CN101381482B - 全钢子午线轮胎胎面基部胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全钢子午线轮胎胎面基部胶及其制备方法，该全钢子午线轮胎胎面基部胶包含如下重量份的各组份：天然胶SMR20为100重量份，化学塑解剂为0.1～0.5重量份，炭黑为30～45重量份，白炭黑为7～15重量份，氧化锌为3～5重量份，硅烷偶联剂Si-69为1.5～3重量份，硬脂酸为1.5～3重量份，防老剂4020为1～2重量份，微晶蜡为0.5～2重量份，防老剂RD为0.5～2重量份，抗疲劳剂G-108为1～2重量份，充油不溶性硫磺为2～3重量份，促进剂NS为0.5～1重量份，促进剂CZ为0.5～1重量份，防焦剂CTP为0.1～0.5重量份，它一段混炼、第一次静置、二段混炼、第二次静置与终炼工序制得。
Description
技术领域
本发明公开了一种全钢子午线轮胎胎面基部胶，本发明还公开了一种全钢子午线轮胎胎面基部胶的制备方法。
背景技术
目前，很多轮胎在大负荷高速行驶过程中胎面基部进行高强度的曲挠，导致胎面基部位置生热较高，从而引起轮胎的冠脱、肩空等质量问题，严重影响轮胎的使用寿命，甚至造成重大的交通事故。
发明内容
本发明的目的之一是克服现有技术中存在的不足，提供一种可以降低轮胎在高速行驶过程中胎面基部的生热现象、避免轮胎的冠脱、肩空等质量问题并提高轮胎使用寿命的全钢子午线轮胎胎面基部胶。
本发明的目的之二是提供一种上述全钢子午线轮胎胎面基部胶的制备方法。
按照本发明提供的技术方案，所述全钢子午线轮胎胎面基部胶包含如下重量份的各组份：天然胶SMR20为100重量份，化学塑解剂为0.1～0.5重量份，炭黑为30～45重量份，白炭黑为7～15重量份，氧化锌为3～5重量份，硅烷偶联剂Si-69为1.5～3重量份，硬脂酸为1.5～3重量份，防老剂4020为1～2重量份，微晶蜡为0.5～2重量份，防老剂RD为0.5～2重量份，抗疲劳剂G-108为1～2重量份，充油不溶性硫磺为2～3重量份，促进剂NS为0.5～1重量份，促进剂CZ为0.5～1重量份，防焦剂CTP为0.1～0.5重量份。
上述全钢子午线轮胎胎面基部胶的制备方法包含如下步骤：
一段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为40～50rmp，混炼压力为17～19MPa，混炼室温度为35～45℃，转子温度为30～40℃，排胶温度为135～160℃，然后称量天然橡胶和塑解剂，在混炼室利用转子旋转进行天然橡胶塑炼20～40秒，接着往混炼室里投加白炭黑、硅烷偶联剂Si-69、氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、防老剂RD、微晶蜡与G-108，并在混炼室利用转子与天然橡胶进行混炼20～40秒，然后往混炼室里加入炭黑进行混炼50～70秒，混炼结束进行排胶，此胶为一段母胶；
第一次静置：将一段混炼后的母胶置于空气中冷却至常温；
二段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为40～50rmp，压力为17～19MPa，混炼室温度为35～45℃，转子温度为30～40℃，排胶温度为135～160℃，将第一次静置后的母胶投入密炼机，炼胶90～110秒进行排胶，此胶为二段母胶；
第二次静置：将二段混炼后的母胶置于空气中冷却至常温；
终炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为20～25rmp，混炼压力为16～18MPa，混炼室温度为25～40℃，转子温度为25～35℃，排胶温度为90～105℃，将二段母胶和充油不溶性硫磺、促进剂NS、促进剂CZ与防焦剂CTP一起投入混炼室利用转子旋转进行混炼，混炼140～170秒后进行排胶得到成品。
本发明在胎面基部胶配方中使用的是纯天然胶配方，由于天然胶是所有橡胶中综合性能最好的，因而可以改善胎面垫胶的整体性能。
配方中补强体系使用的N326炭黑属于高耐磨低结构炭黑，可以提高胎面基部胶的耐曲挠性，胎面基部胶本身与带束层接触，要求有良好的曲挠耐疲劳性能。
硫化体系中采用了充油不溶性硫磺，大大降低了混炼胶在挤出和成型时出现喷霜的几率。
配方中的抗疲劳剂G-108为间苯二胺和酚类树脂反应的络合物。能提高胶料抗撕裂性能，尤其用于子午线载重轮胎胎面中，能有效降低胎面基部胶的生热，从而提高胎面的耐磨性能抗刺扎性能。
防护体系采用防老剂RD+4020+微晶蜡，4020有着优良的抗氧、抗臭氧、抗曲挠作用，RD对热氧老化效果极佳，微晶蜡能在胶料表面形成一层蜡膜，这种蜡膜溶解度较低，迁移速度慢，达到平衡厚度所需时间长，其表面形成高密度的接近无定形态的蜡膜，能够有效地阻止臭氧渗透，达到良好的防护作用。
氧化锌和硬脂酸在硫磺硫化体系中组成了活化体系，活化了整个硫化体系，提高硫化胶的交联密度，提高了硫化胶的耐热老化性能。
防焦剂CTP用于改善未硫化胶料在加工和储存过程中的稳定性，防止发生焦烧。
塑解剂采用SJ-103，在塑炼时加入，对天然橡胶起塑解作用。
本发明在使用过程中，可以降低轮胎在高速行驶过程中胎面基部的生热现象，避免轮胎的冠脱，肩空等质量问题并提高轮胎使用寿命，制备方法简单易行。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种全钢子午线轮胎胎面基部胶，该全钢子午线轮胎胎面基部胶包含如下重量份的各组份：天然胶SMR20为100重量份，化学塑解剂为0.3重量份，炭黑为39重量份，白炭黑为10重量份，氧化锌为4.5重量份，硅烷偶联剂Si-69为2重量份，硬脂酸为2重量份，防老剂4020为1.5重量份，微晶蜡为1重量份，防老剂RD为1重量份，抗疲劳剂G-108为1.5重量份，充油不溶性硫磺为2.4重量份，促进剂NS为0.8重量份，促进剂CZ为0.7重量份，防焦剂CTP为0.3重量份。
上述的全钢子午线轮胎胎面基部胶的制备方法包含如下步骤：
一段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为45rmp，混炼压力为18MPa，混炼室温度为40℃，转子温度为35℃，排胶温度为145℃，然后称量天然橡胶和塑解剂，在混炼室利用转子旋转进行天然橡胶塑炼30秒，接着往混炼室里投加白炭黑、硅烷偶联剂Si-69、氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、防老剂RD、微晶蜡与G-108，并在混炼室利用转子与天然橡胶进行混炼30秒，然后往混炼室里加入炭黑进行混炼60秒，混炼结束进行排胶，此胶为一段母胶；
第一次静置：将一段混炼后的母胶置于空气中冷却至常温；
二段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为45rmp，压力为18MPa，混炼室温度为40℃，转子温度为35℃，排胶温度为145℃，将第一次静置后的母胶投入密炼机，炼胶100秒进行排胶，此胶为二段母胶；
第二次静置：将二段混炼后的母胶置于空气中冷却至常温；
终炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为22rmp，混炼压力为17MPa，混炼室温度为33℃，转子温度为28℃，排胶温度为99℃，将二段母胶和充油不溶性硫磺、促进剂NS、促进剂CZ与防焦剂CTP一起投入混炼室利用转子旋转进行混炼，混炼150秒后进行排胶得到成品。该成品经检测其物理性能见表1。
实施例2
一种全钢子午线轮胎胎面基部胶，该全钢子午线轮胎胎面基部胶包含如下重量份的各组份：天然胶SMR20为100重量份，化学塑解剂为0.1重量份，炭黑为30重量份，白炭黑为7重量份，氧化锌为3重量份，硅烷偶联剂Si-69为1.5重量份，硬脂酸为1.5重量份，防老剂4020为1重量份，微晶蜡为0.5重量份，防老剂RD为0.5重量份，抗疲劳剂G-108为1重量份，充油不溶性硫磺为2重量份，促进剂NS为0.5重量份，促进剂CZ为0.5重量份，防焦剂CTP为0.1重量份。
上述的全钢子午线轮胎胎面基部胶的制备方法包含如下步骤：
一段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为40rmp，混炼压力为17MPa，混炼室温度为35℃，转子温度为30℃，排胶温度为135℃，然后称量天然橡胶和塑解剂，在混炼室利用转子旋转进行天然橡胶塑炼20秒，接着往混炼室里投加白炭黑、硅烷偶联剂Si-69、氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、防老剂RD、微晶蜡与G-108，并在混炼室利用转子与天然橡胶进行混炼20秒，然后往混炼室里加入炭黑进行混炼50秒，混炼结束进行排胶，此胶为一段母胶；
第一次静置：将一段混炼后的母胶置于空气中冷却至常温；
二段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为40rmp，压力为17MPa，混炼室温度为35℃，转子温度为30℃，排胶温度为135℃，将第一次静置后的母胶投入密炼机，炼胶90秒进行排胶，此胶为二段母胶；
第二次静置：将二段混炼后的母胶置于空气中冷却至常温；
终炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为20rmp，混炼压力为16MPa，混炼室温度为25℃，转子温度为25℃，排胶温度为90℃，将二段母胶和充油不溶性硫磺、促进剂NS、促进剂CZ与防焦剂CTP一起投入混炼室利用转子旋转进行混炼，混炼140秒后进行排胶得到成品。该成品经检测其物理性能见表1。
实施例3
所述全钢子午线轮胎胎面基部胶包含如下重量份的各组份：天然胶SMR20为100重量份，化学塑解剂为0.5重量份，炭黑为45重量份，白炭黑为15重量份，氧化锌为5重量份，硅烷偶联剂Si-69为3重量份，硬脂酸为3重量份，防老剂4020为2重量份，微晶蜡为2重量份，防老剂RD为2重量份，抗疲劳剂G-108为2重量份，充油不溶性硫磺为3重量份，促进剂NS为1重量份，促进剂CZ为1重量份，防焦剂CTP为0.5重量份。
上述的全钢子午线轮胎胎面基部胶的制备方法包含如下步骤：
一段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为50rmp，混炼压力为19MPa，混炼室温度为45℃，转子温度为40℃，排胶温度为160℃，然后称量天然橡胶和塑解剂，在混炼室利用转子旋转进行天然橡胶塑炼40秒，接着往混炼室里投加白炭黑、硅烷偶联剂Si-69、氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、防老剂RD、微晶蜡与G-108，并在混炼室利用转子与天然橡胶进行混炼40秒，然后往混炼室里加入炭黑进行混炼70秒，混炼结束进行排胶，此胶为一段母胶；
第一次静置：将一段混炼后的母胶置于空气中冷却至常温；
二段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为50rmp，压力为19MPa，混炼室温度为45℃，转子温度为40℃，排胶温度为160℃，将第一次静置后的母胶投入密炼机，炼胶110秒进行排胶，此胶为二段母胶；
第二次静置：将二段混炼后的母胶置于空气中冷却至常温；
终炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为25rmp，混炼压力为18MPa，混炼室温度为40℃，转子温度为35℃，排胶温度为105℃，将二段母胶和充油不溶性硫磺、促进剂NS、促进剂CZ与防焦剂CTP一起投入混炼室利用转子旋转进行混炼，混炼170秒后进行排胶得到成品。该成品经检测其物理性能见表1。
表1
| 物理性能 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 门尼粘度 | 54.9 | 59.2 | 53.2 |
| 焦烧时间 | 12：41 | 11：52 | 14：31 |
| ML | 2.16 | 2.02 | 2.41 |
| MH | 18.11 | 17.56 | 18.21 |
| T10 | 3.21 | 4.16 | 3.06 |
| T90 | 7.5 | 9.33 | 7.09 |
| 硬度 | 63 | 61 | 64 |
| 伸长率％ | 537 | 485 | 524 |
| 拉伸强度(MPa) | 30 | 25.4 | 33.8 |
| 100％定伸 | 2.7 | 2.3 | 3.6 |
| 300％定伸 | 12.8 | 13.5 | 15.7 |
| 撕裂强力(KN/m) | 80.8 | 60.7 | 68.3 |
| 曲挠龟裂(万次) | 18.8 | 12 | 19.1 |
| 压缩生热(℃) | 47.5 | 51.1 | 46.8 |
| 硬度 | 65 | 63 | 65 |
| 伸长率％ | 423 | 465 | 405 |
| 拉伸强度(MPa) | 24.3 | 24.1 | 23.9 |
| 100％定伸 | 3.7 | 3.1 | 3.6 |
| 300％定伸 | 16.8 | 15.9 | 17.3 |
| 撕裂强力(KN/m) | 64.6 | 55.1 | 55.8 |
而且在本发明中：
化学塑解剂：武汉径河化工有限公司生产，商品名为SJ-103。
防老剂4020：山东圣奥化工股份有限公司生产，商品名为防老剂4020，化学名称为N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺。
防老剂RD：南京化工厂生产，商品名为防老剂RD，化学名2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体。
微晶蜡：上海绿菱特种蜡制品厂生产，商品名称为橡胶防护蜡。
促进剂CZ：山东单县化工有限公司生产，商品名为CZ，化学名为N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺。
促进剂NS：淄博华美化工有限公司生产，商品名为NS，化学名为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺。
抗疲劳剂G-108：台州市黄岩东海化工有限公司生产，商品名为G-108。
充油不溶性硫磺：营口亚田化工有限公司生产，商品名IS6033，化学名为不溶性硫磺。
防焦剂CTP：阳谷华泰化工有限公司生产，商品名为防焦剂CTP，化学名为N-环己基硫代领苯二甲酰亚胺。
Claims (1)
1.全钢子午线轮胎胎面基部胶的制备方法包含如下步骤：
一段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为40～50rmp，混炼压力为17～19MPa，混炼室温度为35～45℃，转子温度为30～40℃，排胶温度为135～160℃，然后称量天然胶SMR20和化学塑解剂，在混炼室利用转子旋转进行天然胶SMR20塑炼20～40秒，接着往混炼室里投加白炭黑、硅烷偶联剂Si-69、氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、防老剂RD、微晶蜡与抗疲劳剂G-108，并在混炼室利用转子与天然胶SMR20进行混炼20～40秒，然后往混炼室里加入炭黑进行混炼50～70秒，混炼结束进行排胶，此胶为一段母胶；
第一次静置：将一段混炼后的母胶置于空气中冷却至常温；
二段混炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为40～50rmp，压力为17～19MPa，混炼室温度为35～45℃，转子温度为30～40℃，排胶温度为135～160℃，将第一次静置后的母胶投入密炼机，炼胶90～110秒进行排胶，此胶为二段母胶；
第二次静置：将二段混炼后的母胶置于空气中冷却至常温；
终炼：启动密炼机，设置密炼机的转子转速为20～25rmp，混炼压力为16～18MPa，混炼室温度为25～40℃，转子温度为25～35℃，排胶温度为90～105℃，将二段母胶和充油不溶性硫磺、促进剂NS、促进剂CZ与防焦剂CTP一起投入混炼室利用转子旋转进行混炼，混炼140～170秒后进行排胶得到成品；
各种物料的加入量如下：天然胶SMR20为100重量份，化学塑解剂为0.1～0.5重量份，炭黑为30～45重量份，白炭黑为7～15重量份，氧化锌为3～5重量份，硅烷偶联剂Si-69为1.5～3重量份，硬脂酸为1.5～3重量份，防老剂4020为1～2重量份，微晶蜡为0.5～2重量份，防老剂RD为0.5～2重量份，抗疲劳剂G-108为1～2重量份，充油不溶性硫磺为2～3重量份，促进剂NS为0.5～1重量份，促进剂CZ为0.5～1重量份，防焦剂CTP为0.1～0.5重量份。
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