一種改性低阻力輪胎膠料及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性低阻力輪胎膠料及其制作方法，其特征在于，原料各組分按重量份數(shù)組成如下：天然膠SIR2050-60份、丁苯膠5-6份、氯丁橡膠5-6份、N234炭黑8-10份、白碳黑7-8份、硅烷偶聯(lián)劑X50S1-2份、聚乙二醇2-3份、甲苯二異氰酸酯2-3份、錫鹽類催化劑2-3份、端羥基聚丁二烯1-2份、軟化增塑劑芳烴油3-4份、硬脂酸2-3份、防老劑3-4份、增粘劑204樹脂1-2份、均勻劑UB40001-2份、硫磺1-2份、促進劑TBBS1-2份、防焦劑CTP0.3-0.5份。本發(fā)明提高了橡膠和吸水樹脂之間的相容性，提高了膠料的強度。碳黑用白炭黑予以部分取代，降低輪胎的滾動阻力起到降低油耗、減少廢氣排放和環(huán)保的功效。層膠之間的粘合性能強、分散性好，熱氧老化效果佳。
【專利說明】一種改性低阻力輪胎膠料及其制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于橡膠輪胎制造領域，具體涉及一種改性低阻力輪胎膠料及其制作方 法。
【背景技術】
[0002] 膠料是由碳黑、天然橡膠或合成橡膠、添加物等原材料混合密煉加工而成的。作 為輪胎制造過程中的主要加工對象和載體，橡膠在膠料中所占的比例通常達到一半左右， 為了使橡膠具有所需要的特性，還必須向其中加入諸如強化劑、粘合劑、抗老化劑等化學物 質(zhì)，以改變橡膠的強度、塑性、彈性、耐用性等物理性質(zhì)。輪胎上的所有半成品膠部件，如胎 面、胎側和三角膠條等，都是在后續(xù)的制造工藝中以膠料為原料加工而成的。
[0003] 綠色輪胎是全球輪胎行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向，很多國家對輪胎性能提出了更高的要 求，越來越多的國家正在醞釀或已經(jīng)實施輪胎標簽法規(guī)。如日本從2010年就開始實施自愿 輪胎標簽制度，美國早在6年前就通過了包含輪胎標簽規(guī)定的法規(guī)，而歐盟、韓國將從今年 11月1日起，實施強行性輪胎標簽法規(guī)，屆時綠色輪胎的全球市場份額將增加15%以上。
[0004] 從配方角度降低輪胎滾動阻力，要從膠種、補強劑等方面進行優(yōu)化。全鋼胎胎面膠 普遍采用全天然膠或少量并用順丁膠，該膠體系的生熱已很低，需要著重對補強體系進行 調(diào)整。目前使用爐法炭黑，如N234、N115等雖然耐磨性符合要求，但生熱很高，無法滿足低 滾動阻力輪胎要求。目前的輪胎膠料配方在生產(chǎn)及使用中存在許多缺點：炭黑及小料分散 不均勻，與過渡層粘合性差，貼合時易出現(xiàn)氣泡。
[0005] 將親水性材料與彈性體合金化，形成一種具有橡膠的彈性和強度，同時具有吸水 膨脹、擠壓情況下可保水，達到既能適應結構變化，又具有吸水膨脹的功能材料應用越來越 廣泛， 可用于汽車集裝箱、精密儀器及食品的防水、防潮包裝等。根據(jù)大量的實踐和研究發(fā) 現(xiàn)，絕大多數(shù)聚合物共混物是不相容或部分相容的。實際上，高分子共混物都是多相多組分 結構的混合物，存在著相界面和相結構形態(tài)不同所產(chǎn)生的性能薄弱問題。高分子共混物常 因相容性差，兩相間界面能高，界面結合力低而導致性能下降。共混物組分之間互不相容， 則潤濕性和黏合性不良，但并不是相容性越大越好，而應具有適當?shù)南嗳菪浴?br>
[0006] 因此，如何改善樹脂與橡膠的相容性，使效果顯著，同時在成型過程中避免氣泡出 現(xiàn)，實現(xiàn)輪胎性能的提高，是本發(fā)明要解決的技術問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明為了解決上述問題和缺陷，提供了一種改性低阻力輪胎膠料及其制作方 法，其特征在于，原料各組分按重量份數(shù)組成如下：天然膠SIR20 50-60份、丁苯膠5-6份、 氯丁橡膠5-6份、N234炭黑8-10份、白碳黑7-8份、硅烷偶聯(lián)劑X50S 1-2份、聚乙二醇2-3 份、甲苯二異氰酸酯2-3份、錫鹽類催化劑2-3份、端羥基聚丁二烯1-2份、軟化增塑劑芳烴 油3-4份、硬脂酸2-3份、防老劑3-4份、增粘劑204樹脂1-2份、均勻劑UB40001-2份、硫 磺1-2份、促進劑TBBS 1-2份、防焦劑CTP 0. 3-0. 5份。
[0008] 上述的一種改性低阻力輪胎膠料及其制作方法，其特征在于，所述的錫鹽類催化 劑選自氯化亞錫、辛酸亞錫、月桂酸錫中的任意一種。
[0009] 上述一種改性低阻力輪胎膠料及其制作方法，其特征在于，所述防老劑采用防老 劑6PH):防老劑RD :防護蠟=1:2:1的混合物。
[0010] 上述一種改性低阻力輪胎膠料的制作方法，其特征在于，所述方法包括如下步 驟： (1) 制得兩親性聚氨酯：將聚乙二醇在105-115°C真空脫水后，加入甲苯二異氰酸酯和 錫鹽類催化劑，緩慢升溫至70-8(TC，攪拌15-20min，然后再加入端羥基聚丁二烯，升溫至 100-120°C反應 30-40min ; (2) 橡膠塑煉：先控制密煉機轉(zhuǎn)子速度65 rpm，上頂拴風壓6公斤/CM3,混煉壓力為 20MPa，混煉室溫度為35°C，轉(zhuǎn)子溫度為35°C，排膠溫度為160°C，然后稱量天然膠SIR20、 丁苯膠和氯丁橡膠，在混煉室利用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動進行天然橡膠塑煉40秒，密煉機冷卻水溫度 30 0C ； (3) 加料壓栓煉：然后開始按順序加料，提栓投N234炭黑、白碳黑、硅烷偶聯(lián)劑X50S以 及步驟（1)制得的兩親性聚氨酯壓栓煉75秒；提栓清掃后投軟化增塑劑芳烴油、硬脂酸、防 老劑、增粘劑204樹脂和均勻劑防護蠟壓70秒，膠料溫度達到160°C卸出膠料到22英寸開 煉機； (4) 制作胎面膠料：最后翻煉冷卻膠料到110_95°C，在開煉機上加硫磺、促進劑TBBS和 防焦劑CTP混煉均勻，下片冷卻至室溫完成胎面膠的制作。
[0011] 發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明采用兩親性聚氨酯作為增容劑提高了橡膠和吸水樹脂之間的相容性，從而降低 了吸水樹脂的流失率，遇水膨脹橡膠達到吸水平衡時，樹脂基本不析出。同時也提高了吸 水后橡膠材料的強度。通過將傳統(tǒng)輪胎的胎面填充物碳黑用白炭黑予以部分取代，同時加 入一定量的硅烷偶聯(lián)劑對白炭黑進行化學改性，在不損失輪胎基本安全性能的情況下，降 低輪胎的摩擦系數(shù)，從而降低輪胎的滾動阻力起到降低油耗、減少廢氣排放和環(huán)保的功效。 增粘劑為204樹脂與天然膠和丁苯膠的相容性也好，提高了層膠之間的粘合性能。均勻劑 UB4000的加入，改善了不同品種橡膠共混的均勻性，提高膠料分散性。防護體系采用防老 劑4020、防老劑RD與防護蠟的協(xié)同作用，阻止或延緩橡膠老化反應繼續(xù)進行，同時對熱氧 老化效果極佳。得到的輪胎膠料可滿足工程材料的要求，應用前景廣闊。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合實施例對本發(fā)明作進一步描述： 本發(fā)明可按下表所列實施例來實現(xiàn) 天然膠SIR20 50-60份、丁苯膠5-6份、氯丁橡膠5-6份、N234炭黑8-10份、白碳黑 7-8份、硅烷偶聯(lián)劑X50S 1-2份、聚乙二醇2-3份、甲苯二異氰酸酯2-3份、錫鹽類催化劑 2-3份、端羥基聚丁二烯1-2份、軟化增塑劑芳烴油3-4份、硬脂酸2-3份、防老劑3-4份、增 粘劑204樹脂1-2份、均勻劑UB40001-2份、硫磺1-2份、促進劑TBBS 1-2份、防焦劑CTP 0· 3-0. 5 份。
[0013] 上述的一種改性低阻力輪胎膠料及其制作方法，其特征在于，所述的錫鹽類催化 劑選自氯化亞錫、辛酸亞錫、月桂酸錫中的任意一種。
[0014] 上述一種改性低阻力輪胎膠料及其制作方法，其特征在于，所述防老劑采用防老 劑6PH):防老劑RD :防護蠟=1:2:1的混合物。
【權利要求】
1. 一種改性低阻力輪胎膠料及其制作方法，其特征在于，原料各組分按重量份數(shù)組成 如下：天然膠SIR20 50-60份、丁苯膠5-6份、氯丁橡膠5-6份、N234炭黑8-10份、白碳黑 7-8份、硅烷偶聯(lián)劑X50S 1-2份、聚乙二醇2-3份、甲苯二異氰酸酯2-3份、錫鹽類催化劑 2-3份、端羥基聚丁二烯1-2份、軟化增塑劑芳烴油3-4份、硬脂酸2-3份、防老劑3-4份、增 粘劑204樹脂1-2份、均勻劑UB40001-2份、硫磺1-2份、促進劑TBBS 1-2份、防焦劑CTP 0? 3-0. 5 份。
2. 根據(jù)權利要1所述的一種改性低阻力輪胎膠料及其制作方法，其特征在于，所述的 錫鹽類催化劑選自氯化亞錫、辛酸亞錫、月桂酸錫中的任意一種。
3. 根據(jù)權利要求1所述一種改性低阻力輪胎膠料及其制作方法，其特征在于，所述防 老劑采用防老劑6PH):防老劑RD :防護蠟=1:2:1的混合物。
4. 根據(jù)權利要求1所述一種改性低阻力輪胎膠料的制作方法，其特征在于，所述方法 包括如下步驟： (1) 制得兩親性聚氨酯：將聚乙二醇在l〇5_115°C真空脫水后，加入甲苯二異氰酸酯和 錫鹽類催化劑，緩慢升溫至70-8(TC，攪拌15-20min，然后再加入端羥基聚丁二烯，升溫至 100-120°C反應 30-40min ; (2) 橡膠塑煉：先控制密煉機轉(zhuǎn)子速度65 rpm，上頂拴風壓6公斤/CM3,混煉壓力為 20MPa，混煉室溫度為35°C，轉(zhuǎn)子溫度為35°C，排膠溫度為160°C，然后稱量天然膠SIR20、 丁苯膠和氯丁橡膠，在混煉室利用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動進行天然橡膠塑煉40秒，密煉機冷卻水溫度 30 °C ； (3) 加料壓栓煉：然后開始按順序加料，提栓投N234炭黑、白碳黑、硅烷偶聯(lián)劑X50S以 及步驟（1)制得的兩親性聚氨酯壓栓煉75秒；提栓清掃后投軟化增塑劑芳烴油、硬脂酸、防 老劑、增粘劑204樹脂和均勻劑防護蠟壓70秒，膠料溫度達到160°C卸出膠料到22英寸開 煉機； (4) 制作胎面膠料：最后翻煉冷卻膠料到110_95°C，在開煉機上加硫磺、促進劑TBBS和 防焦劑CTP混煉均勻，下片冷卻至室溫完成胎面膠的制作。
【文檔編號】C08K3/04GK104419022SQ201310368821
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權日:2013年8月22日
【發(fā)明者】宋波 申請人:青島藍農(nóng)谷農(nóng)產(chǎn)品研究開發(fā)有限公司