(zhǎng)時(shí)間保持正常胎壓，延長(zhǎng)輪胎使用壽命并且減少油耗。氣密層膠料性能是影響無(wú)內(nèi)胎輪胎氣密性能的重要因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述存在的缺陷而提供一種輪胎氣密層橡膠及其制備方法。
[0004]本發(fā)明的一種輪胎氣密層橡膠及其制備方法技術(shù)方案為，該輪胎氣密層橡膠，由以下重量分?jǐn)?shù)的成分組成:天然橡膠80-120，鹵化丁基膠20-60，胎面膠粉10-15，白炭黑10-15，炭黑15-25，氧化鋅1-8，氧化鎂0.2-1，碳酸鈣1-15，硬脂酸1_4，軟化劑2_15，防老劑3-5，微晶蠟1-4，松焦油1-4，促進(jìn)劑1-2，粘合劑3-10，硅烷偶聯(lián)劑1-3。
[0005]所述鹵化丁基膠為氯化丁基橡膠和/或溴化丁基橡膠。
[0006]所述炭黑為炭黑N660。
.[0007]所述防老劑包括10-90%的防老劑RD、10_90%的防老劑4020、1_90%的防老劑3100。
[0008]軟化劑為環(huán)烷烴油。
[0009]促進(jìn)劑由1-90%的促進(jìn)劑DM和1-90%的促進(jìn)劑CZ組成。
[0010]所述粘合劑為碳?xì)錁渲旌衔铩?br> [0011 ] 采用兩段混煉,步驟為:
一段混煉:將天然橡膠、鹵化丁基膠在烘膠房烘至溫度30°c至40°C，粉碎成膠塊，與胎面膠粉、碳酸鈣、硬脂酸、防老劑、微晶蠟、軟化劑、粘合劑、硅烷偶聯(lián)劑混煉時(shí)間20秒-40秒，溫度110-120°C，再加入白炭黑、炭黑和氧化鎂，混煉80-100秒溫度120-130°C，然后加入松焦油混煉溫度130-145°C，時(shí)間80-100秒，排膠得母煉膠；
終煉:將母煉膠與氧化鋅、促進(jìn)劑進(jìn)行混煉，混煉溫度100-110度，時(shí)間100-120秒，排膠。
[0012]一段混煉的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速50rpm，排膠溫度不高于140°C ;母煉膠完全冷卻到室溫后進(jìn)行終煉，終煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速20rpm，排膠溫度為108-110°C。
[0013]本發(fā)明的一種輪胎氣密層橡膠及其制備方法有益效果為:該橡膠空氣透過(guò)率低，輪胎的氣密性能越好。采用鹵化丁基橡膠能起到保壓和保護(hù)胎體免受空氣中的氧和水分的侵蝕作用。[0014]胎面膠粉是指用廢舊輪胎胎面經(jīng)物理粉碎至一定細(xì)度得到的膠粉。在膠料中摻用一定量的胎面膠粉可以改善膠料的流動(dòng)性壓延、壓出速度快、半成品外觀缺陷少，同時(shí)對(duì)膠料的疲勞強(qiáng)度、耐屈撓、抗龜裂、抗裂口增長(zhǎng)有貢獻(xiàn)。同時(shí)，加入膠粉可以相應(yīng)減少材料成本。
[0015]白炭黑與炭黑相比，表面積更高，粒子更細(xì)，表面高極性，使用白炭黑可提高膠料的定伸應(yīng)力、撕裂強(qiáng)度、減少崩花現(xiàn)象，改善抗屈撓疲勞性能、降低生熱。同時(shí)采用炭黑N660的耐磨性能好，與白炭黑配合，提高胎面的耐磨性和抗撕裂性能。
[0016]促進(jìn)劑DM硫化速度中等、硫化平坦性好，適用于大多數(shù)通用橡膠，在淺色膠料中無(wú)污染、不褪色。促進(jìn)劑CZ焦燒安性好、適用范圍廣，在EPDM中是活性最高的次磺酰胺促進(jìn)劑。促進(jìn)劑DM與促進(jìn)劑CZ并用，具有誘導(dǎo)期長(zhǎng)及硫化速度快的特點(diǎn)，誘導(dǎo)期長(zhǎng)，保證膠料硫化時(shí)在模腔內(nèi)能充分流動(dòng)，增進(jìn)粘合反應(yīng)。
[0017]導(dǎo)致子午線輪胎使用過(guò)程中產(chǎn)生老化的主要因素有:熱氧老化、臭氧老化、疲勞老化及光氧老化。本發(fā)明使用了 3種化學(xué)防老劑和一種物理防老劑:6Pro又稱防老劑4020，具有極好動(dòng)態(tài)防護(hù)臭氧能力，即使在低濃度下抗屈撓、抗臭氧性能優(yōu)良。TMQ又稱防老劑RD，是常用的高效抗氧劑，對(duì)高溫氧化及金屬鈍化有長(zhǎng)效抑制作用。DTH)又稱防老劑3100，分子量大、遷移速度較慢，防護(hù)作用時(shí)間長(zhǎng)，與4020并用，以彌補(bǔ)后期防護(hù)作用不足，同時(shí)抗金屬毒性比4020好，沒(méi)有使用4020等防老劑輪胎外觀變紅的缺陷。物理防老劑選用微晶蠟，微晶蠟熔點(diǎn)高，遷移速度慢，結(jié)晶小而均勻，蠟?zāi)づc橡膠結(jié)合牢固，屈撓性好，成膜后防護(hù)性能優(yōu)良。對(duì)靜態(tài)臭氧龜裂的防護(hù)有效。與化學(xué)抗臭氧劑配合使用有協(xié)同作用，效能提高，提高了耐日光及臭氧老化性能。同時(shí)保證膠料在輪胎模腔內(nèi)能充分流動(dòng)，使樹脂化反應(yīng)與硫化同步進(jìn)行，即產(chǎn)生共硫化，形成理想的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0018]由于采用鹵化丁基橡膠制造氣密層易焦燒，因此在混煉時(shí)排膠溫度低，ZnO在終煉階段加入。且膠料自粘性差，因此添加碳?xì)錁渲旌衔铩｛u化丁基橡膠自硫化強(qiáng)，所以采用了無(wú)硫配方。本發(fā)明制備方 法混煉工藝分2段進(jìn)行，效率高，炭黑及其他小料分散均勻，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量高，氣密性好。
[0019]【具體實(shí)施方式】:
為了更好地理解本發(fā)明，下面用具體實(shí)例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但是本發(fā)明并不局限于此。
[0020]實(shí)施例1
該輪胎氣密層橡膠由以下重量分?jǐn)?shù)的成分組成:
天然橡膠100鹵化丁基膠40
胎面膠粉12白炭黑15
炭黑20氧化鋅4
氧化鎂0.5碳酸鈣5
硬脂酸3軟化劑10
防老劑4微晶蠟3
松焦油2促進(jìn)劑I
粘合劑10硅烷偶聯(lián)劑2。
[0021]所述鹵化丁基膠為氯化丁基橡膠和溴化丁基橡膠。[0022]所述炭黑為炭黑N660。
[0023]所述防老劑包括23%的防老劑RD、46%的防老劑4020、31%的防老劑3100。
[0024]軟化劑為環(huán)烷烴油。
[0025]促進(jìn)劑由45%的促進(jìn)劑DM和55%的促進(jìn)劑CZ組成。
[0026]所述粘合劑為碳?xì)錁渲旌衔铩?br> [0027]采用兩段混煉，步驟為:
一段混煉:將天然橡膠、鹵化丁基膠在烘膠房烘至溫度40°C，粉碎成膠塊，與胎面膠粉、碳酸鈣、硬脂酸、防老劑、微晶蠟、軟化劑、粘合劑、硅烷偶聯(lián)劑混煉時(shí)間30秒，溫度115°C，再加入白炭黑、炭黑和氧化鎂，混煉90秒溫度125°C，然后加入松焦油混煉溫度140 0C，時(shí)間90秒，排膠得母煉膠；
終煉:將母煉膠與氧化鋅、促進(jìn)劑進(jìn)行混煉，混煉溫度105度，時(shí)間115秒，排膠。
[0028]所述的輪胎氣密層橡膠的制備方法，一段混煉的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速50rpm，排膠溫度不高于1400C ;母煉膠完全冷卻到室溫后進(jìn)行終煉，終煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速20rpm，排膠溫度為110°C。
[0029]實(shí)施例2
該輪胎氣密層橡膠由以下重量分?jǐn)?shù)的成分組成:
天然橡膠80齒化丁基膠60. 胎面膠粉10白炭黑10
炭黑15氧化鋅I
氧化鎂0.2碳酸鈣I
硬脂酸I軟化劑2
防老劑3微晶蠟I
松焦油I促進(jìn)劑I
粘合劑30硅烷偶聯(lián)劑I。
[0030]所述鹵化丁基膠為氯化丁基橡膠。
[0031 ] 所述炭黑為炭黑N660。
[0032]所述防老劑包括10%的防老劑RD、50%的防老劑4020、40%的防老劑3100。
[0033]軟化劑為環(huán)烷烴油。
[0034]促進(jìn)劑由15%的促進(jìn)劑DM和85%的促進(jìn)劑CZ組成。
[0035]所述粘合劑為碳?xì)錁渲旌衔铩?br> [0036]采用兩段混煉，步驟為:
一段混煉:將天然橡膠、鹵化丁基膠在烘膠房烘至溫度30°C，粉碎成膠塊，與胎面膠粉、碳酸鈣、硬脂酸、防老劑、微晶蠟、軟化劑、粘合劑、硅烷偶聯(lián)劑混煉時(shí)間20秒，溫度120°C，再加入白炭黑、炭黑和氧化鎂，混煉80秒溫度120°C，然后加入松焦油混煉溫度130°C，時(shí)間80秒，排膠得母煉膠；
終煉:將母煉膠與氧化鋅、促進(jìn)劑、抗返原劑進(jìn)行混煉，混煉溫度100度，時(shí)間115秒，排膠。
[0037]所述的輪胎氣密層橡膠的制備方法，一段混煉的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速50rpm，排膠溫度不高于1450C ;母煉膠完全冷卻到室溫后進(jìn)行終煉，終煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速20rpm，排膠溫度為108°C。
[0038]實(shí)施例3該輪胎氣密層橡膠由以下重量分?jǐn)?shù)的成分組成:
天然橡膠110鹵化丁基膠30
胎面膠粉12白炭黑11
炭黑22氧化鋅6
氧化鎂0.8碳酸鈣11
硬脂酸4軟化劑15
防老劑5微晶蠟I
松焦油2.5促進(jìn)劑1.2
粘合劑7硅烷偶聯(lián)劑2.2。
[0039]所述鹵化丁基膠為氯化丁基橡膠和溴化丁基橡膠。
[0040]所述炭黑為炭黑N·660。
[0041]所述防老劑包括20%的防老劑RD、30%的防老劑4020、50%的防老劑3100。
[0042]軟化劑為環(huán)烷烴油。
[0043]促進(jìn)劑由90%的促進(jìn)劑DM和10%的促進(jìn)劑CZ組成。
[0044]所述粘合劑為碳?xì)錁渲旌衔铩?br> [0045]采用兩段混煉，步驟為:
一段混煉:將天然橡膠、鹵化丁基膠在烘膠房烘至溫度40°C，粉碎成膠塊，與胎面膠粉、碳酸鈣、硬脂酸、防老劑、微晶蠟、軟化劑、粘合劑、硅烷偶聯(lián)劑混煉時(shí)間40秒，溫度110°C，再加入白炭黑、炭黑和氧化鎂，混煉95秒溫度130°C，然后加入松焦油混煉溫度140 0C，時(shí)間90秒，排膠得母煉膠；
終煉:將母煉膠與氧化鋅、促進(jìn)劑、抗返原劑進(jìn)行混煉，混煉溫度105度，時(shí)間100秒，排膠。
[0046]所述的輪胎氣密層橡膠的制備方法，一段混煉的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速50rpm，排膠溫度不高于1400C ;母煉膠完全冷卻到室溫后進(jìn)行終煉，終煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速20rpm，排膠溫度為108°C。
[0047]實(shí)施例4
該輪胎氣密層橡膠由以下重量分?jǐn)?shù)的成分組成:
天然橡膠90齒化丁基膠50
胎面膠粉15白炭黑15
炭黑14氧化鋅2
氧化鎂I碳酸鈣8
硬脂酸3軟化劑7
防老劑3.5微晶蠟2
松焦油1.5促進(jìn)劑1.8
粘合劑8硅烷偶聯(lián)劑1.5。
[0048]所述鹵化丁基膠為溴化丁基橡膠。
[0049]所述炭黑為炭黑N660。
[0050]所述防老劑包括10%的防老劑RD、10%的防老劑4020、80%的防老劑3100。
[0051]軟化劑為環(huán)烷烴油。
[0052]促進(jìn)劑由80%的促進(jìn)劑DM和20%的促進(jìn)劑CZ組成。[0053]所述粘合劑為碳?xì)錁渲旌衔铩?br> [0054]采用兩段混煉，步驟為:
一段混煉:將天然橡膠、鹵化丁基膠在烘膠房烘至溫度40°C，粉碎成膠塊，與胎面膠粉、碳酸鈣、硬脂酸、防老劑、微晶蠟、軟化劑、粘合劑、硅烷偶聯(lián)劑混煉時(shí)間35秒，溫度120°C，再加入白炭黑、炭黑和氧化鎂，混煉80秒溫度130°C，然后加入松焦油混煉溫度145 0C，時(shí)間80秒，排膠得母煉膠；
終煉:將母煉膠與氧化鋅、促進(jìn)劑、抗返原劑進(jìn)行混煉，混煉溫度105度，時(shí)間100秒，排膠。
[0055]所述的輪胎氣密層橡膠的制備方法，一段混煉的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速50rpm，排膠溫度不高于1400C ;母煉膠完全冷卻到室溫后進(jìn)行終煉，終煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速20rpm，排膠溫度為110°C。
[0056]實(shí)施例5
該輪胎氣密層橡膠由以下重量分?jǐn)?shù)的成分組成:
天然橡膠110鹵化丁基膠20
胎面膠粉13白炭黑10
炭黑25氧化鋅5
氧化鎂0.3碳酸鈣11
硬脂酸I軟化劑6
防老劑5微晶蠟3
松焦油2促進(jìn)劑1.2
粘合劑4硅烷偶聯(lián)劑2.5。
[0057]所述鹵化丁基膠為氯化丁基橡膠和溴化丁基橡膠。
[0058]所述炭黑為炭黑N660。
[0059]所述防老劑包括30%的防老劑RD、30%的防老劑4020、40%的防老劑3100。
[0060]軟化劑為環(huán)烷烴油。
[0061 ] 促進(jìn)劑由60%的促進(jìn)劑DM和40%的促進(jìn)劑CZ組成。
[0062]所述粘合劑為碳?xì)錁渲旌衔铩?br> [0063]采用兩段混煉，步驟為:
一段混煉:將天然橡膠、鹵化丁基膠在烘膠房烘至溫度35°C，粉碎成膠塊，與胎面膠粉、碳酸鈣、硬脂酸、防老劑、微晶蠟、軟化劑、粘合劑、硅烷偶聯(lián)劑混煉時(shí)間20秒，溫度120°C，再加入白炭黑、炭黑和氧化鎂，混煉100秒溫度120°C，然后加入松焦油混煉溫度140 0C，時(shí)間90秒，排膠得母煉膠；
終煉:將母煉膠與氧化鋅、促進(jìn)劑、抗返原劑進(jìn)行混煉，混煉溫度110度，時(shí)間110秒，排膠。
[0064]所述的輪胎氣密層橡膠的制備方法，一段混煉的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速50rpm，排膠溫度不高于1400C ;母煉膠完全冷卻到室溫后進(jìn)行終煉，終煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速20rpm，排膠溫度為110°C。
[0065]實(shí)施例6
該輪胎氣密層橡膠由以下重量分?jǐn)?shù)的成分組成:
天然橡膠100鹵化丁基膠30
胎面膠粉10白炭黑12炭黑25氧化鋅2
氧化鎂0.6碳酸鈣9
硬脂酸2軟化劑5
防老劑4微晶蠟2
松焦油3促進(jìn)劑I
粘合劑8硅烷偶聯(lián)劑3。
[0066]所述鹵化丁基膠為氯化丁基橡膠。
[0067]所述炭黑為炭黑N660。
[0068]所述防老劑包括50%的防老劑RD、10%的防老劑4020、40%的防老劑3100。
[0069]軟化劑為環(huán)烷烴油。
[0070]促進(jìn)劑由70%的促進(jìn)劑DM和30%的促進(jìn)劑CZ組成。
[0071]所述粘合劑為碳?xì)錁渲旌衔铩?br> [0072]采用兩段混煉，步驟為:
一段混煉:將天然橡膠、鹵化丁基膠在烘膠房烘至溫度35°C，粉碎成膠塊，與胎面膠粉、碳酸鈣、硬脂酸、防 老劑、微晶蠟、軟化劑、粘合劑、硅烷偶聯(lián)劑混煉時(shí)間30秒，溫度115°C，再加入白炭黑、炭黑和氧化鎂，混煉90秒溫度125°C，然后加入松焦油混煉溫度140 0C，時(shí)間90秒，排膠得母煉膠；
終煉:將母煉膠與氧化鋅、促進(jìn)劑、抗返原劑進(jìn)行混煉，混煉溫度105度，時(shí)間115秒，排膠。
[0073]所述的輪胎氣密層橡膠的制備方法，一段混煉的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速50rpm，排膠溫度不高于1400C ;母煉膠完全冷卻到室溫后進(jìn)行終煉，終煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速20rpm，排膠溫度為110°C。
[0074]實(shí)施例7
將實(shí)施例1-6得到的每種橡膠組合物制備試驗(yàn)片，各項(xiàng)物理性能均按照相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，其性能參數(shù)請(qǐng)見(jiàn)表I表I
【權(quán)利要求】
1.一種輪胎氣密層橡膠，其特征在于，由以下重量分?jǐn)?shù)的成分組成:天然橡膠80-120，鹵化丁基膠20-60，胎面膠粉10-15，白炭黑10-15，炭黑15-25，氧化鋅1_8，氧化鎂0.2-1，碳酸鈣1-15，硬脂酸1-4，軟化劑2-15，防老劑3_5，微晶蠟1_4，松焦油1_4，促進(jìn)劑1-2，粘合劑3-10，硅烷偶聯(lián)劑1-3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪胎氣密層橡膠，其特征在于，所述鹵化丁基膠為氯化丁基橡膠和/或溴化丁基橡膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪胎氣密層橡膠，其特征在于，所述炭黑為炭黑N660。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪胎氣密層橡膠，其特征在于，所述防老劑包括10-90%的防老劑RD、10-90%的防老劑4020、1-90%的防老劑3100。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪胎氣密層橡膠，其特征在于，軟化劑為環(huán)烷烴油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪胎氣密層橡膠，其特征在于，促進(jìn)劑由1-90%的促進(jìn)劑DM和1-90%的促進(jìn)劑 CZ組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪胎氣密層橡膠，其特征在于，所述粘合劑為碳?xì)錁渲旌衔铩?br> 8.如權(quán)利要求1所述的輪胎氣密層橡膠的制備方法，其特征在于，采用兩段混煉，步驟為: 一段混煉:將天然橡膠、鹵化丁基膠在烘膠房烘至溫度30°C至40°C，粉碎成膠塊，與胎面膠粉、碳酸鈣、硬脂酸、防老劑、微晶蠟、軟化劑、粘合劑、硅烷偶聯(lián)劑混煉時(shí)間20秒-40秒，溫度110-120°C，再加入白炭黑、炭黑和氧化鎂，混煉80-100秒溫度120_130°C，然后加入松焦油混煉溫度130-145°C，時(shí)間80-100秒，排膠得母煉膠； 終煉:將母煉膠與氧化鋅、促進(jìn)劑進(jìn)行混煉，混煉溫度100-110度，時(shí)間100-120秒，排膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪胎氣密層橡膠的制備方法，其特征在于，一段混煉的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速50rpm,排膠溫度不高于14(TC。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪胎氣密層橡膠的制備方法，其特征在于，母煉膠完全冷卻到室溫后進(jìn)行終煉，終煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速20rpm，排膠溫度為108-110°C。
【文檔編號(hào)】C08L23/28GK103435858SQ201310346744
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】尤曉明, 張國(guó)棟, 王顯濤, 延云峰, 魏文祥 申請(qǐng)人:山東永泰化工有限公司