專利名稱：一種子午線輪胎鋼絲圈部件及制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠輪胎加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種子午線輪胎鋼絲圈部件 及制備工藝。技術(shù)背景輪胎是汽車上最重要的組成部件之一，它直接與路面接觸，和汽車懸架共同來(lái)緩和汽車行駛時(shí)所受到的沖擊，保證汽車有良好的乘座舒適性和行駛平順性，起到保證車輪和路面有良好的附著性，提高汽車的牽引性、制動(dòng)性和通過(guò)性，承受著汽車的重量的作用。輪胎在汽車上所起的重要性不言而喻。輪胎是以橡膠材料為主要基材，多個(gè)部件組合后，經(jīng)硫化處理工藝定型而成，輪胎的種類很多，其中子午線無(wú)內(nèi)胎輪胎應(yīng)用廣泛，子午線無(wú)內(nèi)胎輪胎中鋼絲圈部件承受著充氣壓力、制動(dòng)力矩、側(cè)滑和離心力、以及胎圈與輪輞配合上所造成的復(fù)雜應(yīng)力，輪胎胎圈部件所受應(yīng)力大、形變復(fù)雜，其材料和硫化成型工藝直接影響輪胎的產(chǎn)品質(zhì)量。為了避免胎圈在硫化過(guò)程中變形， 一般將敷好橡膠的鋼絲圈在硫化罐中進(jìn)行半硫化，避免制造成型時(shí)橡膠移動(dòng)變形，鋼絲外漏。傳統(tǒng)硫化工藝通常是蒸汽硫化，硫化后的敷膠鋼絲圈再經(jīng)沾膠涂敷工序，增加其與其它部件的粘結(jié)性，保證整胎硫化。采用蒸汽硫化，需要高溫、高壓蒸汽作為熱源，用過(guò)熱水或氮?dú)馓峁﹥?nèi)壓，能源消耗很大，同時(shí)，在浸膠涂敷工序中，溶劑的揮發(fā)涼置也制約了輪胎自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)的效率。如何克服上述傳統(tǒng)子午線輪胎鋼絲圈部件制造工藝中的缺點(diǎn)，提高輪胎鋼絲圈生膠的格林強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)尺寸及性能穩(wěn)定，降低硫化體系用量，利于保護(hù)環(huán)境并提高連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)效率，是當(dāng)前本技術(shù)領(lǐng)域中急需解決的課題。 _發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)輻射處理后生膠格林強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)尺寸及性能 的穩(wěn)定、增強(qiáng)鋼絲圈膠料的粘合強(qiáng)度、降低硫化體系用量，提高連續(xù)自動(dòng)化生 產(chǎn)效率的子午線輪胎鋼絲圈部件及制備工藝。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 一種子午線輪胎鋼絲圈部 件及制備工藝，其特點(diǎn)是由基材橡膠、防老體系、補(bǔ)強(qiáng)填充體系、粘合體 系、硫化體系和輻射敏化劑混合組成混合物，各組分含量為基材橡膠100份補(bǔ)強(qiáng)填充體系30-120份防老體系1-IO份粘合體系5-10份硫化體系1-20份輻射交聯(lián)敏化劑0-20份 其中橡膠為天然橡膠，各組分用量單位以質(zhì)量份計(jì)；按上述配方采用密煉機(jī)將橡膠基材、防老體系、補(bǔ)強(qiáng)體系、粘合體系、硫 化體系和輻射敏化劑等進(jìn)行混煉，混煉溫度為60-ll(TC,混煉時(shí)間在為20—40分鐘，混煉均勻后排膠，停放8—12小時(shí)后在開煉機(jī)上加入硫化體系，完成 混煉膠制備，按照子午線輪胎鋼絲圈生產(chǎn)工藝對(duì)鍍銅鋼絲進(jìn)行擠出、敷膠，制 成單層或多層敷膠鋼絲帶；對(duì)敷膠鋼絲帶進(jìn)行輻照預(yù)硫化處理，使用電子加速 器發(fā)射電子束對(duì)敷膠鋼絲帶進(jìn)行輻照，將敷膠鋼絲帶固定在恒張力牽引束下傳 輸裝置上，在限氧輻射條件下，將單層或多層覆膠鋼絲帶通過(guò)牽引裝置從電子 加速器的掃描窗下通過(guò)，進(jìn)行限氧換面輻照，通過(guò)掃描窗時(shí)橡膠混合物片材有 一定牽引力，輻照時(shí)選擇的電子加速器束流能量為0.5-10MeV，束流強(qiáng)度為 0.2-lOOmA,，電子束掃描寬度0.2—0.8米，鋼絲帶輻照吸收劑量30-120kGy, 傳送速度為1—140m/min，限氧輻射條件為采用氮?dú)?、氬氣惰性氣體保護(hù)。將鋼絲帶，經(jīng)纏繞工藝后壓制成輪胎鋼絲圈部件，完成 輻射處理的子午線輪胎鋼絲圈部件的制備。上述所述的補(bǔ)強(qiáng)填充體系為通用爐黑N660和高耐磨型N330的并用體系。 上述所述的防老劑為對(duì)苯二胺衍生物類防老劑，包括N-苯基-N'-異丙基對(duì) 苯二胺(4010NA)或N-苯基-N-環(huán)己基對(duì)苯二胺(4010)。上述所述的粘合體系為石油樹脂，包括C5石油樹脂或1102石油樹脂。 .上述所述的硫化體系包括硫磺、硫化促進(jìn)劑和硫化活性劑；硫磺包括充油 不溶性硫磺IS-7020或充油不溶性硫磺IS-6030;硫化活性劑有氧化鋅、硬脂 酸，硫化促進(jìn)劑為次磺酰胺類和秋蘭姆類并用促進(jìn)體系，包括N-環(huán)己基-2-苯 并噻嘩基次磺酰胺(CZ) /二硫化四甲基秋蘭姆(TMTD)或N-環(huán)己基-2-苯并噻 唑基次磺酰胺(CZ) /—硫化四甲基秋蘭姆(TMTM)。硫黃硫化體系的總用量為 1-20份，其中硫化促進(jìn)劑1-4份，硫化活化劑5-10份，硫黃2-6份。上述所述的輻射敏化劑為四官能團(tuán)交聯(lián)助劑，包括季戊四醇四丙烯酸酯或 乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯或二甲基丙烯酸四甘醇酯。本發(fā)明輻射預(yù)處理輪胎鋼絲圈的原理是通過(guò)調(diào)整電子加速器束流能量來(lái)實(shí) 現(xiàn)材料均勻輻射流化，高能射線粒子通過(guò)照射橡膠基材，在常溫常壓下，激活 橡膠大分子，產(chǎn)生活性自由基，這些自由基之間的相互結(jié)合(偶合終止)，導(dǎo)致 分子之間發(fā)生交聯(lián)，最終形成立體三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，達(dá)到熱硫化的效果，由于在 這個(gè)過(guò)程中無(wú)需添加任何助劑就能實(shí)現(xiàn)部分橡膠大分子的交聯(lián)，因此可以降低 硫磺和促進(jìn)劑的用量，使橡膠材料達(dá)到同等硫化效果，硫化體系的降低，可減 少對(duì)環(huán)境造成的污染，利于環(huán)境保護(hù)。采用子午線輪胎鋼絲圈部件膠料輻射預(yù) 硫化技術(shù)，能顯著提高子午線輪胎鋼絲圈部件生膠的格林強(qiáng)度，取代傳統(tǒng)的硫 化罐半硫化工藝，同時(shí)不影響鋼絲圈膠層與三角膠層的粘合強(qiáng)度，提高鋼絲圈 中鋼絲的抽出力，保證輪胎加工成型時(shí)膠層的均勻性和穩(wěn)定性，提高輪胎的品6質(zhì)；通過(guò)添加輻射交聯(lián)敏化劑，在滿足提高膠片格林強(qiáng)度的同時(shí)，可降低輻照 劑量，節(jié)省電子加速器能量，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明電子加速器輻照過(guò)程的進(jìn) 行，可以通過(guò)外建加速器裝置從輪胎鋼絲圈擠出敷膠生產(chǎn)線上取敷膠鋼絲帶實(shí) 現(xiàn)離線輻照，也可在輪胎生產(chǎn)線上增加電子加速器裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)在線輻照。 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)證明，本發(fā)明可以達(dá)到如下效果對(duì)于子午線輪胎鋼絲圈部件輻照30—120KGy劑量后，生膠的格林強(qiáng)度比未輻照增加了 50%—300%,鋼絲抽 出力提高20%-40%，使敷膠鋼絲圈得到初步定型，避免了鋼絲圈敷膠在后序工 藝中的變形，縮短制備過(guò)程生產(chǎn)時(shí)間，提高自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)效率，加入輻射交 聯(lián)敏化劑，能降低輻照劑量，節(jié)省能源，減少因硫化體系的加入對(duì)環(huán)境造成的 污染，輻射預(yù)硫化工藝完全可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硫化罐半硫化工藝。由于采用了上述子午線輪胎鋼絲圈部件橡膠組合物的優(yōu)選配方及輻射預(yù)硫 化制備工藝，使得本發(fā)明經(jīng)輻射處理的鋼絲圈部件生膠格林強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)尺寸及 性能穩(wěn)定、增強(qiáng)鋼絲圈膠料粘合強(qiáng)度、降低硫化體系用量，利于環(huán)境保護(hù)，提高 連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)效率，可以有效提高輪胎品質(zhì)，達(dá)到了本發(fā)明的目的。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明 實(shí)施例h子午線輪胎鋼絲圏部件膠層配方天然橡膠100，炭黑(660 )60，炭黑(N330) 30，氧化鋅10，硬脂酸1.5，防老劑(4010NA) 2，石油樹脂(C5) 7,充油不溶 性硫磺(IS-7020) 4，促進(jìn)劑(CZ) 2.0，促進(jìn)劑(TMTD) 0.5。以上各組分用量單位以質(zhì)量份計(jì)。 按上述配方采用密煉機(jī)將橡膠基材、防老體系、補(bǔ)強(qiáng)體系、粘合體系、硫化 體系等進(jìn)行混煉，混煉溫度為80。C，混煉時(shí)間在30分鐘，將膠混煉均勻后排膠； 停放8—12小時(shí)后在開煉機(jī)上加入硫化體系，完成混煉膠制備。按照子午線輪胎鋼絲圈生產(chǎn)工藝對(duì)鍍銅鋼絲進(jìn)行擠出、敷膠，制成單層或多層敷膠鋼絲帶。輪胎鋼 絲帶固定在電子加速器下的恒張力牽引束下傳輸裝置上，進(jìn)行輻射處理。電子加速器能量為8MeV,束流強(qiáng)度5mA，電子束掃描寬度600 mm,輪胎鋼絲帶輻照吸收 劑量60kGy，束下裝置傳輸速度為5(k/min，輻照氛圍為氮?dú)獗Ｗo(hù)。將輻照后的單 層或多層敷膠鋼絲帶，纏繞壓制成輪胎鋼絲圏部件，完成輻射處理的子午線輪胎 鋼絲圈部件的制備。檢測(cè)表明本發(fā)明在輻照過(guò)程中，子午線輪胎鋼絲圈部件的溫度變化不大。 在輻射劑量60kGy條件下，橡膠材料格林強(qiáng)度較未輻照大于200%，鋼絲抽出力 提高40%，輪胎鋼絲圈自粘性以及與其它部件層間粘合保持較好，使敷膠鋼絲 圈得到初步定型，避免了鋼絲圈敷膠在后序工藝中的變形，提高輪胎的品質(zhì)， 縮短制備過(guò)程生產(chǎn)時(shí)間，對(duì)產(chǎn)品硫化性能和硫化定型后機(jī)械性能無(wú)不良影響， 樣胎綜合性能優(yōu)于同類產(chǎn)品。 實(shí)施例2:子午線輪胎鋼絲圈部件膠層配方天然橡膠100,炭黑(660 ) 60，炭黑(N330) 30,氧化鋅10，硬脂酸1.5，防老劑(4010NA) 2,石油樹脂(C5) 7，充油不溶 性硫磺〈IS-7020) 4,促進(jìn)劑(CZ) 1.5，促進(jìn)劑(TMTD) 0.5。橡膠材料混煉工藝、輪胎鋼絲圈擠出覆膠制備工藝及輻射預(yù)處理工藝同實(shí) 施例l。在本實(shí)施例中，是通過(guò)對(duì)輪胎鋼絲圈組合物的硫化體系進(jìn)行調(diào)整后，經(jīng)過(guò) 對(duì)輪胎鋼絲圈部件進(jìn)行輻射預(yù)處理，鋼絲圈部件的各項(xiàng)性能經(jīng)過(guò)檢測(cè)，證明采 用輻射預(yù)處理技術(shù)對(duì)輪胎鋼絲圈部件施行預(yù)硫化后，除能明顯提高產(chǎn)品的品質(zhì) 外，還能有效降低硫化體系的用量，對(duì)硫化膠的力學(xué)性能基本沒(méi)有影響。 實(shí)施例3:子午線輪胎鋼絲圃部件膠層配方:天然橡膠100,炭黑(660 ) 60，炭黑(N330)30，氧化鋅10,硬脂酸1.5，防老劑(4010NA) 2,石油樹脂(C5) 7，充油不溶 性硫磺(IS-7020) 4，促進(jìn)劑(CZ) 2.0，促進(jìn)劑(TMTD) 0.5，季戊四醇四丙烯 酸酯5。橡膠材料混煉工藝、輪胎鋼絲圈擠出敷膠制備工藝同實(shí)施例1,在輻射預(yù) 處理工藝中，敷膠輪胎鋼絲帶固定在電子加速器下的恒張力束下傳輸裝置上， 進(jìn)行輻射處理。電子加速器穿透能量為8MeV，束流強(qiáng)度5mA，電子束掃描寬度 600 mm，覆膠輪胎鋼絲帶輻照吸收劑量選擇40kGy,束下裝置傳傳輸速度為 50m/min，輻照氛圍為氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，電子加速器輻照采用一臺(tái)電子加速器單 面輻照。加入輻射交聯(lián)敏化劑經(jīng)輻射預(yù)處理的輪胎鋼絲圈部件，其生膠格林強(qiáng)度與 實(shí)施例1中達(dá)到同等的性能要求，輻射預(yù)處理劑量由60kGy可降低到40kGy， 即鑒于輻射交聯(lián)敏化劑的敏化效應(yīng)，可明顯提高輻射效果，降低輻射處理劑量, 節(jié)省能源，同時(shí)還能有效降低輻照對(duì)鋼絲圈膠粘性的負(fù)效應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種子午線輪胎鋼絲圈部件及制備工藝，其特征在于由基材橡膠、防老體系、補(bǔ)強(qiáng)填充體系、粘合體系、硫化體系和輻射敏化劑混合組成混合物，各組分含量為基材橡膠100份補(bǔ)強(qiáng)填充體系30-120份防老體系1-10份粘合體系5-10份硫化體系1-20份輻射交聯(lián)敏化劑0-20份；其中橡膠為天然橡膠，各組分用量單位以質(zhì)量份計(jì)；按上述配方采用密煉機(jī)將橡膠基材、防老體系、補(bǔ)強(qiáng)體系、粘合體系、硫化體系和輻射敏化劑等進(jìn)行混煉，混煉溫度為60-110℃，混煉時(shí)間在為20-40分鐘，混煉均勻后排膠，停放8-12小時(shí)后在開煉機(jī)上加入硫化體系，完成混煉膠制備，按照子午線輪胎鋼絲圈生產(chǎn)工藝對(duì)鍍銅鋼絲進(jìn)行擠出、敷膠，制成單層或多層敷膠鋼絲帶；將敷膠鋼絲帶固定在恒張力牽引束下傳輸裝置上，在限氧輻射條件下，將單層或多層覆膠鋼絲帶進(jìn)行輻射預(yù)硫化處理。輻照時(shí)選擇的電子加速器能量為0.5-10MeV，束流強(qiáng)度為0.2-100mA，，電子束掃描寬度0.2-0.8米，鋼絲帶輻照吸收劑量30-120kGy，傳送速度為1-140m/min，限氧輻射條件為采用氮?dú)饣驓鍤舛栊詺怏w保護(hù)。將輻照后的單層或多層覆膠鋼絲帶，經(jīng)纏繞工藝后壓制成輪胎鋼絲圈部件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的子午線輪胎鋼絲圈部件及制備工藝，其特征在 于.上述所述的補(bǔ)強(qiáng)填充體系為通用爐黑N660和高耐磨型N330的并用體系。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的子午線輪胎鋼絲圈部件及制備工藝，其特征在 于上述所述的防老劑為對(duì)苯二胺衍生物類防老劑，包括N-苯基-N'-異丙基對(duì) 苯二胺或N-苯基-N'-環(huán)己基對(duì)苯二胺。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的子午線輪胎鋼絲圈部件及制備工藝，上述所述 的粘合體系為石油樹脂，包括C5石油樹脂或1102石油樹脂。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的子午線輪胎鋼絲圈部件及制備工藝，其特征在 于上述所述的硫化體系包括硫磺、硫化促進(jìn)劑和硫化活性劑；硫磺包括充油 不溶性硫磺IS-7020或充油不溶性硫磺IS-6030;硫化活性劑為氧化鋅或硬脂 酸；硫化促進(jìn)劑為次磺酰胺類和秋蘭姆類并用促進(jìn)體系，包括N-環(huán)己基-2-苯 并噻唑基次磺酰胺/二硫化四甲基秋蘭姆或N-環(huán)己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺/ 一硫化四甲基秋蘭姆;硫黃硫化體系的總用量為1-20份，其中硫化促進(jìn)劑l-4 份，硫化活化劑5-10份，硫黃2-6份。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的子午線輪胎鋼絲圈部件及制備工藝，其特征在 于上述所述的輻射敏化劑為四官能團(tuán)交聯(lián)助劑，包括季戊四醇四丙烯酸酯或 乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯或二甲基丙烯酸四甘醇酯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種子午線輪胎鋼絲圈部件及制備工藝，由橡膠基材、防老體系、補(bǔ)強(qiáng)體系、粘合體系、硫化體系和輻射敏化劑按比例混合組成混合物，將上述橡膠混合物在密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，按輪胎鋼絲圈生產(chǎn)工藝對(duì)鍍銅鋼絲進(jìn)行敷膠，制成子午線輪胎敷膠鋼絲帶，在恒張力牽引束下裝置下用電子加速器產(chǎn)生的束流對(duì)子午線輪胎敷膠鋼絲帶進(jìn)輻照，在限氧輻射條件下，完成子午線輪胎鋼絲圈部件輻照預(yù)硫化處理。本發(fā)明經(jīng)輻射處理的子午線輪胎鋼絲圈部件生膠格林強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)尺寸及性能的穩(wěn)定、提高鋼絲抽出力、增加鋼絲圈膠層粘合強(qiáng)度、能提高輪胎品質(zhì)，輻照劑量小，縮短產(chǎn)品制備時(shí)間，生產(chǎn)效率高，利于環(huán)境保護(hù)。
文檔編號(hào)B29D30/06GK101323175SQ20081010598
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者劉江偉, 尚宏忠, 曾心苗, 李淑鳳, 浩 林, 王連才, 陽(yáng) 矯, 程安仁, 郭月瑩, 陸永俊 申請(qǐng)人:北京市射線應(yīng)用研究中心;北京首創(chuàng)輪胎有限責(zé)任公司