CN108559140A - 一种轮胎带束层钢丝胶料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轮胎带束层钢丝胶料及其制备方法，各组分按重量份数计为：天然橡胶100份，塑解剂0.1‑0.3份，炭黑30‑60份，白炭黑8‑15份，氧化锌5‑10份，硬脂酸0.5‑4份，防老剂1‑5份，间苯二酚1‑3份，粘合剂1‑5份，不溶性硫磺2‑6份，促进剂0.5‑2份，防焦剂0.1‑0.4份。制备时依次经过一段母炼、二段母炼和终炼得到最终胶料。本发明制备方法简单，步骤易于操作，工艺成本较低，制备得到的胶料与钢丝间能够保持良好的钢丝抽出力，胶料老化后抽出力保持率均符合载重子午线轮胎的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮胎带束层钢丝胶料及其制备方法，属于轮胎制造技术领域。
背景技术
近年来，随着中国汽车行业的快速发展，中国轮胎行业也在稳步发展。目前，中国已成为了全球最大的轮胎生产国，同时也成为了全球最大的轮胎市场。但是，我国轮胎核心技术缺失的状况并没有随着产业规模和市场的扩大以及制造技术的提高而得到彻底改变。因此，大力发展新工艺、新配方，是实现我国由轮胎制造大国向轮胎强国转变的必经之路。
钴盐是轮胎胶料与镀铜钢丝粘合的重要粘合增进剂。在轮胎胶料配方中，钴盐通常作为橡胶助剂加入到胶料中参与胶料混炼。在硫化过程中，胶料中的钴盐会扩散到橡胶/镀铜钢丝界面，促进硫磺与铜的反应，即促进CuxS的生成，从而提高橡胶与镀铜钢丝的粘合性能。但钴盐的加入，同时会导致胶料老化性能变差，钴盐含量越高，胶料老化性能越差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种轮胎带束层钢丝胶料及其制备方法。
本发明采用如下技术方案：一种轮胎带束层钢丝胶料，各组分按重量份数计为：天然橡胶100份，塑解剂0.1-0.3份，炭黑30-60份，白炭黑8-15份，氧化锌5-10份，硬脂酸0.5-4份，防老剂1-5份，间苯二酚1-3份，粘合剂1-5份，不溶性硫磺2-6份，促进剂0.5-2份，防焦剂0.1-0.4份。
进一步的，所述塑解剂为B型塑解剂。
进一步的，所述炭黑为N234、N326、N375中的一种或多种。
进一步的，所述防老剂为防老剂4020、防老剂RD中的一种或两种混合物。
进一步的，所述粘合剂为粘合剂RA65、粘合剂HMMM中的一种或两种混合物。
进一步的，所述促进剂为NOBS、CZ、DZ、NS中的一种或多种。
进一步的，所述不溶性硫磺为OT20系列中的一种或多种。
轮胎带束层钢丝胶料的制备方法，包括如下步骤：
(1)一段母炼：向密炼机中依次加入天然橡胶100份，塑解剂0.1-0.3份，70-80％炭黑30-60份，白炭黑8-15份，氧化锌5-10份，硬脂酸0.5-4份，防老剂1-5份，间苯二酚1-3份，密炼机转子转速为45-55转/分钟，上顶栓压力为0.3-0.5MPa，炼胶时间为50-140秒，排胶温度为150-165℃，得到一段母胶；
(2)二段母炼：向密炼机中加入一段母胶、剩余炭黑，密炼机转子转速为45-55转/分钟，上顶栓压力为0.3-0.5MPa，炼胶时间为50-140秒，排胶温度为150-165℃，得到二段母胶；
(3)终炼：向密炼机中加入二段母胶、粘合剂1-5份，不溶性硫磺2-6份，促进剂0.5-2份，防焦剂0.1-0.4份，密炼机转子转速为20-40转/分钟，上顶栓压力为0.3-0.5MPa，炼胶时间为50-130秒，排胶温度为90-110℃，得到终炼胶。
本发明制备方法简单，步骤易于操作，工艺成本较低，制备得到的胶料与钢丝间能够保持良好的钢丝抽出力，胶料老化后抽出力保持率均符合载重子午线轮胎的使用要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种轮胎带束层钢丝胶料，各组分按重量份数计为：天然橡胶100份，B型塑解剂0.1份，炭黑45份，白炭黑8份，氧化锌6份，硬脂酸2份，防老剂2份，间苯二酚1份，粘合剂5份，不溶性硫磺4份，促进剂1份，防焦剂0.1份。
轮胎带束层钢丝胶料的制备方法，包括如下步骤：
(1)一段母炼：向密炼机中依次加入天然橡胶100份，B型塑解剂0.1份，炭黑35份，白炭黑8份，氧化锌6份，硬脂酸2份，防老剂2份，间苯二酚1份，密炼机转子转速为45转/分钟，上顶栓压力为0.5MPa，炼胶时间为50秒，排胶温度为150℃，得到一段母胶；
(2)二段母炼：向密炼机中加入一段母胶、炭黑10份，密炼机转子转速为50转/分钟，上顶栓压力为0.4MPa，炼胶时间为100秒，排胶温度为155℃，得到二段母胶；
(3)终炼：向密炼机中加入二段母胶，粘合剂5份，不溶性硫磺4份，促进剂1份，防焦剂0.1份，密炼机转子转速为20转/分钟，上顶栓压力为0.5MPa，炼胶时间为130秒，排胶温度为110℃，得到终炼胶。
实施例2
一种轮胎带束层钢丝胶料，各组分按重量份数计为：天然橡胶100份，B型塑解剂0.3份，炭黑53份，白炭黑15份，氧化锌7份，硬脂酸1份，防老剂1份，间苯二酚2份，粘合剂1份，不溶性硫磺2份，促进剂2份，防焦剂0.3份。
轮胎带束层钢丝胶料的制备方法，包括如下步骤：
(1)一段母炼：向密炼机中依次加入天然橡胶100份，B型塑解剂0.3份，炭黑45份，白炭黑15份，氧化锌7份，硬脂酸1份，防老剂1份，间苯二酚2份，密炼机转子转速为50转/分钟，上顶栓压力为0.4MPa，炼胶时间为140秒，排胶温度为155℃，得到一段母胶；
(2)二段母炼：向密炼机中加入一段母胶、炭黑8份，密炼机转子转速为45-55转/分钟，上顶栓压力为0.3MPa，炼胶时间为50秒，排胶温度为150℃，得到二段母胶；
(3)终炼：向密炼机中加入二段母胶，粘合剂1份，不溶性硫磺2份，促进剂2份，防焦剂0.3份，密炼机转子转速为40转/分钟，上顶栓压力为0.4MPa，炼胶时间为50秒，排胶温度为90℃，得到终炼胶。
实施例3
一种轮胎带束层钢丝胶料，各组分按重量份数计为：天然橡胶100份，B型塑解剂0.2份，炭黑50份，白炭黑12份，氧化锌8份，硬脂酸1份，防老剂3份，间苯二酚2份，粘合剂4份，不溶性硫磺6份，促进剂0.5份，防焦剂0.4份。
轮胎带束层钢丝胶料的制备方法，包括如下步骤：
(1)一段母炼：向密炼机中依次加入天然橡胶100份，B型塑解剂0.2份，炭黑50份，白炭黑12份，氧化锌8份，硬脂酸1份，防老剂3份，间苯二酚2份，密炼机转子转速为55转/分钟，上顶栓压力为0.3MPa，炼胶时间为120秒，排胶温度为165℃，得到一段母胶；
(2)二段母炼：向密炼机中加入一段母胶、炭黑10份，密炼机转子转速为55转/分钟，上顶栓压力为0.5MPa，炼胶时间为110秒，排胶温度为150-165℃，得到二段母胶；
(3)终炼：向密炼机中加入二段母胶，粘合剂4份，不溶性硫磺6份，促进剂0.5份，防焦剂0.4份，密炼机转子转速为30转/分钟，上顶栓压力为0.3MPa，炼胶时间为80秒，排胶温度为100℃，得到终炼胶。
对比例1
轮胎带束层钢丝胶料的制备方法，包括以下步骤，组份比例按重量份数计：
(1)一段母炼：向密炼机中依次加入天然橡胶100份，B型塑解剂0.1份，炭黑35，白炭黑12份，氧化锌7份，硬脂酸1份，防老剂2份，间苯二酚1份，葵酸钴0.3份，密炼机转子转速为50转/分钟，上顶栓压力为0.3MPa，炼胶时间为60秒，排胶温度为150℃，得到一段母胶；
(2)二段母炼：向密炼机中加入一段母胶、炭黑10份，密炼机转子转速为50转/分钟，上顶栓压力为0.4MPa，炼胶时间为100秒，排胶温度为155℃，得到二段母胶；
(3)终炼：向密炼机中加入二段母胶、粘合剂5份，不溶性硫磺4份，促进剂1份，防焦剂0.1份，密炼机转子转速为20转/分钟，上顶栓压力为0.5MPa，炼胶时间为50秒，排胶温度为110℃，得到终炼胶。
对比例2
轮胎带束层钢丝胶料的制备方法，包括以下步骤，组份比例按重量份数计：
(1)一段母炼：向密炼机中依次加入天然橡胶100份，B型塑解剂0.1份，炭黑35份，白炭黑8份，氧化锌6份，硬脂酸2份，防老剂2份，间苯二酚1份，葵酸钴0.3份，密炼机转子转速为45转/分钟，上顶栓压力为0.5MPa，炼胶时间为50秒，排胶温度为150℃，得到一段母胶；
(2)二段母炼：向密炼机中加入一段母胶、炭黑10份，密炼机转子转速为50转/分钟，上顶栓压力为0.4MPa，炼胶时间为100秒，排胶温度为155℃，得到二段母胶；
(3)终炼：向密炼机中加入二段母胶，粘合剂5份，不溶性硫磺4份，促进剂1份，防焦剂0.1份，密炼机转子转速为20转/分钟，上顶栓压力为0.5MPa，炼胶时间为130秒，排胶温度为110℃，得到终炼胶。
对实施例1-3以及对比例1-2制备得到的胶料进行性能测试，结果由表1可知。
表1
由表1结果可知，各实施例中的钢丝抽出力所采用钢丝有所却别，其中实施例1、实施例2、实施例3和对比例2采用的是钴负载的镀铜钢丝。将镀铜钢丝置于浓度为0.5g/L多巴胺和聚乙烯亚胺的Tris缓冲溶液中，得到含多巴胺/聚乙烯亚胺功能涂层的轮胎钢丝骨架；将含多巴胺/聚乙烯亚胺功能涂层的钢丝骨架浸入0.5mol/L癸酸钴/甲苯溶液中，即得到负载钴盐的轮胎钢丝骨架。对比例1采用的是常规的镀铜钢丝。从表中可以看出，无钴盐的轮胎带束层钢丝胶料配方的100％定伸应力、300％定伸应力、拉伸强度、扯断伸长率以及老化前后的钢丝抽出力，均符合载重子午线轮胎的使用要求。实施例1与对比例2可知，当采用钴负载的镀铜钢丝时，胶料配方中不含葵酸钴，钢丝抽出力反而更大。同时，本发明制备的带束层胶料配方不含钴盐助剂，降低了配方成本，减少了环境污染。
Claims (8)
1.一种轮胎带束层钢丝胶料，其特征是：各组分按重量份数计为：天然橡胶100份，塑解剂0.1-0.3份，炭黑30-60份，白炭黑8-15份，氧化锌5-10份，硬脂酸0.5-4份，防老剂1-5份，间苯二酚1-3份，粘合剂1-5份，不溶性硫磺2-6份，促进剂0.5-2份，防焦剂0.1-0.4份。
2.如权利要求1所述的轮胎带束层钢丝胶料，其特征是：塑解剂为B型塑解剂。
3.如权利要求1所述的轮胎带束层钢丝胶料，其特征是：所述炭黑为N234、N326、N375中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的轮胎带束层钢丝胶料，其特征是：所述防老剂为防老剂4020、防老剂RD中的一种或两种混合物。
5.如权利要求1所述的轮胎带束层钢丝胶料，其特征是：所述粘合剂为粘合剂RA65、粘合剂HMMM中的一种或两种混合物。
6.如权利要求1所述的轮胎带束层钢丝胶料，其特征是：所述促进剂为NOBS、CZ、DZ、NS中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的轮胎带束层钢丝胶料，其特征是：所述不溶性硫磺为OT20系列中的一种或多种。
8.权利要求1所述的轮胎带束层钢丝胶料的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
（1）一段母炼：向密炼机中依次加入天然橡胶100份，塑解剂0.1-0.3份，70%-80%炭黑30-60份，白炭黑8-15份，氧化锌5-10份，硬脂酸0.5-4份，防老剂1-5份，间苯二酚1-3份，密炼机转子转速为45-55转/分钟，上顶栓压力为0.3-0.5MPa，炼胶时间为50-140秒，排胶温度为150-165℃，得到一段母胶；
（2）二段母炼：向密炼机中加入一段母胶、剩余炭黑，密炼机转子转速为45-55转/分钟，上顶栓压力为0.3-0.5MPa，炼胶时间为50-140秒，排胶温度为150-165℃，得到二段母胶；
（3）终炼：向密炼机中加入二段母胶、粘合剂1-5份，不溶性硫磺2-6份，促进剂0.5-2份，防焦剂0.1-0.4份，密炼机转子转速为20-40转/分钟，上顶栓压力为0.3-0.5MPa，炼胶时间为50-130秒，排胶温度为90-110℃，得到终炼胶。
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