专利名称：Ipn交联结构的轮胎垫胶胶料及其混炼方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及橡胶轮胎领域，尤其涉及一种轮胎垫胶胶料及其混炼方法和应用。
背景技术：
通常情况下，橡胶轮胎各部件的橡胶配方，主体材料以二烯类的天然橡胶或二烯类的合成橡胶为主，因此，在设计硫化体系时，多为硫磺硫化体系，在硫化交联时，其交联键多为单一的交联键，如在轮胎配方中使用最普遍的半有效与有效硫磺硫化体系，在硫化交联时，其交联键即是单一的“一 s x-，，键，(其中的“ X ”可以根据性能需要，为1 6等不同的数字)；又如橡胶杂件配方中偶而用到的过氧化物硫化体系，其交联键则是单一的“一 C一C一”键等等。IPN技术是利用化学或物理的方法，将二种或二种以上的不同性质、不同分子结构的高分子链互相交叉穿插而获得的高分子链缭绕混合体系，多应用于用溶液法或乳液法制得的薄膜或涂料中，而对于高粘弹性的高分子材料特别是橡胶材料的IPN技术，由于材料本身呈固态，因此，不可能使用溶液法、乳液法或近似的方法来完成IPN技术。公开的IPN技术目前除了在高分子薄膜、高分子涂料上有试用的报道外，由于其加工工艺的技术难度及性能的不稳定性，未见有在轮胎配方中应用的任何报道，主要原因是，公开报道的IPN加工技术必须通过溶液渗透法、乳液共混法或近似的方法使几种不同结构的高分子分子链相互交叉穿插制得，且这种交叉穿插仅是物理缠绕，而这种制造方法在轮胎制造生产中是不可能实现的工艺，因为轮胎材料都是固体材料，在目前的生产工艺条件下是不可能用溶液渗透法、乳液共混法或近似的方法进行加工。有关IPN的专利很多，典型的IPN专利，如J.卡特豪泽等人发明的专利《生产互穿聚合物网络IPN的方法，IPN及其用途》，涉及的技术是用溶剂法由单体聚合生产互穿聚合物网络的硅酮聚合物，技术涉及的是与轮胎无任何关联的硅酮聚合物的生产方法；又如李荣兴等人发明的专利《互穿网络弹性体组合物及制造相关弹性体产品的方法》，涉及的技术是用乳液法由单体聚合生产互穿聚合物网络的热塑性弹性体聚合物，技术涉及的也是与轮胎无任何关联的一种热塑性弹性体的生产方法；又如梅.格里菲思、李凤富等人发明的专利《互穿网络和相关方法及组合物》，涉及的技术是一种制备水凝胶材料的方法，不属轮胎领域；再如谢洪泉等人发明的专利《多功能网络互穿复合组合物》，涉及的技术是一种具有互穿聚合物网络的粘合剂，更与轮胎技术无关。I P N技术在高聚物分子膜上的应用有较多研究与专利，而在轮胎配方中的应用还未见任何专利与报道。主要原因是，公开报道的IPN加工技术必须通过溶液渗透法、乳液法或近似的方法使高分子分子链相互交叉制得，而这种方法在轮胎制造生产中是不可能实现的工艺。
发明内容
为了实现I P N技术在轮胎配方中的应用，本发明的第一个目的是提供一种IPN交联结构的轮胎垫胶胶料，该胶料加入了 IPN硫化网络键耐温度性好、耐剪切强度高、耐扭转变形能力大的优点，最大限度地提高轮胎配方的使用性能；本发明的第二个目的是提供一种IPN交个目的是-
-种采用上述胶料的轮胎。
-个目的，本发明采用了以下的技术方案
联结构的轮胎垫胶胶料的混炼方法；本发明的第J为了实现上述的第-IPN交联结构的轮胎垫胶胶料，该垫胶胶料按重量份数计由以下组分的原料混炼制备
得到
第一网络材料，选用天然橡胶100份；
第二网络材料，选用提供交联键的天然树脂或合成树脂以及合成树脂的单体0. 5 5
份；
助共融剂0. 8 10份；炭黑25 45份； 白炭黑5 25份； 9010: 0.5 2. 5份； 氧化锌2 15份； 硬脂酸0. 5 5份； 软化剂1 5份； 防老剂1 8份； 硫磺2 5份； 硫化促进剂1 4份。作为优选，上述的垫胶胶料按重量份数计由以下组分的原料混炼制备得到 第一网络材料，选用天然橡胶100份；
第二网络材料，选用提供交联键的天然树脂或合成树脂以及合成树脂的单体0. 5 3
份；
5份； 炭黑30 40份； 、20 份； 9010 0.8 2.0 份；
10份； 硬脂酸0. 8 2份； 5份； 防老剂2 5份； 5份； 硫化促进剂2 3份。作为最优选，上述的垫胶胶料按重量份数计由以下组分的原料混炼制备得到 第一网络材料，选用天然橡胶100份；
第二网络材料，选用提供交联键的天然树脂或合成树脂以及合成树脂的单体1份；
助共融剂2份； 炭黑35份；
白炭黑15份； 9010: 1.2份；
氧化锌7. 5份；硬脂酸1.0份；
软化剂2份； 防老剂4份；
硫磺3. 8份；硫化促进剂2. 5份。作为优选，上述的第二网络材料选用提供醚键、酰键、酰胺键或碳-碳键交联键的天然树脂和合成树脂以及合成树脂的单体中的一种或多种。作为再优选，上述的第二网络材料选用烯醚、交联型酚醛树脂、双马来酸亚酰胺中的一种或多种。助共融剂是促使天然橡胶和第二网络材料二者加快互融，作为优选，上述的助共融剂选用萜烯树脂和改性松香树脂中的一种或多种。作为优选，上述的防老剂选用防老剂RD和防老剂4020，防老剂RD为0. 5 1. 5 份，防老剂4020为2 4份。
助共融剂1 白炭黑10-氧化锌软化剂硫磺3
作为优选，上述的促进剂选用促进剂DTDM、促进剂NS、促进剂DCP、促进剂D和促进剂H中的一种或多种，促进剂DTDM为0.5 1.0份，促进剂NS为1. 0 1. 5份，促进剂 DCP为0. 08 0. 3份，促进剂D为0. 1 0. 3份，促进剂H为0 0. 2份。为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案
一种上述的IPN交联结构的轮胎垫胶胶料的混炼方法，该方法包括以下的步骤
a)塑炼在密炼机中加入天然橡胶，转速40 60转/分，加压30 50秒提砣，再加压30 40秒提砣，排胶；
b)一段混炼在密炼机中加入塑炼后的天然橡胶、第二网络材料和助共融剂，密炼机转速40 60转/分，加压50 70s提砣，此时，各组分高分子材料均已呈粘流态，然后，投入氧化锌、硬脂酸、防老剂、炭黑、白炭黑，加压，在温度达到120 130°C时提砣，加软化剂， 致150 170°C时排胶；
c)二段混炼在密炼机中加入一段混炼胶，压上顶栓30 40秒提砣，加压30 40s 提砣，30 50转/分排胶；
d)加硫工艺加硫工艺在密炼机中投入二段混炼胶，加入硫磺、促进剂、9010，转速 20 40转/分，加压20 40秒提砣，排胶。为了实现上述的第三个目的，本发明采用了以下的技术方案
一种轮胎，该轮胎的垫胶采用上述任一一项技术方案所述的IPN交联结构的轮胎垫胶胶料。本发明由于采用了上述的技术方案，改变了传统轮胎橡胶配方中硫化交联键的单一性，可以采用二种或二种以上的交叉交联硫化网络，使得轮胎部件胶料硫化后，在保持传统的单一硫磺交联键各项物理性能与加工工艺性的同时，融入了 IPN硫化网络键耐温度性好、耐剪切强度高、耐扭转变形能力大的优点，最大限度地提高了轮胎配方的使用性能。本技术不仅发明了轮胎专用的具有IPN结构的轮胎垫胶部件专利配方，同时，本专利技术还解决了不采用溶液法或乳液法，而用特殊的工艺方法，即用特别的、熔融共混炼的、及分阶段混炼的方法，利用高分子材料共混时的内磨擦及内磨擦产生的温度，使高弹性固体橡胶出现粘流态，并在此时进行多组分的共混，有效地解决了对几种不同结构、不同性能的高粘度的轮胎用高分子材料分子链进行有效网络互穿的难题，使轮胎配方中的各高分子材料的分子链不仅具有物理交叉网络，又具有化学交叉交联，使得制品的性能稳定可控， 部件性能有较大的提升，实现了 IPN技术在轮胎配方中应用的零的突破。
具体实施例方式实施例1
IPN交联结构的轮胎垫胶胶料，该胶料按重量份计由以下的成份组成
权利要求
1.IPN交联结构的轮胎垫胶胶料，其特征在于该垫胶胶料按重量份数计由以下组分的原料混炼制备得到第一网络材料，选用天然橡胶100份；第二网络材料，选用提供交联键的天然树脂或合成树脂以及合成树脂的单体0. 5 5份；助共融剂0. 8 10份；炭黑25 45份； 白炭黑5 25份； 9010: 0.5 2. 5份； 氧化锌2 15份； 硬脂酸0. 5 5份； 软化剂1 5份； 防老剂1 8份； 硫磺2 5份； 硫化促进剂1 4份。
2.根据权利要求1所述的IPN交联结构的轮胎垫胶胶料，其特征在于该垫胶胶料按重量份数计由以下组分的原料混炼制备得到第一网络材料，选用天然橡胶100份；第二网络材料，选用提供交联键的天然树脂或合成树脂以及合成树脂的单体0. 5 3份；助共融剂1 5份；炭黑30 40份；白炭黑10- 20份；9010 0.卜2. 0份氧化锌5 10份；硬脂酸:0.8 2份；软化剂1 5份；防老剂2 -- 5份；硫磺3 5份；硫化促进剂2 3份。第-第助共融剂2份；白炭黑氧化锌软化剂硫磺15份； 7. 5份 2份； 3. 8份
3.根据权利要求1所述的IPN交联结构的轮胎垫胶胶料，其特征在于该垫胶胶料按重量份数计由以下组分的原料混炼制备得到 网络材料，选用天然橡胶100份.网络材料，选用提供交联键的天然树脂或合成树脂以及合成树脂的单体1份； 炭黑；35份； 9010 1. 2 份； 硬脂酸1.0份； 防老剂4份； 硫化促进剂2. 5份。
4.根据权利要求1或2或3所述的IPN交联结构的轮胎垫胶胶料，其特征在于第二网络材料选用提供醚键、酰键、酰胺键或碳-碳键交联键的天然树脂和合成树脂以及合成树脂的单体中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的IPN交联结构的轮胎垫胶胶料，其特征在于第二网络材料选用烯醚、交联型酚醛树脂、双马来酸亚酰胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2或3所述的IPN交联结构的轮胎垫胶胶料，其特征在于助共融剂选用萜烯树脂和改性松香树脂中的一种或多种。
7.根据权利要求1或2或3所述的IPN交联结构的轮胎垫胶胶料，其特征在于防老剂选用防老剂RD和防老剂4020，防老剂RD为0. 5 1. 5份，防老剂4020为2 4份。
8.根据权利要求1或2或3所述的IPN交联结构的轮胎垫胶胶料，其特征在于促进剂选用促进剂DTDM、促进剂NS、促进剂DCP、促进剂D和促进剂H中的一种或多种，促进剂 DTDM为0. 5 1. 0份，促进剂NS为1. 0 1. 5份，促进剂DCP为0. 08 0. 3份，促进剂D 为0. 1 0. 3份，促进剂H为0 0. 2份。
9.一种权利要求1或2或3所述的IPN交联结构的轮胎垫胶胶料的混炼方法，其特征在于该方法包括以下的步骤(1)塑炼在密炼机中加入天然橡胶，转速40 60转/分，加压30 50秒提砣，再加压30 40秒提砣，排胶；(2)一段混炼在密炼机中加入塑炼后的天然橡胶、第二网络材料和助共融剂，密炼机转速40 60转/分，加压50 70s提砣，此时，各组分高分子材料均已呈粘流态，然后，投入氧化锌、硬脂酸、防老剂、炭黑、白炭黑，加压，在温度达到120 130°C时提砣，加软化剂， 致150 170°C时排胶；(3)二段混炼在密炼机中加入一段混炼胶，压上顶栓30 40秒提砣，加压30 40s 提砣，30 50转/分排胶；(4)加硫工艺加硫工艺在密炼机中投入二段混炼胶，加入硫磺、促进剂、9010，转速 20 40转/分，加压20 40秒提砣，排胶。
10.一种轮胎，其特征在于该轮胎的垫胶采用权利要求1或2或3所述的IPN交联结构的轮胎垫胶胶料。
全文摘要
本发明涉及橡胶轮胎领域，尤其涉及一种轮胎垫胶胶料及其混炼方法和应用。IPN交联结构的轮胎垫胶胶料，该垫胶胶料按重量份数计由以下组分的原料混炼制备得到第一网络材料100份；第二网络材料0.5～5份；助共融剂0.8～10份；炭黑25～45份；白炭黑5～25份；90100.5～2.5份；氧化锌2～15份；硬脂酸0.5～5份；软化剂1～5份；防老剂1～8份；硫磺2～5份；硫化促进剂1～4份。本发明在保持传统的单一硫磺交联键各项物理性能与加工工艺性的同时，融入了IPN硫化网络键耐温度性好、耐剪切强度高、耐扭转变形能力大的优点，最大限度地提高了轮胎配方的使用性能。
文档编号C08J3/24GK102250391SQ201110155170
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者徐世传, 方永清, 许仁昌 申请人:杭州中策橡胶有限公司