一種新型輪胎氣密層增進(jìn)劑及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型輪胎氣密層增進(jìn)劑制備方法及其應(yīng)用，該氣密層增進(jìn)劑的原料組分及其重量百分比組成如下：均勻樹(shù)脂20～50％，潤(rùn)滑分散劑10～20％，氣體阻隔無(wú)機(jī)材料20～40％，增粘樹(shù)脂20～40％。本發(fā)明的氣密層增進(jìn)劑可以提高不同極性橡膠之間的相容性及氣密層膠料與胎體膠料粘合力強(qiáng)，進(jìn)而提高輪胎的保氣性能和行駛安全性嫩。經(jīng)過(guò)應(yīng)用測(cè)試對(duì)比，添加本發(fā)明的氣密層增進(jìn)劑制得的輪胎在使用壽命、保壓性能和行駛安全性能方面都優(yōu)于市售同類產(chǎn)品。本發(fā)明的氣密層增進(jìn)劑具有增塑、增粘和硫化活性的作用，與橡膠相容性好，能夠潤(rùn)濕并用的各種橡膠，降低橡膠的表面張力，提高炭黑和無(wú)機(jī)氣體阻隔材料等在橡膠中的分散速度和均勻性，而且還具有很好的補(bǔ)強(qiáng)作用。
【專利說(shuō)明】一種新型輪胎氣密層增進(jìn)劑及其制備方法與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型輪胎氣密層增進(jìn)劑及其制備方法與應(yīng)用，屬于精細(xì)化工技術(shù) 領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代輪胎特別是子午線輪胎基本上實(shí)現(xiàn)了無(wú)內(nèi)胎化，無(wú)內(nèi)胎的輪胎對(duì)氣密層作用 黑絲提高輪胎的氣密性，延長(zhǎng)輪胎使用壽命，是輪胎中成本較高的一個(gè)部件。氣密層部件生 產(chǎn)采用溴化丁基橡膠或氯化丁基橡膠，由于鹵化丁基橡膠價(jià)格較貴，為了降低成本也有的 采用與天然橡膠、丁苯橡膠或再生膠并用。鹵化丁基橡膠與天然橡膠等并用因極性問(wèn)題相 容性比較差，而且鹵化丁基橡膠氣密層膠與胎體膠的粘性也存在問(wèn)題，如不改善會(huì)導(dǎo)致氣 密性、耐熱性和耐氧化性變差，使?jié)B透性增加，甚至脫層使輪胎報(bào)廢。
[0003] 為了減少輪胎氣密層滲透性，市場(chǎng)上推出一些氣密層增進(jìn)劑如采用由雙異丙基氧 化物層片炭素體與烴類樹(shù)脂混合復(fù)合后，在特定條件下加入環(huán)保型軟化劑和活性劑等制成 的SD1517,只適用于鹵化丁基橡膠，應(yīng)用膠種范圍較窄且價(jià)格相對(duì)較貴；還有的采用單一 均勻樹(shù)脂作為輪胎氣密層增筋劑，這種助劑雖然能夠改善氣密層不同橡膠之間的相容性， 但仍然沒(méi)有改善氣體的滲透性；氣密層增進(jìn)劑匪360的組分是精制低揮發(fā)性浙青和無(wú)機(jī)填 料，添加這種氣密性增進(jìn)劑雖然也能夠改善氣密層的滲透性，但膠料的加工流動(dòng)性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種既能夠減少氣密層膠料的滲透性，改 善保氣性能，又能夠改善不同膠料之間的相容性和膠料加工流動(dòng)性的氣密層增進(jìn)劑，滿足 高性能子午線輪胎胎的安全行駛和舒適性能。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] -種新型輪胎氣密層用增進(jìn)劑，其原料組分及其重量百分比組成如下：
[0007] 均勻樹(shù)脂 20?50% 潤(rùn)滑分散劑 10?20% 氣體阻PS無(wú)機(jī)材料 20?40% 增粘樹(shù)脂 20?40%
[0008] 所述的均勻樹(shù)脂為C5石油樹(shù)脂、C9石油樹(shù)脂、C5/C9共聚石油樹(shù)脂、精制石油浙青 樹(shù)脂中的一種或兩種以上混合；
[0009] 所述的增粘樹(shù)脂為普通酚醛增粘樹(shù)脂、苯乙烯改性酚醛增粘樹(shù)脂、高苯乙烯樹(shù)脂、 乙炔酚醛增粘樹(shù)脂、松香樹(shù)脂、松香改性樹(shù)脂、古馬隆樹(shù)脂、萜烯樹(shù)脂、萜烯酚醛樹(shù)脂中的一 種或兩種以上混合；
[0010] 所述的潤(rùn)滑分散劑為硬脂酸、硬脂酸鹽、油酸鹽、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸單乙 醇酰胺、硬脂酸雙乙醇酰胺、油酸單乙醇酰胺、油酸雙乙醇酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、環(huán) 保型環(huán)烷油、環(huán)保型芳烴油、石蠟油中的一種或兩種以上混合；
[0011] 所述的氣體阻隔無(wú)機(jī)材料為云母粉、陶土、高嶺土、粉煤灰、膨潤(rùn)土、硅藻土、蒙脫 土中的一種或兩種以上混合；
[0012] 各組分重量百分比之和為100%。
[0013] 本發(fā)明優(yōu)選的，所述的均勻樹(shù)脂為C9石油樹(shù)脂與精制石油浙青樹(shù)脂按質(zhì)量比5 :5 混合的混合物。C9石油樹(shù)脂與精制石油浙青樹(shù)脂混合比例能夠提供氣密層不同橡膠之間的 相容性，以及氣密層膠料與胎體膠料的粘合性。
[0014] 本發(fā)明優(yōu)選的，所述的硬脂酸鹽為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇或硬脂酸鎂。
[0015] 本發(fā)明優(yōu)選的，所述的油酸鹽為油酸鋅、油酸鈣、油酸鎂或油酸鋇。
[0016] 本發(fā)明優(yōu)選的，所述的季戊四醇硬脂酸酯為季戊四醇三硬脂酸酯或季戊四醇四硬 脂Ife醋。
[0017] 本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的潤(rùn)滑分散劑為油酸鋅。油酸鋅既能夠提供硫化活性， 又能快速熔融，又能快速提供潤(rùn)滑分撒效果。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述的增粘樹(shù)脂為松香樹(shù)脂與苯乙烯改性酚醛樹(shù)脂按質(zhì)量 比4 :6混合的混合物。本發(fā)明的混合增粘樹(shù)脂既可以降低成本，又能提供最優(yōu)的粘合性能。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述的氣體阻隔無(wú)機(jī)材料為粉煤灰。所述的粉煤灰來(lái)源于火 力發(fā)電廠，是發(fā)電廠的固體廢棄物，經(jīng)過(guò)加工實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用，變廢為寶，減少了對(duì)環(huán)境的 污染，具有很好的環(huán)保效益。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述新型輪胎氣密層用增進(jìn)劑，原料組分及其重量百分比組 成如下：
[0021] 均+?樹(shù)脂 40?48% 潤(rùn)淠分散劑 12?16% 'C體阻_無(wú)機(jī)W料 20?30% 增粘W脂 20?M% 各組分+1RM: Yl分比之和為請(qǐng)〇%--
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述新型輪胎氣密層用增進(jìn)劑，原料組分及其重量百分比組 成如下：
[0023] 均勻樹(shù)脂 45% 潤(rùn)滑分散劑 15% z (體阻Itt無(wú)機(jī)材料 20% 增粘樹(shù)脂 20% 〇
[0024] 本發(fā)明所述的原料及原料間的配比是技術(shù)人員經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)付出創(chuàng)造性的勞 動(dòng)得出的，制得的輪胎氣密層增進(jìn)劑既能夠減少氣密層膠料的滲透性，改善保氣性能，又能 夠改善不同膠料之間的相容性和膠料加工流動(dòng)性的氣密層增進(jìn)劑的制備和應(yīng)用，滿足高性 能子午線輪胎胎的安全行駛和舒適性能。
[0025] 本發(fā)明還提供上述新型輪胎氣密層增進(jìn)劑的制備方法，步驟如下：
[0026] 將均勻樹(shù)脂、增粘樹(shù)脂和潤(rùn)滑分散劑在130-150°C下熔融，然后在攪拌狀態(tài)下緩慢 加入氣體阻隔無(wú)機(jī)材料，氣體阻隔無(wú)機(jī)材料加完后再繼續(xù)攪拌10_20min，冷卻，即得新型輪 胎氣密層增進(jìn)劑。
[0027] 本發(fā)明的氣密層增進(jìn)劑，用于制備輪胎氣密層膠料。
[0028] -種配合試驗(yàn)煉膠方法，包括如下重量份的原料：
[0029] 天然膠30份；溴化丁基膠70份；炭黑70份；硬脂酸2份；氧化鋅4份；氣密層增 進(jìn)劑10份；硫黃和硫化促進(jìn)劑2. 5份；芳烴操作油5份；防老劑3. 0份；
[0030] 煉膠步驟如下：
[0031] (i) 一段混煉：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速40r. mirT1，壓砣壓力18MPa，
[0032] 加入天然膠、溴化丁基膠、炭黑、硬脂酸、防老劑、氣密層增進(jìn)劑、芳烴操作油，于 120?140°C混煉70?80s，于120?130°C排膠，室溫放置12h，得一段混煉膠；
[0033] (ii)二段混煉：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速25r. mirT1，壓砣壓力18MPa，
[0034] 加入一段混煉膠、氧化鋅、硫化促進(jìn)劑、硫黃，于100?120°C混煉60?70s，于 120?130°C排膠。
[0035] 本發(fā)明所用原料均為常規(guī)原料，均可從市場(chǎng)購(gòu)得。
[0036] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0037] 1、本發(fā)明的氣密層增進(jìn)劑可以提高不同極性橡膠之間的相容性及氣密層膠料與 胎體膠料粘合力強(qiáng)，進(jìn)而提高輪胎的保氣性能和行駛安全性嫩。經(jīng)過(guò)應(yīng)用測(cè)試對(duì)比，添加本 發(fā)明的氣密層增進(jìn)劑制得的輪胎在使用壽命、保壓性能和行駛安全性能方面都優(yōu)于市售同 類產(chǎn)品。
[0038] 2、本發(fā)明的氣密層增進(jìn)劑具有增塑、增粘和硫化活性的作用，與橡膠相容性好，能 夠潤(rùn)濕并用的各種橡膠，降低橡膠的的表面張力，提高炭黑和無(wú)機(jī)氣體阻隔材料等在橡膠 中的分散速度和均勻性，而且還具有很好的補(bǔ)強(qiáng)作用。
[0039] 3、本發(fā)明采用火電廠固體廢棄物一粉煤灰作為氣體阻隔材料，變廢為寶實(shí)現(xiàn)循環(huán) 利用，既可替代部分炭黑降低生產(chǎn)成本，又環(huán)保。

【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但不限于此。
[0041] 實(shí)施例中所用原料均為常規(guī)原料，市購(gòu)產(chǎn)品。其中：苯乙烯改性酚醛增粘樹(shù)脂和粉 煤灰，山東陽(yáng)谷華泰化工股份有限公司；C9石油樹(shù)脂，濮陽(yáng)中德石油樹(shù)脂有限公司；精制石 油浙青樹(shù)脂，中海浙青股份有限公司；油酸鋅，河間市天河助劑有限公司；松香樹(shù)脂，江西 上饒思楠樹(shù)脂有限公司。
[0042] F370密煉機(jī)和GK270密煉機(jī)，大連橡膠塑料機(jī)械股份有限公司
[0043] 實(shí)施例1 :
[0044] 按如下組成稱取原料，配制成本發(fā)明氣密層增進(jìn)劑100克
[0045] C9石油樹(shù)脂：観i_古樹(shù)脂=5:5質(zhì)Μ:比 45? 汕酸鋅 15克 粉煤灰 20 h'i 松香樹(shù)脂：苯乙烯改忖酸樹(shù)脂=4: 6質(zhì)Μ:比 20克
[0046] 制備步驟如下：
[0047] 將松香樹(shù)脂、精制浙青樹(shù)脂、C9石油樹(shù)脂、苯乙烯改性酚醛樹(shù)脂和油酸鋅在145°C 下熔融，然后在攪拌狀態(tài)下緩慢加入粉煤灰，粉煤灰加完后再繼續(xù)攪拌15min，最后倒出冷 卻即得新型輪胎氣密層增進(jìn)劑。
[0048] 實(shí)施例2 :
[0049] 按如下組成稱取原料，配制成本發(fā)明氣密層增進(jìn)劑100克
[0050] C9石油樹(shù)脂：秸制涵青樹(shù)脂=5:5質(zhì)黽比 40克 _酸鋅 10克 粉煤灰 20.克 松香樹(shù)脂：苯乙烯改性爵醑樹(shù)H-4i 6顯Wt 30 ^
[0051] 制備方法同實(shí)施例1。
[0052] 實(shí)施例3 :
[0053] 按如下組成稱取原料，配制成本發(fā)明氣密層增進(jìn)劑100克
[0054] C5/C9.K聚石油樹(shù)歷s精《石油囊青樹(shù)||=5:5囊1：比 45 Λ 油酸鋅 15 * 粉煤灰 20 * f通酚酹增粘樹(shù)脂：苯乙烯改性釀酸樹(shù)騮《4: e MM比 20必
[0055] 制備方法同實(shí)施例1。
[0056] 實(shí)施例4 :
[0057] 按如下組成稱取原料，配制成本發(fā)明氣密層增進(jìn)劑100克
[0058] C5石油樹(shù)脂：結(jié)制石油瀝靑樹(shù)脂=5:5質(zhì)§:比 50克 硬脂酸鋅 10克 粉煤灰 25克 松香樹(shù)脂：苯乙烯改性_醛樹(shù)脂=4: 6 15克
[0059] 制備方法同實(shí)施例1。
[0060] 實(shí)施例5 :
[0061] 按如下組成稱取原料，配制成本發(fā)明氣密層增進(jìn)劑100克
[0062] C5石油樹(shù)脂：+$i$制石油洲古樹(shù)脂=5:5質(zhì)Μ:比 45克 予戊卩一.?脂酸? 10克 粉煤灰 20克 乙炔酚辭增粘樹(shù)脂：苯乙烯改性_隱樹(shù)脂=4: 6質(zhì)量比 25克
[0063] 制備方法同實(shí)施例1。
[0064] 實(shí)施例6 :
[0065] 一種利用實(shí)施例1的氣密層增進(jìn)劑配合試驗(yàn)煉膠方法，包括如下重量份原料組 成：
[0066] 天然膠30 ;溴化丁基膠70 ;炭黑70份；硬脂酸2份；氧化鋅4份；氣密層增進(jìn)劑 (變品種）10份；硫黃和硫化促進(jìn)劑2. 5份；芳烴操作油5份；防老劑3. 0份；
[0067] 煉膠步驟如下：
[0068] (i) 一段混煉：F370密煉機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速40r. mirT1，壓砣壓力18MPa :
[0069] 加入天然膠、溴化丁基膠、炭黑、硬脂酸、防老劑、氣密層增進(jìn)劑、芳烴操作油，于 120?140°C混煉70?80s，于120?130°C排膠，室溫放置12h，得一段混煉膠；
[0070] (ii)二段混煉：GK270密煉機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速25r. mirT1，壓砣壓力18MPa，
[0071] 加入一段混煉膠、氧化鋅、硫化促進(jìn)劑、硫黃，于100?120°C混煉60?70s，于 120?130°C排膠。
[0072] 效果例
[0073] 將實(shí)施例1制得的氣密層增進(jìn)劑和市售同類產(chǎn)品在橡膠中進(jìn)行對(duì)比應(yīng)用試驗(yàn)，各 項(xiàng)性能按照相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。測(cè)試結(jié)果如下：
[0074] 1#膠料：為未添加氣密層增進(jìn)劑制得的膠料；
[0075] 2#膠料：在空白膠料試驗(yàn)材料的基礎(chǔ)上增加實(shí)施例1制得的氣密層增進(jìn)劑樣品制 得的膠料。
[0076] 3#膠料：在空白膠料試驗(yàn)材料的基礎(chǔ)上增加市售同類氣密層增進(jìn)劑樣品制得的 膠料，為氣密性增進(jìn)劑SD151，普通市售產(chǎn)品。
[0077] 1#膠料、2#膠料、3#膠料的制備，實(shí)驗(yàn)條件、其它試驗(yàn)材料均相同，均按實(shí)施例6制 備得到。
[0078] 配合試驗(yàn)硫化特性測(cè)試對(duì)比結(jié)果
[0079] 表1混煉膠硫化特性數(shù)據(jù)表
[0080]

【權(quán)利要求】
1. 一種新型輪胎氣密層用增進(jìn)劑，其原料組分及其重量百分比組成如下： 均勻樹(shù)W 20?50% 潤(rùn)滑分?jǐn)?10?20% z C體阻W無(wú)機(jī)材料 20?40% 增粘樹(shù)· 20?40% 所述的均勻樹(shù)脂為C5石油樹(shù)脂、C9石油樹(shù)脂、C5/C9共聚石油樹(shù)脂、精制石油浙青樹(shù)脂 中的一種或兩種以上混合； 所述的增粘樹(shù)脂為普通酚醛增粘樹(shù)脂、苯乙烯改性酚醛增粘樹(shù)脂、高苯乙烯樹(shù)脂、乙炔 酚醛增粘樹(shù)脂、松香樹(shù)脂、松香改性樹(shù)脂、古馬隆樹(shù)脂、萜烯樹(shù)脂、萜烯酚醛樹(shù)脂中的一種或 兩種以上混合； 所述的潤(rùn)滑分散劑為硬脂酸、硬脂酸鹽、油酸鹽、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸單乙醇酰 胺、硬脂酸雙乙醇酰胺、油酸單乙醇酰胺、油酸雙乙醇酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、環(huán)保型 環(huán)烷油、環(huán)保型芳烴油、石蠟油中的一種或兩種以上混合； 所述的氣體阻隔無(wú)機(jī)材料為云母粉、陶土、高嶺土、粉煤灰、膨潤(rùn)土、硅藻土、蒙脫土中 的一種或兩種以上混合； 各組分重量百分比之和為100%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型輪胎氣密層用增進(jìn)劑，其特征在于，所述的均勻樹(shù)脂為 C9石油樹(shù)脂與精制石油浙青樹(shù)脂按質(zhì)量比5 :5混合的混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型輪胎氣密層用增進(jìn)劑，其特征在于，所述的硬脂酸鹽為 硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇或硬脂酸鎂，所述的油酸鹽為油酸鋅、油酸鈣、油酸鎂或油酸 鋇。所述的季戊四醇硬脂酸酯為季戊四醇三硬脂酸酯或季戊四醇四硬脂酸酯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型輪胎氣密層用增進(jìn)劑，其特征在于，所述的潤(rùn)滑分散劑 為油酸鋅。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型輪胎氣密層用增進(jìn)劑，其特征在于，所述的增粘樹(shù)脂為 松香樹(shù)脂與苯乙烯改性酚醛樹(shù)脂按質(zhì)量比4 :6混合的混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型輪胎氣密層用增進(jìn)劑，其特征在于，所述的氣體阻隔無(wú) 機(jī)材料為粉煤灰。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型輪胎氣密層用增進(jìn)劑，其特征在于，原料組分及其重量 百分比組成如下： 均勻樹(shù)脂 40?48% 潤(rùn)滑分散劑 12 ~ 16% 氣體阻W無(wú)機(jī)材料 20?30% 增粘樹(shù)脂 20?30% 各組分重量百分比之和為100%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型輪胎氣密層用增進(jìn)劑，其特征在于，原料組分及其重量 百分比組成如下： 均勻樹(shù)脂 45% 潤(rùn)泔分散劑 15% "(體阻K無(wú)機(jī)襯料 20% 增粘樹(shù)脂 20% ?
9. 一種權(quán)利要求1所述的新型輪胎氣密層增進(jìn)劑的制備方法，步驟如下： 將均勻樹(shù)脂、增粘樹(shù)脂和潤(rùn)滑分散劑在130-150°C下熔融，然后在攪拌狀態(tài)下緩慢加入 氣體阻隔無(wú)機(jī)材料，氣體阻隔無(wú)機(jī)材料加完后再繼續(xù)攪拌10_20min，冷卻，即得新型輪胎氣 密層增進(jìn)劑。
10. -種利用權(quán)利要求1所述的氣密層增進(jìn)劑配合試驗(yàn)煉膠方法，包括如下重量份的 原料： 天然膠30份；溴化丁基膠70份；炭黑70份；硬脂酸2份；氧化鋅4份；氣密層增進(jìn)劑 10份；硫黃和硫化促進(jìn)劑2. 5份；芳烴操作油5份；防老劑3. 0份； 煉膠步驟如下： (i) 一段混煉：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速^r.mirT1，壓砣壓力18MPa， 加入天然膠、溴化丁基膠、炭黑、硬脂酸、防老劑、氣密層增進(jìn)劑、芳烴操作油，于120? 140°C混煉70?80s，于120?130°C排膠，室溫放置12h，得一段混煉膠； (ii) 二段混煉：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ZSr.min-1，壓砣壓力18MPa， 加入一段混煉膠、氧化鋅、硫化促進(jìn)劑、硫黃，于100?120°C混煉60?70s，于120? 130°C排膠。
【文檔編號(hào)】C08K11/00GK104371266SQ201410719110
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月29日
【發(fā)明者】杜孟成, 李劍波, 郭慶飛, 張琳 申請(qǐng)人:山東陽(yáng)谷華泰化工股份有限公司