专利名称：一种橡胶生产方法、橡胶和轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及改进橡胶轮胎的方法，尤其涉及一种橡胶生产方法、橡胶和轮胎。
背景技术：
轮胎是一种装配在车辆或机械上可滚动的圆形橡胶制品，能支撑车身，缓冲外界冲击，实现与路面接触并保持车辆的行驶性能。
随着社会的进步，人们对车辆的依赖性越来越高，对车辆的安全性要求也越来越高，特别是对轮胎抓着性能的要求，尤其在容易造成交通意外的湿滑路面、冰雪路面行驶时，轮胎抓着性能的好坏直接影响着驾驶者和乘客的安全。现有技术中，针对轮胎的抓着性能，生产商在橡胶配方中的生胶体系、炭黑补强体系和硫化体系展开了研究与尝试。在生胶体系中使用的溶聚丁苯橡胶国产化程度低，成本高；炭黑补强体系中使用的双相结构的炭黑成本高；硫化体系中使用单硫键的硅烷偶联剂的成本更加高。可见现有技术中提高抓着性能的轮胎橡胶成本居高不下，大大增加了消费者的使用成本。
发明内容
本发明实施例提供了一种橡胶生产方法、橡胶和轮胎，有效降低橡胶的成本，提高轮胎在湿滑路面的抓着性能。本发明提供了一种橡胶生产方法，包括:将果壳粉碎成果壳粉；向每100份胶料中加入I 25份的果壳粉，形成母炼胶材料；将母炼胶材料混炼，形成母炼胶；加入终炼胶材料，交联形成橡胶。优选地，所述果壳粉粒径为88 850 μ m。优选地，所述将母炼胶材料混炼，形成母炼胶具体为:在密炼机中混炼母炼胶材料I 10分钟，温度为120 180°C，形成母炼胶。优选地，所述加入终炼胶材料，交联形成橡胶具体为:加入终炼胶材料，经开炼机出片，在140 190°C下交联5 40分钟，形成橡胶。优选地，所述果壳包括核桃果壳、开心果果壳、松子果壳和/或长寿果果壳。优选地，所述胶料包括20 100份的溶聚丁苯橡胶、O 80份的顺丁橡胶、O 80份的天然胶、30 115份的补强填充剂和O 50份的填充油。优选地，所述溶聚丁苯橡胶包括5 40%的结合苯乙烯和10 60%的乙烯基。优选地，所述补强填充剂包括O 35份的炭黑和30 80份的白炭黑。优选地，所述终炼胶材料包括促进剂和硫黄。优选地，所述促进剂为次磺酰胺类，次磺酰胺类为N-叔丁基-2-苯并噻唑次黄酰胺、N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺或N-(氧化二亚乙基)-2-苯并噻唑次磺酰胺。本发明还提供了一种橡胶，由上述的橡胶生产方法制得。本发明还再提供了一种轮胎，由所述的橡胶制成。优选地，所述轮胎中包含的果壳粉粒径为88 850 μ m。从以上技术方案可以看出，本发明在每100份橡胶胶料中加入I 25份经过粉碎的果壳粉，通过混炼，形成母炼胶，再通过交联形成最终的橡胶，由于在配方中添加了果壳粉，果壳粉具有硬度高，耐酸碱、耐浸泡的特性，而且果壳粉与橡胶的粘合性能比较低，橡胶生产成轮胎，使用过程中轮胎与地面摩擦，果壳粉的特性使得其自身从橡胶基体脱落，果壳粉原所在的位置形成了孔洞，从而增加了橡胶表面粗糙度，提高轮胎的抓着性能，特别是使得车辆在湿滑路面、冰雪路面上行驶更加安全，同时由于果壳属于可再生资源，环保而不污染，符合绿色循环经济需求，价格低廉，降低成本。本发明还提供了一种橡胶，橡胶由以上方法制得，橡胶内部含有果壳粉，果壳粉在使用过程中摩擦，从橡胶基体脱落，果壳粉原所在的位置形成了孔洞，从而增加了橡胶表面粗糙度。本发明还提供了一种轮胎，由以上橡胶制成，在使用过程中，轮胎与地面摩擦，果壳粉从橡胶基体脱落，果壳粉原所在的位置形成了孔洞，从而增加了轮胎表面粗糙度，提高轮胎的抓着性能。
具体实施例方式本发明实施例提供了一种橡胶生产方法，包括:将果壳粉碎成果壳粉；
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向每100份胶料中加入I 25份的果壳粉，形成母炼胶材料；将母炼胶材料混炼，形成母炼胶；加入终炼胶材料，交联形成橡胶。在配方中使用了果壳粉，果壳粉具有硬度高，耐酸碱、耐浸泡的特性，而且果壳粉与橡胶的粘合性能比较低，橡胶生产成轮胎，使用过程中轮胎与地面摩擦，果壳粉的特性使得其自身从橡胶基体脱落，果壳粉原所在的位置形成了孔洞，从而增加了橡胶表面粗糙度，提高轮胎的抓着性能，特别是使得车辆在湿滑路面、冰雪路面上行驶更加安全，同时由于果壳属于可再生资源，环保而不污染，符合绿色循环经济需求，价格低廉，降低成本。按照本发明中所述果壳可以选用核桃果壳、开心果果壳、松子果壳和/或长寿果果壳，还可以选用其它坚果的果壳。果壳来源广泛，属于可再生资源，符合绿色循环经济的需求。所述将果壳粉碎，可以选用粉碎机进行粉碎或研磨机进行研磨，将果壳粉碎或研磨成为果壳粉。粉碎后的果壳有效促进其本身在胶料中均匀分散。所述果壳粉粒径优选为50 1000 μ m,更优选为88 850 μ m。按照本发明中的质量分数每100份胶料中优选加入I 40份果壳粉，更优选加入I 25份果壳粉；果壳粉与胶料形成母炼胶材料。当增加或减少胶料的数量，可以按照以上所述的对应的比例增加或减少果壳粉数量。按照本发明中的将母炼胶材料混炼，形成母炼胶，优选在密炼机中混炼母炼胶材料I 15分钟，温度为100 200°C，形成母炼胶；更优选在密炼机中混炼母炼胶材料I 10分钟，温度为120 180°C，形成母炼胶。按照本发明中所述的加入终炼胶材料，交联形成橡胶，优选为:加入终炼胶材料，经开炼机出片，在120 210°C下，交联2 60分钟，形成橡胶。更优选为:加入终炼胶材料，经开炼机出片，在140 190°C下，交联5 40分钟，形成橡胶。其中胶料可以包括溶聚丁苯橡胶、顺丁橡胶、天然胶、补强填充剂和填充油。优选为10 100份的溶聚丁苯橡胶、O 100份的顺丁橡胶、O 100份的天然胶、10 150份的补强填充剂和O 80份的填充油；更优选为20 100份的溶聚丁苯橡胶、O 80份的顺丁橡胶、O 80份的天然胶、30 115份的补强填充剂和O 50份的填充油。进一步的，溶聚丁苯橡胶包括优选为2 60%的结合苯乙烯和5 80%的乙烯基，更优选的5 40%的结合苯乙烯和10 60%的乙烯基。再进一步的，补·强填充剂包括优选为O 45份的炭黑和20 90份的白炭黑；更优选为O 35份的炭黑和30 80份的白炭黑。补强填充剂有利于增加轮胎的抗磨性，填充油在橡胶制造过程中提高加工性能。其中终炼胶材料可以包括促进剂和硫黄，促进剂可以为次磺酰胺类，优选为TBBS(N-叔丁基-2-苯并噻唑次黄酰胺)、CBS(N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺)或NOBS(N-(氧化二亚乙基)-2-苯并噻唑次磺酰胺)；硫黄与所述胶料配比优选为0.4 4份，更优选为
0.5 3.5份。硫黄有利于增加轮胎的弹性，提高硫化胶的表面粗糙度。经过交联，由于果壳粉和胶料不相容、粘合性能低，果壳粉具有硬度高，耐酸碱、耐浸泡的特性，而且果壳粉与橡胶的粘合性能比较低，橡胶生产成轮胎，使用过程中轮胎与地面摩擦，果壳粉的特性使得其自身从橡胶基体脱落，果壳粉原所在的位置形成了孔洞，从而增加了橡胶表面粗糙度，提高轮胎的抓着性能，特别是使得车辆在湿滑路面、冰雪路面上行驶更加安全，同时由于果壳属于可再生资源，环保而不污染，符合绿色循环经济需求，价格低廉，降低成本，研究表明，可降低轮胎0.5 1.5%的材料成本。经过粉碎的果壳粉，利用其粒径大小，有利于在橡胶中分散；果壳粉适用范围广，适用于各种需要提高抓着性能的橡胶制品，特别适用于轮胎制品。补强填充剂有利于增加轮胎的抗磨性；填充油在橡胶制造过程中改善加工性能；硫黄有利于增加轮胎的弹性，提高硫化胶的表面粗糙度；借助各种橡胶原料的特性，能有效地提高轮胎在湿滑路面和冰雪路面的抓着性能。本发明实施例还提供了一种橡胶，由上述的橡胶生产方法制得。本发明实施例还提供了一种轮胎，由所称的橡胶制成。在使用过程中，轮胎与地面摩擦，果壳粉从橡胶基体脱落，果壳粉原所在的位置形成了孔洞，从而增加了橡胶表面粗糙度，提高轮胎的抓着性能。进一步，为提高果壳粉在橡胶中的粘连性和便于果壳粉从橡胶本体上脱落，轮胎中果包含的壳粉粒径可以为88 850 μ m。再进一步，为了降低成本，所述果壳粉可以由核桃果壳、开心果果壳、松子果壳和长寿果果壳中的一种或多种经粉碎制成。以上各种果壳、胶料、母炼胶材料、终炼胶材料所包括的材料均可选取效果相同或相似的材料，在此不限定。为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的橡胶生产方法进行详细描述。实施例1选取核桃、开心果、松子和长寿果中任意的果壳，将果壳粉碎成粒径为88μηι的果壳粉；向222.5份胶料中加入24份果壳粉，形成母炼胶材料；在150°C下对母炼胶材料进行混炼，混炼时间为5分钟，形成母炼胶；向母炼胶加入终炼胶材料，经过开炼机出片，在150°C下硫化10分钟形成橡胶。其中胶料包括(以下均为质量分数):溶聚丁苯橡胶(SSBR，结合苯乙烯含量约21%、乙烯基含量约68%，玻璃化转变温度Tg约-21°C )60份、高顺式顺丁橡胶(BR9000，顺式1，4- 丁二烯含量约97%，玻璃化转变温度Tg约-107°C )40份、炭黑(N234) 40份、白炭黑(7000Gr) 30份、氧化锌(粉状氧化锌)5份、硬脂酸(造粒硬脂酸)2份、防老剂6PH) (^(1，3-二甲基丁基)4’_苯基对苯二胺)2.5份、防老剂TMQ (2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体)1.5份、防老剂0了 0 (N，N’-二甲苯基对苯二胺)I份、防护蜡1.5份、白炭黑分散剂3份、填充油(环保芳烃油)30份、硅烷偶联剂6份。 其中终炼胶材料包括:硫黄(硫黄粉末)1.5份、促进剂TBBS (N-叔丁基_2_苯并噻唑次黄酰胺)2份、促进剂DPG (二苯胍)3份、促 进剂TMTM (—硫化四甲基秋兰姆)0.3份、防焦剂CTP (η-环己基硫代邻苯二甲酰胺)0.2份。将制得的橡胶进行性能测试:得到邵氏硬度为59°、抓着性能(即摩擦指数)为101。实施例2将果壳粉粒径粉碎成250 μ m，其他条件与实施例1中相同，最终形成橡胶。将制得的橡胶进行性能测试:得到邵氏硬度为60°、抓着性能(即摩擦指数)为103。实施例3将果壳粉粒径粉碎成500 μ m，其他条件与实施例1中相同，最终形成橡胶。将制得的橡胶进行性能测试:得到邵氏硬度为63°、抓着性能(即摩擦指数)为108。实施例4将果壳粉粒径粉碎成700 μ m，其他条件与实施例1中相同，最终形成橡胶。将制得的橡胶进行性能测试:得到邵氏硬度为62°、抓着性能(即摩擦指数)为106。实施例5将果壳粉粒径粉碎成850 μ m，其他条件与实施例1中相同，最终形成橡胶。将制得的橡胶进行性能测试:得到邵氏硬度为60°、抓着性能(即摩擦指数)为104。实施例6将果壳粉粒径粉碎成30 μ m，其他条件与实施例1中相同，最终形成橡胶。将制得的橡胶进行性能测试:得到邵氏硬度为57°、抓着性能(即摩擦指数)为99。实施例7将果壳粉粒径粉碎成1000 μ m,其他条件与实施例1中相同，最终形成橡胶。将制得的橡胶进行性能测试:得到邵氏硬度为54°、抓着性能(即摩擦指数)为98。实施例8不添加任何果壳粉，其他条件与实施例1中相同，最终形成橡胶。将制得的橡胶进行性能测试:得到邵氏硬度为55°、抓着性能(即摩擦指数)为98。邵氏硬度用于测量物体受压变形程度或抗刺穿能力，邵氏硬度为邵A硬度，经过计算，本发明配方的邵氏硬度最优值是63±5° ;抓着性能用于表征物体与接触面的摩擦性能，本发明中抓着性能用于表征橡胶与路面的摩擦性能，抓着性能用摩擦指数表示，摩擦指数越高代表抓着性能越高。本发明上述各实施例的抓着性能是由荷兰VMI厂家生产的型号为LAT100的磨耗试验机进行检测的，以下实施例均同。从实施例1 8可以看出，在果壳粉粒径为88 μ m 850 μ m时候,邵氏硬度最优，摩擦指数也最优，其中在500 μ m时最佳。实施例9选取核桃、开心果、松子和长寿果中任意的果壳，将果壳粉碎成粒径为500μηι的果壳粉；向232份胶料中加入2.32份果壳粉，形成母炼胶材料；在150°C下对母炼胶材料进行混炼，混炼时间为5分钟，形成母炼胶；向母炼胶加入终炼胶材料，经过开炼机出片，在150°C下硫化10分钟，形成橡胶。其中胶料中的母炼胶材料包括(以下均为质量分数):溶聚丁苯橡胶(SSBR，结合苯乙烯含量约21%、乙烯基含量约68%，玻璃化转变温度Tg约-21 °C ) 75份、高顺式顺丁橡胶(BR9000，顺式1，4- 丁二烯含量约97%，玻璃化转变温度Tg约-107°C )25份、炭黑(N234) 10份、白炭黑(7000Gr) 70份、氧化锌(粉状氧化锌)5份、硬脂酸(造粒硬脂酸)2份、防老剂6PH) (N-(l, 3- 二甲基丁基)-N’ -苯基对苯二胺)2份、防老剂TMQ (2，2，4_三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体)2份、防老剂DTPD (N，N’-二甲苯基对苯二胺)1.5份、防护蜡1.5份、白炭黑分散剂6份、填充油(环保芳烃油)20份、硅烷偶联剂12份。终炼胶材料包括:硫黄(硫黄粉末)1.5份、促进剂TBBS (N-叔丁基_2_苯并噻唑次黄酰胺)2份、促进剂DPG (二苯胍)2份、促进剂TMTM (—硫化四甲基秋兰姆)0.3份、防焦剂CTP (η-环己基硫代邻苯二甲酰胺)0.2份。
将制得的橡胶进行性能测试:邵氏硬度为60°、抓着性能(即摩擦指数)为102。实施例10向胶料中加入15份果壳粉，其他条件与实施例9中相同，最终形成橡胶。将制得的橡胶进行性能测试:得到邵氏硬度为61°、抓着性能(即摩擦指数)为104。实施例11向胶料中加入30份果壳粉，其他条件与实施例9中相同，最终形成橡胶。将制得的橡胶进行性能测试:得到邵氏硬度为63°、抓着性能(即摩擦指数)为106。实施例12向胶料中加入43份果壳粉，其他条件与实施例9中相同，最终形成橡胶。将制得的橡胶进行性能测试:得到邵氏硬度为65°、抓着性能(即摩擦指数)为105。
实施例13向胶料中加入58份果壳粉，其他条件与实施例9中相同，最终形成橡胶。将制得的橡胶进行性能测试:得到邵氏硬度为67°、抓着性能(即摩擦指数)为102。实施例14向胶料中加入63份果壳粉，其他条件与实施例9中相同，最终形成橡胶。将制得的橡胶进行性能测试:得到邵氏硬度为70°、抓着性能(即摩擦指数)为96。实施例15不添加果壳粉，其他条件与实施例9中相同，最终形成橡胶。将制得的橡胶进行性能测试:得到邵氏硬度为54°、抓着性能(即摩擦指数)为97。从实施例9 15可以看出，在232份胶料中添加2.32 58份果壳粉，即每100份胶料中加入I 25份的果壳粉时，邵氏硬度和摩擦指数最优，其中在232份胶料中添加
12.93份果壳粉，即每100份胶料中加入I 25份的果壳粉时为最佳。实验表明，在胶料配方中添加果壳粉，添加量为每100份胶料中加入I 25份的果壳粉，果壳粉粒径为88 850 μ m,得到的橡胶抓着性能最优。可见，本发明提供的方法利用果壳粉与橡胶的粘合性能比较低，当橡胶生产成轮胎，使用过程中轮胎与地面摩擦，果壳粉的特性使得其自身从橡胶基体脱落，果壳粉原所在的位置形成了孔洞，从而增加了橡胶表面粗糙度，提高轮胎的抓着性能，特别是使得车辆在湿滑路面、冰雪路面上行驶时有效地提升安全性。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种橡胶生产方法，其特征在于，包括: 将果壳粉碎成果壳粉； 向每100份胶料中加入I 25份的果壳粉，形成母炼胶材料； 将母炼胶材料混炼，形成母炼胶； 加入终炼胶材料，交联形成橡胶。
2.根据权利要求1所述的橡胶生产方法，其特征在于，所述果壳粉粒径为88 850 μ m0
3.根据权利要求1所述的橡胶生产方法，其特征在于，所述将母炼胶材料混炼，形成母炼胶具体为: 在密炼机中混炼母炼胶材料I 10分钟，温度为120 180°C，形成母炼胶。
4.根据权利要求1所述的橡胶生产方法，其特征在于，所述加入终炼胶材料，交联形成橡胶具体为: 加入终炼胶材料，经开炼机出片，在140 190°C下交联5 40分钟，形成橡胶。
5.根据权利要求1所述的橡胶生产方法，其特征在于，所述果壳包括核桃果壳、开心果果壳、松子果壳和/或长寿果果壳。
6.根据权利要求1 5任意一项所述的橡胶生产方法，其特征在于，所述胶料包括20 100份的溶聚丁苯橡胶、O 80份的顺丁橡胶、O 80份的天然胶、30 115份的补强填充剂和O 50份的填充油。
7.根据权利要求6所述的橡胶生产方法，其特征在于，所述溶聚丁苯橡胶包括5 40%的结合苯乙烯和10 60%的乙烯基。
8.根据权利要求6所述的橡胶生产方法，其特征在于，所述补强填充剂包括O 35份的炭黑和30 80份的白炭黑。
9.根据权利要求1 5任意一项所述的橡胶生产方法，其特征在于，所述终炼胶材料包括促进剂和硫黄。
10.根据权利要求9所述的橡胶生产方法，其特征在于，所述促进剂为次磺酰胺类，次磺酰胺类为N-叔丁基-2-苯并噻唑次黄酰胺、N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺或N-(氧化二亚乙基)-2-苯并噻唑次磺酰胺。
11.一种橡胶，其特征在于，由权利要求1 10所述的橡胶生产方法制得。
12.—种轮胎，其特征在于，由权利要求11所述的橡胶制成。
13.根据权利要求12所述的轮胎，其特征在于，所述轮胎中包含的果壳粉粒径为88 ·850 μ m0
全文摘要
本发明实施例公开了一种橡胶生产方法，包括将果壳粉碎成果壳粉；向每100份胶料中加入1～25份的果壳粉，形成母炼胶材料；将母炼胶材料混炼，形成母炼胶；加入终炼胶材料，交联形成橡胶，使用本发明的生产方法增加了橡胶表面粗糙度，提高轮胎的抓着性能，特别是使得车辆在湿滑路面、冰雪路面上行驶更加安全，同时由于果壳属于可再生资源，环保而不污染，符合绿色循环经济需求，价格低廉，降低成本。本发明还提供了一种橡胶，由以上方法制得。本发明还再提供了一种轮胎，由以上橡胶制得。
文档编号C08K13/02GK103193994SQ20131014845
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月25日 优先权日2013年4月25日
发明者魏静勋 申请人:广州市华南橡胶轮胎有限公司