CN110157056A - 一种全钢轮胎胎体配方及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于轮胎配方技术领域，具体涉及一种全钢轮胎胎体配方及其制备方法，其配方按质量份数计，包括天然橡胶70‑95份、反式异戊二烯‑丁二烯共聚物5‑30份、炭黑50‑60份、钴盐0.5‑1.5份、ZnO 4‑5份、硬脂酸0‑2份，防老剂2‑3份、不溶性硫磺2‑4份、促进剂1‑2份、防焦剂CTP 0.2‑0.5份。本发明能够提升胎体配方的动态疲劳性能，提高轮胎的使用寿命，同时该配方常温下结晶造成的高模量能够有效降低轮胎成型时拉伸造成的胎里漏线病象，提高产品的合格率。

Description

一种全钢轮胎胎体配方及其制备方法
技术领域
本发明属于轮胎配方技术领域，具体涉及一种全钢轮胎胎体配方及其制备方法。
背景技术
卡客车轮胎在行驶时，动态频率接近10Hz,周期性的压缩变形以及高承载量都要求胎体具有优异的抗疲劳破坏性能。轮胎胎体一方面将车轴载荷通过轮辋传递给胎冠，起承载、缓冲、传递应力的作用；另一方面保护轮胎免受外部冲击破坏。全钢轮胎胎体钢丝表面通常镀有铜、锌，能够与橡胶通过粘合体系结合。胎体橡胶配方要求与钢丝具有良好的粘合力，低生热、高模量以及疲劳性能。目前的胎体配方有两个缺陷：其一高模量造成的动态疲劳性能差，其二轮胎成型过程中由于格林强度低造成伸张变形，出现胎里漏线病象，影响产品使用安全性能。其解决办法有两种，一种是通过增加炭黑填充提高格林强度，同时造成配方生热增大，效果有限。另一种是预硫化技术，该技术通过辐射预硫化提高胶料强度，该技术通过设备改造，成本高，处于实验初期，且无法提升覆胶钢丝的动态疲劳性能。
反式异戊二烯-丁二烯共聚物是一种新材料，常温下结晶，呈现橡塑二重性，其硫化胶具有优异的耐磨、抗疲劳性能。当应用于轮胎胎体配方时，与现有配方相比，含反式异戊二烯-丁二烯共聚物配方常温下部分结晶，模量更高，能够有效抑制轮胎成型时充气胎体变形引起的胎里露线病象。在轮胎性能方面，异戊二烯-丁二烯共聚物配方表现出更有的动态疲劳性能，胎体寿命更长。
发明内容
本发明的目在于解决上述问题，提供了一种全钢轮胎胎体配方及其制备方法，利用异戊二烯-丁二烯共聚物的橡塑二重性，即常温下结晶，高温下转变为弹性体的特征，提升轮胎胎体常温下的模量，降低轮胎成型过程中由于拉伸造成的胎里漏线病象，改善硫化胶动态疲劳的性能，提升轮胎的品质。
按照本发明的技术方案，所述全钢轮胎胎体配方，按质量份数计，包括天然橡胶70-95份、反式异戊二烯-丁二烯共聚物 5-30份、炭黑 50-60份、钴盐 0.5-1.5份、ZnO 4-5份、硬脂酸 0-2份，防老剂 2-3份、不溶性硫磺2-4份、促进剂1-2份、防焦剂CTP 0.2-0.5份。
进一步的，所述反式异戊二烯-丁二烯共聚物中丁二烯的重量比为15-30%。
进一步的，所述炭黑为N330或者N375中的一种或两种。
进一步的，所述钴盐为癸酸钴或者硼酰化钴中的一种或两种。
进一步的，所述防老剂为防老剂4020、防老剂RD两种并用。
进一步的，所述促进剂为次磺酰胺类促进剂CZ、NS、DZ中的一种。
本发明的另一方面还提供了一种全钢轮胎胎体配方的制备方法，包括以下步骤，
（1）母炼：
a、一段母胶炼胶：按质量分数计，依次将天然橡胶70-95份、反式异戊二烯-丁二烯共聚物 5-30份、炭黑 40-50份、钴盐 0.5-1.5份、ZnO 4-5份、硬脂酸 0-2份，防老剂 2-3份加入密炼机中，保持填充系数 70%-75%，转速20-60转/分钟，于150-160℃条件下排胶，炼胶时间为2-4 min，制备得到一段母胶；
b、二段母胶炼胶：将步骤a所得一段母胶加入密炼机中，加入炭黑10-20份，保持填充系数 70%-75%，转速20-50转/分钟，于150-160℃条件下排胶，炼胶时间为2-3 min，制备得到二段母胶；
（2）终炼：将步骤（1）所得二段母胶加入密炼机中，继续加入不溶性硫磺2-4份、促进剂1-2份、防焦剂CTP 0.2-0.5份，保持填充系数为70%-75%，炼胶时间为3-5min，转速20-40转/分钟，排胶温度为100℃；密炼机下片并控制厚度为5-7mm，得到全钢轮胎胎体配方胶料。
本发明的有益效果在于：采用反式异戊二烯-丁二烯共聚的常温结晶性，有效降低了轮胎成型时拉伸造成的胎里漏线病象，提升轮胎行驶安全性能；同时能够提升胎体配方的动态疲劳性能，提高轮胎的使用寿命。
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。
实施例一
全钢轮胎胎体配方，各组份按重量份数计包括：天然橡胶70份、反式异戊二烯-丁二烯共聚物 30份、炭黑N375 55份、癸酸钴 0.5份、ZnO 4份，防老剂RD 1份、防老剂4020 1份、不溶性硫磺3份、促进剂DZ 1份、防焦剂CTP 0.5份。
上述全钢轮胎胎体配方的制备方法，包括以下步骤，
（1）母炼：
a、一段母胶炼胶：按质量分数计，依次将天然橡胶70份、反式异戊二烯-丁二烯共聚物30份、炭黑N375 45份、癸酸钴 0.5份、ZnO 4份，防老剂RD 1份、防老剂4020 1份加入密炼机中，保持填充系数 70%，转速50转/分钟，于150-160℃条件下排胶，炼胶时间为2-4 min，制备得到一段母胶；
b、二段母胶炼胶：将一段母胶加入密炼机中，加入炭黑N375 10份，保持填充系数 70%，转速40转/分钟，于150-160℃条件下排胶，炼胶时间为2-3 min，制备得到二段母胶；
（2）终炼：将步骤（1）所得二段母胶加入密炼机中，继续加入不溶性硫磺3份、促进剂DZ1份、防焦剂CTP 0.5份，保持填充系数为75%，炼胶时间为3-5min，转速20转/分钟，排胶温度为100℃；密炼机下片并控制厚度为5-7mm，制得全钢轮胎胎体配方胶料。
实施例二
全钢轮胎胎体配方，各组份按重量份数计包括：天然橡胶80份、反式异戊二烯-丁二烯共聚物20份、炭黑N330 60份、硼酰化钴 1.5份、ZnO 4.5份，防老剂RD 1份、防老剂4020 2份、不溶性硫磺4份、促进剂CZ 1份、防焦剂CTP 0.3份。
上述全钢轮胎胎体配方的制备方法，包括以下步骤，
（1）母炼：
a、一段母胶炼胶：按质量分数计，依次天然橡胶80份、反式异戊二烯-丁二烯共聚物20份、炭黑N330 40份、硼酰化钴 1.5份、ZnO 4.5份，防老剂RD 1份、防老剂4020 2份加入密炼机中，保持填充系数 75%，转速20转/分钟，于150-160℃条件下排胶，炼胶时间为2-4 min，制备得到一段母胶；
b、二段母胶炼胶：将一段母胶加入密炼机中，加入炭黑N330 20份，保持填充系数 70%，转速20转/分钟，于150-160℃条件下排胶，炼胶时间为2-3 min，制备得到二段母胶；
（2）终炼：将步骤（1）所得二段母胶加入密炼机中，继续加入不溶性硫磺4份、促进剂CZ1份、防焦剂CTP 0.3份，保持填充系数为75%，炼胶时间为3-5min，转速30转/分钟，排胶温度为100℃；密炼机下片并控制厚度为5-7mm，制得全钢轮胎胎体配方胶料。
实施例三
全钢轮胎胎体配方，各组份按重量份数计包括：天然橡胶95份、反式异戊二烯-丁二烯共聚物 5份、炭黑N375 25份、炭黑N330 25份、癸酸钴0.5份、硼酰化钴0.5份、ZnO 5份、防老剂RD 1.5份、防老剂4020 1.5份、不溶性硫磺2份、促进剂NS 1份、防焦剂CTP 0.2份。
上述全钢轮胎胎体配方的制备方法，包括以下步骤，
（1）母炼：
a、一段母胶炼胶：按质量分数计，依次将天然橡胶95份、反式异戊二烯-丁二烯共聚物5份、炭黑N375 20份、炭黑N330 20份、癸酸钴0.5份、硼酰化钴0.5份、ZnO 5份、防老剂RD1.5份、防老剂4020 1.5份加入密炼机中，保持填充系数 70%，转速60转/分钟，于150-160℃条件下排胶，炼胶时间为2-4 min，制备得到一段母胶；
b、二段母胶炼胶：将一段母胶加入密炼机中，加入炭黑N375 5份、炭黑N330 5份，保持填充系数 70%，转速50转/分钟，于150-160℃条件下排胶，炼胶时间为2-3 min，制备得到二段母胶；
（2）终炼：将步骤（1）所得二段母胶加入密炼机中，继续加入不溶性硫磺2份、促进剂NS1份、防焦剂CTP 0.2份，保持填充系数为75%，炼胶时间为3-5min，转速20转/分钟，排胶温度为100℃；密炼机下片并控制厚度为5-7mm，制得全钢轮胎胎体配方胶料。
上述实施例中，反式异戊二烯-丁二烯共聚物中丁二烯的重量比为15-30%。

Claims (7)

1.一种全钢轮胎胎体配方，其特征在于，按质量份数计，包括天然橡胶70-95份、反式异戊二烯-丁二烯共聚物 5-30份、炭黑 50-60份、钴盐 0.5-1.5份、ZnO 4-5份、硬脂酸 0-2份，防老剂 2-3份、不溶性硫磺2-4份、促进剂1-2份、防焦剂CTP 0.2-0.5份。
2.如权利要求1所述的全钢轮胎胎体配方，所述反式异戊二烯-丁二烯共聚物中丁二烯的重量比为15-30%。
3.如权利要求1所述的全钢轮胎胎体配方，其特征在于，所述炭黑为N330或者N375中的一种或两种。
4.如权利要求1所述的全钢轮胎胎体配方，其特征在于，所述钴盐为癸酸钴或者硼酰化钴中的一种或两种。
5.如权利要求1所述的全钢轮胎胎体配方，其特征在于，所述防老剂为防老剂4020、防老剂RD两种并用。
6.如权利要求1所述的全钢轮胎胎体配方，其特征在于，所述促进剂为次磺酰胺类促进剂CZ、NS、DZ中的一种。
7.一种全钢轮胎胎体配方的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
（1）母炼：
a、一段母胶炼胶：按质量分数计，依次将天然橡胶70-95份、反式异戊二烯-丁二烯共聚物 5-30份、炭黑 40-50份、钴盐 0.5-1.5份、ZnO 4-5份、硬脂酸 0-2份，防老剂 2-3份加入密炼机中，保持填充系数 70%-75%，转速20-60转/分钟，于150-160℃条件下排胶，炼胶时间为2-4 min，制备得到一段母胶；
b、二段母胶炼胶：将步骤a所得一段母胶加入密炼机中，加入炭黑10-20份，保持填充系数 70%-75%，转速20-50转/分钟，于150-160℃条件下排胶，炼胶时间为2-3 min，制备得到二段母胶；
（2）终炼：将步骤（1）所得二段母胶加入密炼机中，继续加入不溶性硫磺2-4份、促进剂1-2份、防焦剂CTP 0.2-0.5份，保持填充系数为70%-75%，炼胶时间为3-5min，转速20-40转/分钟，排胶温度为100℃；密炼机下片并控制厚度为5-7mm，得到全钢轮胎胎体配方胶料。
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