CN108329682A - 一种复合聚氨酯胎面胶及其制备方法 - Google Patents

一种复合聚氨酯胎面胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于轮胎制造技术领域，尤其涉及一种复合聚氨酯胎面胶及其制备方法。本发明提供了一种复合聚氨酯胎面胶，经以下原料混炼得到，所述原料包括：混炼型聚氨酯生胶、传统橡胶、不饱和羧酸、金属氧化物、过氧化物、助交联剂和增塑剂。本发明提供的复合聚氨酯胎面胶，能有效解决传统的聚氨酯轮胎技术存在的机械强度和抗疲劳强度随高温高速行驶条件会急剧下降，胎体容易出现变形或爆胎，粘接部分容易脱落，且聚氨酯与传统橡胶在硫黄硫化体系下，两种胶体的硫化速度不匹配，使得并用胶存在欠硫化、不相容的技术缺陷。

Description

一种复合聚氨酯胎面胶及其制备方法
技术领域
本发明属于轮胎制造技术领域，尤其涉及一种复合聚氨酯胎面胶及其制备方法。
背景技术
随着全球低碳经济的兴起，“绿色制造”已经成为中国橡胶工业可持续发展的重要战略方针之一。加大产品结构调整，大力发展安全、节能、环保的原材料，发展新兴产品是“绿色制造”的基础。伴随着汽车工业的发展，轮胎技术和理论也在不断地改进与提高，虽然目前的充气式子午线轮胎已有较好的动态性能，如行驶中变形小、生热低、弹性优良、适合高速行驶等，但同时也存在耐磨性差、使用寿命低、抗撕裂性能低、轮胎使用中存在安全隐患等缺点。
在这种情况下，可大幅减小甚至避免以上不利因素的聚氨酯(PU)轮胎被越来越多地关注。聚氨酯弹性体是一种性能介于传统橡胶与塑料之间的高分子合成材料，既有橡胶的高弹性，又有塑料的高硬度和高强度，耐磨性能卓越(为一般橡胶的3～10倍)，有“耐磨橡胶之王”的美誉，还具有良好的机械强度、耐油性、耐化学药品、耐屈挠性和优异的耐低温性能。聚氨酯材料经过70多年的发展，在中国已经形成一个完整的工业体系。采用聚氨酯弹性体作为胎面，制备高性能的绿色轮胎，成为国内外技术人员研究的热点。
如中国专利200310111979.1提出的聚氨酯胎面-橡胶胎体复合结构绿色轮胎的制造方法，采用聚氨酯胎面-橡胶胎体复合结构，先对橡胶胎体表面进行处理改性，对聚氨酯预聚体的合成进行改性，然后用粘接技术将浇注型聚氨酯与过渡层和橡胶胎体进行复合成型，集合了天然橡胶轮胎与整体浇筑型聚氨酯轮胎的优点，有效提高了复合轮胎的弹性、耐磨性和降低了滚动阻力。但是实质上耐热性能并未解决，浇注型聚氨酯在高温高速行驶条件下，机械强度和抗疲劳强度急剧下降，胎体容易出现变形或爆胎，并且由于应力集中，粘接部分容易脱落，存在安全隐患问题；同时工艺繁琐复杂，加工性能不佳。
又如中国专利201610557897.7提出的聚氨酯与传统橡胶并用制备复合胎面胶的方法，通过硫黄硫化体系将并用胶进行硫化，使复合胎面胶具备高耐磨性和高抗刺穿性的特点。但由于聚氨酯与传统橡胶在硫黄硫化体系下，两种胶体的硫化速度不匹配，使得并用胶存在欠硫化、不相容的缺陷，并且使用硫黄硫化体系进行硫化的聚氨酯胎面胶，存在耐热性差，压缩永久变形大，动态压缩性能差的缺点。轮胎在长期高温高速行驶条件下，胎体容易急剧生热、压缩变形无法回复，导致爆胎，存在安全隐患问题。
综上所述，传统的聚氨酯轮胎技术还存在以下技术问题，浇注型聚氨酯在高温高速行驶条件下，机械强度和抗疲劳强度急剧下降，胎体容易出现变形或爆胎，粘接部分容易脱落，存在安全隐患问题，且聚氨酯与传统橡胶在硫黄硫化体系下，两种胶体的硫化速度不匹配，使得并用胶存在欠硫化、不相容的缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种复合聚氨酯胎面胶及其制备方法，能有效解决传统的聚氨酯轮胎技术存在的机械强度和抗疲劳强度随高温高速行驶条件会急剧下降，胎体容易出现变形或爆胎，粘接部分容易脱落，且聚氨酯与传统橡胶在硫黄硫化体系下，两种胶体的硫化速度不匹配，使得并用胶存在欠硫化、不相容的技术缺陷。
本发明提供了一种复合聚氨酯胎面胶及其制备方法，经以下原料混炼得到，所述原料包括：混炼型聚氨酯生胶、传统橡胶、不饱和羧酸、金属氧化物、过氧化物、助交联剂和增塑剂。
作为优选，按照重量份计，包括：
混炼型聚氨酯生胶10～90份；
传统橡胶10～90；
不饱和羧酸10～40份；
金属氧化物10～20份；
过氧化物1.2～2份；
助交联剂1～3份；
增塑剂15～30份。
作为优选，所述的传统橡胶为天然橡胶，丁苯橡胶，三元乙丙橡胶，顺丁橡胶或丁腈橡胶中的一种。
作为优选，所述的不饱和羧酸为甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酸(AA)。
作为优选，所述的金属氧化物为氧化锌(ZnO)或氧化镁(MgO)。
作为优选，所述的过氧化物为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷(DBPH)。
作为优选，所述助交联剂为三丙烯基异氰脲酸酯(Taic)。
作为优选，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。
本发明还提供了一种复合聚氨酯胎面胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将混炼型聚氨酯生胶、传统橡胶与金属氧化物混炼，得到第一混炼物；
(2)将第一混炼物与不饱和羧酸混炼，得到第二混炼物；
(3)将第二混炼物与增塑剂混炼，得到第一混炼胶；
(4)将第一混炼胶、过氧化物和助交联剂混炼，得到第二混炼胶；
(5)第二混炼胶进行硫化成型，得到复合聚氨酯胎面胶。
作为优选，按照重量份计，包括：
混炼型聚氨酯生胶10～90份；
传统橡胶10～90；
不饱和羧酸10～40份；
金属氧化物10～20份；
过氧化物1.2～2份；
助交联剂1～3份；
增塑剂15～30份。
本发明发现如果只采用纯聚氨酯橡胶一种橡胶作为基体，用不饱和羧酸盐进行填充，所制得的胎面胶回弹性较差，在高频率的动态压缩下，容易急剧生热，在高温的状态下，降低了胎面胶的机械强度，使得胎面胶被压缩破坏。因此，采用将聚氨酯生胶与天然橡胶、丁苯橡胶或丁腈橡胶等传统橡胶进行并用的方法，可以弥补聚氨酯由于硬段结构而导致的柔顺性差的问题，改善了聚氨酯动态压缩生热高，回弹性差的缺点。
因此，本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种复合聚氨酯胎面胶及其制备方法，经以下原料混炼得到，所述原料包括：混炼型聚氨酯生胶、传统橡胶、不饱和羧酸、金属氧化物、过氧化物、助交联剂和增塑剂。
本发明的复合聚氨酯胎面胶具有以下优点：利用混炼型聚氨酯生胶可以像传统橡胶一样进行混炼加工的特点，在混炼型聚氨酯生胶与其他传统橡胶混炼过程中，采用原位聚合不饱和羧酸盐的技术，将不饱和羧酸盐良好地分散并接枝在并用橡胶上，形成网络结构。不饱和羧酸盐产生的离子键可以形成物理交联，束缚住聚氨酯分子链与另一种橡胶相(传统橡胶)的分子链，将两种橡胶分子链缠结在一起紧密结合起来，提高了两者的相容性和相互作用力，起到了增容的作用，克服了聚氨酯极性橡胶与其他非极性橡胶在并用时相容性差的缺点。因此，本发明的制备方法首先采用可硫化的混炼型聚氨酯和其他传统橡胶进行并用作为胎体材料，该聚氨酯并用胶可通过硫化而形成化学交联的网络分子结构，避免了在高温下出现塑性软化的情况，并且使用过氧化物硫化体系，具有良好的耐热性，也兼具聚氨酯材料特有的超高耐磨性。其中，混炼型聚氨酯生胶包括：聚醚型混炼型聚氨酯生胶和聚酯型混炼型聚氨酯生胶；该两种混炼型聚氨酯生胶均为采用带不饱和双键的小分子二醇作为扩链剂，采用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)作为硬段，聚醚型的采用聚四氢呋喃二醇作为软段，聚酯型的采用聚己二酸乙二醇酯作为软段，以羟基进行封端来合成的不饱和型聚氨酯生胶，其门尼粘度为25～55，可采用通用的橡胶加工设备对其进行混炼加工，因此，可使用过氧化物硫化体系或硫黄硫化体系进行硫化成型。经性能测试，本发明的复合聚氨酯胎面胶的拉伸强度为20～40MPa，断裂伸长率为300～450％，100％定伸强度为7.5～15MPa，撕裂强度为80～100N/mm，回弹性为50～60，动态压缩生热为50～80℃，0℃的tanδ为0.3～0.5，60℃的tanδ为0.10～0.15，阿克隆磨耗为0.02～0.05cm3。本发明的复合聚氨酯胎面胶制备方法有效提高了聚氨酯并用胎面胶的拉伸性能、撕裂性能、压缩性能以及动态力学性能，弥补了现有并用胎面胶硫化工艺差，力学性能不足的缺点，并且加工性能好，工艺过程简单。
综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)现有技术的聚氨酯复合轮胎制备方法，更多是采用粘接技术，将聚氨酯与过渡层并用橡胶和传统橡胶粘接在一起，使用硫黄硫化体系对并用胶进行硫化，会使得两种橡胶硫化程度不均，力学性能较差，且耐热性不好，在高速高温行驶中，在粘接处容易发生应力集中，容易发生脱落、变形和爆胎。本发明制备的复合聚氨酯胎面胶，是将混炼型聚氨酯与传统橡胶直接并用，采用过氧化物体系进行硫化成型，解决了硫化不均匀问题的同时，提高了胎面胶的耐热性能和动态压缩生热性能，弥补了聚氨酯自身耐热性和动态压缩性能不好的缺点；
(2)现有技术的并用胶中，多采用白炭黑和炭黑作为填料，填料与并用胶的两种橡胶之间这三者的结合力较差，存在拉伸性能和撕裂强度不足的缺点，本发明采用原位聚合不饱和羧酸金属盐作为填料体系，改善了并用胶之间的相容性，显著提高了胎面胶的拉伸性能和撕裂强度，有效解决了聚氨酯与其他橡胶并用时力学性能不足的缺点；
(3)现有技术的胎面胶中，传统橡胶轮胎具有行驶中变形小、生热低、弹性优良、适合高速行驶等优点，但同时也存在耐磨性差、使用寿命低、抗撕裂性能低等缺陷，而聚氨酯轮胎具有强度高，耐磨性好等优点，却也存在耐热性能差、动态生热高，抗湿滑性能差、不适合高速行驶的缺点。本发明采用混炼型聚氨酯与传统橡胶并用作为胎面胶材料，结合混炼型聚氨酯生胶的高耐磨性与传统橡胶回弹性好的特点，配合过氧化物硫化体系和原位聚合不饱和羧酸盐的填料体系，制备了具有高模量、高撕裂强度、使用寿命长、动态生热低、抗湿滑性能好，高回弹性等优异轮胎性能的胎面胶，同时加工简单、环保。
具体实施方式
本发明提供了一种复合聚氨酯胎面胶及其制备方法，用于解决传统的聚氨酯轮胎技术存在的机械强度和抗疲劳强度随高温高速行驶条件会急剧下降，胎体容易出现变形或爆胎，粘接部分容易脱落，且聚氨酯与传统橡胶在硫黄硫化体系下，两种胶体的硫化速度不匹配，使得并用胶存在欠硫化、不相容的技术缺陷。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种复合聚氨酯胎面胶，经以下原料混炼得到，所述原料包括：混炼型聚氨酯生胶、传统橡胶、不饱和羧酸、金属氧化物、过氧化物、助交联剂和增塑剂。
其中，按照重量份计，包括：
混炼型聚氨酯生胶10～90份；
传统橡胶10～90；
不饱和羧酸10～40份；
金属氧化物10～20份；
过氧化物1.2～2份；
助交联剂1～3份；
增塑剂15～30份。
其中，传统橡胶为天然橡胶，丁苯橡胶，三元乙丙橡胶，顺丁橡胶或丁腈橡胶中的一种。
其中，不饱和羧酸为甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酸(AA)。
其中，金属氧化物为氧化锌(ZnO)或氧化镁(MgO)。
其中，过氧化物为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷(DBPH)。
其中，助交联剂为三丙烯基异氰脲酸酯(Taic)。
其中，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。
本发明的复合聚氨酯胎面胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将混炼型聚氨酯生胶、传统橡胶与金属氧化物混炼，得到第一混炼物；
(2)将第一混炼物与不饱和羧酸混炼，得到第二混炼物；
(3)将第二混炼物与增塑剂混炼，得到第一混炼胶；
(4)将第一混炼胶、过氧化物和助交联剂混炼，得到第二混炼胶；
(5)第二混炼胶进行硫化成型，得到复合聚氨酯胎面胶。
具体的，复合聚氨酯胎面胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将混炼型聚氨酯生胶和传统橡胶加入密炼机中，加压，塑炼，然后再将金属氧化物加入密炼机，加压混炼，混炼过程中，温度控制在60℃以下；
(2)将密炼机升温至80～100℃，加入不饱和羧酸，混炼，混炼过程中温度保持在80～100℃；
(3)将密炼机降温至70℃，加入增塑剂，混炼，得到混炼胶；
(4)将混炼胶投入开炼机，加入过氧化物和助交联剂，温度控制在60℃±5℃，开炼，然后2mm打三角包5次，再2mm薄通3次，再5mm厚通3次，出片，得到第二混炼胶；
(5)将第二混炼胶静置8h后，将第二混炼胶置于硫化机进行硫化成型，硫化温度为170℃，硫化时间为5～10分钟。
其中，按照重量份计，包括：
混炼型聚氨酯生胶10～90份；
传统橡胶10～90；
不饱和羧酸10～40份；
金属氧化物10～20份；
过氧化物1.2～2份；
助交联剂1～3份；
增塑剂15～30份。
其中，以下实施例的原料均为市售或自制；聚醚型混炼型聚氨酯生胶和聚酯型混炼型聚氨酯生胶购买自广州顺力聚氨酯有限公司的E1055聚醚型混炼型聚氨酯和T6001聚酯型混炼型聚氨酯，邻苯二甲酸二丁酯为DBP、邻苯二甲酸二辛酯为DOP、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷为DBPH、三丙烯基异氰脲酸酯为Taic，实施例1的天然橡胶具体为泰国3#烟片胶。
实施例1
本实施例提供具体实施方式，制备方法如下：
配方：聚醚型混炼型聚氨酯生胶为90重量份，天然橡胶为10重量份，氧化锌为15重量份，甲基丙烯酸为20重量份，增塑剂为DBP为15重量份，过氧化物DBPH为1.2重量份，助交联剂为Taic为1重量份。
(1)密炼：将90份的聚醚型混炼型聚氨酯生胶和10份的天然橡胶加入密炼机中，加压塑炼2分钟；将15份氧化锌加入密炼机，加压混炼2分钟；这一段混炼过程中，密炼机通过水冷***将温度控制在60℃；将密炼机升温至80℃，加入20份甲基丙烯酸，混炼8分钟，混炼过程中温度保持在80℃；将密炼机降温至70℃，加入15份增塑剂DBP，混炼3分钟，得到混炼胶；
(2)开炼：将混炼胶投入开炼机，加入1.2份过氧化物DBPH和1份助交联剂Taic，温度控制在60℃，开炼5分钟，然后2mm打三角包5次，再2mm薄通3次，再5mm厚通3次，出片，得到第二混炼胶；
(3)硫化成型：第二混炼胶静置8h后，将第二混炼胶置于硫化机进行硫化成型，硫化温度为170℃，硫化时间为5分钟，得到复合聚氨酯胎面胶。
(4)复合聚氨酯胎面胶的性能，如表所示：
性能项目 数据
拉伸强度/MPa 30
100％定伸强度/MPa 11
断裂伸长率/％ 380
撕裂强度/N*mm-1 85
动态压缩生热/℃ 60
阿克隆磨耗/cm-3 0.05
0℃tanδ峰值 0.4
60℃tanδ 0.12
回弹性 55
实施例2
本实施例提供具体实施方式，制备方法如下：
配方：聚醚型混炼型聚氨酯生胶为90重量份，丁腈橡胶为10份，氧化镁为10重量份，甲基丙烯酸为20重量份，增塑剂DOP为15重量份，过氧化物无味DCP为1.2重量份，助交联剂Taic为1重量份。
(1)密炼：将90份的聚醚型混炼型聚氨酯生胶和10份丁腈橡胶加入密炼机中，加压塑炼2分钟；将10份氧化镁加入密炼机，加压混炼2分钟；这一段混炼过程中，密炼机通过水冷***将温度控制在60℃；将密炼机升温至80℃，加入20份甲基丙烯酸，混炼8分钟，混炼过程中温度保持在80℃；将密炼机降温至70℃，加入15份增塑剂DOP，混炼3分钟，得到混炼胶；
(2)开炼：将混炼胶投入开炼机，加入1.2份过氧化物无味DCP和1份助交联剂Taic，温度控制在60℃，开炼5分钟，然后2mm打三角包5次，再2mm薄通3次，再5mm厚通3次，出片，得到第二混炼胶；
(3)硫化成型：第二混炼胶静置8h后，将混炼胶置于硫化机进行硫化成型，硫化温度为170℃，硫化时间为5分钟，得到复合聚氨酯胎面胶。
(4)复合聚氨酯胎面胶的性能，如表所示：
性能项目 数据
拉伸强度/MPa 40
100％定伸强度/MPa 15
断裂伸长率/％ 400
撕裂强度/N*mm-1 95
动态压缩生热/℃ 55
阿克隆磨耗/cm-3 0.02
0℃tanδ峰值 0.5
60℃tanδ 0.12
回弹性 58
实施例3
本实施例提供具体实施方式，制备方法如下：
配方：聚醚型混炼型聚氨酯生胶为10重量份，丁腈橡胶为90重量份，氧化镁为20重量份，甲基丙烯酸为40重量份，增塑剂DOP为30重量份，过氧化物无味DCP为3重量份，助交联剂Taic为3重量份。
(1)密炼：将10份的聚醚型混炼型聚氨酯生胶和90份的丁腈橡胶加入密炼机中，加压塑炼2分钟；将20份氧化镁加入密炼机，加压混炼3分钟；这一段混炼过程中，密炼机通过水冷***将温度控制在60℃；将密炼机升温至100℃，加入40份甲基丙烯酸，混炼10分钟，混炼过程中温度保持在100℃；将密炼机降温至70℃，加入30份增塑剂DOP，混炼5分钟，得到混炼胶；
(2)开炼：将混炼胶投入开炼机，加入3份过氧化物无味DCP和3份助交联剂Taic，温度控制在60℃，开炼5分钟，然后2mm打三角包5次，再2mm薄通3次，再5mm厚通3次，出片，得到第二混炼胶；
(3)硫化成型：第二混炼胶静置8h后，将混炼胶置于硫化机进行硫化成型，硫化温度为170℃，硫化时间为8分钟，得到复合聚氨酯胎面胶。
(4)复合聚氨酯胎面胶的性能，如表所示：
性能项目 数据
拉伸强度/MPa 26
100％定伸强度/MPa 10
断裂伸长率/％ 450
撕裂强度/N*mm-1 100
动态压缩生热/℃ 80
阿克隆磨耗/cm-3 0.05
0℃tanδ 0.3
60℃tanδ 0.15
回弹性 60
实施例4
本实施例提供具体实施方式，制备方法如下：
配方：聚酯型混炼型聚氨酯生胶为50重量份，丁苯橡胶为50重量份，氧化镁为15重量份，丙烯酸为30重量份，增塑剂DBP为15重量份，过氧化物DCP为2重量份，助交联剂Taic为1重量份。
(1)密炼：将50份的聚酯型混炼型聚氨酯生胶和50份丁苯橡胶加入密炼机中，加压塑炼2分钟；将15份氧化镁加入密炼机，加压混炼2分钟；这一段混炼过程中，密炼机通过水冷***将温度控制在60℃；将密炼机升温至80℃，加入30份丙烯酸，混炼8分钟，混炼过程中温度保持在80℃；将密炼机降温至70℃，加入15份增塑剂DBP，混炼3分钟，得到混炼胶；
(2)开炼：将混炼胶投入开炼机，加入2份过氧化物DCP和1份助交联剂Taic，温度控制在60℃，开炼5分钟，然后2mm打三角包5次，再2mm薄通3次，再5mm厚通3次，出片，得到第二混炼胶；
(3)硫化成型：第二混炼胶静置8h后，将混炼胶置于硫化机进行硫化成型，硫化温度为170℃，硫化时间为10分钟，得到复合聚氨酯胎面胶。
(4)复合聚氨酯胎面胶的性能，如表所示：
性能项目 数据
拉伸强度/MPa 35
100％定伸强度/MPa 12
断裂伸长率/％ 400
撕裂强度/N*mm-1 80
动态压缩生热/℃ 65
阿克隆磨耗/cm-3 0.02
0℃tanδ峰值 0.5
60℃tanδ 0.11
回弹性 55
对比例1
本实施例提供具体某厂轮胎的制备方法和性能参数，制备方法如下：
配方：溶聚丁苯橡胶为100重量份，炭黑N234为45重量份，氧化锌为3.5重量份，硬脂酸为2重量份，增塑剂A为1重量份，防老剂为5重量份，普通硫磺为1.5重量份，促进剂CZ为1重量份。
(1)密炼：将100份的溶聚丁苯橡胶加入密炼机中，加压塑炼2分钟；将氧化锌、硬脂酸、防老剂、促进剂CZ加入密炼机，加压混炼2分钟；加入炭黑N234、增塑剂A，加压混炼3分钟，得到混炼胶；
(2)开炼：将混炼胶投入开炼机，加入普通硫磺，温度控制在60℃，开炼5分钟，然后2mm打三角包5次，再2mm薄通3次，再5mm厚通3次，出片，得到第二混炼胶；
(3)硫化成型：第二混炼胶静置8h后，将混炼胶置于硫化机进行硫化成型，硫化温度为150℃，硫化时间为10分钟，得到复合聚氨酯胎面胶。
(4)复合聚氨酯胎面胶的性能，如表所示：
性能项目 数据
拉伸强度/MPa 17
100％定伸强度/MPa 2.3
断裂伸长率/％ 470
撕裂强度/N*mm-1 47
动态压缩生热/℃ 55
阿克隆磨耗/cm-3 0.18
0℃tanδ峰值 0.35
60℃tanδ 0.2
回弹性 55
与本发明的复合聚氨酯胎面胶对比，对比例1在磨耗性能和力学性能方面，在同等填料用量下，本发明的复合聚氨酯胎面胶具有明显优势。
对比例2
本实施例提供具体对比例，制备方法如下：
配方：聚醚型混炼型聚氨酯生胶为100重量份，氧化镁为10重量份，甲基丙烯酸为20重量份，增塑剂DOP为15重量份，过氧化物无味DCP为1.2重量份，助交联剂Taic为1重量份。
(1)密炼：将100份的聚醚型混炼型聚氨酯生胶加入密炼机中，加压塑炼2分钟；将15份氧化镁加入密炼机，加压混炼2分钟；这一段混炼过程中，密炼机通过水冷***将温度控制在60℃以下；将密炼机升温至80℃，加入20份甲基丙烯酸，混炼8分钟，混炼过程中温度保持在80℃；将密炼机降温至70℃，加入15份增塑剂DOP，混炼3分钟，得到混炼胶；
(2)开炼：将混炼胶投入开炼机，加入1.2份过氧化物无味DCP和1份助交联剂Taic，温度控制在60℃，开炼5分钟，然后2mm打三角包5次，再2mm薄通3次，再5mm厚通3次，出片；
(3)硫化成型：静置8h后，将混炼胶置于硫化机进行硫化成型，硫化温度为170℃，硫化时间为5分钟，得到聚氨酯胎面胶。
(4)聚氨酯胎面胶性能，如表所示：
性能项目 数据
拉伸强度/MPa 30
100％定伸强度/MPa 9
断裂伸长率/％ 400
撕裂强度/N*mm-1 90
动态压缩生热/℃ 85
阿克隆磨耗/cm-3 0.02
0℃tanδ峰值 0.5
60℃tanδ 0.11
回弹性 50
与本发明的复合聚氨酯胎面胶相比，对比例2只采用聚氨酯橡胶作为基体，虽然力学性能和磨耗性能上较高，但动态压缩生热较高，回弹性也较差，在动态使用过程中，性能较差。
对比例3
本实施例提供具体对比实施例，制备方法如下：
聚醚型混炼型聚氨酯生胶与传统橡胶并用，采用炭黑进行填充，使用过氧化物体系硫化制备胎面胶。
配方：聚醚型混炼型聚氨酯生胶为50重量份，天然橡胶为50重量份，炭黑N330为45重量份，氧增塑剂石蜡油为10重量份，交联剂DBPH为1.2重量份，助交联剂taic为1重量份。
(1)密炼：将50份的聚醚型混炼型聚氨酯生胶和50份天然橡胶加入密炼机中，加压塑炼2分钟；将45份炭黑和10份增塑剂石蜡油加入密炼机，加压混炼2分钟，得到混炼胶；
(2)开炼：将混炼胶投入开炼机，加入1.2份交联剂DBPH和1份助交联剂taic，温度控制在60℃，开炼5分钟，然后2mm打三角包5次，再2mm薄通3次，再5mm厚通3次，出片；
(3)硫化成型：静置8h后，将混炼胶置于硫化机进行硫化成型，硫化温度为170℃，硫化时间为6分钟，得到胎面胶。
(4)胎面胶性能，如表所示：
性能项目 数据
拉伸强度/MPa 17
100％定伸强度/MPa 2.1
断裂伸长率/％ 535
撕裂强度/N*mm-1 38
动态压缩生热/℃ 55
阿克隆磨耗/cm-3 0.05
0℃tanδ峰值 0.4
60℃tanδ 0.2
回弹性 55
与本发明的复合聚氨酯胎面胶相比，对比例3是聚氨酯橡胶与传统橡胶并用，采用炭黑作为填料，力学性能不足，尤其是撕裂性能太低。
对比例4
本实施例提供具体对比实施例，制备方法如下：
混炼型聚氨酯生胶与传统橡胶并用，采用炭黑进行填充，使用硫黄硫化体系硫化制备胎面胶。
配方：聚醚型混炼型聚氨酯生胶为50重量份，天然橡胶为50重量份，炭黑N330为45重量份，氧增塑剂石蜡油为10重量份，硬脂酸锌为2重量份，促进剂DM为2重量份，促进剂M为4重量份，促进剂BZ为3重量份，防老剂为2重量份，硫黄为2重量份。
(1)密炼：将50份的聚醚型混炼型聚氨酯生胶和50份天然橡胶加入密炼机中，加压塑炼2分钟；将45份炭黑和10份增塑剂石蜡油加入密炼机，加压混炼2分钟；加入2份硬脂酸锌，2份促进剂DM，4份促进剂M，3份促进剂BZ，2份防老剂，加压混炼2分钟，得到混炼胶；
(2)开炼：将混炼胶投入开炼机，加入2份硫黄，温度控制在60℃±5℃，开炼5分钟，然后2mm打三角包5次，再2mm薄通3次，再5mm厚通3次，出片；
(3)硫化成型：静置8h后，将混炼胶置于硫化机进行硫化成型，硫化温度为170℃，硫化时间为6分钟，得到胎面胶。
(4)胎面胶的性能，如表所示：
性能项目 数据
拉伸强度/MPa 12
100％定伸强度/MPa 1.3
断裂伸长率/％ 700
撕裂强度/N*mm-1 30
动态压缩生热/℃ 70
阿克隆磨耗/cm-3 0.05
0℃tanδ峰值 0.4
60℃tanδ 0.18
回弹性 50
与本发明的复合聚氨酯胎面胶相比，对比例4是聚氨酯橡胶与传统橡胶并用，采用硫黄硫化体系进行硫化，存在欠硫化的现象，两种橡胶相结合程度不够，力学性能太低。
综上所述，实施例1-4与对比例相比，实施例1-4的拉伸强度、100％定伸强度、撕裂强度均比对比例大，实施例1-4的断裂伸长率均比对比例小，实施例1-4的阿克隆磨耗均比对比例小，说明实施例1-4的复合聚氨酯胎面胶机械强度和抗疲劳强度更大，耐磨性也远高于对比例，因此，本发明的复合聚氨酯胎面胶不容易出现变形或爆胎和磨损。且实施例1-4的复合聚氨酯胎面胶得制备中无需添加其他填料，能实现填料的良好分散，加工性能良好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种复合聚氨酯胎面胶，其特征在于，经以下原料混炼得到，所述原料包括：混炼型聚氨酯生胶、传统橡胶、不饱和羧酸、金属氧化物、过氧化物、助交联剂和增塑剂。
2.根据权利要求1所述的复合聚氨酯胎面胶，其特征在于，按照重量份计，包括：
混炼型聚氨酯生胶10～90份；
传统橡胶10～90；
不饱和羧酸10～40份；
金属氧化物10～20份；
过氧化物1.2～2份；
助交联剂1～3份；
增塑剂15～30份。
3.根据权利要求1或2所述的复合聚氨酯胎面胶，其特征在于，所述传统橡胶为天然橡胶，丁苯橡胶，三元乙丙橡胶，顺丁橡胶或丁腈橡胶中的一种。
4.根据权利要求1或2所述的复合聚氨酯胎面胶，其特征在于，所述不饱和羧酸为甲基丙烯酸或丙烯酸。
5.根据权利要求1或2所述的复合聚氨酯胎面胶，其特征在于，所述金属氧化物为氧化锌或氧化镁。
6.根据权利要求1或2所述的复合聚氨酯胎面胶，其特征在于，所述过氧化物为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷。
7.根据权利要求1或2所述的复合聚氨酯胎面胶，其特征在于，所述助交联剂为三丙烯基异氰脲酸酯。
8.根据权利要求1或2所述的复合聚氨酯胎面胶，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。
9.一种复合聚氨酯胎面胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将混炼型聚氨酯生胶、传统橡胶与金属氧化物混炼，得到第一混炼物；
(2)将第一混炼物与不饱和羧酸混炼，得到第二混炼物；
(3)将第二混炼物与增塑剂混炼，得到第一混炼胶；
(4)将第一混炼胶、过氧化物和助交联剂混炼，得到第二混炼胶；
(5)第二混炼胶进行硫化成型，得到复合聚氨酯胎面胶。
10.根据权利要求9所述的复合聚氨酯胎面胶的制备方法，其特征在于，按照重量份计，包括：
混炼型聚氨酯生胶10～90份；
传统橡胶10～90；
不饱和羧酸10～40份；
金属氧化物10～20份；
过氧化物1.2～2份；
助交联剂1～3份；
增塑剂15～30份。
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