一種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面膠的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面膠，原料各組分按照重量份組成如下：溶聚丁苯橡膠60?80份、順丁橡膠20?40份、白炭黑50?80份、炭黑5?10份、硅烷偶聯(lián)劑8?12份、改性導電復合材料3?12、樹脂3?5份、氧化鋅2?4份、硬脂酸0.5?2.5份、硫磺0.5?2.5份、促進劑0.5?1.8份、其它組分4?7份。本發(fā)明使用了改性導電材料，并同時合理調(diào)整填料比例以及膠料的混煉工藝，在膠料原有性能不變的基礎上，顯著提升其導電性和導熱性，避免靜電擊人或火災等安全隱患，同時也可提升輪胎的耐久性，延長輪胎使用周期。
【專利說明】
-種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面膠
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于汽車輪胎材料技術領域，具體設及一種充氣輪胎用具有良好導電和導 熱性高填充白炭黑胎面膠。
【背景技術】
[0002] 早在20世紀40年代就有人發(fā)現(xiàn)了輪胎與道路界面產(chǎn)生靜電的現(xiàn)象，汽車在行駛過 程中，由于車輛與空氣摩擦等原因，車輛會累積一定量的靜電荷，如果運些靜電荷不及時導 出，會引起靜電擊人或火災等安全隱患。車輛靜電主要通過輪胎導入到地面，但目前為達到 歐洲標簽法對輪胎濕地性能等級、滾動阻力等級的技術指標要求，必須采用高比例白炭黑 用量配方的膠料，而此膠料的電阻率遠大于IX 10WQ .cm。而一般認為，所有類型的輪胎按 照標準要求的方法測試的電阻率不大于IX 10WQ .cm則可順利導出靜電荷。目前可W在該 高填充量白炭黑膠料中加入常規(guī)導電材料，用W改善膠料的導電性能，但是常規(guī)導電材料 用到膠料中后分散性能較差，嚴重影響橡膠相關性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術中存在的在膠料導電性和導熱性較差的技術問題，本發(fā)明的目的在 于提供的一種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面膠，該配方創(chuàng)新性了使 用了改性導復合電材料，并同時合理調(diào)配填料用量，W達到在膠料原有性能不變的基礎上， 顯著提升其導電性和導熱性。
[0004] 本發(fā)明采取的技術方案為：
[0005] -種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面膠，原料各組分按照重 量份組成如下：溶聚下苯橡膠60-80份、順下橡膠20-40份、白炭黑50-80份、炭黑5-10份、娃 燒偶聯(lián)劑8-12份、改性導電復合材料3-12、樹脂3-5份、氧化鋒2-4份、硬脂酸0.5-2.5份、硫 橫0.5-2.5份、促進劑0.5-1.8份、其它組分4-7份。
[0006] 進一步的，原料各組分按照重量份組成如下：溶聚下苯橡膠70份、順下橡膠30份、 白炭黑60份、炭黑8份、硅烷偶聯(lián)劑10份、改性導電復合材料8份、樹脂4份、氧化鋒3、硬脂酸 1.5份、硫橫1.2份、促進劑1.5份、其它組分6份。
[0007] 進一步的，所述樹脂為烷基苯酪甲醒樹脂、控類樹脂或二者的混合物。
[000引進一步的，所述改性導電復合材料是經(jīng)助劑化學成分處理的多壁碳納米管W天然 橡膠為載體的復合材料，所述助劑化學成分的各組分組成為:天然橡膠80-100份，多壁碳納 米管10-30份，脂肪酸1 -3份，硅烷偶聯(lián)劑0.5-2份。
[0009] 進一步的，所述促進劑為次橫酷胺類促進劑。
[0010] 進一步的，所述其它組分為哇嘟類防老劑、胺類防老劑或石蠟中的一種或多種。
[0011] 進一步的，所述的改性導電材料的制備方法包括如下步驟:改性導電復合材料制 備在密煉機中進行，將天然橡膠、多壁碳納米管、脂肪酸和硅烷偶聯(lián)劑運些助劑化學成分混 合，加入密煉機中壓上頂栓混煉30-40S，提巧，壓上頂栓20-30S，提巧，壓上頂栓10-25S，控 制密煉機轉速30-55轉/分;160°C排膠;排膠后，膠料由雙螺桿擠出壓片機壓片、經(jīng)隔離劑池 后冷卻、建煤。
[0012] -種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面膠的混煉方法，具體包 括包括W下步驟：
[0013] (1)-段混煉:混煉在密煉機中進行，加溶聚下苯橡膠和天然橡膠組成的生膠、改 性導電復合材料，壓上頂栓20-40S，提巧，加硅烷偶聯(lián)劑、白炭黑壓上頂栓25-35S，提巧，壓 栓20-30S，提巧，壓上頂栓25-30S;密煉機轉速25-55轉/分；150°C排膠；
[0014] (2)二段混煉：混煉在密煉機中進行，加一段混煉膠料、剩余藥品、炭黑壓上頂栓 20-35S，提巧，壓上頂栓20-35S，提巧，壓上頂栓20-35S ;密煉機轉速30-50轉/份；150°C排 膠；
[0015] (3)=段混煉:混煉在密煉機中進行，加二段混煉膠壓上頂栓25-35S，提巧，壓上頂 栓20-30S，提巧，壓上頂栓20-30S;密煉機轉速30-50轉/份;145°C排膠；
[0016] (4)母煉膠密煉機排膠后，膠料由雙螺桿擠出壓片機壓片、經(jīng)隔離劑池后冷卻、建 煤；
[0017] (5)終煉膠混煉：混煉在密煉機中進行，加=段混煉母膠、終煉藥品壓上頂栓25- 35s，提巧，壓上頂栓20-35S，提巧，壓上頂栓20-30S;密煉機轉速20-30轉/分;100°C排膠；
[0018] (6)終煉膠密煉機排膠后，膠料由雙螺桿擠出壓片機壓片、在開煉機上左右切刀各 3次、經(jīng)隔離劑池后冷卻、建煤。
[0019] 本發(fā)明的有益效果為：
[0020] 本發(fā)明導電復合材料中的多壁碳納米管通過W天然橡膠為載體，W脂肪酸和硅烷 偶聯(lián)劑為改性劑生產(chǎn)的母料，克服了碳納米管在橡膠中分散性差的特點，同時提升了膠料 的物料性能，使其在較少的用量下即可賦予橡膠良好的導電和導熱性能，其它組分中的防 老劑可防止橡膠的過早老化。
[0021] 本發(fā)明中采用烷基苯酪甲醒樹脂或控類樹脂W及二者的混合物，可改善膠料工藝 粘性和提升膠料分散特性;促進劑為次橫酷胺類促進劑，促進橡膠硫化，并具有焦燒時間 長，硫化時間短，平坦性好的特點。
[0022] 與現(xiàn)有技術相比，導電復合材料用于全白炭黑胎面膠中縮短了焦燒時間和提高了 硫化速率，間接提升了生產(chǎn)效率;在膠料物理性能方面，導電復合材料的加入在一定程度上 提升了胎面膠的硬度和定伸應力，同時拉伸、撕裂強度、耐磨性均有所提高，提升和延長了 輪胎的耐久性能和輪胎使用周期；當導電復合材料在全白炭黑胎面配方中加入少量份數(shù) 后，膠料的電阻率出現(xiàn)迅速下降，發(fā)生了逾滲行為。本發(fā)明在膠料原有性能不變的基礎上， 顯著提升其導電性和導熱性，避免靜電擊人或火災等安全隱患，同時也可兼顧提升輪胎使 用性能。
[0023] 本發(fā)明中的高填充白炭黑胎面膠的混煉方法中步驟（1) 一段混煉，其特殊性在于 溶聚下苯橡膠和天然橡膠組成的生膠、改性導電復合材料先壓栓混煉，用W促進導電復合 材料的分散性能。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明中的改性導電復合材料生產(chǎn)流程圖。
【具體實施方式】
[0025] 實施例1
[0026] -種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面膠，其特征在于，所述 溶聚下苯橡膠60份、順下橡膠40份、白炭黑50份、炭黑5份、硅烷偶聯(lián)劑8份、改性導電復合材 料3份、樹脂3份、氧化鋒3份、硬脂酸0.5份、硫橫0.5份、促進劑0.5份、其它組分4份。
[0027] 實施例2
[0028] -種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面膠，其特征在于，所述 溶聚下苯橡膠70份、順下橡膠30份、白炭黑60份、炭黑8份、硅烷偶聯(lián)劑10份、改性導電復合 材料8份、樹脂4份、氧化鋒3份、硬脂酸1.5份、硫橫1.2份、促進劑1.5份、其它組分6份。
[0029] 實施例3
[0030] -種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面膠，其特征在于，所述 溶聚下苯橡膠80份、順下橡膠20份、白炭黑80份、炭黑10份、硅烷偶聯(lián)劑12份、改性導電復合 材料12份、樹脂5份、氧化鋒4份、硬脂酸2.5份、硫橫2.5份、促進劑1.8份、其它組分7份。
[0031] 實施例4
[0032] 改性導電復合材料是經(jīng)助劑化學成分處理的多壁碳納米管W天然橡膠為載體的 復合材料，所述助劑化學成分的各組分組成為:天然橡膠80-100份，多壁碳納米管10-30份， 脂肪酸1-3份，硅烷偶聯(lián)劑0.5-2份。
[0033] 改性導電復合材料制備在密煉機中進行，將天然橡膠、多壁碳納米管、脂肪酸和娃 燒偶聯(lián)劑運些助劑化學成分混合，加入密煉機中壓上頂栓混煉30-40S，提巧，壓上頂栓20- 30s，提巧，壓上頂栓10-25S，控制密煉機轉速30-55轉/分；160°C排膠;排膠后，膠料由雙螺 桿擠出壓片機壓片、經(jīng)隔離劑池后冷卻、建煤。
[0034] 改性填導電材料提升膠料導電、導熱的原理:高填充白炭黑膠料不具有導電性能， 是因為其微觀上不存在能發(fā)生電子遷移的導電網(wǎng)絡。而經(jīng)過多種化學助劑處理的多壁碳納 米管改性復合材料加入少量份數(shù)于該膠料中（如圖1所示），可很好的分散于膠料中，并形成 導電網(wǎng)絡，使熱振動的電子在導電粒狀間發(fā)生遷移，從而使膠料具有良好的導電、導熱性。
[0035] 改性導電復合材料與白炭黑比例調(diào)配原理:每在高填充白炭黑胎面膠中加入1質 量份的改性導電復合材料，需相應減少1質量份的白炭黑，W達到不改變膠料的模量的目 的。其相應的導電、導熱性能測試結果為：
[0036] (1)導由忡測試：
[0037]
(2)導熱性測試：
[0039]
[0040] 注：（1)(2)中1#、2#、3#配方所用改性導電復合材料份數(shù)分別為:3份、8份、10份。 [0041 ] 實施例5
[0042] -種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面膠的混煉方法，具體包 括W下步驟：
[0043] (1)-段混煉:混煉在密煉機中進行，加溶聚下苯橡膠和天然橡膠組成的生膠、改 性導電復合材料，壓上頂栓20-40S，提巧，加硅烷偶聯(lián)劑、白炭黑壓上頂栓25-35S，提巧，壓 栓20-30S，提巧，壓上頂栓25-30S;密煉機轉速25-55轉/分；150°C排膠；
[0044] (2)二段混煉：混煉在密煉機中進行，加一段混煉膠料、剩余藥品、炭黑壓上頂栓 20-35S，提巧，壓上頂栓20-35S，提巧，壓上頂栓20-35S ;密煉機轉速30-50轉/份；150°C排 膠；
[0045] (3)=段混煉:混煉在密煉機中進行，加二段混煉膠壓上頂栓25-35S，提巧，壓上頂 栓20-30S，提巧，壓上頂栓20-30S;密煉機轉速30-50轉/份;排膠145°C ;
[0046] (4)母煉膠密煉機排膠后，膠料由雙螺桿擠出壓片機壓片、經(jīng)隔離劑池后冷卻、建 煤；
[0047] (5)終煉膠混煉：混煉在密煉機中進行，加=段混煉母膠、終煉藥品壓上頂栓25- 35s，提巧，壓上頂栓20-35S，提巧，壓上頂栓20-30S;密煉機轉速20-30轉/分;100°C排膠；
[0048] (6)終煉膠密煉機排膠后，膠料由雙螺桿擠出壓片機壓片、在開煉機上左右切刀各 3次、經(jīng)隔離劑池后冷卻、建煤。
[0049] 實施例2的配方與常規(guī)配方性能對比如下表所示：
[(K)加](1)物理機械性能：
[0化1 ]
L0057J (4)輪胎電阻測試
[005引輪胎測試規(guī)格為225/45ZR17SU16;根據(jù)標準要求，輪胎測試電阻《1X10^即符合 導電性能要求。 rnnsQi
[0060] 從W上表可W看出，試驗配方可W滿足輪胎性能要求，同時提升了輪胎的磨耗性 能。
[0061] W上所述并非是對本發(fā)明的限制，應當指出：對于本技術領域的普通技術人員來 說，在不脫離本發(fā)明實質范圍的前提下，還可W做出若干變化、改型、添加或替換，運些改進 和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面膠，其特征在于，原料各 組分按照重量份組成如下： 溶聚丁苯橡膠60-80份、順丁橡膠20-40份、白炭黑50-80份、炭黑5-10份、硅烷偶聯(lián)劑8-12份、改性導電復合材料3-12、樹脂3-5份、氧化鋅2-4份、硬脂酸0.5-2.5份、硫磺0.5-2.5 份、促進劑〇. 5-1.8份、其它組分4-7份。2. 根據(jù)權利要求1所述一種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面膠， 其特征在于，原料各組分按照重量份組成如下： 溶聚丁苯橡膠70份、順丁橡膠30份、白炭黑60份、炭黑8份、硅烷偶聯(lián)劑10份、改性導電 復合材料8份、樹脂4份、氧化鋅3、硬脂酸1.5份、硫磺1.2份、促進劑1.5份、其它組分6份。3. 根據(jù)權利要求1或2所述一種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面 膠，其特征在于，所述樹脂為烷基苯酚甲醛樹脂、烴類樹脂或二者的混合物。4. 根據(jù)權利要求1或2所述一種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面 膠，其特征在于，所述改性導電復合材料是經(jīng)助劑化學成分處理的多壁碳納米管以天然橡 膠為載體的復合材料，所述助劑化學成分的各組分組成為:天然橡膠80-100份，多壁碳納米 管10-30份，脂肪酸1-3份，硅烷偶聯(lián)劑0.5-2份。5. 根據(jù)權利要求1或2所述一種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面 膠，其特征在于，所述促進劑為次磺酰胺類促進劑。6. 根據(jù)權利要求1或2所述一種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面 膠，其特征在于，所述其它組分為喹啉類防老劑、胺類防老劑或石蠟中的一種或多種。7. 根據(jù)權利要求1、2或4所述一種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎 面膠，其特征在于，所述的改性導電材料的制備方法包括如下步驟:改性導電復合材料制備 在密煉機中進行，將天然橡膠、多壁碳納米管、脂肪酸和硅烷偶聯(lián)劑這些助劑化學成分混 合，加入密煉機中壓上頂栓混煉30-40s，提砣，壓上頂栓20-30s，提砣，壓上頂栓10-25s，控 制密煉機轉速30-55轉/分;160 °C排膠;排膠后，膠料由雙螺桿擠出壓片機壓片、經(jīng)隔離劑池 后冷卻、建燦。8. -種充氣輪胎用具有良好導電和導熱性高填充白炭黑胎面膠的混煉方法，其特征在 于，具體包括包括以下步驟： (1) 一段混煉:混煉在密煉機中進行，加溶聚丁苯橡膠和天然橡膠組成的生膠、改性導 電復合材料，壓上頂栓20-40s，提砣，加硅烷偶聯(lián)劑、白炭黑壓上頂栓25-35s，提砣，壓栓20-30s，提砣，壓上頂栓25-30s;密煉機轉速25-55轉/分；150 °C排膠； (2) 二段混煉：混煉在密煉機中進行，加一段混煉膠料、剩余藥品、炭黑壓上頂栓20-35s，提砣，壓上頂栓20-35s，提砣，壓上頂栓20-35s;密煉機轉速30-50轉/份;150 °C排膠； (3) 三段混煉：混煉在密煉機中進行，加二段混煉膠壓上頂栓25-35S，提砣，壓上頂栓 20-30s，提砣，壓上頂栓20-30s;密煉機轉速30-50轉/份；145°C排膠； (4) 母煉膠密煉機排膠后，膠料由雙螺桿擠出壓片機壓片、經(jīng)隔離劑池后冷卻、建垛； (5) 終煉膠混煉:混煉在密煉機中進行，加三段混煉母膠、終煉藥品壓上頂栓25-35s，提 砣，壓上頂栓20-35s，提砣，壓上頂栓20-30s;密煉機轉速20-30轉/分；100 °C排膠； (6) 終煉膠密煉機排膠后，膠料由雙螺桿擠出壓片機壓片、在開煉機上左右切刀各3次、 經(jīng)隔離劑池后冷卻、建垛。
【文檔編號】C08K9/12GK105924705SQ201610321408
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】陳建軍, 王偉, 李衛(wèi)國
【申請人】賽輪金宇集團股份有限公司