本發(fā)明涉及輪胎加工領(lǐng)域,且特別涉及一種三角膠及其制備方法。
背景技術(shù):
轎車子午線輪胎應(yīng)具有低滾動(dòng)阻力、低噪聲、高抗?jié)窕?,同時(shí)還要求輪胎耐磨性好、加工過程綠色環(huán)保。在實(shí)際使用過程中,除上述性能之外尤其注重輪胎的操控安全和靈便性。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)能,通過機(jī)械裝置傳遞到輪輞,輪輞傳遞到與其接觸的輪胎胎圈,并經(jīng)過胎圈將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力由胎側(cè)最終傳送到輪胎胎冠,在胎冠與路面之間產(chǎn)生加速或制動(dòng)或扭轉(zhuǎn)作用;另一方面,輪胎與路面的摩擦力作用大小或輪胎與路面之間產(chǎn)生的震動(dòng)效果也是通過逆向傳遞到車輛駕乘人員產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)后采取有效措施。胎圈處于高硬度機(jī)械與柔軟橡膠的鏈接位置,其重要性不言而喻。輪胎胎圈部件材料主要包括鋼絲圈和三角膠,因此三角膠的性能也就直接影響著車輛的操控效果與安全。因?yàn)槿悄z與鋼絲圈接觸,所以要求三角膠具有高硬度特征以保證從鋼絲圈到三角膠的剛性平穩(wěn)過渡。但是,如果三角膠硬度過高而韌性不足,車輛在緊急加速或制動(dòng)或轉(zhuǎn)彎下輪胎發(fā)生較大變形特別是胎側(cè)部位,三角膠會(huì)發(fā)生高頻次屈撓彎折,嚴(yán)重時(shí)三角膠會(huì)折斷,引起車輛操控失靈。因此開發(fā)硬度高且韌性好的三角膠很有必要,可以提高車輛操控性能,減少車輛駕駛安全事故。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種三角膠,其不但硬度高,且韌性好。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種三角膠的制備方法,其工藝簡單、方便,混煉膠分散性好、生胎成型過程工藝正常,硫化成品胎無缺膠等質(zhì)量缺陷。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明提出一種三角膠,其由多種原料混煉而成,按重量份數(shù)計(jì),多種原料包括:天然橡膠50-70份、順丁橡膠30-50份、硬脂酸2-3份、炭黑64-80份、氧化鋅4-8份、芳烴油5-8份、促進(jìn)劑2-3份、不溶性硫磺4-7份和防焦劑0.05-0.2份。
本發(fā)明還提出一種三角膠的制備方法,其包括以下步驟:
將天然橡膠50-70重量份、順丁橡膠30-50重量份在90-110℃的溫度條件下進(jìn)行第一次混煉20-40s,再加入硬脂酸2-3重量份、氧化鋅4-8重量份和炭黑48-60重量份,接著再加入芳烴油5-8重量份在145-165℃的溫度條件下進(jìn)行第二次混煉1-2min生成初始膠料。
將初始膠料在90-110℃的溫度條件下進(jìn)行第三次混煉20-40s后,加入炭黑16-20重量份在145-165℃的溫度條件下進(jìn)行第四次混煉30-60s生成中間膠料。
將中間膠料在90-100℃的溫度下進(jìn)行第五次混煉20-40s后,加入不溶性硫磺4-7重量份、防焦劑0.05-0.2重量份和促進(jìn)劑2-3重量份在90-110℃的溫度條件下進(jìn)行第六次混煉1-2min。
本發(fā)明實(shí)施例的三角膠及其制備方法的有益效果是:50-70重量份的天然橡膠和30-50重量份的順丁橡膠可以保證膠料具有良好的成型粘性和加工工藝性能,且能夠改善三角膠料的耐曲撓耐彎折性能,提高膠料的柔韌性。64-80重量份的炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)填充劑,既能夠提高三角膠的物理機(jī)械性能,又能大大地降低配方材料成本。2-3重量份的硬脂酸和4-8重量份的氧化性作為活性劑,能夠促進(jìn)三角膠交聯(lián)密度的提高。5-8重量份的芳烴油能幫助三角膠中的填充劑的混合和分散。在硫化溫度下,4-7重量份的不溶性硫磺,使得各原料之間發(fā)生硫化反應(yīng),產(chǎn)生交聯(lián)作用。2-3重量份的促進(jìn)劑能有效地促進(jìn)硫化作用,縮短三角膠的硫化時(shí)間或降低硫化溫度、減少硫化劑用量及提高橡膠的物理性能。0.05-0.2重量份的防焦劑能避免三角膠在加工過程中因受熱發(fā)生早期硫化失去流動(dòng)性和再加工的能力。合適比例的各原料之間互相結(jié)合可以制備得到硬度高且韌性好的三角膠。三角膠的制備方法中采用多次混煉的方法進(jìn)行,能夠使得各原料充分分散混合,能夠制備得到硬度高、韌性好的三角膠。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者,按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。本發(fā)明的實(shí)施例中,天然橡膠的型號為SMR20,順丁橡膠的型號為BR9000,酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂的型號為PFM-C,炭黑的型號為N375,芳烴油的型號為Vivatec 500,不溶性硫磺的型號為IS-7020。在其他實(shí)施例中,天然橡膠、順丁橡膠、酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂、炭黑和芳烴油可選擇性能相同的其他型號。本發(fā)明的實(shí)施例中,所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者,均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
下面對本發(fā)明實(shí)施例的三角膠及其制備方法進(jìn)行具體說明。
一種三角膠,其由多種原料混煉而成,按重量份數(shù)計(jì),多種原料包括:天然橡膠50-70份、順丁橡膠30-50份、硬脂酸2-3份、炭黑64-80份、氧化鋅4-8份、芳烴油5-8份、促進(jìn)劑2-3份、不溶性硫磺4-7份和防焦劑0.05-0.2份。
天然橡膠,是一種以順-1,4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物。天然橡膠具有較高的彈性,且具有很好的機(jī)械強(qiáng)度,其具有工藝粘性好和生熱低的特點(diǎn)。
順丁橡膠,中文別名,丁二烯橡膠;其是由丁二烯聚合而成的結(jié)構(gòu)規(guī)整的合成橡膠,其硫化后耐寒性、耐磨性和彈性特別優(yōu)異,動(dòng)負(fù)荷下發(fā)熱少,耐老化性尚好,易與天然橡膠、氯丁橡膠或丁腈橡膠并用。
硬脂酸,別名十八碳烷酸、十八碳酸、十八酸、脂蠟酸、脂蠟酸,可用作穩(wěn)定劑、活性劑等。
氧化鋅,白色粉末或六角系結(jié)晶體,可用作活性劑。在本發(fā)明的實(shí)施例中,氧化鋅為活性氧化鋅,活性氧化鋅主要作為硫化活性劑使用,通過活性氧化鋅能促進(jìn)橡膠交聯(lián)密度的提高,確保各項(xiàng)物理性能的獲得?;钚匝趸\粒度小、表面積大,所以有非常強(qiáng)的活性。由于微粒有活性劑做球核,聚合后形成多孔的形式,因而有很好的分散性。由于活性氧化鋅的折射率與天然橡膠相近,故能讓硫化產(chǎn)品的顏色更清澈透明。同時(shí)能減少混合成本,提高化學(xué)反應(yīng)效率。
炭黑,是一種無定形碳,輕、松而極細(xì)的黑色粉末,表面積非常大。炭黑表面存在許多微孔,容易形成網(wǎng)絡(luò)空間通道。炭黑作為橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑,可以增加橡膠的耐磨性。
芳烴油,其具有良好的橡膠相容性,耐高溫、低揮發(fā)等特點(diǎn),能顯著改善橡膠的加工性能,可以增強(qiáng)橡膠產(chǎn)品的抗風(fēng)化、氧化、磨擦、衰老程度,同時(shí)能幫助膠料中填充劑的混合和分散。
不溶性硫磺,其經(jīng)普通硫磺熱聚合制得,其有高聚物的粘彈性和分子量分布,因此也稱彈性硫或聚合硫。不溶性硫磺在橡膠中以分散狀態(tài)存在,使得膠料不噴霜,有良好的粘性,同時(shí)可保證淺色制品的外觀質(zhì)量;不溶性硫磺在膠料中均勻分散,有效地抵制硫磺的聚集,減少膠料存放過程的焦燒傾向;不溶性硫磺使膠料在存放期內(nèi)不噴霜,保持膠料組份性能均一;不溶性硫磺使橡膠在相鄰膠層中無遷移現(xiàn)象;不溶性硫磺縮短了硫化的時(shí)間。
促進(jìn)劑,是指能促進(jìn)硫化作用的物質(zhì),可縮短橡膠的硫化時(shí)間或降低硫化溫度、減少硫化劑用量及提高橡膠的物理性能。
優(yōu)選地,2-3重量份的促進(jìn)劑包括N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.2-1.5重量份和六亞甲基四胺0.8-1.5重量份。N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺,中文別名TBBS、促進(jìn)劑TBBS、硫化促進(jìn)劑NS、促進(jìn)劑NS或預(yù)分散TBBS-80。六亞甲基四胺,中文別名促進(jìn)劑HMT、烏洛托品;為白色結(jié)晶性粉末或無色有光澤的菱形結(jié)晶體。
選用促進(jìn)劑TBBS和促進(jìn)劑HMT按照上述比例使用,促進(jìn)劑TBBS和促進(jìn)劑HMT發(fā)生協(xié)同作用,其縮短硫化時(shí)間和降低硫化溫度、減少硫化劑用量及提高橡膠的物理性能的作用更加突出。
防焦劑,膠料在貯存和加工過程中因受熱的作用會(huì)發(fā)生早期硫化,并失去流動(dòng)性和再加工的能力,這就是焦燒現(xiàn)象。膠料的焦燒是橡膠加工過程中常見的問題之一,特別是在高溫、快速、高效的加工工藝中和使用容易引起焦燒的助劑,焦燒問題更容易發(fā)生。使用防焦劑是最為簡單易行的防止焦燒的方法。優(yōu)選地,防焦劑為N-環(huán)己基硫代酞酰亞胺。
N-環(huán)己基硫代酞酰亞胺,中文別名,防焦劑CTP、防焦劑PVI、預(yù)分散CTP-80或預(yù)分散PVI-80。其具有良好的防焦燒效果;而且和其他橡膠助劑配合使用時(shí)其活性不受影響,沒有發(fā)泡、污染等不良的副作用。能大幅度提高膠料的貯存穩(wěn)定性,防止存放期間發(fā)生自然硫化。與以往的防焦劑相比,具有效果好,用量少的優(yōu)點(diǎn)。
50-70重量份的天然橡膠和30-50重量份的順丁橡膠可以保證膠料具有良好的成型粘性和加工工藝性能,且能夠改善三角膠料的耐曲撓耐彎折性能,提高膠料的柔韌性。64-80重量份的炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)填充劑,既能夠提高三角膠的物理機(jī)械性能,又能大大地降低配方材料成本。2-3重量份的硬脂酸和4-8重量份的氧化性作為活性劑,能夠促進(jìn)三角膠交聯(lián)密度的提高。5-8重量份的芳烴油能幫助三角膠中的填充劑的混合和分散。在硫化溫度下,4-7重量份的不溶性硫磺,使得各原料之間發(fā)生硫化反應(yīng),產(chǎn)生交聯(lián)作用。2-3重量份的促進(jìn)劑能有效地促進(jìn)硫化作用,縮短三角膠的硫化時(shí)間或降低硫化溫度、減少硫化劑用量及提高橡膠的物理性能。0.05-0.2重量份的防焦劑能避免膠料加工過程中因受熱發(fā)生早期硫化失去流動(dòng)性和再加工的能力。優(yōu)選地,多種原料包括:天然橡膠55-65份、順丁橡膠35-45份、硬脂酸2.2-2.4份、炭黑70-78份、氧化鋅6-7份、芳烴油5.5-6.5份、促進(jìn)劑2.1-2.6份、不溶性硫磺5-5.8份和防焦劑0.12-0.15份。
進(jìn)一步地,多種原料還包括酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂8-14重量份。
酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂,酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂對三角膠具有較高的增硬效果,同時(shí)可改善膠料的加工特性和流動(dòng)性,極大地改善三角膠的柔韌性,降低混煉能耗。使用酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂時(shí)加入促進(jìn)劑HMT,兩者有協(xié)同作用,膠料的硬度和強(qiáng)度都能得到改善。
進(jìn)一步地,多種原料還包括防老劑2-3重量份。
防老劑,橡膠及其制品在長期貯存和使用過程中,由于受到熱、氧、臭氧、變價(jià)金屬離子、機(jī)械應(yīng)力、光、高能射線的作用,以及其它化學(xué)物質(zhì)和霉菌等的侵蝕,會(huì)逐漸發(fā)粘、變硬發(fā)脆或龜裂。這種物理機(jī)械性能隨時(shí)間而下降、彈性降低的現(xiàn)象叫做老化。隨著老化過程的進(jìn)行和發(fā)展,橡膠及其制品性能會(huì)逐漸降低以致完全喪失使用價(jià)值。為此,需在三角膠中加入防老劑來提高它對上述各種破壞作用的抵抗能力,延緩或抑制老化過程,從而延長三角膠的貯存期和使用壽命。
優(yōu)選地,2-3重量份的老化劑包括N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基對苯二胺1-1.5重量份和2,2,4-三甲基1,2-二氫化喹聚合體1-1.5重量份。其中,N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基對苯二胺,中文別名,防老劑4020,防老劑DMPPD。具有良好的抗氧效能外,還有抗臭氧、抗曲撓龜裂和抑制銅、錳等有害金屬的作用。2,2,4-三甲基1,2-二氫化喹聚合體,中文別名防老劑TMQ。
防老劑4020和防老劑TMQ按照上述的比例使用,其效果更加明顯。
一種三角膠的制備方法,其包括三段混煉步驟:
第一段混煉:將天然橡膠50-70重量份、順丁橡膠30-50重量份在90-110℃的溫度條件下進(jìn)行第一次混煉20-40s。天然橡膠和順丁橡膠作為主料在90-110℃的溫度條件下混煉20-40s,使天然橡膠和順丁橡膠降低粘度、保持流動(dòng)性,以能夠與其他原料混合充分。
第一次混煉后,加入硬脂酸2-3重量份、氧化鋅4-8重量份和炭黑48-60份,接著再加入芳烴油5-8重量份在145-165℃的溫度條件下進(jìn)行第二次混煉1-2min生成初始膠料。
硬脂酸和氧化鋅作為活性劑和炭黑一起加入到第一次混煉后得到的膠料中,可以增加炭黑在膠料中的分散性,與橡膠的充分結(jié)合,增加其反應(yīng)速率。在加入硬脂酸、氧化鋅和炭黑后再加入芳烴油,可以進(jìn)一步增加炭黑和膠料之間的混合和分散。如果在第二次混煉后再加入芳烴油,則會(huì)造成混煉不良且混煉時(shí)間延長的后果。
進(jìn)一步地,將天然橡膠和順丁橡膠進(jìn)行第一次混煉后,在加入硬脂酸、氧化鋅和炭黑時(shí),還加入防老劑2-3重量份。此時(shí)加入防老劑,不僅可以防止膠料的老化現(xiàn)象,而且防老劑分散快,能較好地分散在膠料中,有阻止凝膠的作用。
第二段混煉:第二次混煉后,將初始膠料在90-110℃的溫度條件下進(jìn)行第三次混煉20-40s。將初始膠料在90-110℃的溫度條件下混煉20-40s,能夠使初始膠料保持流動(dòng)性,以能夠與其他原料充分混合。
第三次混煉后,加入炭黑16-20重量份在145-165℃的溫度條件下進(jìn)行第四次混煉30-60s生成中間膠料。初始膠料已被較好的分散混合,此時(shí)再加入一部分炭黑,不僅可以增加膠料的強(qiáng)度;另一方面又可以避免一次性加入炭黑導(dǎo)致膠料的門尼粘度急增、溫度驟升、材料分散不均勻等情況發(fā)生。分兩次加入能夠避免產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象,使膠料質(zhì)量得到改善。
進(jìn)一步地,將初始膠料在第三次混煉之后,在加入炭黑時(shí)還加入酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂8-14重量份。此時(shí)加入酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂同樣也能充分地分散在膠料中,大大地增加膠料的硬度,還能極大地改善膠料的柔韌性。
第三段混煉:第四次混煉后,將中間膠料在90-100℃的溫度下進(jìn)行第五次混煉20-40s,然后加入不溶性硫磺4-7重量份、防焦劑0.05-0.2重量份和促進(jìn)劑2-3重量份在90-110℃的溫度條件下進(jìn)行第六次混煉1-2min。
中間膠料中的各原料已充分分散均勻,且與橡膠之間也已充分均勻地結(jié)合。在中間膠料進(jìn)行第五次混煉后,其具有較好的流動(dòng)性,此時(shí)加入不溶性硫磺、促進(jìn)劑和防焦劑,不溶性硫磺使得各原料之間發(fā)生硫化作用,形成交聯(lián)立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),促進(jìn)劑有效地促進(jìn)硫化作用,縮短橡膠的硫化時(shí)間或降低硫化溫度、減少硫化劑用量及提高膠料的物理性能。防焦劑能避免膠料的早期硫化,并失去流動(dòng)性和再加工的能力,從而使得硫化的效果更好,最終得到的三角膠性能更好。
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
實(shí)施例1
一種三角膠,按重量份數(shù)計(jì),其原料包括:天然橡膠55份、順丁橡膠45份、硬脂酸2.3份、炭黑78份、氧化鋅6份、芳烴油6.5份、促進(jìn)劑TBBS 1.25份、促進(jìn)劑HMT 0.85份、不溶性硫磺6份、防焦劑CTP 0.1份、酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂8.5份、防老劑TMQ1.3份和1.2份的防老劑4020。
上述三角膠的制備方法,其包括以下步驟:
將上述的天然橡膠、順丁橡膠在90℃的溫度條件下混煉40s,再加入硬脂酸、氧化鋅、防老劑4020、防老劑TMQ和75%的炭黑,接著再加入芳烴油在145℃的條件下混煉2min生成初始膠料。
將初始膠料在90℃的溫度下混煉40s后加入酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂和剩余的25%的炭黑在145℃的溫度條件下混煉60s生成中間膠料。
將中間膠料在90℃的溫度條件下混煉40s后,加入不溶性硫磺、防焦劑、促進(jìn)劑TBBS和促進(jìn)劑HMT在90℃的溫度條件下混煉2min制備得到三角膠。
實(shí)施例2
一種三角膠,按重量份數(shù)計(jì),其原料包括:天然橡膠68份、順丁橡膠32份、硬脂酸2.3份、炭黑65份、氧化鋅6份、芳烴油5.5份、促進(jìn)劑TBBS 1.36份、促進(jìn)劑HMT 1.2份、不溶性硫磺5.4份、防焦劑CTP 0.1份、酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂12份、防老劑TMQ1.3份和1.2份的防老劑4020。
上述三角膠的制備方法,其包括以下步驟:
將上述的天然橡膠、順丁橡膠在92℃的溫度條件下混煉38s,再加入硬脂酸、氧化鋅、防老劑4020、防老劑TMQ和75%的炭黑,接著再加入芳烴油在148℃的溫度條件下混煉2min生成初始膠料。
將初始膠料在92℃的溫度條件下混煉38s后,加入酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂和剩余的25%的炭黑在150℃的溫度條件下混煉55s后生成中間膠料。
將中間膠料在90℃的溫度條件下混煉38s后,加入不溶性硫磺、防焦劑、促進(jìn)劑TBBS和促進(jìn)劑HMT在92℃的溫度條件下混煉2min制備得到三角膠。
實(shí)施例3
一種三角膠,按重量份數(shù)計(jì),其原料包括:天然橡膠50份、順丁橡膠50份、硬脂酸2份、炭黑64份、氧化鋅4份、芳烴油5份、促進(jìn)劑TBBS 1.2份、促進(jìn)劑HMT 0.9份、不溶性硫磺4份、防焦劑CTP 0.05份、酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂8份、防老劑TMQ1份和1份的防老劑4020。
上述三角膠的制備方法,其包括以下步驟:
將上述的天然橡膠、順丁橡膠在95℃的溫度條件下混煉35s,再加入硬脂酸、氧化鋅、防老劑4020、防老劑TMQ和75%的炭黑,接著再加入芳烴油在150℃的溫度條件下混煉1.8min生成初始膠料。
將初始膠料在95℃的溫度條件下混煉35s后加入酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂和剩余的25%的炭黑在152℃的溫度條件下混煉52s后生成中間膠料。
將中間膠料在92℃的溫度條件下混煉35s后加入不溶性硫磺、防焦劑、促進(jìn)劑TBBS和促進(jìn)劑HMT在95℃的溫度條件下混煉1.8min制備得到三角膠。
實(shí)施例4
一種三角膠,按重量份數(shù)計(jì),其原料包括:天然橡膠65份、順丁橡膠35份、硬脂酸2.2份、炭黑70份、氧化鋅6.2份、芳烴油6份、促進(jìn)劑TBBS 1.3份、促進(jìn)劑HMT 0.8份、不溶性硫磺6.2份、防焦劑CTP 0.08份、酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂9份、防老劑TMQ1.5份和1.5份的防老劑4020。
上述三角膠的制備方法,其包括以下步驟:
將上述的天然橡膠、順丁橡膠在98℃的溫度條件下混煉35s,再加入硬脂酸、氧化鋅、防老劑4020、防老劑TMQ和75%的炭黑,接著再加入芳烴油在153℃的溫度條件下混煉1.8min生成初始膠料。
將初始膠料在98℃的溫度條件下混煉35s后,加入酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂和剩余的25%的炭黑在155℃的溫度條件下混煉生成中間膠料。
將中間膠料在94℃的溫度條件下混煉35s后加入不溶性硫磺、防焦劑、促進(jìn)劑TBBS和促進(jìn)劑HMT在98℃的溫度條件下混煉1.8min制備得到三角膠。
實(shí)施例5
一種三角膠,按重量份數(shù)計(jì),其原料包括:天然橡膠70份、順丁橡膠30份、硬脂酸2.4份、炭黑68份、氧化鋅7份、芳烴油7份、促進(jìn)劑TBBS 1.4份、促進(jìn)劑HMT 1.45份、不溶性硫磺5份、防焦劑CTP 0.15份、酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂13份、防老劑TMQ1.3份和1.1份的防老劑4020。
上述三角膠的制備方法,其包括以下步驟:
將上述的天然橡膠、順丁橡膠在100℃的溫度條件下混煉30s,再加入硬脂酸、氧化鋅、防老劑4020、防老劑TMQ和75%的炭黑,接著再加入芳烴油在155℃的溫度條件下混煉1.5min生成初始膠料。
將初始膠料在100℃的溫度條件下混煉30s后,加入酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂和剩余的25%的炭黑在155℃的溫度條件下混煉48s生成中間膠料。
將中間膠料在95℃的溫度條件下混煉30s后,加入不溶性硫磺、防焦劑、促進(jìn)劑TBBS和促進(jìn)劑HMT在100℃的溫度條件下混煉1.5min制備得到三角膠。
實(shí)施例6
一種三角膠,按重量份數(shù)計(jì),其原料包括:天然橡膠60份、順丁橡膠40份、硬脂酸3份、炭黑80份、氧化鋅8份、芳烴油6.5份、促進(jìn)劑TBBS 1.25份、促進(jìn)劑HMT 0.85份、不溶性硫磺7.5份、防焦劑CTP 0.18份、酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂14份、防老劑TMQ1.2份和1.4份的防老劑4020。
上述三角膠的制備方法,其包括以下步驟:
將上述的天然橡膠、順丁橡膠在102℃的溫度條件下混煉28s,再加入硬脂酸、氧化鋅、防老劑4020、防老劑TMQ和75%的炭黑,接著再加入芳烴油在157℃的溫度條件下混煉1.5min生成初始膠料。
將初始膠料在102℃的溫度條件下混煉28s后,加入酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂和剩余的25%的炭黑在158℃的溫度條件下混煉45s生成中間膠料。
將中間膠料在96℃的溫度條件下混煉28s后,加入不溶性硫磺、防焦劑、促進(jìn)劑TBBS和促進(jìn)劑HMT在102℃的溫度條件下混煉1.5min制備得到三角膠。
實(shí)施例7
一種三角膠,按重量份數(shù)計(jì),其原料包括:天然橡膠58份、順丁橡膠42份、硬脂酸2.6份、炭黑72份、氧化鋅6.5份、芳烴油8份、促進(jìn)劑TBBS 1.5份、促進(jìn)劑HMT1.4份、不溶性硫磺7份、防焦劑CTP 0.2份和酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂9.5份
上述三角膠的制備方法,其包括以下步驟:
將上述的天然橡膠、順丁橡膠在105℃的溫度條件混煉25s,再加入硬脂酸、氧化鋅和75%的炭黑,接著再加入芳烴油在160℃的溫度條件下混煉1.2min生成初始膠料。
將初始膠料在105℃的溫度條件混煉25s后,加入酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂和剩余的25%的炭黑在160℃的溫度條件下混煉40s生成中間膠料。
將中間膠料在97℃的溫度條件混煉25s后,加入不溶性硫磺、防焦劑、促進(jìn)劑TBBS和促進(jìn)劑HMT在105℃的溫度條件下混煉1.2min制備得到三角膠。
實(shí)施例8
一種三角膠,按重量份數(shù)計(jì),其原料包括:天然橡膠62份、順丁橡膠38份、硬脂酸2.8份、炭黑76份、氧化鋅7.5份、芳烴油5.8份、促進(jìn)劑TBBS 1.32份、促進(jìn)劑HMT1.35份、不溶性硫磺5.8份、防焦劑CTP 0.16份、防老劑TMQ1.4份和1.3份的防老劑4020。
上述三角膠的制備方法,其包括以下步驟:
將上述的天然橡膠、順丁橡膠在108℃的溫度條件下混煉25s,再加入硬脂酸、氧化鋅、防老劑4020、防老劑TMQ和75%的炭黑,接著再加入芳烴油在162℃的溫度條件下混煉1min生成初始膠料。
將初始膠料在108℃的溫度條件下混煉25s后加入剩余的25%的炭黑在163℃的溫度條件下混煉35s生成中間膠料。
將中間膠料在98℃的溫度條件下混煉25s后,加入不溶性硫磺、防焦劑、促進(jìn)劑TBB S和促進(jìn)劑HMT在108℃的溫度條件下混煉1min制備得到三角膠。
實(shí)施例9
一種三角膠,按重量份數(shù)計(jì),其原料包括:天然橡膠65份、順丁橡膠37份、硬脂酸2.9份、炭黑79份、氧化鋅7.8份、芳烴油7.8份、促進(jìn)劑TBBS 1.45份、促進(jìn)劑HMT 1.3份、不溶性硫磺6.8份和防焦劑CTP 0.12份。
上述三角膠的制備方法,其包括以下步驟:
將上述的天然橡膠、順丁橡膠在110℃的溫度條件下混煉20s,再加入硬脂酸、氧化鋅和75%的炭黑,接著再加入芳烴油在165℃的溫度條件下混煉1min生成初始膠料。
將初始膠料在110℃的溫度條件下混煉20s后,加入剩余的25%的炭黑在165℃的溫度條件下混煉30s生成中間膠料。
將中間膠料在100℃的溫度條件下混煉20s后,加入不溶性硫磺、防焦劑、促進(jìn)劑TBBS和促進(jìn)劑HMT在110℃的溫度條件下混煉1min制備得到三角膠。
對比例
一種三角膠,按重量份數(shù)計(jì),其原料包括:天然橡膠NR80份、順丁橡膠20份、N326炭黑50份、芳烴油2份、硬脂酸2份、氧化鋅4.5份、防老劑3.5份、硫化抗返原劑2份、不溶性硫磺2.8份和促進(jìn)劑CZ 0.8份。
一種三角膠的制備方法,其包括以下步驟:將天然橡膠與順丁橡膠的共混膠與炭黑及輔料投入橡膠密煉機(jī)進(jìn)行混煉得到一段母膠;混煉膠的排膠溫度為145℃,混煉時(shí)間為3分鐘;然后將不溶性硫磺、促進(jìn)劑和防焦劑與一段母膠混合,在橡膠密煉機(jī)內(nèi)混煉;排膠溫度控制在105℃,混煉時(shí)間為3分鐘。
試驗(yàn)例
1.門尼粘度,參照GB/T 1232.1-2000(未硫化橡膠用圓盤剪切粘度計(jì)進(jìn)行測定)對實(shí)施例1-9和對比例的三角膠的門尼粘度進(jìn)行測定,其測試結(jié)果記錄在表1。
2.焦燒時(shí)間,參照GB1233對實(shí)施例1-9和對比例的三角膠的門尼焦燒時(shí)間進(jìn)行測定,其測試結(jié)果記錄在表1。
3.邵氏A型硬度,參照GB/T 531-1999(橡膠邵氏A硬度試驗(yàn)方法)對實(shí)施例1-9和對比例的三角膠的邵氏A型硬度進(jìn)行測試,其測試結(jié)果記錄在表1中。
4.密度,參照GB/T533-2008(硫化橡膠或熱塑性橡膠密度的測定),對實(shí)施例1-9和對比例的三角膠的密度進(jìn)行測試,其測試結(jié)果記錄在表1中。
5.硫化特性,參照GB/T 9869-1997(橡膠膠料硫化特性的測試)對實(shí)施例1-9和對比例的三角膠的ML、MH、T10、T90、T90-T10等特性,其測試結(jié)果記錄在表2中。
6.力學(xué)特性,參照GB/T 528-2009(硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定)對實(shí)施例1-9和對比例的三角膠的100%定伸應(yīng)力、200%定伸應(yīng)力、300%定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率和拉斷永久變形等性能進(jìn)行測試,其測試結(jié)果記錄在表3中。
表1實(shí)施例1-9和對比例的門尼粘度、焦燒時(shí)間、硬度及密度
由表1可以看出,實(shí)施例1-9的三角膠其焦燒時(shí)間均比對比例的焦燒時(shí)間長,說明了通過本發(fā)明的原料、配比及其制備方法能夠使得三角膠的性能更穩(wěn)定。實(shí)施例1-9的三角膠其邵氏A型硬度均比對比例的邵氏A型硬度高,說明了通過本發(fā)明的原料、配比及其制備方法能夠得到硬度更高的三角膠。通過對比實(shí)施例1-7和實(shí)施例8、9的邵氏A型硬度,實(shí)施例1-7的邵氏A型硬度均大于實(shí)施例8、9的邵氏A型硬度,說明了加入酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂能夠增大三角膠的硬度。
表2實(shí)施例1-9和對比例的硫化特性
由表2可以看出,通過對比實(shí)施例1-6的MH值和實(shí)施例7、9的MH值發(fā)現(xiàn),實(shí)施例1-6的MH值均大于實(shí)施例7、9的MH值,說明了原料中加入老化劑能夠減弱三角膠的老化。通過對比實(shí)施例1-9和對比例的ML值,實(shí)施例1-9的ML值均大于對比例的的ML值,說明通過本發(fā)明的原料、配比及其制備方法在加工過程中流動(dòng)性更好,可以制備得到幾何尺寸穩(wěn)定的三角膠半成品。
表3實(shí)施例1-9和對比例的力學(xué)特性
由表3可以看出,實(shí)施例1-9的100%拉伸定力、200%拉伸定力和300%的拉伸定力均大于對比例,實(shí)施例1-9的拉伸強(qiáng)度均小于對比例,說明了實(shí)施例1-9的三角膠其韌性均優(yōu)于對比例。同時(shí),實(shí)施例1-9的拉段伸長率均大于對比例,也說明了實(shí)施例1-9的三角膠其韌性均優(yōu)于對比例。從而說明了通過本發(fā)明的原料、配比及其制備方法能夠得到韌性更好的三角膠。
綜上所述,本發(fā)明的三角膠及其制備方法,50-70重量份的天然橡膠和30-50重量份的順丁橡膠可以保證膠料具有良好的成型粘性和加工工藝性能,且能夠改善三角膠料的耐曲撓耐彎折性能,提高膠料的柔韌性。64-80重量份的炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)填充劑,既能夠提高三角膠的物理機(jī)械性能,又能大大地降低配方材料成本。2-3重量份的硬脂酸和4-8重量份的氧化性作為活性劑,能夠促進(jìn)三角膠交聯(lián)密度的提高。5-8重量份的芳烴油能幫助三角膠中的填充劑的混合和分散。4-7重量份的不溶性硫磺,使得各原料之間發(fā)生硫化反應(yīng),產(chǎn)生交聯(lián)作用。2-3重量份的促進(jìn)劑能有效地促進(jìn)硫化作用,縮短三角膠的硫化時(shí)間或降低硫化溫度、減少硫化劑用量及提高橡膠的物理性能。0.05-0.2重量份的防焦劑能避免三角膠在加工過程中因受熱發(fā)生早期硫化失去流動(dòng)性和再加工的能力。合適比例的各原料之間互相結(jié)合可以制備得到硬度高且韌性好的三角膠。三角膠的制備方法中采用多次混煉的方法進(jìn)行,能夠使得各原料充分分散混合,能夠制備得到硬度高、韌性好的三角膠。
以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。