一种低滚阻高耐磨翻新轮胎预硫化胎面胶料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及翻新轮胎预硫化胎面生产及轮胎翻新领域，具体设及一种预硫化翻新 胎面胶料配方及其制备方法。
【背景技术】
[000引美国环境保护署巧PA)提出了翻新轮胎Smartway认证标准，根据EPA对轮胎翻新 技术的验证，低滚动阻力翻新轮胎用于长途运输类8级卡车，比正在广泛使用的翻新产品， 可减少燃料消耗至少3%。因此降低胎面胶的滚动阻力，对广泛使用翻新轮胎产品的车辆降 低燃油消耗，减少汽车尾气排放，降低大气污染，增加经济效益具有十分重要的意义。美国 环境保护署巧PA)提出了翻新轮胎Smartway认证标准后，国际上一些知名企业如米其林、 普利司通等的部分翻新胎产品先后通过了认证。
[0003] 我国对翻新轮胎滚动阻力没有相关的法律法规，使用国内符合HG/T4323-2009《预 硫化胎面》标准的胎面，翻新生产的翻新胎滚动阻力高，无法达到Smartway认证规定的滚 动阻力系数（化）《6.0的要求。在预硫化法生产的翻新轮胎中，胎面占翻新所用材料的 90%W上，在轮胎所有部件中，胎面对滚动阻力的影响占50%W上，因此降低翻新轮胎滚动 阻力，必须首先降低预硫化胎面胶料的滚动阻力。胎面胶的滚动阻力主要与胶料的回弹性、 生热相关，回弹大、生热低的配方滚动阻力小，也可W用损耗因子tanδ来表征，60°C时的 tanδ越小表明胶料的滚动阻力越低。
[0004] 降低滚动阻力的配方技术在新轮胎中已被部分采用，见中国专利【申请号】 201310671438. 8[-种低滚动阻力全钢子午线胎面胶配方及制备方法]，在胎面胶配方中 顺下胶用量一般不超过30份，白炭黑取代炭黑的量在30份W上，由于配方中使用了大量的 白炭黑补强和较少比例的耐磨性能优异的顺下橡胶，用于长途运输类卡车从动轮的耐磨性 能明显低于炭黑补强和较大比例耐磨性优异的顺下胶胎面胶的使用里程，虽然降低了轮胎 的滚动阻力，减少了燃油消耗，但轮胎的使用寿命却相对降低，满足不了用于长途运输类卡 车从动轮对轮胎使用寿命的要求。另外为降低滚动阻力，配方中采用大量的白炭黑取代炭 黑进行补强，因极性的白炭黑比非极性的炭黑具有极强的凝聚性，按通常的混炼工艺进行 加工十分困难，存在混炼胶分散不均、凝胶等现象；同时为提高耐磨性能，配方中并用耐磨 性好的顺下胶，当顺下胶用量过大（超过40份）时，易出现因漉溫的波动导致的胶料打滑 而脱漉现象，如果采用传统混炼方法，就会导致胶料混炼吃粉慢，混炼不均、胶片表面凝胶 严重，进一步增大了混炼加工的难度；加之混炼后的胶料，因回弹性高，收缩大，压出后的半 成品尺寸的稳定性很差，不能满足工艺技术要求。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明的目的是设计一种滚动阻力低、耐磨性优良的胎面胶料配 方，并设计与之相适应的最适宜的胶料混炼方法，应用于轮胎翻新所用的载重子午线轮胎 从动轮预硫化胎面，使其达到轮胎使用里程高，滚动阻力低，节油降耗，减少汽车尾气对大 气污染的目的。
[0006] 本发明所采取的技术方案为：
[0007] -种低滚阻高耐磨翻新轮胎预硫化胎面胶料，包括如下重量份的组分：天然橡胶 40-60份，顺下橡胶40-60份，炭黑25-32份，白炭黑20-30份，硅烷偶联剂TESPT4-6份，环 保塑解剂0. 1-0. 4份，硬脂酸2-3份，氧化锋4-6份，炭黑分散剂0-2份，防老剂RD0. 5-2 份，防老剂40201-3份，防护蜡1-2份，硫横S-801-3份，促进剂CZ-801-2. 5份，防焦剂 CTP-800. 2-0. 4 份。
[0008] 所述的天然橡胶，包括烟片胶1#，3#，不同国家生产的标准橡胶10#，20#，国标 SCR5#，SCR10#，W及天然橡胶含量95%W上的复合橡胶。
[0009] 作为优选，本方案所用的顺下橡胶为高顺式顺下橡胶，可W选用儀系顺下橡胶或 稀±顺下橡胶，用量为40-60份；
[0010] 作为优选，白炭黑选用高分散高结构白炭黑1165MP或833MP，其用量为20-25份；
[0011] 作为优选，防老剂畑用量为1-1. 5份；防老剂4020用量为1. 5-2. 5份；
[0012] 作为优选，硫横S-80用量为1. 5-1. 8份；促进剂CZ-80用量为1. 6-2. 2份。
[0013] 上述胶料的制备方法包括一段混炼和低溫一次法混炼工艺，具体步骤如下：
[0014] (1) 一段混炼：将密炼机转速设定到50-60转/min,按比例将天然橡胶、顺下橡胶 及环保塑解剂加入到密炼机中，压上顶栓混炼20-40秒，然后依次加入硅烷偶联剂TESPT和 白炭黑，压上顶栓，混炼至142-147Γ，升上顶栓清扫3-5秒，压上顶栓混炼至150-155°C，升 上顶栓清扫3-5秒，压上顶栓保持溫度在145-155Γ间，混炼80-100秒，排胶，冷却，得到一 段母炼胶；
[0015] (2)低溫一次法混炼：将密炼机转速设定到45-55转/min,将一段母炼胶、氧化锋、 硬脂酸、防老剂RD、防老剂4020、防护蜡、炭黑分散剂加入到密炼机中，压上顶栓混炼20-30 秒，将炭黑加入，压上顶栓混炼30-50秒，升上顶栓清扫3-5秒，压上顶栓混炼25-35秒，升 上顶栓上到位，压上顶栓混炼25-30秒，开卸料口排胶，控制排胶溫度150-155°C;密炼机排 出的胶料进入到低溫一次法开炼机上；密炼机排到开炼机上的胶料进行冷却混炼150-200 秒，胶料溫度降低至95-100°C时在开炼机上加入硫横S-80,促进剂CZ-80,防焦剂CTP-80， 待药品分散后，将开炼机漉距调整至1. 8-2. 4mm，进行倒胶混炼600-800秒，混炼结束开炼 机排胶、下片，得到终炼胶。
[0016] 上述混炼工艺中优选的工艺参数条件具体如下：
[0017] (1) 一段混炼：将密炼机转速设定到55转/min,按比例将天然橡胶、顺下橡胶及环 保塑解剂加入到密炼机中，压上顶栓混炼20秒，然后依次加入硅烷偶联剂TESPT和白炭黑， 压上顶栓，混炼至145°C，升上顶栓清扫5秒，压上顶栓混炼至153°C，升上顶栓清扫5秒，压 上顶栓保持溫度在150°C，混炼100秒，排胶，冷却，得到一段母炼胶；
[0018] (2)低溫一次法混炼：将密炼机转速设定到50转/min,将一段母炼胶、氧化锋、硬 脂酸、防老剂RD、防老剂4020、防护蜡、炭黑分散剂加入到密炼机中，压上顶栓混炼20秒，将 炭黑加入，压上顶栓混炼40秒，升上顶栓清扫5秒，压上顶栓混炼30秒，升上顶栓上到位， 压上顶栓混炼25秒，开卸料口排胶，控制排胶溫度150°C;密炼机排出的胶料进入到低溫一 次法开炼机上；密炼机排到开炼机上的胶料进行冷却混炼180秒，胶料溫度降低至100°C时 在开炼机上加入硫横S-80,促进剂CZ-80,防焦剂CTP-80,待药品分散后，将开炼机漉距调 整至2mm，进行倒胶混炼700秒，混炼结束开炼机排胶、下片，得到终炼胶。
[0019] 本发明中混炼工艺的要点是：
[0020] -段混炼工艺中控制混炼溫度145-155Γ的总时间100-140秒，能够保证充分的 白炭黑硅烷化反应，W达到最优的补强效果。
[0021] 二段采用低溫一次法混炼，密炼机混炼排胶溫度控制到155°CW下，开炼机混炼时 进行长时间化00-800秒）小漉距（1. 8-2. 4mm)低溫100°C)混炼，W保证白炭黑及药 品的充分分散，打碎白炭黑凝胶，降低口尼粘度，改善胶料加工性能。
[0022] 硫化体系药品使用的是预分散药品硫横S-80、促进剂CZ-80和防焦剂CTP-80,预 分散药品配合低溫一次法工艺，减少了药品的飞扬损耗，并促进药品在胶料中的分散。
[0023] 本发明设计了一种在保持低滚动阻力的前提下，进一步提高载重子午线轮胎从动 轮翻新轮胎预硫化胎面的磨耗性能的配方；同时解决了因使用过量的白炭黑和顺下胶，而 造成的胶料混炼及压出困难的问题。
[0024] 通过对翻新轮胎预硫化胎面胶配方的优化，适度增加耐磨性能优异和低滚动阻力 良好的顺下胶比例，由通常小于30份提高到40-60份，目的是提高胎面弹性、减少压缩生 热，提高胎面胶耐磨性能，特别是弥补因使用大量白炭黑取代耐磨性优异的炭黑后磨耗性 能下降的问题；白炭黑用量要适度，在保证轮胎低滚阻力的前提下取代炭黑的份数尽可能 减少，其用量由通常的30份W上降低到20-25份，在满足低滚动阻力指标要求的同时，最大 程度的提高胶料的磨耗性能。
[00巧]通过对胶料混炼工艺的改进，由通常快速密炼机Ξ段混炼法，改为一段+低溫一 次炼胶法，一段混炼保证白炭黑与硅烷偶联剂在145-155Γ的硅烷化反应充分；低溫一次 法炼胶，通过低溫和较小漉距剪切，解决了极性的白炭黑具有的凝聚性强、分散困难，及大 比例顺下胶对漉溫波动敏感导致的胶料打滑脱漉，而出现的混炼胶分散不均、结团凝胶的 难题，提高混料胶质量。
[0026] 预硫化胎面硫化工艺是采用液压式平板硫化机生产的，其硫化压力高于新胎压 力的2-3倍，它赋予预硫化胎面产品有更高的密实性和物理机械性能，根据从动轮胎的使 用特性，本发明在用于从动轮全钢子午线轮胎翻新轮胎预硫化胎面胶配方设计中，加大了 耐磨性能优异和低滚阻力良好的顺下胶的用量至40-60份，白炭黑取代炭黑用量由通常 的30份W上降低到20-25份。使制得的胶料回弹性大于62%，压缩生热（25min)试中溫 升小于32°C，阿克隆磨耗小于0. 12cmVl. 6化m。将上述胎面胶用于