CN114559573A - 一种轮胎自修复密封胶料的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轮胎的制造领域，尤其涉及一种轮胎自修复密封胶料的加工方法。一种轮胎自修复密封胶料的加工方法，该方法包括以下的步骤：1）将除液体烯烃化合物之外的所有材料在密炼机中进行混合，得到混合物P，混合时间2～90分钟，混炼温度为100℃～160℃；2）将混合物P、液体烯烃化合物在单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中进行混合，混合物M中混合物P与液体烯烃类化合物的比例5:1～1:4；混合温度为40℃～150℃，得到用于轮胎自修复密封的混合物M。采用本发明加工的轮胎自修复密封胶，方法简便，混合物与液体烯烃类化合物混合均匀，无混合物的颗粒存在。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎的制造领域，尤其涉及一种轮胎自修复密封胶料的加工方法。
背景技术
现在人们对环境保护越来越重视，对气体的排放要求越来越高，特别是汽车的尾气排放。汽车制造商在生产新能源车和汽油车时，降低车身重量来降低汽车尾气排放时；同时对汽车的内部空间也进行优化，改善汽车的舒适性，取消了汽车备胎。
汽车使用的充气轮胎在运行过程中，由于异物刺穿轮胎，而造成轮胎漏气，轮胎漏气会导致汽车行驶状态不稳定，这就要求立即更换轮胎或对轮胎进行临时修理。为了在保证车辆在行驶条件，不必为了轮胎更换或修理而停车和离开车辆。
为了达到以上的目的，市场上开发了具有漏气保用性能的轮胎，这种轮胎在轮胎压力损失的情况下通过将胎面降低到下方的支撑环上而能够暂时继续行驶。另外，存在具有增强轮胎胎侧的漏气保用轮胎，该轮胎胎侧在轮胎压力损失的情况下即使在没有空气压力的情况下也能够在有限的时间内承受车轴负荷，而不会陷入不安全的行驶状况。市场上存在的所有这些设计显著增加了轮胎的重量和滚动阻力，并因此增加了机动车运行中的燃料消耗。
申请人申请的中国发明专利申请(申请号：2021111706634)公开了一种自修复轮胎密封胶及其制备方法和自修复轮胎，但自密封轮胎用的混合物加工困难，利用传统胶料加工设备无法完成胶料加工。
发明内容
为了解决以上的问题，本发明的目的是提供一种轮胎自修复密封胶料的加工方法，采用本发明加工的轮胎自修复密封胶，方法简便，混合物与液体烯烃类化合物混合均匀，无混合物的颗粒存在。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种轮胎自修复密封胶料的加工方法，该方法包括以下的步骤：
1)将除液体烯烃化合物之外的所有材料在密炼机中进行混合，得到混合物P，混合时间2～90分钟，混炼温度为100℃～160℃；
2)将混合物P、液体烯烃化合物在单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中进行混合，混合物M中混合物P与液体烯烃类化合物的比例5:1～1:4；混合温度为40℃～150℃，得到用于轮胎自修复密封的混合物M。
作为进一步改进，混合物P包含：烯烃类橡胶：100份；补强填充剂3～90份，其中补强填充剂含炭黑3～90份，无机填料0～30份；树脂0～50份；液体或固体加工助剂3～30份；硫化剂2～20份。
作为进一步改进，烯烃类橡胶为饱和度小于3.0％的丁基橡胶，丁基橡胶选自丁基橡胶、卤化丁基橡胶、特种弹性体丁基胶的一种或二种混合物或三者混合物，优选地二者混合物，卤化丁基橡胶与特种弹性体的混合物；
所述液体烯烃化合物，为饱和烯烃液体化合物或不饱和的烯烃液体化合物，或二者的混合物，如聚异戊二烯、异丁烯、聚异丁烯、聚丁二烯、聚苯乙烯，优选地聚异丁烯；液体烯烃化合物的分子量400～5000g/mol；
所述炭黑的粒径在25～300nm，吸碘值20～120mg/g，CTAB吸附比表面积20～120m2/g，DBP吸收值60～200ml/100g；
所述无机填料包括碳酸钙、高领土、陶士、云母粉、白碳黑中的一种或二者混合物；
树脂包含C5树脂、C9树脂、C5/C9树脂、松香树脂、萜烯树脂、DCPD树脂、酚醛树脂、古马隆-茚树脂中的一种或其中的二种混合物，优选地用C5树脂；所涉及的树脂的Tg点-40～70℃，分子量400～2000g/mol；
所述硫化剂包含过氧化物、氧化锌，一种或其中的二种混合物，优选地二者的混合物。所涉及的有机过氧化物包括过氧化二异丙苯、叔丁基异丙苯基过氧化物、3,3-双(叔丁基过氧)丁酸乙酯、4,4-双(叔丁基过氧)戊酸正丁酯、过氧化二叔丁基、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、1,4-双叔丁基过氧异丙基苯、1,1-双(叔丁基过氧基)环己烷，1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷中的一种或其中二者混合物或三者混合物；优选过氧化二异丙苯。
作为进一步改进，混合物P使用用密炼机采用一段混合得到或二段混合得到：
一段混合：混合物P中的所有材料均在一段加入，混炼温度为100℃～140℃，优选95℃～135℃，更优选90℃～125℃；混合后的混合物P用开炼机或挤出机进行压片存放；
二段混合：a)将除硫化剂之外的所有材料，先进行混合，混炼温度为100℃～160℃，优选95℃～150℃，更优选90℃～135℃，得到混合物A，用开炼机或挤出机将混合物A进行压片冷却；b)用开炼机或密炼机对混合物A与硫化剂进行在混合，混合温度80℃～130℃，优选85℃～125℃，更优选85℃～120℃，用开炼机或挤出机将混合物P进行压片冷却。
作为进一步改进，使用双螺杆挤出机对混合物P与液体烯烃类化合物进行混合，混合物P与液体烯烃类化合物的比例优选3:1～1:3，更优选2:1～1:2.5。
作为进一步改进，液体烯烃类化合物分为一次或多次在挤出机的不同部位加入，优选多次加入，加入的次数可以是一次、二次、三次、四次、五次，优选三次或四次加入。
作为进一步改进，液体烯烃类化合物的温度为40℃～100℃；挤出机的温度分为多段控制，第一段温度设定室温至60℃，第二段温度设定40℃～90℃，第三段温度设定40℃～90℃，第四段温度设定50℃～90℃，第五段温度设定40℃～90℃，第六段温度设定40℃～110℃。
作为进一步改进，螺杆的长径比不大于70:1，优选不大于60:1；螺杆在直径25mm～135mm，优选30mm～125mm，更优选35mm～110mm；双螺杆挤出机的两根螺杆的旋转方式为同向旋转或异向旋转，优选同向旋转。
进一步，本发明还公开了所述加工方法制备得到的轮胎自修复密封胶料。
进一步，本发明还公开了一种自修复轮胎，该自修复轮胎内表面涂布有所述的轮胎自修复密封胶料。
本发明由于采用了上述的技术方案，方法简便，混合物与液体烯烃类化合物混合均匀，无混合物的颗粒存在。
附图说明
图1：本发明方法的设备流程图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例，将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，都属于本发明保护范围。
本发明对比例1～3均使用传统的二段混合方法：
混合物P采用转子形式为相切型转子的1.5升的实验室密炼机进行混合，所有材料均在一段加入，混炼温度为110℃，混合时间为10分钟，混合后的混合物P用开炼机进行压片冷却存放。
混合物M采用转子形式为相切型转子的1.5升的实验室密炼机进行混合，混合物P与液体烯烃类化合物均在二段加入，混炼温度为100℃，混合时间为10分钟。
实施例1～2使用本发明的混合方法，具体如下：
混合物P采用使用转子形式为相切型转子，并且容积为270L的密炼机进行混合。混合物P中的所有材料均在一段加入，混炼温度为110℃，混合时间为10分钟。混合后的混合物P用挤出机进行压片冷却存放。
如图1所示，混合物M(混合物P与液体烯烃类化合物)采用同向双螺杆挤出机进行混合，液体烯烃类化合物分三次并分别在二、三、四段加入，液体烯烃类化合物在每段添加比例为1/3。液体烯烃类化合物的温度为40℃。螺杆的长径比为50:1，双螺杆挤出机的转速为250rpm。双螺杆挤出机的每段温度设定：第一段40℃，第二段50℃，第三段50℃，第四段60℃，第五段50℃，第六段70℃。
对比例、实施例如下表(一)所示
表(一)
对比例1中未加入液体烯烃类化合物，混合物M(混合物P)混合均匀，不粘密炼机，无颗粒，开炼机压片表面光滑。
对比例2，混合物P混合均匀，不粘密炼机，无颗粒，开炼机压片表面光滑；混合物M(混合物P与液体烯烃类化合物的比例为5:1)使用密炼机混合，混合物P与液体烯烃类化合物混合均匀，但混合物M粘密炼机侧壁、转子、上顶栓。
对比例3，混合物P混合均匀，不粘密炼机，无颗粒，开炼机压片表面光滑；混合物M(混合物P与液体烯烃类化合物的比例为3:1)使用密炼机混合，混合物M粘密炼机侧壁、转子、上顶栓，并且有大量的混合物P的颗粒存在，混合物P与液体烯烃类化合物混合不均匀，固态的混合物P与液体烯烃类化合物呈两相分离状态。
对实施例1，混合物P混合均匀，不粘密炼机，无颗粒，开炼机压片表面光滑；混合物M(混合物P与液体烯烃类化合物的比例为3:1)使用双螺杆挤出机混合，混合物P与液体烯烃类化合物混合均匀，无混合物P的颗粒存在。
对实施例2，混合物P混合均匀，不粘密炼机，无颗粒，开炼机压片表面光滑；混合物M(混合物P与液体烯烃类化合物的比例为1:1.5)使用双螺杆挤出机混合，混合物P与液体烯烃类化
合物混合均匀，无混合物P的颗粒存在。
Claims (10)
1.一种轮胎自修复密封胶料的加工方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：
1）将除液体烯烃化合物之外的所有材料在密炼机中进行混合，得到混合物P，混合时间2～90分钟，混炼温度为100℃～160℃；
2）将混合物P、液体烯烃化合物在单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中进行混合，混合物M中混合物P与液体烯烃类化合物的比例 5:1～1:4；混合温度为40℃～150℃，得到用于轮胎自修复密封的混合物M。
2.根据权利要求1所述加工方法，其特征在于，混合物P包含：烯烃类橡胶：100份；补强填充剂3~90份，其中补强填充剂含炭黑3～90份，无机填料 0～30份；树脂 0～50份；液体或固体加工助剂 3～30份；硫化剂 2～20份。
3.根据权利要求2所述加工方法，其特征在于，烯烃类橡胶为饱和度小于3.0%的丁基橡胶，丁基橡胶选自丁基橡胶、卤化丁基橡胶、特种弹性体丁基胶的一种或二种混合物或三者混合物，优选地二者混合物，卤化丁基橡胶与特种弹性体的混合物；
所述液体烯烃化合物，为饱和烯烃液体化合物或不饱和的烯烃液体化合物，或二者的混合物，如聚异戊二烯、异丁烯、聚异丁烯、聚丁二烯、聚苯乙烯，优选地聚异丁烯；液体烯烃化合物的分子量400~5000 g/mol；
所述炭黑的粒径在25~300nm，吸碘值20～120 mg/g，CTAB吸附比表面积 20～120 m2/g，DBP吸收值60~200 ml/100g；
所述无机填料包括碳酸钙、高领土、陶士、云母粉、白碳黑中的一种或二者混合物；
树脂包含C5树脂、C9树脂、C5/C9树脂、松香树脂、萜烯树脂、DCPD树脂、酚醛树脂、古马隆-茚树脂中的一种或其中的二种混合物，优选地用C5树脂；所涉及的树脂的Tg点-40~70℃，分子量400~2000g/mol；
所述硫化剂包含过氧化物、氧化锌，一种或其中的二种混合物，优选地二者的混合物；
所涉及的有机过氧化物包括过氧化二异丙苯、叔丁基异丙苯基过氧化物、3 ,3-双（叔丁基过氧）丁酸乙酯、4 ,4-双（叔丁基过氧）戊酸正丁酯、过氧化二叔丁基、2 ,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧基）己烷、1 ,4-双叔丁基过氧异丙基苯、1 ,1-双（叔丁基过氧基）环己烷，1 ,1-二叔丁基过氧基-3 ,3 ,5-三甲基环己烷中的一种或其中二者混合物或三者混合物；优选过氧化二异丙苯。
4.根据权利要求1所述加工方法，其特征在于，混合物P使用用密炼机采用一段混合得到或二段混合得到：
一段混合：混合物P中的所有材料均在一段加入，混炼温度为100℃～140℃，优选95℃～135℃，更优选90℃～125℃；混合后的混合物P用开炼机或挤出机进行压片存放；
二段混合：a)将除硫化剂之外的所有材料，先进行混合，混炼温度为100℃～160℃，优选95℃～150℃，更优选90℃～135℃，得到混合物A，用开炼机或挤出机将混合物A进行压片冷却；b) 用开炼机或密炼机对混合物A与硫化剂进行在混合，混合温度80℃～130℃，优选85℃～125℃，更优选85℃～120℃，用开炼机或挤出机将混合物P进行压片冷却。
5.根据权利要求1所述加工方法，其特征在于，使用双螺杆挤出机对混合物P与液体烯烃类化合物进行混合，混合物P与液体烯烃类化合物的比例优选3:1～1:3，更优选2:1～1:2.5。
6.根据权利要求1-5任意一项权利要求所述加工方法，其特征在于，液体烯烃类化合物分为一次或多次在挤出机的不同部位加入，优选多次加入，加入的次数可以是一次、二次、三次、四次、五次，优选三次或四次加入。
7.根据权利要求6所述加工方法，其特征在于，液体烯烃类化合物的温度为40℃～100℃；挤出机的温度分为多段控制，第一段温度设定室温至60℃，第二段温度设定40℃～90℃，第三段温度设定40℃～90℃，第四段温度设定50℃～90℃，第五段温度设定40℃～90℃，第六段温度设定40℃～110℃。
8.根据权利要求1-5任意一项权利要求所述加工方法，其特征在于，螺杆的长径比不大于70:1，优选不大于60:1；螺杆在直径25mm～135mm，优选30mm～125mm，更优选35mm～110mm；双螺杆挤出机的两根螺杆的旋转方式为同向旋转或异向旋转，优选同向旋转。
9.根据权利要求1-8任意一项权利要求所述加工方法制备得到的轮胎自修复密封胶料。
10.一种自修复轮胎，其特征在于，该自修复轮胎内表面涂布有权利要求9所述的轮胎自修复密封胶料。
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