一種連續(xù)式制備的橡膠母煉膠在卡車胎硬三角膠中的應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種連續(xù)式制備的橡膠母煉膠在卡車胎硬三角膠中的應用，其包含如下步驟：a)將炭黑添加到橡膠與溶劑形成的橡膠溶液中，經攪拌混合后連續(xù)地注入凝聚器內凝聚，之后脫溶劑并干燥得到炭黑母膠，所述橡膠為天然橡膠；b)將白炭黑、偶聯(lián)劑添加到橡膠與溶劑形成的橡膠溶液中，經攪拌混合后連續(xù)地注入凝聚器內凝聚，之后脫溶劑并干燥得到白炭黑母膠，所述橡膠為聚丁二烯橡膠、聚異戊二烯橡膠、聚苯乙烯-丁二烯橡膠中的一種或多種；c)將炭黑母膠或炭黑母膠和白炭黑母膠一起加入到密煉機中混合均勻后，添加防老劑、活性劑、補強樹脂、增粘樹脂和/或油，混煉均勻后停放；d)然后再加入硫化劑和促進劑，繼續(xù)混煉均勻得到卡車胎硬三角混煉膠；e)將卡車胎硬三角混煉膠硫化，得到卡車胎硬三角硫化膠。
【專利說明】一種連續(xù)式制備的橡膠母煉膠在卡車胎硬三角膠中的應用

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及橡膠原材料生產領域以及輪胎生產【技術領域】，特別是涉及到一種連續(xù) 式制備橡膠母煉膠的生產【技術領域】以及應用該方法制備的母煉膠生產卡車胎硬三角的領 域。

【背景技術】
[0002] 目前為止大部分輪胎廠商仍然使用傳統(tǒng)的混煉工藝，即將橡膠、填料以及添加劑 加入大型的混煉設備進行混煉。使用此種混煉工藝的缺點是混煉場地大，混煉時間長，耗能 高。并且使用這種混煉工藝，混煉膠混煉質量受設備、工藝波動影響較大，對混煉膠的質量 穩(wěn)定性產生一定的影響。
[0003] 為減少子口部位變形，會通過添加大量的填料和/或加入補強樹脂增加卡車胎硬 三角膠硬度。填料用量越大，達到好的混煉效果越困難本專利采用連續(xù)式混煉工藝，將填料 很好得分散于橡膠中，使卡車胎硬三角膠性能更優(yōu)。
[0004] 近年來，相關液相混煉制備的母煉膠在輪胎制造過程的應用，在一些文獻和專 利中有介紹，在專利CN102153792A中提到濕法混煉天然橡膠的制備方法，涉及了將白炭 黑以及其他無機填料加入天然膠乳中并用醋酸絮凝成橡膠，該專利主體膠料為天然橡 膠，而在輪胎的實際應用配方中，還有大量部件使用合成膠才能發(fā)揮其部件性能。專利 CN102516418A同樣是只涉及到天然橡膠膠乳中沖入填料的生產工藝，不能滿足輪胎不同部 件的應用要求。在CN102414270A中提到了濕法母煉膠橡膠組合物在輪胎中的應用，此專利 中涉及的濕法母膠制備工藝是分別制備：A、白濁狀橡膠用化學藥品分散液（防老劑、蠟、硬 脂酸和樹脂中的至少一種），B、橡膠膠乳，C、填料漿液，然后將其中制備的兩種液體混合后， 再與另一種液體混合，此種制備工藝復雜，需單獨制備白濁狀橡膠用化學藥品分散液，且其 中的化學藥品品種受到限制，只提及到了防老劑、蠟、硬脂酸和樹脂中的至少一種。
[0005] 專利102731846A，描述了三角膠的配方設計方法，以及防止胎圈三角膠與簾布分 離的方法。配方中仍然使用硫化樹脂提高硬度，仍然不能從根本上避免三角膠的熱降解。專 利102134336A描述使用液體異戊膠保證部件的加工性能、部件粘性，但使用傳統(tǒng)工藝，因 此對液體異戊膠用量以及填料用量都做了使用范圍的限制。采用連續(xù)式工藝方法，可以解 決這種工藝限制，可以提高填料使用量，達到補強效果。


【發(fā)明內容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明的第一個目的是采用連續(xù)式制備橡膠母膠的混煉工 藝提供一種生熱低、耐熱老化的硬三角膠。在同樣使用樹脂的配方中，使用連續(xù)式工藝混煉 的膠料生熱低，則耐熱老化性高，延緩了熱量積累造成的硫化樹脂裂解。本發(fā)明的第二個目 的是提供使用上述連續(xù)法母膠制備卡車胎三角膠的方法，使用這種混煉方法，與普通干法 混煉相比，使用這種連續(xù)式混煉工藝可以擴大填料的填充量，實現(xiàn)使用填料補強，減少或者 避免樹脂使用。本發(fā)明的第三個目的是將這種工藝方法生產的卡車胎硬三角膠應用于卡車 胎輪胎，降低卡車胎三角膠區(qū)域的生熱，提高輪胎三角膠的硬度保持性，提高輪胎壽命。
[0007] -種連續(xù)式制備的橡膠母煉膠在卡車胎硬三角膠中的應用，其包含如下步驟：a) 將炭黑添加到橡膠與溶劑形成的橡膠溶液中，經攪拌混合后連續(xù)地注入凝聚器內凝聚，之 后脫溶劑并干燥得到炭黑母膠，所述橡膠為天然橡膠；b)將白炭黑、偶聯(lián)劑添加到橡膠與 溶劑形成的橡膠溶液中，經攪拌混合后連續(xù)地注入凝聚器內凝聚，之后脫溶劑并干燥得到 白炭黑母膠所述橡膠為聚丁二烯橡膠、聚異戊二烯橡膠、聚苯乙烯-丁二烯橡膠中的一種 或多種；c)將炭黑母膠或炭黑母膠和白炭黑母膠一起加入到密煉機中混合均勻后，添加防 老劑、活性劑、補強樹脂、增粘樹脂和/或油，混煉均勻后停放；d)然后再加入硫化劑和促進 齊[J，繼續(xù)混煉均勻得到卡車胎硬三角混煉膠；e)將卡車胎硬三角混煉膠硫化，得到卡車胎 硬三角硫化膠。
[0008] 本發(fā)明所述橡膠溶液為直接從制備溶聚橡膠生產線中獲得的，或將任何類型的干 膠在該橡膠的良溶劑中溶解制備。其中步驟c)中橡膠用量合計為100重量份，其中天然橡 膠不少于60wt%，合成橡膠不多于40wt%。
[0009] 本發(fā)明的制備方法的步驟a)采用橡膠母膠的連續(xù)式制造方法，該方法具體包括 如下步驟：
[0010] 步驟1):將炭黑和/或白炭黑加入到橡膠溶液中，通過攪拌形成橡膠/填料/溶 劑混合物；
[0011] 步驟2):將步驟1)中的橡膠/填料/溶劑混合物送入凝聚器中，并在凝聚器中與 氮氣、水蒸氣、水、填料水漿和油中的一種或多種流體相接觸并混合后凝聚，得到橡膠/填 料復合物與溶劑的混合物；
[0012] 步驟3):脫除溶劑并對所述的混合物進行干燥，得到橡膠/填料母煉膠。其中任 選回收步驟3)所脫除的溶劑，循環(huán)利用。在步驟1)和/或步驟2)中任選添加一種或多種 選自偶聯(lián)劑、防老劑、活性劑、補強樹脂、增粘劑或油的添加劑。
[0013] 其中，步驟1)可以具體為將填料加入到橡膠溶液中，通過攪拌形成橡膠/填料/ 溶劑混合物，并對所述橡膠/填料/溶劑混合物進一步細分散和精分散以提高填料在橡膠 溶液中的分散程度。
[0014] 所述的細分散可以通過如下方式實施：將上述攪拌所得的混合物通過一個噴嘴在 高壓高剪切的情況下噴出，以改善填料和/或添加劑的分散；然后再使上述噴出物通過一 個多彎頭管使混合液在管中與管壁撞擊增加填料和/或添加劑的分散性；或使噴出物通過 一個管內徑多次收放變化的管路來變換剪切應力而增加填料和/或添加劑的分散。所用壓 力范圍從2MPa至60MPa，優(yōu)選lOMPa至40MPa。
[0015] 所述的細分散后所形成的混合物還可以通過下述精分散進一步改善填料和/或 添加劑在橡膠溶液中的分散：
[0016] i.將所述細分散之后的混合物連續(xù)加入球磨機和/或膠體磨中進行分散，使填料 和/或添加劑均勻的分散在橡膠溶液中；
[0017] ii.將所述細分散之后的混合物連續(xù)加入到研磨機中進行研磨以使填料和/或添 加劑充分分散在橡膠溶液中，該研磨機具有一組或多組高速轉動的平面磨盤和固定在研磨 機套筒上并與平面磨盤相間的固定銷釘或定盤。
[0018] iii.將所述細分散之后的混合物連續(xù)加入到研磨機中進行研磨，該研磨機具有轉 動方向相反的兩個葉片，所述葉片具有細孔流槽，在高壓下可以通過旋轉的葉片提高填料 和/或添加劑在橡膠溶液中的分散程度。所用壓力范圍從2MPa至60MPa，優(yōu)選lOMPa至 40MPa。
[0019]iv.將所述細分散之后的混合物連續(xù)地加入到多層高壓狹縫分散機中，使混合物 在高壓下從兩層之間狹縫中擠出，此時產生的強剪切力可提高填料和/或添加劑在橡膠溶 液中的分散程度。所用壓力范圍從2MPa至60MPa，優(yōu)選lOMPa至40MPa。
[0020] v.將所述細分散之后的混合物連續(xù)地加入到動力分散器中進行分散，所述動力分 散器的高速旋轉的轉子上有許多徑向分布的狹縫或孔，混合物以高速撞擊在定子表面上以 使填料和/或添加劑均勻地分散在橡膠溶液中。
[0021] 上述五種細分散方法的兩種或兩種以上可以相互串聯(lián)使用。
[0022] 本發(fā)明所述橡膠的溶劑均為各種橡膠的良溶劑，溶劑包括脂肪烴溶劑、芳香烴溶 齊IJ、氯化烴溶劑、酮類溶劑、醚類溶劑和酯類溶劑的至少一種，所述脂肪烴溶劑包括汽油、環(huán) 烷烴、取代環(huán)烷烴、正烷烴的至少一種，所述芳香烴溶劑包括苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯的至 少一種，所述氯化烴溶劑包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、氯苯、四氯乙烯、氯 甲苯的至少一種。橡膠在溶液中的濃度范圍為lwt%至60wt%，優(yōu)選5wt%至40wt%，更優(yōu) 選10wt%至30wt%。所述的防老劑包括胺類防老劑（諸如但不限于對苯二胺類）和喹啉 類、酚類防老劑和防護蠟中的一種或多種，胺類防老劑優(yōu)選防老劑4020、喹啉類防老劑優(yōu)選 防老劑RD、酚類防老劑優(yōu)選防老劑264,防老劑的用量為0. 5至10重量份，優(yōu)選1至9重量 份。所述的活性劑包括氧化鋅、硬脂酸的至少一種，活性劑的用量為〇. 5至10重量份，優(yōu)選 1至7重量份。
[0023] 步驟a)中炭黑的用量為10至80重量份，步驟b)中白炭黑的用量為10至80重量 份，步驟a)和步驟b)中的橡膠用量均為100重量份。所述炭黑的比表面積為4至300m2/ g，優(yōu)選30至200m2/g，所述炭黑的吸油值為20至250ml/100g，優(yōu)選25至200ml/100g，更優(yōu) 選30至150ml/100g。所述白炭黑的比表面積為10至500m2/g，優(yōu)選15至300m2/g，更優(yōu)選 30至250m2/g，所述白炭黑的吸油值為20至350ml/100g，優(yōu)選25至300ml/100g，更優(yōu)選30 至 290ml/100g。
[0024] 所述硫化劑包括硫黃、硫給予體及過氧化物中的一種或多種，硫化劑的用量為0. 2 至5重量份，優(yōu)選0. 5至3重量份。所述促進劑包括噻唑類、次磺酰胺類、秋蘭姆類、硫化氨 基甲酸鹽類、二苯胍類促進劑、六亞甲基四胺中的一種或多種，促進劑的用量為〇. 2至5重 量份，優(yōu)選〇. 5至3重量份。所述油包括石油系的芳烴油或環(huán)烷油的至少一種，油的用量為 0至30重量份，優(yōu)選0至20重量份，更優(yōu)選3至15重量份。所述補強樹脂包括高苯乙烯 樹脂、酚醛樹脂、妥爾油改性酚醛樹脂、腰果油改性酚醛樹脂中的一種或并用，補強樹脂用 量為0. 5至30重量份，優(yōu)選1至15重量份。所述增粘樹脂包括松香樹脂、妥爾油、萜烯樹 月旨、石油樹脂、烷基酚醛樹脂中的一種或多種，增粘樹脂的用量為〇至10. 〇重量份，優(yōu)選〇 至5重量份。所述偶聯(lián)劑包括雙（三乙氧基丙基硅烷）四硫化物和二硫化物、3-硫氰基丙 基-三乙氧基硅烷、Y-巰丙基-三甲氧基硅烷、鋯酸酯偶聯(lián)劑、酞酸酯偶聯(lián)劑及硝基偶聯(lián) 劑中的一種或多種。
[0025]使用這種工藝制備的卡車胎硬三角膠，提高配方的填充量，實現(xiàn)使用填料提高卡 車胎三角膠硬度的途徑，避免使用容易降解的硫化樹脂。提高了填料和聚合物的相互作用， 降低硬三角膠的生熱，提高輪胎的使用壽命。

【具體實施方式】
[0026] 下面用實施例進一步描述本發(fā)明，但是本發(fā)明的范圍不受這些實施例的限制。
[0027](一）實施例使用以下儀器設備及測定方法測定：
[0028] 表1橡膠樣品制備的儀器設備 [00291

【權利要求】
1. 一種連續(xù)式制備的橡膠母煉膠在卡車胎硬三角膠中的應用，其包含如下步驟： a) 將炭黑添加到橡膠與溶劑形成的橡膠溶液中，經攪拌混合后連續(xù)地注入凝聚器內凝 聚，之后脫溶劑并干燥得到炭黑母膠，所述橡膠為天然橡膠； b) 將白炭黑、偶聯(lián)劑添加到橡膠與溶劑形成的橡膠溶液中，經攪拌混合后連續(xù)地注入 凝聚器內凝聚，之后脫溶劑并干燥得到白炭黑母膠，所述橡膠為聚丁二烯橡膠、聚異戊二烯 橡膠、聚苯乙烯-丁二烯橡膠中的一種或多種； c) 將炭黑母膠或炭黑母膠和白炭黑母膠一起加入到密煉機中混合均勻后，添加防老 齊?、活性劑、補強樹脂、增粘樹脂和/或油，混煉均勻后停放； d) 然后再加入硫化劑和促進劑，繼續(xù)混煉均勻得到卡車胎硬三角混煉膠； e) 將卡車胎硬三角混煉膠硫化，得到卡車胎硬三角硫化膠。
2. 根據(jù)權利要求1所述的應用，其中所述橡膠溶液直接從制備溶聚橡膠生產線中獲 得，或將干膠在該橡膠的良溶劑中溶解制備而得。
3. 根據(jù)權利要求1所述的應用，其中步驟c)中橡膠用量合計為100重量份，其中天然 橡膠不少于60wt%，合成橡膠不多于40wt%。
4. 根據(jù)權利要求1所述的應用，其中所述橡膠的溶劑包括脂肪烴溶劑、芳香烴溶劑、氯 化烴溶劑、酮類溶劑、醚類溶劑和酯類溶劑中的至少一種，所述脂肪烴溶劑包括汽油、環(huán)烷 烴、取代環(huán)烷烴、正烷烴中的至少一種；所述芳香烴溶劑包括苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯中的 至少一種，所述氯化烴溶劑包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、氯苯、四氯乙烯、 氯甲苯中的至少一種；橡膠在溶液中的濃度范圍為lwt%至60wt%，優(yōu)選5wt%至40wt%, 更優(yōu)選l〇wt %至30wt %。
5. 根據(jù)權利要求1所述的應用，其中所述防老劑包括胺類防老劑、喹啉類、酚類防老劑 及防護蠟中的一種或多種，對胺類防老劑包括苯二胺類，防老劑的用量為〇. 5至10重量份， 優(yōu)選1至9重量份。
6. 根據(jù)權利要求1所述的應用，其中所述活性劑包括氧化鋅和硬脂酸中的至少一種， 活性劑的用量為0. 5至10重量份，優(yōu)選1至7重量份。
7. 根據(jù)權利要求1所述的應用，其中所述炭黑的比表面積為4至300m2/g，優(yōu)選30 至200m2/g，所述炭黑的吸油值為20至250ml/100g，優(yōu)選25至200ml/100g，更優(yōu)選30至 150ml/100g。
8. 根據(jù)權利要求1所述的應用，其中所述白炭黑的比表面積為10至500m2/g，優(yōu)選15 至300m 2/g，更優(yōu)選30至250m2/g，所述白炭黑的吸油值為20至350ml/100g，優(yōu)選25至 300ml/100g，更優(yōu)選 30 至 290ml/100g。
9. 根據(jù)權利要求1所述的應用，其中步驟a)中橡膠的用量為100重量份，炭黑的用量 為10至80重量份；步驟b)中橡膠的用量為100重量份，白炭黑的用量為10至80重量份。
10. 根據(jù)權利要求1所述的應用，其中所述硫化劑包括硫黃、硫給予體及過氧化物中的 一種或多種，硫化劑的用量為〇. 2至5重量份，優(yōu)選0. 5至3重量份。
11. 根據(jù)權利要求1所述的應用，其中所述促進劑包括噻唑類、次磺酰胺類、秋蘭姆類、 硫化氨基甲酸鹽類、二苯胍類促進劑、六亞甲基四胺中的一種或多種，促進劑的用量為〇. 2 至5重量份，優(yōu)選0. 5至3重量份。
12. 根據(jù)權利要求1所述的應用，其中所述油包括石油系的芳烴油或環(huán)烷油中的至少 一種，油的用量為0至30重量份，優(yōu)選0至20重量份，更優(yōu)選3至15重量份。
13. 根據(jù)權利要求1所述的應用，其中所述補強樹脂包括高苯乙烯樹脂、酚醛樹脂、妥 爾油改性酚醛樹脂、腰果油改性酚醛樹脂中的一種或并用，補強樹脂用量為0. 5至30重量 份，優(yōu)選1至15重量份。
14. 根據(jù)權利要求1所述的應用，其中所述增粘樹脂包括松香樹脂、妥爾油、萜烯樹脂、 石油樹脂、烷基酚醛樹脂中的一種或多種，增粘樹脂的用量為〇至10. 〇重量份，優(yōu)選〇至5 重量份。
15. 根據(jù)權利要求1所述的應用，其中所述偶聯(lián)劑包括雙（三乙氧基丙基硅烷）四硫 化物和二硫化物、3-硫氰基丙基-三乙氧基硅烷、γ -巰丙基-三甲氧基硅烷、鋯酸酯偶聯(lián) 齊U、酞酸酯偶聯(lián)劑及硝基偶聯(lián)劑中的一種或多種。
【文檔編號】C08K3/36GK104277255SQ201410609801
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權日:2014年11月3日
【發(fā)明者】石超, 周宏斌, 王寶金 申請人:怡維怡橡膠研究院有限公司