CN103804806A - 一种适用于无内胎轮胎内衬层的橡胶组合物 - Google Patents

一种适用于无内胎轮胎内衬层的橡胶组合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种适用于无内胎轮胎内衬层的橡胶组合物，该组合物包括由卤化丁基橡胶和天然橡胶共混物组成的基体材料、炭黑、无机填料、硫化剂、促进剂、活性剂、软化剂和加工助剂。各组分重量份为：卤化丁基橡胶70～100份，天然橡胶0～30份，炭黑30～65份，无机填料20～45份，硫化剂1～4份，促进剂1～2份，活性剂1～2份，软化剂5～15份，加工助剂6～10份。该橡胶组合物生热低、自粘性好，具有较好的气密性和耐疲劳性，强伸性能和耐老化性能也较好，适用于无内胎轮胎内衬层。

Description

一种适用于无内胎轮胎内衬层的橡胶组合物
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种适用于无内胎轮胎内衬层的橡胶组合物。本发明属于橡胶工业及轮胎制造技术领域。
背景技术
无内胎子午线轮胎具有优异的高速性、舒适性、安全性和经济性，在欧洲被应用于从轿车轮胎到工程机械轮胎几乎所有子午线轮胎。无内胎子午线轮胎取消了内胎和垫带，车轮整体质量减小，内衬层是无内胎子午线轮胎内部的一个薄橡胶层，作为保持轮胎高充气压力所需的部件，阻止气体和湿气向轮胎胎体中扩散，从而降低胎体内部压力，提高轮胎动态耐久性。
内衬层除要求有良好的气密性和耐老化性外，同时要求有良好的粘合性和与其他胶种的共硫化性，卤化丁基橡胶因此受到青睐。卤化丁基橡胶的主要品种有氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶，因其价格较高，轮胎生产企业面临较大的成本压力。
用卤化丁基橡胶作轮胎内衬层时，其基本要求之一就是要具有良好的耐疲劳性，易于加工，有良好的气密性，生热低，同时内衬层与帘布层之间具有良好的粘合性。增加内衬层胶料的粘性，有利于防止成型后由于粘性差造成内衬层接头开裂，进而造成胎体帘布被动拉伸，致使钢丝帘线间距发生变化。
专利CN2827758Y（授权公告日：2006年10月18日）公开了一种新型无内胎工程轮胎，在内衬层与轮胎胎里之间增加一层氯化丁基橡胶与轮胎内层橡胶并用的内衬层，既可以提高轮胎胎里与原内衬层的粘合性能，又能进一步防止轮胎漏气。专利CN202345294U（授权公告日：2012年7月25日）公开了一种不会出现内衬层气鼓脱层、使用寿命更长的新型工程轮胎，在内衬层与轮胎胎里之间增加一层粘结内衬层，提高了轮胎胎里与内衬层的粘合性能，防止轮胎漏气，提高了轮胎的使用寿命。但是这种增加一层内衬层的方法会消耗更多的原材料，不仅轮胎重量增加，制造成本也会增加。
本发明不增加内衬层的数量，只是针对原内衬层胶料进行改进。本发明提供一种适用于无内胎轮胎内衬层的橡胶组合物，该组合物由卤化丁基橡胶和天然橡胶共混物组成基体材料，炭黑和无机填料共同填充，辅之以硫化剂、促进剂等配合剂，具有生热低、自粘性好的特点，同时具有较好的气密性和耐疲劳性，强伸性能和耐老化性能也较好。
发明内容
1、发明目的：
本发明提供一种适用于无内胎轮胎内衬层的橡胶组合物，该橡胶组合物包括由卤化丁基橡胶和天然橡胶共混物组成的基体材料、炭黑、无机填料、硫化剂、促进剂、活性剂、软化剂和加工助剂。
2、技术方案：
本发明所提供的橡胶组合物，由以下重量份的材料组成：
卤化丁基橡胶     70~100份
天然橡胶         0~30份
炭黑             30~65份
无机填料         20~45份
硫化剂           1~4份
促进剂           1~2份
活性剂           1~2份
软化剂           5~15份
加工助剂         6~10份
卤化丁基橡胶从氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶中选择，门尼粘度介于25至55之间；天然橡胶从烟片胶、绉片胶或标准胶中选择；炭黑从高耐磨、通用和半补强炭黑中选择；无机填料从轻质碳酸钙、重质碳酸钙和陶土中选择。
硫化剂选用硫磺和氧化锌混合物，其中硫磺用量0.5～1份，氧化锌用量0.5～3份；促进剂从二硫化二苯并噻唑、2-硫醇基苯并噻唑、2-硫醇基苯并噻唑的铵盐和金属盐中选择。
橡胶组合物中还包括活性剂、软化剂和加工助剂。活性剂选用硬脂酸，软化剂选用环烷油或石蜡油，加工助剂选用烃类树脂混合物。
3、有益效果：
该橡胶组合物生热低，自粘性好，用于无内胎轮胎内衬层，可以防止因粘性差造成内衬层接头开裂露帘线。采用卤化丁基橡胶和天然橡胶共混，填充价格较低的无机填料，有助于企业降成本的要求。同时该组合物具有较好的气密性和耐疲劳性，强伸性能和耐老化性能也较好，是制造无内胎轮胎内衬层的适合材料。本发明的有益效果将结合实施例与对照例橡胶组合物所达到的性能对比，作出具体说明。
具体实施方式
下面结合比较例和实施例对本发明作进一步说明，但本发明不局限于这些实施例。本发明比较例及实施例1～3橡胶组合物的组成及份数见表1，表中所述份数均为重量份。
 表1  橡胶组合物组分及份数
组分 比较例 实施例1 实施例2 实施例3
溴化丁基橡胶 100 100 90 80
天然橡胶 - - 10 20
炭黑N660 60 50 50 50
轻质碳酸钙 - 25 25 25
硫磺 0.5 0.5 0.5 0.5
氧化锌 3 3 3 3
促进剂 1.2 1.2 1.2 1.2
硬脂酸 2 2 2 2
环烷油 8 10 10 10
加工助剂 7 7 7 7
合计 181.7 198.7 198.7 198.7
本发明比较例及实施例1～3橡胶组合物采用两段式混炼工艺：
初混炼使用密炼机，初始温度80℃，转子转速80 r/min。生胶塑炼0.5分钟，加入硬脂酸和加工助剂混炼1分钟，加入3/4炭黑和轻质碳酸钙混炼2.5分钟，再加入剩余炭黑、轻质碳酸钙和环烷油混炼2分钟，130℃左右排胶。
终混炼使用开炼机，常温下加入硫磺、氧化锌和促进剂。
橡胶组合物的硫化条件：硫化温度160℃，硫化时间30分钟。如果样品过大，可适当提高硫化温度或延长硫化时间，以具体试验为准。
本文所涉及橡胶组合物的性能试验，均按照相应的国家或行业标准进行。
以下，结合本发明三个实施例橡胶组合物所达到的性能，与比较例作对比，进一步分析本发明的有益效果。
表2  橡胶组合物性能
项 目 比较例 实施例1 实施例2 实施例3
混炼胶门尼粘度/ML1+8,125℃ 42 40 42 38
混炼胶自粘性·最大扯离力/N 12.18 19.90 18.84 22.20
硫化胶物理性能        
邵尔A型硬度/度 45 45 48 49
300%定伸应力/MPa 3.11 2.67 3.13 3.15
拉伸强度/MPa 9.34 8.48 8.48 8.27
拉断伸长率/% 836 814 724 715
回弹性/% 10 10 11 12
压缩疲劳温升/℃ 71.5 69.2 62.3 65.7
伸张疲劳 未断裂 未断裂 未断裂 未断裂
透气系数P(×10-17)/m2s-1Pa-1 40℃ 1.49 1.45 - 1.98
硫化胶100℃×48h老化后        
邵尔A型硬度/度 50 49 52 52
邵尔A型硬度增加值/度 5 4 4 3
拉断伸长率/% 774 781 688 662
拉断伸长率变化率/% -7.42 -4.05 -4.97 -7.41
从表2橡胶组合物性能结果可以看出，与比较例相比，实施例1～3橡胶组合物：混炼胶门尼粘度较低，流动性好，有利于加工；硫化胶生热低、自粘性好，有利于防止成型后由于粘性差造成内衬层接头开裂；硫化胶耐疲劳性、强伸性能和气密性保持良好，耐老化性能也没有明显变化。
本领域技术人员可以理解，本发明可用于无内胎轮胎内衬层。

Claims (5)

1.一种适用于无内胎轮胎内衬层的橡胶组合物，其特征在于该组合物由以下重量份的材料组成：
卤化丁基橡胶     70~100份
天然橡胶         0~30份
炭黑             30~65份
无机填料         20~45份
硫化剂           1~4份
促进剂           1~2份
活性剂           1~2份
软化剂           5~15份
加工助剂         6~10份。
2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于卤化丁基橡胶从氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶中选择，门尼粘度介于25至55之间；天然橡胶从烟片胶、绉片胶或标准胶中选择。
3.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于炭黑从高耐磨、通用和半补强炭黑中选择；无机填料从轻质碳酸钙、重质碳酸钙和陶土中选择。
4.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于硫化剂选用硫磺和氧化锌混合物，其中硫磺用量0.5～1份，氧化锌用量0.5～3份；促进剂从二硫化二苯并噻唑、2-硫醇基苯并噻唑、2-硫醇基苯并噻唑的铵盐和金属盐中选择。
5.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于活性剂选用硬脂酸，软化剂选用环烷油或石蜡油，加工助剂选用烃类树脂混合物。
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