一種全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，屬于膠粘劑【技術(shù)領(lǐng)域】，包括如下步驟：第1步、將天然橡膠和氟硅橡膠加入至溶劑中，升溫，攪拌均勻，放冷后，得到混合物I；第2步、在混合物I中加入N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸鋅或者異丙基黃原酸鋅、硅烷偶聯(lián)劑，于70～90℃保持1～3h，放冷后，得到混合物II；第3步、在混合物II中加入環(huán)氧樹脂、間苯二酚、三苯基膦、硫酸鈣晶須和納米二氧化鈦，于70～90℃保持1～3h，放冷后，得到混合物III；第4步、在混合物III中加入苯乙烯和乳化劑，升溫，攪拌均勻，放冷后，得到膠粘劑。本發(fā)明提供的全鋼載重子午線輪胎用膠粘劑，可以有效地提高子午線輪胎中橡膠與鋼絲之間粘接的軟化點與粘接強度。
【專利說明】一種全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，屬于膠粘劑【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著汽車制造業(yè)和交通運輸業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車的性能有了很大的提高，因而對輪胎的性能也有了更高的要求傳統(tǒng)的斜交輪胎已經(jīng)不能滿足當(dāng)前汽車行業(yè)的發(fā)展，正逐步被性能優(yōu)越的子午線輪胎所代替，其骨架材料與橡膠的粘合質(zhì)量是保證子午線輪胎使用性能的關(guān)鍵。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在橡膠中加入增粘劑，可在不同程度上改善橡膠與骨架材料間的粘合性能，但有的增粘劑對加工性能帶來不利因素，如間苯二酚在高溫下容易升華，污染環(huán)境，影響操作工人身體健康。
[0003]在生產(chǎn)鋼絲子午線輪胎過程中，還可以在混煉膠過程中需要加入鈷鹽粘合劑，以提高鋼絲和橡膠之間的粘合力，并保持持續(xù)的粘合效果，以減少輪胎在載重并高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下爆胎的可能性，提高全鋼載重子午線輪胎的安全性、使用性能和壽命。但是，由于鈷是貴金屬，價格偏高，而且輪胎報廢之后鈷會滲透至土壤中，使土壤產(chǎn)生重金屬污染，不易消除。
[0004]增粘劑的開發(fā)與應(yīng)用是子午線輪胎發(fā)展中的重大技術(shù)進步，因而增粘劑已成為子午線輪胎生產(chǎn)中不可缺少的組分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:提供一種高強度的用于全鋼載重子午線輪胎的橡膠-金屬膠粘劑，避免使用鈷鹽，降低間苯二酚的用量。采`用的技術(shù)方案如下:
一種全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，包括如下步驟:
第I步、按重量份計，將30~40份天然橡膠和5~10份氟硅橡膠加入至150~200份溶劑中，升溫至70~90°C，攪拌均勻，放冷后，得到混合物I ;
第2步、在混合物I中加入3~6份N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸鋅或者異丙基黃原酸鋅、4~7份的硅烷偶聯(lián)劑，在攪拌下于70~90°C保持I~3h，放冷后，得到混合物II ;
第3步、在混合物II中加入20~40份環(huán)氧樹脂、3~5份間苯二酚、2~5份三苯基膦、0.2-0.5份硫酸鈣晶須和0.1-0.2份納米二氧化鈦，在攪拌下于70~90°C保持I~3h，放冷后，得到混合物III ；
第4步、在混合物III中加入10~15份苯乙烯和2~4份乳化劑，升溫至50~70°C，攪拌均勻，放冷后，得到膠粘劑。
[0006]第I步中，所述的溶劑優(yōu)選自異丁醇、乙酸乙酯和丙酮按照重量比為3:1:1混合--? 。
[0007]第2步中，所述的硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選自ΚΗ-550或者ΚΗ-560中的一種或者兩種的混合物。
[0008]第3步中，所述的環(huán)氧樹脂優(yōu)選自環(huán)氧樹脂E-44。
[0009]第4步中，所述的乳化劑優(yōu)選自十二烷基硫酸鈉。
[0010]所述的硫酸鈣晶須平均直徑2-3um，平均長度50_80um。優(yōu)選在使用前需要按照以下方法進行改性:稱量0.8-1.5g硅烷偶聯(lián)劑KH-550溶解在30-35ml丙酮中，然后稱量3-5g硫酸鈣晶須置于上述溶液中，在25-30°C溫度下攪拌0.5-1小時；然后再70-75°C干燥2-3小時，在120-125°C活化2-3小時后備用。
[0011]所述的納米二氧化鈦粒徑為20-25nm。優(yōu)選在使用前需要按照以下方法進行改性:稱取1-1.5g硅烷偶聯(lián)劑混合在80-120g水中；納米二氧化欽和二乙醇胺按照質(zhì)量比1:0.5-1混合研磨；稱取研磨料15-20g分散到上述含有硅烷偶聯(lián)劑的水體中，調(diào)節(jié)PH至
8.5-8.8，攪拌3-4小時，然后抽濾、烘干得到改性納米二氧化鈦備用。
[0012]本發(fā)明通過膠粘劑中加入氟硅橡膠改善在輪胎橡膠硫化過程中與鋼絲表面的界面作用力，可以提高其粘接強度，同時添加硫酸鈣晶須和納米二氧化鈦作為補強增韌劑，起到增韌和增強作用；通過加入N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸鋅提高橡膠與鋼絲之間的作用力；通過加入乳化劑使膠粘劑在橡膠硫化過程中更好地將橡膠與鋼絲之間的融合程度；通過二苯基勝的加入提聞?wù)辰用娴能浕c。
[0013]有益效果
本發(fā)明提供的全鋼載重子午線輪胎用膠粘劑，可以有效地提高子午線輪胎中橡膠與鋼絲之間粘接的軟化點與粘接強度。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
一種全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，包括如下步驟:
第I步、將40Kg天然橡膠和IOKg氟硅橡膠加入至200Kg溶劑中，升溫至90°C，攪拌均勻，放冷后，得到混合物I ;
第2步、在混合物I中加入6KgN-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸鋅和7Kg的硅烷偶聯(lián)劑，在攪拌下于90°C保持3h，放冷后，得到混合物II ；
第3步、在混合物II中加入40Kg環(huán)氧樹脂、5Kg間苯二酚、5Kg三苯基膦、0.5Kg硫酸鈣晶須和0.2Kg納米二氧化鈦，在攪拌下于90°C保持3h，放冷后，得到混合物III ；
第4步、在混合物III中加入15Kg苯乙烯和4Kg乳化劑，升溫至70°C，攪拌均勻，放冷后，得到膠粘劑。
[0015]第I步中，所述的溶劑是異丁醇、乙酸乙酯和丙酮按照重量比為3:1:1混合而成。第2步中，所述的硅烷偶聯(lián)劑是KH-550。第3步中，所述的環(huán)氧樹脂是環(huán)氧樹脂E-44。第4步中，所述的乳化劑是十二烷基硫酸鈉。
[0016]實施例2
一種全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，包括如下步驟:
第I步、將30Kg天然橡膠和5Kg氟硅橡膠加入至150Kg溶劑中，升溫至70°C，攪拌均勻，放冷后，得到混合物I;
第2步、在混合物I中加入3KgN-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸鋅和4Kg的硅烷偶聯(lián)齊?，在攪拌下于70°c保持lh，放冷后，得到混合物II ；
第3步、在混合物II中加入20Kg環(huán)氧樹脂、3Kg間苯二酚、2Kg三苯基膦、0.2Kg硫酸鈣晶須和0.1Kg納米二氧化鈦，在攪拌下于70°C保持lh，放冷后，得到混合物III ；
第4步、在混合物III中加入IOKg苯乙烯和2Kg乳化劑，升溫至50°C，攪拌均勻，放冷后，得到膠粘劑。
[0017]第I步中，所述的溶劑是異丁醇、乙酸乙酯和丙酮按照重量比為3:1:1混合而成。第2步中，所述的硅烷偶聯(lián)劑是KH-550。第3步中，所述的環(huán)氧樹脂是環(huán)氧樹脂E-44。第4步中，所述的乳化劑是十二烷基硫酸鈉。
[0018]實施例3
一種全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，包括如下步驟:
第I步、將35Kg天然橡膠和7Kg氟硅橡膠加入至170Kg溶劑中，升溫至80°C，攪拌均勻，放冷后，得到混合物I;
第2步、在混合物I中加入5KgN-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸鋅和5Kg的硅烷偶聯(lián)劑，在攪拌下于80°C保持2h，放冷后，得到混合物II ；
第3步、在混合物II中加入30Kg環(huán)氧樹脂、4Kg間苯二酚、4Kg三苯基膦、0.3Kg硫酸鈣晶須和0.15Kg納米二氧化鈦，在攪拌下于80°C保持2h，放冷后，得到混合物III ；
第4步、在混合物III中加入12Kg苯乙烯和3Kg乳化劑，升溫至60°C，攪拌均勻，放冷后，得到膠粘劑。
[0019]第I步中，所述的溶劑是異丁醇、`乙酸乙酯和丙酮按照重量比為3:1:1混合而成。第2步中，所述的硅烷偶聯(lián)劑是KH-550。第3步中，所述的環(huán)氧樹脂是環(huán)氧樹脂E-44。第4步中，所述的乳化劑是十二烷基硫酸鈉。
[0020]對照例I
與實施例3的區(qū)別在于未添加氟硅橡膠。
[0021]一種全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，包括如下步驟:
第I步、將35Kg天然橡膠加入至170Kg溶劑中，升溫至80°C，攪拌均勻，放冷后，得到混合物I ;
第2步、在混合物I中加入5KgN-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸鋅和5Kg的硅烷偶聯(lián)劑，在攪拌下于80°C保持2h，放冷后，得到混合物II ；
第3步、在混合物II中加入30Kg環(huán)氧樹脂、4Kg間苯二酚、4Kg三苯基膦、0.5Kg硫酸鈣晶須和0.2Kg納米二氧化鈦，，在攪拌下于80°C保持2h，放冷后，得到混合物III ；
第4步、在混合物III中加入12Kg苯乙烯和3Kg乳化劑，升溫至60°C，攪拌均勻，放冷后，得到膠粘劑。
[0022]第I步中，所述的溶劑是異丁醇、乙酸乙酯和丙酮按照重量比為3:1:1混合而成。第2步中，所述的硅烷偶聯(lián)劑是KH-550。第3步中，所述的環(huán)氧樹脂是環(huán)氧樹脂E-44。第4步中，所述的乳化劑是十二烷基硫酸鈉。
[0023]對照例2
與實施例3的區(qū)別在于未加入N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸鋅。
[0024]一種全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，包括如下步驟:
第I步、將35Kg天然橡膠和7Kg氟硅橡膠加入至170Kg溶劑中，升溫至80°C，攪拌均勻，放冷后，得到混合物I ;
第2步、在混合物I中加入5Kg的硅烷偶聯(lián)劑，在攪拌下于80°C保持2h，放冷后，得到混合物II ;
第3步、在混合物II中加入30Kg環(huán)氧樹脂、4Kg間苯二酚、4Kg三苯基膦、0.2Kg硫酸鈣晶須和0.1Kg納米二氧化鈦，在攪拌下于80°C保持2h，放冷后，得到混合物III ；
第4步、在混合物III中加入12Kg苯乙烯和3Kg乳化劑，升溫至60°C，攪拌均勻，放冷后，得到膠粘劑。
[0025]第I步中，所述的溶劑是異丁醇、乙酸乙酯和丙酮按照重量比為3:1:1混合而成。第2步中，所述的硅烷偶聯(lián)劑是KH-550。第3步中，所述的環(huán)氧樹脂是環(huán)氧樹脂E-44。第4步中，所述的乳化劑是十二烷基硫酸鈉。
[0026]對照例3
與實施例3的區(qū)別在于未加入三苯基膦
一種全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，包括如下步驟:
第I步、將35Kg天然橡膠和7Kg氟硅橡膠加入至170Kg溶劑中，升溫至80°C，攪拌均勻，放冷后，得到混合物I ;
第2步、在混合物I中加入5KgN-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸鋅和5Kg的硅烷偶聯(lián)劑，在攪拌下于80°C保持2h，放冷后，得到混合物II ；
第3步、在混合物II中加入30Kg環(huán)氧樹脂、4K`g間苯二酚、0.3Kg硫酸鈣晶須和0.15Kg納米二氧化鈦，在攪拌下于80°C保持2h，放冷后，得到混合物III ；
第4步、在混合物III中加入12Kg苯乙烯、3Kg乳化劑，升溫至60V，攪拌均勻，放冷后，得到膠粘劑。
[0027]第I步中，所述的溶劑是異丁醇、乙酸乙酯和丙酮按照重量比為3:1:1混合而成。第2步中，所述的硅烷偶聯(lián)劑是KH-550。第3步中，所述的環(huán)氧樹脂是環(huán)氧樹脂E-44。第4步中，所述的乳化劑是十二烷基硫酸鈉。
[0028]性能測試，照下表中的配方準(zhǔn)備橡膠試樣
組
【權(quán)利要求】
1.一種全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 第I步、按重量份計，將30~40份天然橡膠和5~10份氟硅橡膠加入至150~200份溶劑中，升溫至70~90°C，攪拌均勻，放冷后，得到混合物I ;第2步、在混合物I中加入3~6份N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸鋅或者異丙基黃原酸鋅、4~7份的硅烷偶聯(lián)劑，在攪拌下于70~90°C保持I~3h，放冷后，得到混合物II ?’第3步、在混合物II中加入20~40份環(huán)氧樹脂、3~5份間苯二酚、2~5份三苯基膦、0.2-0.5份硫酸鈣晶須和0.1-0.2份納米二氧化鈦，在攪拌下于70~90°C保持I~3h，放冷后，得到混合物III ;第4步、在混合物III中加入10~15份苯乙烯和2~4份乳化劑，升溫至50~70°C，攪拌均勻，放冷后，得到膠粘劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，其特征在于:第I步中，所述的溶劑是異丁醇、乙酸乙酯和丙酮按照重量比為3:1:1混合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，其特征在于:第2步中，所述的硅烷偶聯(lián)劑是KH-550或者KH-560中的一種或者兩種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，其特征在于:第3步中，所述的環(huán)氧樹脂是環(huán)氧樹脂E-44。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，其特征在于:第4步中，所述的乳化劑是十二烷基硫酸鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述的硫酸鈣晶須平均直徑2-3um，平均長度50-80um。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述的硫酸鈣晶須在使用前需要按照以下方法進行改性:稱量0.8-1.5g硅烷偶聯(lián)劑KH-550溶解在30-35ml丙酮中，然后稱量3_5g硫酸鈣晶須置于上述溶液中，在25-30°C溫度下攪拌0.5-1小時；然后再70-75°C干燥2-3小時，在120-125°C活化2-3小時后備用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述的納米二氧化鈦粒徑為20-25nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全鋼載重子午線輪胎用橡膠-金屬膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述的納米二氧化鈦需要按照以下方法進行改性:稱取1-1.5g硅烷偶聯(lián)劑混合在80-120g水中；納米二氧化鈦和三乙醇胺按照質(zhì)量比1:0.5-1混合研磨；稱取研磨料15-20g分散到上述含有硅烷偶聯(lián)劑的水體中，調(diào)節(jié)PH至8.5-8.8，攪拌3_4小時，然后抽濾、烘干得到改性納米二氧化鈦備用。
【文檔編號】C09J4/06GK103881593SQ201410062754
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月21日
【發(fā)明者】李子榮, 張繼梁, 王興玉 申請人:德瑞寶輪胎有限公司