CN106065096B - 一种耐切割全钢工程胎胎面胶料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轮胎胶料配方领域，特别是涉及一种耐切割全钢工程胎胎胎面胶料及其制备方法和应用。一种耐切割全钢工程胎胎面胶料，该胎面胶料按质量分数计由包括以下的组分的原料制备得到：丁苯橡胶100份，膨润土0.1~3.5份，炭黑45~60份，氧化锌2~6份，硬脂酸0.5~2份，环保油9~12份，6PPD0.5~2份，防老剂RD1~3份，充油硫磺1~3份，促进剂CZ1~3份。本发明将膨润土与丁苯橡胶、炭黑预先共混，提高分散性能，相比溶液中湿法共混，操作更为方便；在膨润土/炭黑/丁苯橡胶复合材料中添加少量的膨润土，利用膨润土片状材料特性以及与炭黑的相互协同作用，提高工程胎胎面胶料的耐切割等性能。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎胶料配方领域，特别是涉及一种耐切割全钢工程胎胎胎面胶料及其制备方法和应用。
背景技术
工程胎胎面在苛刻复杂路面条件下会经常与锐利石块或路边石块反复接触出现胎面胶撕裂、崩花掉块现象。局部受到强烈的反复作用力使得胎面胶料中的物理结合点减少，同时炭黑聚集体和部分橡胶分子链形成层状各向异性；这种微观结构和宏观结构均形成的各向异性结构导致平行于层状结构的周向区域抗撕裂强度下降，破坏沿着层状各向异性结构中自由体积增大、强度最低的橡胶层发展，形成一种层状剥离的层间破坏，最终导致工程胎胎面寿命的降低。
在胎面配方中通过改变填料、优化硫化体系或改变聚合物品种及其并用比等方法可以一定程度的改善轮胎耐切割和抗崩花掉快性能，但要以牺牲滞后、生热和屈挠性能为代价。膨润土的片状结构由于其形状因子大，能够阻碍裂纹的产生，提高材料的耐切割等性能。在填料总量一定的前提下，片层膨润土的加入可以提高复合材料的耐热氧老化性能和耐热性能，而炭黑则可以弥补由于粘土与橡胶基体之间相互作用较弱以及粘土片层微观分布不均匀性带来的应力集中，二者并用可以使胶料综合性能达到较好的范围。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了提高全钢工程胎胎胎面的耐切割等性能，本发明的一个目的提供一种耐切割全钢工程胎胎胎面胶料。本发明另外一个目的是提供上述的胎面胶料的制备方法，本发明第三个目的是提供采用上述的胎面胶料的全钢工程胎，用来提高工程胎的使用寿命。
为实现本发明的第一个目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种耐切割全钢工程胎胎面胶料，其特征在于该胎面胶料按质量分数计由包括以下的组分的原料制备得到：
丁苯橡胶100份，膨润土0.1~3.5份，
炭黑45~60份，氧化锌2~6份，
硬脂酸0.5~2份，环保油9~12份，
6PPD 0.5~2份，防老剂RD 1~3份，
充油硫磺1~3份，促进剂CZ 1~3份。
作为优选，该胎面胶料按质量分数计由包括以下的组分的原料制备得到：
丁苯橡胶100份，膨润土1~3.0份，
炭黑45~55份，氧化锌4~6份，
硬脂酸0.5~1.5份，环保油9~12份，
6PPD 0.5~1.5份，防老剂RD 1~3份，
充油硫磺1~3份，促进剂CZ 1~3份。
作为优选，所述的丁苯橡胶为乳聚丁苯。
作为优选，所述的炭黑为N234或N220。
作为优选，所述的充油硫磺与促进剂比例为1:0.4~1:1.3。
为实现本发明的第二个目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种上述的耐切割全钢工程胎胎面胶料的制备方法，该方法包括以下的步骤：
a)按一定比例将膨润土、炭黑和丁苯橡胶投入到密炼机中，转速为40~80rpm，先慢后快，到130~140℃时排胶，在开炼机上出片后得到的胶料待用；
b)将 a)的胶料投入到密炼机中进行塑炼30~40s，混炼温度70~80℃，转速为50~70rpm；
c)将硬脂酸、氧化锌、6PPD和防老剂RD投入到步骤b)的密炼机中混炼20~40s，转速60~80rpm，上顶栓压力不变；
d)将环保油投入到步骤c）的密炼机中混炼8~10min，转速70~90rpm，上顶栓压力不变，排胶温度140~150℃；
e)排胶出片，得到母胶，冷却并停放10~30h；
f)在开炼机上加入步骤e）的母胶、硫磺、促进剂，薄通5~6次，打5~8次三角包，出片后得到胶料。
本发明的第三个目的是提供一种耐切割全钢工程胎，该全钢工程胎的胎面胶由上述的胎面胶料硫化制备得到。
本发明将膨润土与丁苯橡胶、炭黑预先共混，提高分散性能，相比溶液中湿法共混，操作更为方便；在膨润土/炭黑/丁苯橡胶复合材料中添加少量的膨润土，利用膨润土片状材料特性以及与炭黑的相互协同作用，提高工程胎胎面胶料的耐切割等性能。
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，但本发明的保护范围并不局限于此，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。
对比例
对比例的配方如下：丁苯橡胶100份，炭黑50份，氧化锌5份，硬脂酸1份，环保油10份，6PPD 1份，防老剂RD 2份，充油硫磺1.8份，促进剂CZ 1.9份。
制备方法按如下步骤进行：
a)按一定比例将炭黑N234和丁苯橡胶投入到密炼机中，转速为为40~80rpm，先慢后快，到135℃时排胶，在开炼机上出片后得到的胶料待用。
b)将 a)的胶料（炭黑N234/丁苯橡胶复合胶料）投入到密炼机中进行塑炼30~40s，混炼温度70~80℃，转速为为60rpm；
c)将硬脂酸、氧化锌、6PPD和防老剂RD投入到步骤b）的密炼机中混炼20~40s，转速70rpm，上顶栓压力不变；
d) 排胶出片，得到母胶，冷却并停放16h；
e) 在开炼机上加入步骤d）的母胶、硫磺、促进剂，薄通5次，打6次三角包，出片后得到胶料。
实施例1
一种耐切割全钢工程胎胎面配方及其制备方法，配方如下（以重量份数计）：丁苯橡胶100份，膨润土2.5份，炭黑N234 50份，氧化锌5份，硬脂酸1份，环保油10份，6PPD 1份，防老剂RD 2份，硫磺1.8份，促进剂CZ 1.9份。
制备方法按如下步骤进行：
a)按一定比例将膨润土、炭黑N234和丁苯橡胶投入到密炼机中，转速为为40~80rpm，先慢后快，到135℃时排胶，在开炼机上出片后得到的胶料待用。
b)将 a)的胶料（胶料中丁苯橡胶/炭黑N234/膨润土比例为100/50/2.5，以重量份数计）投入到密炼机中进行塑炼30~40s，混炼温度70~80℃，转速为为60rpm；
c)将硬脂酸、氧化锌、6PPD和防老剂RD投入到步骤b)的密炼机中混炼20~40s，转速70rpm，上顶栓压力不变；
d)将环保油投入到步骤c）的密炼机中混炼8~10min，转速80rpm，上顶栓压力不变，排胶温度145℃；
e)排胶出片，得到母胶，冷却并停放16h；
f)在开炼机上加入步骤e）的母胶、硫磺、促进剂，薄通5次，打6次三角包，出片后得到胶料。
实施例2
一种耐切割全钢工程胎胎面配方及其制备方法，配方如下（以重量份数计）：丁苯橡胶100份，膨润土3份，炭黑N234 50份，氧化锌5份，硬脂酸1份，环保油10份，6PPD 1份，防老剂RD 2份，充油硫磺1.8份，促进剂CZ 1.9份。
上述胎面配方的制备方法同实施例1，其中a)步骤所得胶料中丁苯橡胶/炭黑N234/膨润土比例为100/50/3，以重量份数计。
实施例3
一种耐切割全钢工程胎胎面配方及其制备方法，配方如下（以重量份数计）：丁苯橡胶100份，膨润土1.5份，炭黑N220 50份，氧化锌5份，硬脂酸1份，环保油11份，6PPD 1份，防老剂RD2份，充油硫磺1. 8份，促进剂CZ 1.9份。
制备方法按如下步骤进行：
a)按一定比例将膨润土、炭黑N220和丁苯橡胶投入到密炼机中，转速为为40~80rpm，先慢后快，到135℃时排胶，在开炼机上出片后得到的胶料待用。
b)将 a)的胶料（胶料中丁苯橡胶/炭黑N220/膨润土比例为100/50/1.5，以重量份数计）投入到密炼机中进行塑炼30~40s，混炼温度70~80℃，转速为为60rpm；
c)将硬脂酸、氧化锌、6PPD和防老剂RD投入到步骤b)的密炼机中混炼20~40s，转速70rpm，上顶栓压力不变；
d)将环保油投入到步骤c）的密炼机中混炼8~10min，转速80rpm，上顶栓压力不变，排胶温度145℃；
e)排胶出片，得到母胶，冷却并停放16h；
f)在开炼机上加入步骤e）的母胶、硫磺、促进剂，薄通5次，打6次三角包，出片后得到胶料。
使用实施例1制得胎面胶料的主要技术指标如下：
*注：胶料各项性能均是按照国家或行业标准进行测试，硫化条件为145℃ｘ60min；其中动态力学性能是采用德国GABO公司生产的动态粘弹谱分析仪（DMA）对硫化胶进行温度扫描表征，测试条件为：拉伸模式，频率10Hz，静态应变10%，动态应变2%，温度范围-80~80℃，升温速率2℃/min；耐切割性能是采用RCC-1型耐切割试验机进行测试表征，测试条件为：轮速725r/min，打击速度为100次/min，测试时间为30min。
Claims (7)
1.一种耐切割全钢工程胎胎面胶料，其特征在于该胎面胶料按质量分数计由包括以下的组分的原料制备得到：
丁苯橡胶100份，膨润土0.1~3.5份，
炭黑45~60份，氧化锌2~6份，
硬脂酸0.5~2份，环保油9~12份，
6PPD 0.5~2份，防老剂RD 1~3份，
充油硫磺1~3份，促进剂CZ 1~3份。
2.根据权利要求1所述的一种耐切割全钢工程胎胎面胶料，其特征在于该胎面胶料按质量分数计由包括以下的组分的原料制备得到：
丁苯橡胶100份，膨润土1~3.0份，
炭黑45~55份，氧化锌4~6份，
硬脂酸0.5~1.5份，环保油9~12份，
6PPD 0.5~1.5份，防老剂RD 1~3份，
充油硫磺1~3份，促进剂CZ 1~3份。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐切割全钢工程胎胎面胶料，其特征在于丁苯橡胶为乳聚丁苯。
4.根据权利要求1或2所述的一种耐切割全钢工程胎胎面胶料，其特征在于炭黑为N234或N220。
5.根据权利要求1或2所述的一种耐切割全钢工程胎胎面胶料，其特征在于充油硫磺与促进剂比例为1:0.4~1:1.3。
6.权利要求1或2所述的耐切割全钢工程胎胎面胶料的制备方法，其特征在于该方法包括以下的步骤：
a)按一定比例将膨润土、炭黑和丁苯橡胶投入到密炼机中，转速为40~80rpm，先慢后快，到130~140℃时排胶，在开炼机上出片后得到的胶料待用；
b)将 a)的胶料投入到密炼机中进行塑炼30~40s，混炼温度70~80℃，转速为50~70rpm；
c)将硬脂酸、氧化锌、6PPD和防老剂RD投入到步骤b)的密炼机中混炼20~40s，转速60~80rpm，上顶栓压力不变；
d)将环保油投入到步骤c）的密炼机中混炼8~10min，转速70~90rpm，上顶栓压力不变，排胶温度140~150℃；
e)排胶出片，得到母胶，冷却并停放10~30h；
f)在开炼机上加入步骤e）的母胶、硫磺、促进剂，薄通5~6次，打5~8次三角包，出片后得到胶料。
7.一种耐切割全钢工程胎，其特征在于该全钢工程胎的胎面胶由权利要求1或2所述的胎面胶料硫化制备得到。
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