一種耐切割全鋼工程胎胎面膠料及其制備方法和應用
【專利摘要】本發(fā)明涉及輪胎膠料配方領域，特別是涉及一種耐切割全鋼工程胎胎胎面膠料及其制備方法和應用。一種耐切割全鋼工程胎胎面膠料，該胎面膠料按質(zhì)量分數(shù)計由包括以下的組分的原料制備得到：丁苯橡膠100份，膨潤土0.1~3.5份，炭黑45~60份，氧化鋅2~6份，硬脂酸0.5~2份，環(huán)保油9~12份，6PPD0.5~2份，防老劑RD1~3份，充油硫磺1~3份，促進劑CZ1~3份。本發(fā)明將膨潤土與丁苯橡膠、炭黑預先共混，提高分散性能，相比溶液中濕法共混，操作更為方便；在膨潤土/炭黑/丁苯橡膠復合材料中添加少量的膨潤土，利用膨潤土片狀材料特性以及與炭黑的相互協(xié)同作用，提高工程胎胎面膠料的耐切割等性能。
【專利說明】
一種耐切割全鋼工程胎胎面膠料及其制備方法和應用
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及輪胎膠料配方領域，特別是涉及一種耐切割全鋼工程胎胎胎面膠料及 其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 工程胎胎面在苛刻復雜路面條件下會經(jīng)常與銳利石塊或路邊石塊反復接觸出現(xiàn) 胎面膠撕裂、崩花掉塊現(xiàn)象。局部受到強烈的反復作用力使得胎面膠料中的物理結合點減 少，同時炭黑聚集體和部分橡膠分子鏈形成層狀各向異性;這種微觀結構和宏觀結構均形 成的各向異性結構導致平行于層狀結構的周向區(qū)域抗撕裂強度下降，破壞沿著層狀各向異 性結構中自由體積增大、強度最低的橡膠層發(fā)展，形成一種層狀剝離的層間破壞，最終導致 工程胎胎面壽命的降低。
[0003]在胎面配方中通過改變填料、優(yōu)化硫化體系或改變聚合物品種及其并用比等方法 可以一定程度的改善輪胎耐切割和抗崩花掉快性能，但要以犧牲滯后、生熱和屈撓性能為 代價。膨潤土的片狀結構由于其形狀因子大，能夠阻礙裂紋的產(chǎn)生，提高材料的耐切割等性 能。在填料總量一定的前提下，片層膨潤土的加入可以提高復合材料的耐熱氧老化性能和 耐熱性能，而炭黑則可以彌補由于粘土與橡膠基體之間相互作用較弱以及粘土片層微觀分 布不均勻性帶來的應力集中，二者并用可以使膠料綜合性能達到較好的范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術問題是為了提高全鋼工程胎胎胎面的耐切割等性能，本發(fā) 明的一個目的提供一種耐切割全鋼工程胎胎胎面膠料。本發(fā)明另外一個目的是提供上述的 胎面膠料的制備方法，本發(fā)明第三個目的是提供采用上述的胎面膠料的全鋼工程胎，用來 提高工程胎的使用壽命。
[0005] 為實現(xiàn)本發(fā)明的第一個目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下： 一種耐切割全鋼工程胎胎面膠料，其特征在于該胎面膠料按質(zhì)量分數(shù)計由包括以下的 組分的原料制備得到： 丁苯橡膠1〇〇份， 膨潤土 0.1~3.5份， 炭黑45~60份， 氧化鋅2~6份， 硬脂酸0.5~2份， 環(huán)保油9~12份， 6PPD 0.5~2份， 防老劑RD 1~3份， 充油硫磺1~3份， 促進劑CZ 1~3份。
[0006] 作為優(yōu)選，該胎面膠料按質(zhì)量分數(shù)計由包括以下的組分的原料制備得到： 丁苯橡膠1〇〇份， 膨潤土 1~3.0份， 炭黑45~55份， 氧化鋅4~6份， 硬脂酸0.5~1.5份，環(huán)保油9~12份， 6PPD 0.5~1.5份， 防老劑RD 1~3份， 充油硫磺1~3份， 促進劑CZ 1~3份。
[0007] 作為優(yōu)選，所述的丁苯橡膠為乳聚丁苯。
[0008] 作為優(yōu)選，所述的炭黑為N234或N220。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的充油硫磺與促進劑比例為1:0.4~1:1.3。
[0010] 為實現(xiàn)本發(fā)明的第二個目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下： 一種上述的耐切割全鋼工程胎胎面膠料的制備方法，該方法包括以下的步驟： a) 按一定比例將膨潤土、炭黑和丁苯橡膠投入到密煉機中，轉(zhuǎn)速為40~80rpm，先慢后 快，到130~140°C時排膠，在開煉機上出片后得到的膠料待用； b) 將a)的膠料投入到密煉機中進行塑煉30~40s，混煉溫度70~80°C，轉(zhuǎn)速為50~70rpm; c) 將硬脂酸、氧化鋅、6PPD和防老劑RD投入到步驟b)的密煉機中混煉20~40s，轉(zhuǎn)速60~ 80rpm，上頂栓壓力不變； d) 將環(huán)保油投入到步驟c)的密煉機中混煉8~lOmin，轉(zhuǎn)速70~90rpm，上頂栓壓力不變， 排膠溫度140~150°C; e) 排膠出片，得到母膠，冷卻并停放10~30h; f) 在開煉機上加入步驟e)的母膠、硫磺、促進劑，薄通5~6次，打5~8次三角包，出片后得 到膠料。
[0011] 本發(fā)明的第三個目的是提供一種耐切割全鋼工程胎，該全鋼工程胎的胎面膠由上 述的胎面膠料硫化制備得到。
[0012] 本發(fā)明將膨潤土與丁苯橡膠、炭黑預先共混，提高分散性能，相比溶液中濕法共 混，操作更為方便;在膨潤土 /炭黑/ 丁苯橡膠復合材料中添加少量的膨潤土，利用膨潤土片 狀材料特性以及與炭黑的相互協(xié)同作用，提高工程胎胎面膠料的耐切割等性能。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于 此，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例。
[0014] 對比例 對比例的配方如下：丁苯橡膠100份，炭黑50份，氧化鋅5份，硬脂酸1份，環(huán)保油10份， 6Pro 1份，防老劑RD 2份，充油硫磺1.8份，促進劑CZ 1.9份。
[0015]制備方法按如下步驟進行： a)按一定比例將炭黑N234和丁苯橡膠投入到密煉機中，轉(zhuǎn)速為為40~80rpm，先慢后快， 到135 °C時排膠，在開煉機上出片后得到的膠料待用。
[0016] b)將a)的膠料(炭黑N234/丁苯橡膠復合膠料)投入到密煉機中進行塑煉30~40s， 混煉溫度70~80°C，轉(zhuǎn)速為為60rpm; c) 將硬脂酸、氧化鋅、6PPD和防老劑RD投入到步驟b)的密煉機中混煉20~40s，轉(zhuǎn)速 70rpm，上頂栓壓力不變； d) 排膠出片，得到母膠，冷卻并停放16h; e) 在開煉機上加入步驟d)的母膠、硫磺、促進劑，薄通5次，打6次三角包，出片后得到 膠料。
[0017] 實施例！ 一種耐切割全鋼工程胎胎面配方及其制備方法，配方如下（以重量份數(shù)計）：丁苯橡膠 100份，膨潤土2.5份，炭黑N234 50份，氧化鋅5份，硬脂酸1份，環(huán)保油10份，6PPD 1份，防老 劑RD 2份，硫磺1.8份，促進劑CZ 1.9份。
[0018] 制備方法按如下步驟進行： a)按一定比例將膨潤土、炭黑N234和丁苯橡膠投入到密煉機中，轉(zhuǎn)速為為40~80rpm，先 慢后快，到135 °C時排膠，在開煉機上出片后得到的膠料待用。
[0019] b)將a)的膠料(膠料中丁苯橡膠/炭黑N234/膨潤土比例為100/50/2.5,以重量份 數(shù)計)投入到密煉機中進行塑煉30~40s，混煉溫度70~80°C，轉(zhuǎn)速為為60rpm; c) 將硬脂酸、氧化鋅、6PPD和防老劑RD投入到步驟b)的密煉機中混煉20~40s，轉(zhuǎn)速 70rpm，上頂栓壓力不變； d) 將環(huán)保油投入到步驟c)的密煉機中混煉8~lOmin，轉(zhuǎn)速80rpm，上頂栓壓力不變，排膠 溫度145°C; e) 排膠出片，得到母膠，冷卻并停放16h; f) 在開煉機上加入步驟e)的母膠、硫磺、促進劑，薄通5次，打6次三角包，出片后得到膠 料。
[0020] 實施例2 一種耐切割全鋼工程胎胎面配方及其制備方法，配方如下（以重量份數(shù)計）：丁苯橡膠 100份，膨潤土3份，炭黑N234 50份，氧化鋅5份，硬脂酸1份，環(huán)保油10份，6PPD 1份，防老劑 RD 2份，充油硫磺1.8份，促進劑CZ 1.9份。
[0021] 上述胎面配方的制備方法同實施例1，其中a)步驟所得膠料中丁苯橡膠/炭黑 N234/膨潤土比例為100/50/3,以重量份數(shù)計。
[0022] 實施例3 一種耐切割全鋼工程胎胎面配方及其制備方法，配方如下（以重量份數(shù)計）：丁苯橡膠 100份，膨潤土 1.5份，炭黑N220 50份，氧化鋅5份，硬脂酸1份，環(huán)保油11份，6PPD 1份，防老 劑RD2份，充油硫磺1. 8份，促進劑CZ 1.9份。
[0023]制備方法按如下步驟進行： a)按一定比例將膨潤土、炭黑N220和丁苯橡膠投入到密煉機中，轉(zhuǎn)速為為40~80rpm，先 慢后快，到135 °C時排膠，在開煉機上出片后得到的膠料待用。
[0024] b)將a)的膠料(膠料中丁苯橡膠/炭黑N220/膨潤土比例為100/50/1.5，以重量份 數(shù)計)投入到密煉機中進行塑煉30~40s，混煉溫度70~80°C，轉(zhuǎn)速為為60rpm; c) 將硬脂酸、氧化鋅、6PPD和防老劑RD投入到步驟b)的密煉機中混煉20~40s，轉(zhuǎn)速 70rpm，上頂栓壓力不變； d) 將環(huán)保油投入到步驟c)的密煉機中混煉8~lOmin，轉(zhuǎn)速80rpm，上頂栓壓力不變，排膠 溫度145°C; e) 排膠出片，得到母膠，冷卻并停放16h; f) 在開煉機上加入步驟e)的母膠、硫磺、促進劑，薄通5次，打6次三角包，出片后得到膠 料。
[0025]使用實施例1制得胎面膠料的主要技術指標如下：
*注:膠料各項性能均是按照國家或行業(yè)標準進行測試，硫化條件為145°Cx60min;其中 動態(tài)力學性能是采用德國GABO公司生產(chǎn)的動態(tài)粘彈譜分析儀(DMA)對硫化膠進行溫度掃描 表征，測試條件為:拉伸模式，頻率10Hz，靜態(tài)應變10%，動態(tài)應變2%，溫度范圍-80~80°C，升 溫速率2°C/min;耐切割性能是采用RCC-1型耐切割試驗機進行測試表征，測試條件為:輪速 725r/min，打擊速度為100次/min，測試時間為30min。
【主權項】
1. 一種耐切割全鋼工程胎胎面膠料，其特征在于該胎面膠料按質(zhì)量分數(shù)計由包括以下 的組分的原料制備得到： 丁苯橡膠100份， 膨潤土 0.1~3.5份， 炭黑45~60份， 氧化鋅2~6份， 硬脂酸0.5~2份， 環(huán)保油9~12份， 6PPD 0.5~2份， 防老劑RD 1~3份， 充油硫磺1~3份， 促進劑CZ 1~3份。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種耐切割全鋼工程胎胎面膠料，其特征在于該胎面膠料按 質(zhì)量分數(shù)計由包括以下的組分的原料制備得到： 丁苯橡膠100份， 膨潤土 1~3.0份， 炭黑45~55份， 氧化鋅4~6份， 硬脂酸0.5~1.5份，環(huán)保油9~12份， 6PPD 0.5~1.5份， 防老劑RD 1~3份， 充油硫磺1~3份， 促進劑CZ 1~3份。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種耐切割全鋼工程胎胎面膠料，其特征在于丁苯橡膠為 乳聚丁苯。4. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種耐切割全鋼工程胎胎面膠料，其特征在于炭黑為N234 或N220。5. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種耐切割全鋼工程胎胎面膠料，其特征在于充油硫磺與 促進劑比例為1:0.4~1:1.3。6. 權利要求1或2所述的耐切割全鋼工程胎胎面膠料的制備方法，其特征在于該方法包 括以下的步驟： a) 按一定比例將膨潤土、炭黑和丁苯橡膠投入到密煉機中，轉(zhuǎn)速為40~80rpm，先慢后 快，到130~140°C時排膠，在開煉機上出片后得到的膠料待用； b) 將a)的膠料投入到密煉機中進行塑煉30~40s，混煉溫度70~80°C，轉(zhuǎn)速為50~70rpm; c) 將硬脂酸、氧化鋅、6PH)和防老劑RD投入到步驟b)的密煉機中混煉20~40 s，轉(zhuǎn)速60~ 80rpm，上頂栓壓力不變； d) 將環(huán)保油投入到步驟c )的密煉機中混煉8~lOmin，轉(zhuǎn)速70~90rpm，上頂栓壓力不變， 排膠溫度140~150°C; e) 排膠出片，得到母膠，冷卻并停放10~30h; f) 在開煉機上加入步驟e)的母膠、硫磺、促進劑，薄通5~6次，打5~8次三角包，出片后得 到膠料。7. -種耐切割全鋼工程胎，其特征在于該全鋼工程胎的胎面膠由權利要求1或2所述的 胎面膠料硫化制備得到。
【文檔編號】C08K5/47GK106065096SQ201610391952
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月6日 公開號201610391952.X, CN 106065096 A, CN 106065096A, CN 201610391952, CN-A-106065096, CN106065096 A, CN106065096A, CN201610391952, CN201610391952.X
【發(fā)明人】楊尚毅, 陳家輝, 黃凱
【申請人】杭州朝陽橡膠有限公司