CN110028705A - 硬质矿区工程轮胎胎面胶及其制备方法 - Google Patents

硬质矿区工程轮胎胎面胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种硬质矿区工程轮胎胎面胶及其制备方法，其将天然橡胶、丁苯橡胶、反式异戊橡胶、炭黑、白炭黑、硅烷偶联剂、防老剂、抗撕裂树脂、氧化锌、硬脂酸、促进剂、硫磺、抗硫化返原剂和防焦剂，通过密炼机进行一段混炼、二段混炼和三段混炼制备得到硬质矿区胎面胶。本发明能够提升工程轮胎在使用过程中胎面胶的抗崩花掉块性能、耐曲挠性热、耐老化性能和抗硫化返原性能，又能降低胎面胶的生热，从而提高工程轮胎的使用寿命。

Description

硬质矿区工程轮胎胎面胶及其制备方法
技术领域
本发明公开了一种硬质矿区工程轮胎胎面胶，本发明还公开了一种硬质矿区工程轮胎胎面胶的制备方法，本发明属于橡胶技术领域。
背景技术
目前国内大型金属硬质矿区道路比较恶劣，在矿区作业的工程机械车轮胎受到硬质矿石或碎石的切割很容易出现崩花掉块的问题；同时轮胎在高负载使用条件下胎面胶生热大会导致胎面胶胶老化而出现性能下降，，这些问题直接导致工程轮胎使用寿命和安全性能大幅度降低。因此在大型金属硬质矿区使用的工程机械车对工程轮胎提出了更高要求，要求工程轮胎胎面胶具体优异耐切割性能和低生热的特性，这样可以进一步提升工程轮胎的使用寿命和安全性能。
抗撕裂树脂具体提升橡胶的抗切割性能，但是会提升橡胶的生热；反式异戊橡胶具有生热低和优异的耐曲挠性能；抗硫化返原剂可以提升橡胶的抗硫化返原性能和耐老化性能，同时又可以降低橡胶的生热。本发明通过应该上述材料各自的特性，并以合适比例将其应用在工程轮胎胎面胶中，这样可以提升工程轮胎胎面的抗崩花掉块性能和耐老化性能，以及降低胎面的生热。
发明内容
本发明的目的之一在于克服上述不足之处，提供一种硬质矿区工程轮胎胎面胶，该胎面胶可以改善和提高胎面胶的耐切割性能、耐曲挠性热、耐老化性能和抗硫化返原性能，同时将又能降低胎面胶的生热、从而提高工程轮胎的使用寿命。
本发明的另一目的是提供一种硬质矿区工程轮胎胎面胶的制备方法。
按照本发明提供的技术方案，所述硬质矿区工程轮胎胎面胶的配方按重量份计如下：天然橡胶55～70份、丁苯橡胶22～35份、反式异戊橡胶8～12份、炭黑46～52份、白炭黑10～15份、硅烷偶联剂1.5～3份、氧化锌3.5～4份、硬脂酸2～3份、防老剂3～3.5份、抗撕裂树脂6～12份、B型微晶蜡1.2～1.5份、促进剂CZ共1.3～1.5份、硫磺粉0.8～1.2份、抗硫化返原剂0.3～0.5份、防焦剂CTP共0.2～0.3份。
所述丁苯橡胶为乳聚丁苯橡胶或溶聚丁苯橡胶。
所述炭黑为N220或N234。
所述白炭黑为HD165MP或HD175MP。
所述抗硫化返原剂为1,6-双(N，N-二苯基硫代氨甲酰二硫代)己烷。
所述防老剂为防老剂4020、防老剂RD中的一种或两种。
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂Si69或硅烷偶联剂Si75。
所述抗撕裂树脂为FC260树脂、MY60树脂、DR903树脂中的一种或两种。
一种硬质矿区工程轮胎胎面胶的制备方法包括以下步骤：
(1)一段混炼：天然橡胶55～70重量份、丁苯橡胶22～35重量份、反式异戊橡胶8～12重量份、炭黑10～15重量份投入密炼机中进行塑炼，上顶栓压力为4.0～5.5MPa，转子转速为40～55r/min，排胶温度为155～165℃，时间为90～105s，得到一段混炼胶；
(2)二段混炼：将步骤(1)所得一段混炼胶、炭黑36～37重量份、白炭黑10～15重量份、硅烷偶联剂1.5～3重量份、氧化锌3.5～4重量份、硬脂酸2～3重量份、防老剂3～3.5重量份、抗撕裂树脂6～12重量份、B型微晶蜡1.2～1.5重量份投入密炼机中进行混炼，上顶栓压力为4.0～5.5MPa，转子转速为35～50r/min，排胶温度为150～160℃，时间为120～140s，得到二段混炼胶；
(3)三段混炼：将步骤(2)所得二段混炼胶、促进剂CZ共1.3～1.5重量份、硫磺粉0.8～1.2重量份、抗硫化返原剂0.3～0.5重量份、防焦剂CTP共0.2～0.3重量份投入密炼机中进行混炼，转子转速为20～40r/min，上顶栓压力为4.0～5.5MPa，排胶温度为100～110℃，时间为110～120s，得到所述胎面胶。
步骤(1)、步骤(2)中采用的密炼机为BB430密炼机，步骤(3)中采用的密炼机为GK255N密炼机。
本发明具有以下优点：
(1)应用抗撕裂树脂能够提高工程轮胎胎面胶的抗切割性能；
(2)将白炭黑和硅烷偶联剂以合适比例引入工程轮胎胎面胶既能够提高胎面胶的抗切割性能又可以降低胎面胶的生热；
(3)应用合适比例的反式异戊橡胶既能够降低工程胎面胶的生热、又可以提高工程胎面胶的耐曲挠性能；
(4)应用合适比例的抗硫化返原剂既能够降低工程胎面胶的生热、又可以提高工程胎面胶的耐老化性能。
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。
实施例1
一种全钢子午线轮胎胎面胶的制备方法，采用以下工艺步骤，组份比例按重量份数计：
(1)一段混炼：将天然橡胶63份、乳聚丁苯橡胶25份、反式异戊橡胶12份、10份炭黑N234投入BB430型密炼机中进行塑炼，上顶栓压力为5.5MPa，转子转速为50r/min，排胶温度为160℃，时间为100秒，得到一段混炼胶，停放时间不少于8小时；
(2)二段混炼：将一段混炼胶、4份氧化锌、42份炭黑N234、2份硬脂酸、白炭黑HD165MP共12份、2份硅烷偶联剂Si69、6份抗撕裂树脂RC260、1.5份防老剂RD、2份防老剂4020和1.5份B型微晶蜡投入BB430型密炼机中进行混炼，上顶栓压力为5.5MPa，转子转速为50r/min，排胶温度为155℃，时间为135秒，得到二段混炼胶，停放时间不少于8小时；
(3)三段混炼：将二段混炼胶、1.1份硫磺、1.5份促进剂CZ、1,6-双(N，N-二苯基硫代氨甲酰二硫代)己烷0.5份和0.2份防焦剂CTP投入GK255N型密炼机中进行混炼，转子转速为35r/min，上顶栓压力为5.5MPa，排胶温度为105℃，时间为120秒，得到所述胎面胶。
实施例2
一种全钢子午线轮胎胎面胶的制备方法，采用以下工艺步骤，组份比例按重量份数计：
(1)一段混炼：将天然橡胶70份、乳聚丁苯橡胶22份、反式异戊橡胶8份、10份炭黑N220投入BB430型密炼机中进行塑炼，上顶栓压力为5.5MPa，转子转速为50r/min，排胶温度为160℃，时间为100秒，得到一段混炼胶，停放时间不少于8小时；
(2)二段混炼：将一段混炼胶、3.5份氧化锌、36份炭黑N220、3份硬脂酸、白炭黑HD175MP共15份、硅烷偶联剂Si69共3份、8份抗撕裂树脂DR903、3.5份防老剂4020和1.2份B型微晶蜡投入BB430型密炼机中进行混炼，上顶栓压力为5.5MPa，转子转速为50r/min，排胶温度为155℃，时间为135秒，得到二段混炼胶，停放时间不少于8小时；
(3)三段混炼：将二段混炼胶、1.0份硫磺、1.3份促进剂CZ、1,6-双(N，N-二苯基硫代氨甲酰二硫代)己烷0.3份和0.3份防焦剂CTP投入GK255N型密炼机中进行混炼，转子转速为35r/min，上顶栓压力为5.5MPa，排胶温度为105℃，时间为120秒，得到所述胎面胶。
实施例3
一种全钢子午线轮胎胎面胶的制备方法，采用以下工艺步骤，组份比例按重量份数计：
(1)一段混炼：将天然橡胶55份、溶聚丁苯橡胶35份、反式异戊橡胶10份、10份炭黑N220投入BB430型密炼机中进行塑炼，上顶栓压力为5.5MPa，转子转速为50r/min，排胶温度为160℃，时间为100秒，得到一段混炼胶，停放时间不少于8小时；
(2)二段混炼：将一段混炼胶、3.5份氧化锌、39份炭黑N220、3份硬脂酸、白炭黑HD165MPG共10份、硅烷偶联剂Si75共1.5份、8份抗撕裂树脂FC260、4份抗撕裂树脂MY60、1.2份防老剂RD、2.2份防老剂4020和1.5份B型微晶蜡投入BB430型密炼机中进行混炼，上顶栓压力为5.5MPa，转子转速为50r/min，排胶温度为155℃，时间为135秒，得到二段混炼胶，停放时间不少于8小时；
(3)三段混炼：将二段混炼胶、1.2份硫磺、1.4份促进剂CZ、1,6-双(N，N-二苯基硫代氨甲酰二硫代)己烷0.35份和0.2份防焦剂CTP投入GK255N型密炼机中进行混炼，转子转速为35r/min，上顶栓压力为5.5MPa，排胶温度为105℃，时间为120秒，得到所述胎面胶。
本发明实施例1、实施例2和实施例3得到的工程胎面胶进行硫化(硫化条件：151℃、40分钟)得到硫化胶的物性测试参数如表1所示。
表1

Claims (10)

1.一种硬质矿区工程轮胎胎面胶，其特征是该胎面胶配方按重量份计如下：天然橡胶55～70份、丁苯橡胶22～35份、反式异戊橡胶8～12份、炭黑 46～52份、白炭黑 10～15份、硅烷偶联剂 1.5～3份、氧化锌3.5～4份、硬脂酸2～3份、防老剂3～3.5份、抗撕裂树脂6～12份、B型微晶蜡1.2～1.5份、促进剂CZ共1.3～1.5份、硫磺粉0.8～1.2份、抗硫化返原剂0.3～0.5份、防焦剂CTP共0.2～0.3份。
2.如权利要求1所述硬质矿区工程轮胎胎面胶，其特征是：所述丁苯橡胶为乳聚丁苯橡胶或溶聚丁苯橡胶。
3.如权利要求1所述硬质矿区工程轮胎胎面胶，其特征是：所述炭黑为N220或N234。
4.如权利要求1所述硬质矿区工程轮胎胎面胶，其特征是：所述白炭黑为HD165MP或HD175MP。
5.如权利要求1所述硬质矿区工程轮胎胎面胶，其特征是：所述抗硫化返原剂为1,6-双（N，N-二苯基硫代氨甲酰二硫代）己烷。
6.如权利要求1所述硬质矿区工程轮胎胎面胶，其特征是：所述防老剂为防老剂4020、防老剂RD中的一种或两种。
7.如权利要求1所述硬质矿区工程轮胎胎面胶，其特征是：所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂Si69或硅烷偶联剂Si75。
8.如权利要求1所述硬质矿区工程轮胎胎面胶，其特征是：所述抗撕裂树脂为FC260树脂、MY60树脂、DR903树脂中的一种或两种。
9.一种硬质矿区工程轮胎胎面胶的制备方法包括以下步骤：
（1）一段混炼：天然橡胶55～70重量份、丁苯橡胶22～35重量份、反式异戊橡胶8～12重量份、炭黑 10～15重量份投入密炼机中进行塑炼，上顶栓压力为4.0~5.5MPa，转子转速为40~55r/min，排胶温度为155~165℃，时间为90～105s，得到一段混炼胶；
（2）二段混炼：将步骤（1）所得一段混炼胶、炭黑 36～37重量份、白炭黑 10～15重量份、硅烷偶联剂1.5～3重量份、氧化锌3.5～4重量份、硬脂酸2～3重量份、防老剂3～3.5重量份、抗撕裂树脂6～12重量份、B型微晶蜡1.2～1.5重量份投入密炼机中进行混炼，上顶栓压力为4.0~5.5MPa，转子转速为35~50 r/min，排胶温度为150～160℃，时间为120～140s，得到二段混炼胶；
（3）三段混炼：将步骤（2）所得二段混炼胶、促进剂CZ共1.3～1.5重量份、硫磺粉0.8～1.2重量份、抗硫化返原剂0.3～0.5重量份、防焦剂CTP共0.2～0.3重量份投入密炼机中进行混炼，转子转速为20~40r/min，上顶栓压力为4.0~5.5MPa，排胶温度为100~110℃，时间为110～120s，得到所述胎面胶。
10.如权利要求9所述的硬质矿区工程轮胎胎面胶的制备方法，其特征是：步骤（1）、步骤（2）中采用的密炼机为BB430密炼机，步骤（3）中采用的密炼机为GK255N密炼机。
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