一種耐熱性胎面橡膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于輪胎橡膠技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐熱性胎面橡膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]橡膠分為天然膠和合成橡膠兩大類，天然膠的優(yōu)點是具備良好的物理機(jī)械性能和優(yōu)良的彈性，并且機(jī)械強(qiáng)度高，扯斷強(qiáng)度，抗撕裂，但是其缺點是耐油和耐溶劑性能差，易老化。天然膠容易混煉，能用普通的硫磺硫化方式進(jìn)行硫化。目前就綜合性能來說，沒有一種合成橡膠能比得上天然膠，常見的天然膠有煙片膠(RSS)和泰國產(chǎn)的天然標(biāo)準(zhǔn)膠(STR)。
[0003]合成橡膠是以石油為主要來源，由某些低分子化合物作為原料，經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)制造的；合成橡膠按主要性能和用途區(qū)分可分為通用橡膠和特殊橡膠，常見的乘用廠生產(chǎn)輪胎使用的合成橡膠有順丁膠(BR)、丁苯膠(SBR)、丁基膠(IIR)等。
[0004]胎面橡膠主要用于汽車輪胎的表面，尤其在溫度較高的國家，夏季溫度地表溫度非常高，甚至可以達(dá)到70~80攝氏度，橡膠易受熱膨脹，加速老化，影響性能。對其耐熱性具有很高的要求，而耐熱性又十分復(fù)雜，進(jìn)一步的，胎面橡膠配方的添加工藝對制備的橡膠的耐熱性也有很大的影響，這是因為，有些組分會吸附接觸，影響到后續(xù)膠體合成的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于提供一種耐熱性胎面橡膠，使其性能優(yōu)越，熱穩(wěn)定性高，硬度適中，耐熱性和耐疲勞性都能符合要求；本發(fā)明的另一目的是提供該橡膠的制備方法。
[0006]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種耐熱性胎面橡膠，包括以下重量份數(shù)的原料:天然膠70~90份、氯丁膠30~50份、丁基膠10~20份、硬脂酸2~3份、硫化劑1~3份、氫氧化鋁填料4~8份、軟化劑5~10份、補強(qiáng)劑5~10份、防老劑2~3份；所述的補強(qiáng)劑為乙炔炭黑或者白炭黑；所述的軟化劑為硅烷偶聯(lián)劑。
[0007]所述的原料還包括重量份數(shù)為5~10份的陶土或者碳酸鈣。
[0008]所述的防老劑為石蠟。
[0009]所述的硫化劑為硫磺。
[0010]所述的耐熱性胎面橡膠的制備方法:包括以下步驟:
1)按照比例將天然膠在55~60°C進(jìn)行塑煉；將氯丁膠和丁基膠在75~80°C進(jìn)行一段混煉；將塑煉后的天然膠加入一段混煉的混合物中在80~90°C進(jìn)行二段混煉，得到混煉完畢的混合物；
2)向混煉完畢的混合物中加入硬脂酸、硫化劑、氫氧化鋁填料、軟化劑和防老劑，于1800C ~200°C，壓力ll~13Mpa下反應(yīng)20min中再加入補強(qiáng)劑后熱壓成型23~28min。
[0011]所述的耐熱性胎面橡膠的制備方法，所述的塑煉時間為30~50分鐘，所述的一段混煉時間為40~60分鐘，所述的二段混煉的時間為30~40分鐘。
[0012]發(fā)明原理:在橡膠配方中加入二氧化硅，這種環(huán)保的新式補強(qiáng)劑，能夠更加耐熱，增強(qiáng)輪胎的濕地抓著力，降低滾動阻力，減少汽車能耗；軟化劑能改善橡膠的加工性能，使橡膠盡快軟化；本領(lǐng)域技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)這些軟化劑配合補強(qiáng)劑效果都不佳，只有硅烷偶聯(lián)劑配合使用時才有意料不到的效果。添加重量份數(shù)為5~10份的陶土或者碳酸鈣作為填料可以優(yōu)化膠料的耐熱性能，選用高比表面積、高結(jié)構(gòu)度以及表面活性的填料，可以有效地提高膠料的耐熱性能。
[0013]在制備之前，天然膠必須進(jìn)行塑煉；不添加大量軟化劑、增塑劑的原因是因為配方中加入了合成橡膠。
[0014]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的耐熱性胎面橡膠，其獨特的配方使得輪胎熱穩(wěn)定性高，硬度適中，耐熱性和耐疲勞性都能符合要求；該橡膠的制備方法，簡單環(huán)保，制備的橡膠能符合使用要求，經(jīng)久耐用，具備很好的經(jīng)濟(jì)效益和實用性。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0016]實施例1胎面橡膠a
一種耐熱性胎面橡膠，包括以下重量份數(shù)的原料:天然膠70份、氯丁膠30份、丁基膠10份、硬脂酸2份、硫化劑I份、氫氧化鋁填料4份、軟化劑5份、補強(qiáng)劑5份、防老劑2份；補強(qiáng)劑為乙炔炭黑；軟化劑為硅烷偶聯(lián)劑。原料還包括重量份數(shù)為5份的碳酸鈣。防老劑為石蠟。硫化劑為硫磺。
[0017]耐熱性胎面橡膠的制備方法:包括以下步驟:
I)按照比例將天然膠在55°C進(jìn)行塑煉；將氯丁膠和丁基膠在75°C進(jìn)行一段混煉；將塑煉后的天然膠加入一段混煉的混合物中在80°C進(jìn)行二段混煉，得到混煉完畢的混合物；2)向混煉完畢的混合物中加入硬脂酸、硫化劑、氫氧化鋁填料、軟化劑和防老劑，于180°C，壓力IlMpa下反應(yīng)20min中再加入補強(qiáng)劑后熱壓成型23min，制得胎面橡膠a。耐熱性胎面橡膠的制備方法，塑煉時間為30分鐘，所述的一段混煉時間為40分鐘，所述的二段混煉的時間為30分鐘。
[0018]實施例2胎面橡膠b
一種耐熱性胎面橡膠，包括以下重量份數(shù)的原料:天然膠90份、氯丁膠50份、丁基膠20份、硬脂酸3份、硫化劑3份、氫氧化鋁填料8份、軟化劑10份、補強(qiáng)劑10份、防老劑3份；補強(qiáng)劑為白炭黑；軟化劑為硅烷偶聯(lián)劑。原料還包括重量份數(shù)為10份的陶土。防老劑為石蠟。硫化劑為硫磺。
[0019]耐熱性胎面橡膠的制備方法:包括以下步驟:
I)按照比例將天然膠在60°C進(jìn)行塑煉；將氯丁膠和丁基膠在80°C進(jìn)行一段混煉；將塑煉后的天然膠加入一段混煉的混合物中在90°C進(jìn)行二段混煉，得到混煉完畢的混合物；2)向混煉完畢的混合物中加入硬脂酸、硫化劑、氫氧化鋁填料、軟化劑和防老劑，于200°C，壓力13Mpa下反應(yīng)20min中再加入補強(qiáng)劑后熱壓成型28min，制得胎面橡膠b。耐熱性胎面橡膠的制備方法，所述的塑煉時間為50分鐘，所述的一段混煉時間為60分鐘，所述的二段混煉的時間為40分鐘。
[0020]實施例3 胎面橡膠c 一種耐熱性胎面橡膠，包括以下重量份數(shù)的原料:天然膠80份、氯丁膠40份、丁基膠15份、硬脂酸2.5份、硫化劑2份、氫氧化鋁填料6份、軟化劑8份、補強(qiáng)劑8份、防老劑2.5份；補強(qiáng)劑為白炭黑；軟化劑為硅烷偶聯(lián)劑。原料還包括重量份數(shù)為8份的碳酸鈣。防老劑為石蠟。硫化劑為硫磺。
[0021]耐熱性胎面橡膠的制備方法:包括以下步驟:
I)按照比例將天然膠在58°C進(jìn)行塑煉；將氯丁膠和丁基膠在78°C進(jìn)行一段混煉；將塑煉后的天然膠加入一段混煉的混合物中85°C進(jìn)行二段混煉，得到混煉完畢的混合物；2)向混煉完畢的混合物中加入硬脂酸、硫化劑、氫氧化鋁填料、軟化劑和防老劑，于190°C，壓力12Mpa下反應(yīng)20min中再加入補強(qiáng)劑后熱壓成型25min，制得胎面橡膠C。耐熱性胎面橡膠的制備方法，所述的塑煉時間為40分鐘，所述的一段混煉時間為50分鐘，所述的二段混煉的時間為35分鐘。
[0022]實施例4性能測試
將實施例1~3中制備的胎面橡膠a、胎面橡膠b和胎面橡膠c進(jìn)行耐熱性能測試，采用阿克隆磨耗試驗方法，試驗時讓試樣與砂輪在一定的傾斜角度和一定的負(fù)荷作用下進(jìn)行摩擦，測定試樣在一定里程內(nèi)的磨耗體積。采用傾斜角度15°，砂輪轉(zhuǎn)速33r/min進(jìn)行測試。試樣受力26.7N。經(jīng)測試后，胎面橡膠a的磨耗系數(shù)為300，胎面橡膠b的磨耗系數(shù)為310，胎面c的磨耗系數(shù)為280。
[0023]同時，胎面橡膠a~c的抓地性能均為AA級別。因此采用本發(fā)明的配方和方法，胎面橡膠既能保持優(yōu)越的耐熱性，又能保持良好的抓地性能，實現(xiàn)安全駕駛，耐疲勞，經(jīng)久耐用。
[0024]同時，測試胎面橡膠a、胎面橡膠b和胎面橡膠c的耐熱性能，在相同使用溫度下，比普通輪胎壽命延長一倍，不易變形。
【主權(quán)項】
1.一種耐熱性胎面橡膠，其特征在于:包括以下重量份數(shù)的原料:天然膠70~90份、氯丁膠30~50份、丁基膠10~20份、硬脂酸2~3份、硫化劑1~3份、氫氧化鋁填料4~8份、軟化劑5~10份、補強(qiáng)劑5~10份、防老劑2~3份；所述的補強(qiáng)劑為乙炔炭黑或者白炭黑；所述的軟化劑為硅烷偶聯(lián)劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐熱性胎面橡膠，其特征在于:所述的原料還包括重量份數(shù)為5~10份的陶土或者碳酸鈣。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐熱性胎面橡膠，其特征在于:所述的防老劑為石蠟。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐熱性胎面橡膠，其特征在于:所述的硫化劑為硫磺。5.權(quán)利要求1~4中任意一項所述的耐熱性胎面橡膠的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: O按照比例將天然膠在55~60°C進(jìn)行塑煉；將氯丁膠和丁基膠在75~80°C進(jìn)行一段混煉；將塑煉后的天然膠加入一段混煉的混合物中在80~90°C進(jìn)行二段混煉，得到混煉完畢的混合物； 2)向混煉完畢的混合物中加入硬脂酸、硫化劑、氫氧化鋁填料、軟化劑和防老劑，于1800C ~200°C，壓力ll~13Mpa下反應(yīng)20min中再加入補強(qiáng)劑后熱壓成型23~28min。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐熱性胎面橡膠的制備方法，其特征在于:所述的塑煉時間為30~50分鐘，所述的一段混煉時間為40~60分鐘，所述的二段混煉的時間為30~40分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐熱性胎面橡膠，屬于輪胎橡膠技術(shù)領(lǐng)域，包括以下重量份數(shù)的原料：天然膠70~90份、氯丁膠30~50份、丁基膠10~20份、硬脂酸2~3份、硫化劑1~3份、氫氧化鋁填料4~8份、軟化劑5~10份、補強(qiáng)劑5~10份、防老劑2~3份；補強(qiáng)劑為乙炔炭黑或者白炭黑；軟化劑為硅烷偶聯(lián)劑。本發(fā)明還公開了該耐熱性胎面橡膠的制備方法。本發(fā)明的耐熱性胎面橡膠，其獨特的配方使得輪胎熱穩(wěn)定性高，硬度適中，耐熱性和耐疲勞性都能符合要求；該橡膠的制備方法，簡單環(huán)保，制備的橡膠能符合使用要求，經(jīng)久耐用，具備很好的經(jīng)濟(jì)效益和實用性。
【IPC分類】C08K3/26, C08L11/00, C08K3/34, C08K5/09, B60C1/00, C08K3/06, C08K3/22, C08K3/04, C08L7/00, C08K3/36, C08K13/02, C08L23/22
【公開號】CN105131354
【申請?zhí)枴緾N201510555458
【發(fā)明人】周波
【申請人】蘇州國泰科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月2日