CN107141547A - 一种实心轮胎胎面胶及其制备方法 - Google Patents

一种实心轮胎胎面胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实心轮胎胎面胶及其制备方法，涉及轮胎胎面胶料技术领域，包括以下份计的原料：橡胶组分80~90份、高性能硫化胶粉55~65份、炉渣粉45~50份、季铵盐25~30份、硫黄20~25份、炭黑15~20份、石墨烯15~20份、云母10~15份、粘土10~15份和助剂8~10份。本发明适用于实心轮胎，使得轮胎轮胎耐磨、抗老化性好，抗湿滑性好，另外废料可回收利用，制备成本低，具有较高的经济效益。

Description

一种实心轮胎胎面胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及轮胎胎面胶料技术领域，具体涉及一种实心轮胎胎面胶及其制备方法。
背景技术
实心轮胎是与充气轮胎（空心轮胎）对应的一种轮胎，其胎体是实心的，不用帘线作骨架，不必充气，故不需内胎或气密层。最早的轮胎就是实心轮胎。实心轮胎目前仅用于低速行驶的高负荷车辆或机械，也用于固定位置的机械。 滚动阻力、抗湿滑性和耐磨性是轮胎的“三大行驶性能”，三项性能之间相互影响、制约，很难实现三者之间的平衡优化。
发明内容
本发明的目的是提供一种实心轮胎胎面胶及其制备方法，适用于实心轮胎，使得轮胎轮胎耐磨、抗老化性好、滚动阻力低、抗湿滑性好，另外废料可回收利用，制备成本低，具有较高的经济效益。
本发明提供了如下的技术方案：一种实心轮胎胎面胶，包括以下份计的原料：橡胶组分80~90份、高性能硫化胶粉55~65份、炉渣粉45~50份、季铵盐25~30份、硫黄20~25份、炭黑15~20份、石墨烯15~20份、云母10~15份、粘土10~15份和助剂8~10份；
所述橡胶组分包括以下份计的原料：天然橡胶35~40份、丁苯橡胶15~25份和顺丁橡胶15~20份；
所述助剂包括以下份计的原料：防老剂2~4份、扩链剂2~3份、交联剂1~2份和促进剂1~2份。
优选地，包括以下份计的原料：橡胶组分85份、高性能硫化胶粉60份、炉渣粉47份、季铵盐27份、硫黄22份、炭黑17份、石墨烯17份、云母12份、粘土12份和助剂9份；
所述橡胶组分包括以下份计的原料：天然橡胶37份、丁苯橡胶20份和顺丁橡胶17份；
所述助剂包括以下份计的原料：防老剂3份、扩链剂2.5份、交联剂1.5份和促进剂1.5份。
优选地，所述天然橡胶为氯化天然橡胶、氢氯化天然橡胶、环氧化天然橡胶、银菊胶、古塔波胶、巴拉塔胶、杜仲胶、齐葛耳胶和吉尔通胶中的至少一种。
优选地，所述季铵盐为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵中的一种或几种。
优选地，所述炭黑为炭黑N330、炭黑N234 、炭黑N110和炭黑N220中的至少一种，所述高性能硫化胶粉目数为130~150目。
优选地，所述石墨烯为单层片，单层片的厚度为0.3~0.35nm，长度为0.1~50μm。
优选地，所述防老剂为6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2二氢化喹啉、2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体、二芳基仲胺类防老剂和对苯二胺类中的至少一种，所述扩链剂为1,4丁二醇、乙二醇、二乙二醇或对苯二酚二羟乙基醚中的一种或几种的混合物，所述交联剂为甘油、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或几种的混合物，所述促进剂为促进剂NOBS。
本发明还提供一种实心轮胎胎面胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）、一段混炼
首先按照配比称取橡胶组分、云母、粘土、炭黑和季铵盐，依次加入密炼机中进行混炼，然后在155～165℃温度下排胶得到一段混炼胶，备用；
（2）二段混炼
将一段混炼胶和炉渣粉、石墨烯和助剂依次加入密炼机进行混炼，然后在145～155℃温度下排胶得到二段混炼胶，备用；
（3）三段混炼
将二段混炼胶、高性能硫化胶粉和硫黄依次加入密炼机进行混炼，然后在95～105℃温度下排胶得到三段混炼胶即为所述实心轮胎胎面胶。
优选地，所述步骤（1）中一段混炼中密炼机的转速为40~60r/min，所述步骤（2）中二段混炼中密炼机的转速为30~40r/min，所述步骤（3）中三段混炼中密炼机的转速为20~30r/min。
本发明的有益效果：适用于实心轮胎，使得轮胎轮胎耐磨、抗老化性好，抗湿滑性好，另外废料可回收利用，制备成本低，具有较高的经济效益，具体如下：
（1）、本发明中添加季铵盐，用于替代传统胎面胶中的氧化锌，由于锌的释放会对人体健康，尤其对水生生物造成不利影响，废旧轮胎中氧化锌对水源的污染会造成后果，因此用季铵盐代替氧化锌，提高本发明的环保和安全性能，季铵盐是一类阳离子表面活性剂，与其他类型表面活性剂相容性好，并具有优良的乳化、润湿、增溶、洗涤、杀菌、柔软、助染、固色、抗静电等特点；
（2）、本发明中添加天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶作为橡胶组分，由于天然橡胶的耐老化性比丁苯橡胶和顺丁橡胶差，因此，将天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶相结合，再加入了防老剂，提高了橡胶的防老化性能，用于实心轮胎，可以提高其耐磨性和抗老化性；另外，顺丁橡胶玻璃化温度低，可以很好的提升胶料的低温性能，使用于实心轮胎使其具有很好的耐寒性，改善了轮胎在寒冷地区、寒冷季节易出现龟裂的问题，使成品轮胎在保持良好耐久性能的基础上，提高了其在冰雪路面上的抗湿滑性能；
（3）、本发明中添加石墨烯，均匀分散在胎面胶的胶料中，石墨烯像网一样交叉分布在轮胎胶料里，可以起到提高轮胎的耐磨性、耐压性和散热性的作用，从而提高行驶的安全性；添加高性能硫化胶粉，由于硫化胶粉可以在轮胎胎面胶表面形成微通道，可以使轮胎在硫化过程中，胶料内部的微量气体得到有效释放，降低了轮胎在硫化过程中由于微量气体而造成的外观缺陷，提高产品外观合格率；
（4）、本发明的实心轮胎胎面胶，具有优越的耐磨性，较高的拉伸强度和撕裂强度，应用于实心轮胎后使其性能稳定，材料环保，具有较低的滚动阻力、较高的抗湿滑性和耐磨性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种实心轮胎胎面胶，包括以下份计的原料：
橡胶组分 80份；
高性能硫化胶粉 55份；
炉渣粉 45份；
季铵盐 25份；
硫黄 20份；
炭黑 15份；
石墨烯 15份；
云母 10份；
粘土 10份；
助剂 8份；
所述橡胶组分包括以下份计的原料：天然橡胶35份、丁苯橡胶15份和顺丁橡胶15份；
所述助剂包括以下份计的原料：防老剂2份、扩链剂2份、交联剂1份和促进剂1份。
其中，所述天然橡胶为氯化天然橡胶。
其中，所述季铵盐为十六烷基三甲基溴化铵。
其中，所述炭黑为炭黑N330，所述高性能硫化胶粉目数为130目。
其中，所述石墨烯为单层片，单层片的厚度为0.3nm，长度为0.1μm。
其中，所述防老剂为6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2二氢化喹啉，所述扩链剂为1,4丁二醇，所述交联剂为甘油，所述促进剂为促进剂NOBS。
本实施例中还提供一种实心轮胎胎面胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）、一段混炼
首先按照配比称取橡胶组分、云母、粘土、炭黑和季铵盐，依次加入密炼机中进行混炼，然后在155℃温度下排胶得到一段混炼胶，备用；
（2）二段混炼
将一段混炼胶和炉渣粉、石墨烯和助剂依次加入密炼机进行混炼，然后在145℃温度下排胶得到二段混炼胶，备用；
（3）三段混炼
将二段混炼胶、高性能硫化胶粉和硫黄依次加入密炼机进行混炼，然后在95℃温度下排胶得到三段混炼胶即为所述实心轮胎胎面胶。
其中，所述步骤（1）中一段混炼中密炼机的转速为40r/min，所述步骤（2）中二段混炼中密炼机的转速为30r/min，所述步骤（3）中三段混炼中密炼机的转速为20r/min。
实施例2
一种实心轮胎胎面胶，包括以下份计的原料：
橡胶组分 90份；
高性能硫化胶粉 65份；
炉渣粉 50份；
季铵盐 30份；
硫黄 25份；
炭黑 20份；
石墨烯 20份；
云母 15份；
粘土 15份；
助剂 10份；
所述橡胶组分包括以下份计的原料：天然橡胶40份、丁苯橡胶25份和顺丁橡胶20份；
所述助剂包括以下份计的原料：防老剂4份、扩链剂3份、交联剂2份和促进剂2份。
其中，所述天然橡胶为环氧化天然橡胶。
其中，所述季铵盐为十八烷基三甲基溴化铵。
其中，所述炭黑为炭黑N234，所述高性能硫化胶粉目数为150目。
其中，所述石墨烯为单层片，单层片的厚度为0.35nm，长度为50μm。
其中，所述防老剂为2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体，所述扩链剂为乙二醇，所述交联剂为二乙醇胺，所述促进剂为促进剂NOBS。
本实施例中还提供一种实心轮胎胎面胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）、一段混炼
首先按照配比称取橡胶组分、云母、粘土、炭黑和季铵盐，依次加入密炼机中进行混炼，然后在165℃温度下排胶得到一段混炼胶，备用；
（2）二段混炼
将一段混炼胶和炉渣粉、石墨烯和助剂依次加入密炼机进行混炼，然后在155℃温度下排胶得到二段混炼胶，备用；
（3）三段混炼
将二段混炼胶、高性能硫化胶粉和硫黄依次加入密炼机进行混炼，然后在105℃温度下排胶得到三段混炼胶即为所述实心轮胎胎面胶。
其中，所述步骤（1）中一段混炼中密炼机的转速为60r/min，所述步骤（2）中二段混炼中密炼机的转速为40r/min，所述步骤（3）中三段混炼中密炼机的转速为30r/min。
实施例3
一种实心轮胎胎面胶，包括以下份计的原料：
橡胶组分 85份；
高性能硫化胶粉 60份；
炉渣粉 47份；
季铵盐 27份；
硫黄 22份；
炭黑 17份；
石墨烯 17份；
云母 12份；
粘土 12份；
助剂 9份；
所述橡胶组分包括以下份计的原料：天然橡胶37份、丁苯橡胶20份和顺丁橡胶17份；
所述助剂包括以下份计的原料：防老剂3份、扩链剂2.5份、交联剂1.5份和促进剂1.5份。
其中，所述天然橡胶为银菊胶。
其中，所述季铵盐为十八烷基三甲基溴化铵。
其中，所述炭黑为炭黑N220，所述高性能硫化胶粉目数为140目。
其中，所述石墨烯为单层片，单层片的厚度为0.32nm，长度为30μm。
其中，所述防老剂为对苯二胺类，所述扩链剂为二乙二醇，所述交联剂为二乙醇胺，所述促进剂为促进剂NOBS。
本实施例中还提供一种实心轮胎胎面胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）、一段混炼
首先按照配比称取橡胶组分、云母、粘土、炭黑和季铵盐，依次加入密炼机中进行混炼，然后在160℃温度下排胶得到一段混炼胶，备用；
（2）二段混炼
将一段混炼胶和炉渣粉、石墨烯和助剂依次加入密炼机进行混炼，然后在150℃温度下排胶得到二段混炼胶，备用；
（3）三段混炼
将二段混炼胶、高性能硫化胶粉和硫黄依次加入密炼机进行混炼，然后在100℃温度下排胶得到三段混炼胶即为所述实心轮胎胎面胶。
其中，所述步骤（1）中一段混炼中密炼机的转速为50r/min，所述步骤（2）中二段混炼中密炼机的转速为35r/min，所述步骤（3）中三段混炼中密炼机的转速为25r/min。
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种实心轮胎胎面胶，其特征在于，包括以下份计的原料：橡胶组分80~90份、高性能硫化胶粉55~65份、炉渣粉45~50份、季铵盐25~30份、硫黄20~25份、炭黑15~20份、石墨烯15~20份、云母10~15份、粘土10~15份和助剂8~10份；
所述橡胶组分包括以下份计的原料：天然橡胶35~40份、丁苯橡胶15~25份和顺丁橡胶15~20份；
所述助剂包括以下份计的原料：防老剂2~4份、扩链剂2~3份、交联剂1~2份和促进剂1~2份。
2.根据权利要求1所述的实心轮胎胎面胶，其特征在于，包括以下份计的原料：橡胶组分85份、高性能硫化胶粉60份、炉渣粉47份、季铵盐27份、硫黄22份、炭黑17份、石墨烯17份、云母12份、粘土12份和助剂9份；
所述橡胶组分包括以下份计的原料：天然橡胶37份、丁苯橡胶20份和顺丁橡胶17份；
所述助剂包括以下份计的原料：防老剂3份、扩链剂2.5份、交联剂1.5份和促进剂1.5份。
3.根据权利要求1所述的实心轮胎胎面胶，其特征在于，所述天然橡胶为氯化天然橡胶、氢氯化天然橡胶、环氧化天然橡胶、银菊胶、古塔波胶、巴拉塔胶、杜仲胶、齐葛耳胶和吉尔通胶中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的实心轮胎胎面胶，其特征在于，所述季铵盐为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的实心轮胎胎面胶，其特征在于，所述炭黑为炭黑N330、炭黑N234 、炭黑N110和炭黑N220中的至少一种，所述高性能硫化胶粉目数为130~150目。
6.根据权利要求1所述的实心轮胎胎面胶，其特征在于，所述石墨烯为单层片，单层片的厚度为0.3~0.35nm，长度为0.1~50μm。
7.根据权利要求1所述的实心轮胎胎面胶，其特征在于，所述防老剂为6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2二氢化喹啉、2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体、二芳基仲胺类防老剂和对苯二胺类中的至少一种，所述扩链剂为1,4丁二醇、乙二醇、二乙二醇或对苯二酚二羟乙基醚中的一种或几种的混合物，所述交联剂为甘油、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或几种的混合物，所述促进剂为促进剂NOBS。
8.一种根据权利要求1~7任一项所述的实心轮胎胎面胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、一段混炼
首先按照配比称取橡胶组分、云母、粘土、炭黑和季铵盐，依次加入密炼机中进行混炼，然后在155～165℃温度下排胶得到一段混炼胶，备用；
（2）二段混炼
将一段混炼胶和炉渣粉、石墨烯和助剂依次加入密炼机进行混炼，然后在145～155℃温度下排胶得到二段混炼胶，备用；
（3）三段混炼
将二段混炼胶、高性能硫化胶粉和硫黄依次加入密炼机进行混炼，然后在95～105℃温度下排胶得到三段混炼胶即为所述实心轮胎胎面胶。
9.根据权利要求8所述的实心轮胎胎面胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中一段混炼中密炼机的转速为40~60r/min，所述步骤（2）中二段混炼中密炼机的转速为30~40r/min，所述步骤（3）中三段混炼中密炼机的转速为20~30r/min。
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