一种常温硫化补胎胶水的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于胶粘技术领域，具体涉及一种用于修补轮胎的常温硫化补胎胶水的制 备方法。
【背景技术】
[0002] 据公安部交管局公布数据，截至2014年底，我国机动车保有量达2.64亿辆，其中汽 车1.54亿辆，成为世界上机动车保有量最大的国家。每年因路面情况、轮胎质量、尖锐物扎 破及轮胎老化等原因导致轮胎漏气是生活中常遇到的现象，给行驶带来了麻烦，严重者甚 至会造成突发事故。目前针对轮胎小尺寸空洞的修补主要包括蘑菇钉法，火法修补，轮胎自 补液修补，常温硫化补片修补等几种方法。其中蘑菇钉法，操作复杂，价格昂贵;火法修补需 要将修补区域加热到橡胶硫化温度，往往会对周边区域的橡胶层带来伤害;轮胎自补液，是 预先或漏气后在轮胎内充入各类具有触变性的橡胶胶乳，依靠触变反应在漏气处形成橡胶 堆积物，堵住伤口，但是会极大程度上影响轮胎的动平衡，通常作为应急处理而不作为常规 修补方法;常温硫化修补方法由于操作简单，价格低廉、对胎面损伤小等特点受到修补人员 及驾驶员的青睐，市场前景良好。
[0003] 2000年至今，国内涌现大量补胎胶水，质量参差不齐。国内生产的大部分产品分为 (1)溶剂型天然橡胶粘接剂，粘接速度慢，粘接强度低(2)溶剂型氯丁橡胶粘接剂，粘接速度 快，短期强度高，轮胎发热时易脱落，这两类胶水是在对自行车及摩托车轮胎粘接剂的基础 上改进的，不适用于承载重量大，高速运行的大型机动车辆。专利CN103074008 A公开了一 种基于丁苯橡胶的甲苯溶液补胎胶水，采用丁苯橡胶可以增强气密性，但是并没有发生硫 化交联，本质上仍属于溶剂型胶水。另外，使用甲苯类的溶剂具有明显的毒性。专利 103289596A公开了一种航空轮胎静平衡补片用胶浆胶，以天然橡胶与丁苯橡胶为胶料，次 磺酰胺类促进剂及秋兰姆类促进剂及硫磺为硫化体系，并配以粘合剂达到高粘接强度，但 硫化过程需要在专用的硫化设备中加压升温硫化，不属于常温硫化胶浆领域。也有报道采 用天然橡胶或合成橡胶与列克纳混合使用作为常温硫化胶水，粘接速度快，强度高，但列克 纳与橡胶的反应仅仅发生在表面，并未使得胶片与轮胎交联成为整体，同时粘接后，粘接区 域容易发硬发脆，影响轮胎使用寿命。另外列克纳的高毒性也是需要注意的。
[0004]作为连接补片与被修补胎面的胶水，在粘接中仅仅依靠橡胶的自粘性和粘着性达 不到高效的粘接，在轮胎运动中，随着温度的升高和轮胎的变形，容易发生鼓泡、浮动和脱 落现象。为了增强粘接强度，必须既依靠橡胶的初粘性能，更要依靠在粘接后一定时间内发 生硫化作用，保证补片与轮胎交联成为整体。在实际的产品生产中，必须要选择合适的硫化 促进剂，既要在短时间内将补片中的硫黄发生硫化作用交联，又要防止硫化速度过快，发生 硫化返原或过硫化现象。目前用在橡胶硫化的促进剂有几十种之多，但可适用于常温硫化 的促进剂大多为超硫化促进剂及超超硫化促进剂。在胶浆中，硫化促进剂要由一定的化学 稳定性和热稳定性，以保证胶水在生产过程、运输储存中不会发生分解而发生胶水的自硫 化现象；同时，该类促进剂在与补片及被修补轮胎中的硫接触时，需要在常温下促发硫化反 应进行，反应速度平稳;溶剂的选择也是要考虑的因素，首先，应该尽量选择无苯溶剂，以减 轻对操作人员及环境的污染和伤害，石脑油系列产品是最佳的选择，但考虑到溶解性及阻 燃性能，也可选择三氯乙烯，二氯乙烯等溶剂;其次，溶剂必须具有合适的挥发速度、溶解性 能：一方面可以溶解橡胶和促进剂形成均匀的胶浆，一方面，在胶水使用过程中，溶剂还起 到溶胀补片和轮胎表面橡胶，将促进剂与硫化作用最大程度上渗入到轮胎的表层里，达到 最大粘接程度。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，优选合适的硫化促进剂、 橡胶与促进剂比例以及合适的溶剂提供一种工艺简单，胶水质量稳定，不易脱胶，硫化充 分，粘接强度大，环保无毒的常温硫化胶水的制备方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种用于修补轮胎的补胎胶水的制 备方法，它的制备步骤包括：（1)将重量比85%-95%的溶剂加热到30-60°(：;(2)将重量比为 3-8%的天然橡胶，放入开炼机中开炼，切割成5厘米见方的小块，加入到上述溶剂中，静置 溶胀24小时后，搅拌3-5个小时，使橡胶充分溶解(3)将重量比为1%-4%的超超硫化促进剂 加入到上述体系中，继续搅拌2-3小时后，加入重量比0.2-1 %N-乙基环己胺抗氧剂，混合均 匀，即得到产品。本发明提供的补胎胶水，原料易得，制备工艺简单，硫化速度快(3-5分钟）， 粘接牢固，24小时达到最大粘接强度。
[0007] 进一步的，上述的原料按重量比优选为:溶剂90-95%，开炼天然橡胶4-6%，促进 剂2_3，抗氧剂N-乙基环己胺为0.3%-〇. 8%
[0008] 上述的原料按重量比最优为:溶剂92%，天然橡胶5%，促进剂为2.5%，抗氧剂为 0.5%〇
[0009] 上述的原料中溶剂优选120#溶剂油与环己烷的混合物（适用于无卤无苯要求产 品）、三氯乙烯(适用于无苯阻燃要求产品）
[0010] 上述溶剂中，优选120#溶剂油与环己烷的混合物溶剂重量比为1:1-5:1，优选3:1.
[0011] 上述开炼橡胶，优选一级或二级烟片胶，不得使用回收橡胶及低劣次品橡胶，开炼 次数为5-20次，优选10-15次。
[0012] 上述原料中，促进剂优选二硫代氨基甲酸盐体系的超硫化促进剂或超超硫化促进 剂，包括N，N-二甲基二硫代氨基甲酸锌（又称促进剂ZDMC或促进剂PZ，CAS编号为137-30_ 4)，N，N-二乙基二硫代氨基甲酸锌(又称促进剂EZ或促进剂ZDC，CAS编号为14324-55-1)，N， N-二丁基二硫代氨基甲酸锌(又称促进剂BZ或促进剂ZDBC CAS编号为136-23-2)，N-乙基苯 基二硫代氨基甲酸锌(又称促进剂ZEPC或促进剂PX，CAS号：14634-93-6 )，N，N-二苄基二硫 代氨基甲酸锌(又称促进剂ZBEC，CAS号：14726-36-4)。
[0013] 优选N，N-二甲基二硫代氨基甲酸锌(又称促进剂ZDMC或促进剂PZ，CAS编号为137-30-4)，N，N-二丁基二硫代氨基甲酸锌(又称促进剂BZ或促进剂ZDBC CAS编号为136-23-2)， N-乙基苯基二硫代氨基甲酸锌(又称促进剂ZEPC或促进剂PX，CAS号：14634-93-6)，三种优 选促进剂的硫化速度为PZ>BZ>PX，制成的胶水的存放稳定性PZ〈BZ〈PX.
[0014] 本发明的优点和有益效果：
[0015] (1)胶水依靠橡胶的硫化作用，将轮胎与补片交联在一起，结合强度大，不会发生 脱落现象;硫化作用随着轮胎的生热与运动逐渐增强，24小时可达最大粘接强度。
[0016] (2)本发明提供的常温硫化补胎胶水制备工艺简单，原材料易得，适合工业化生 产。
【具体实施方式】：
[0017] 实施例1:
[0018] 将5公斤天然橡胶裁割成小块，在开炼机上开炼5次后剪成小片备用；在胶浆机中 加入92公斤120号溶剂油，加入上面剪好的橡胶片，浸泡24小时，中间每隔6小时，搅拌5-10 分钟。浸泡结束后，开启搅拌，搅拌3-4小时至胶浆均匀。加入2.5公斤促进剂PZ后，继续搅拌 1-2小时，然后加入0.5公斤N-乙基环己胺，继续搅拌lh后，停止搅拌，罐装。
[0019] 实施例2:
[0020] 将5公斤天然橡胶裁割成小块，在开炼机上开炼5次后剪成小片备用；在胶浆机中 加入92公斤120号溶剂油与环己烷的质量比1:1混合溶剂，加入上面剪好的橡胶片，浸泡24 小时，中间每隔6小时，搅拌5-10分钟。浸泡结束后，开启搅拌，搅拌3-4小时至胶浆均匀。加 入2.5公斤促进剂BZ后，继续搅拌1-2小时，然后加入0.3公斤N-乙基环己胺，继续搅拌lh后， 停止搅拌，罐装。
[0021] 实施例3:
[0022] 将5公斤天然橡胶裁割成小块，在开炼机上开炼5次后剪成小片备用；在胶浆机中 加入92公斤三氯乙烯溶剂，加入上面剪好的橡胶片，浸泡24小时，中间每隔6小时，搅拌5-10 分钟。浸泡结束后，升温至50度，开启搅拌，搅拌3-4小时至胶浆均匀。加入2.5公斤促进剂PX 后，继续保温搅拌1-2小时，然后加入0.3公斤N-乙基环己胺，继续搅拌lh后，停止搅拌，罐 装。
[0023]上述实施例使用开炼机为，江苏华源XK-400型16寸开练机。
[0024]粘接实例：
[0025] 将真空胎人为破坏出5_直径左右的小孔，伤口处用打磨机打磨后，涂抹本发明实 施例1制备的硫化胶浆，晾干溶剂后，将市售常温硫化胶片撕去表面塑料保护膜贴于伤口周 围，用压实轮赶去气泡，放置1小时后，测试粘接强度;对比试验选择市售品牌A和品牌B的胶 浆，用相同试验方法试验。80Km/小时时速行驶2小时后，测试粘接强度，对比粘接效果。
[0026]
[0027]
[0028]胶水稳定性试验：
[0029]将胶水防止密封试管中，放置于恒温箱中加热，温度设置为30_70°C，观察胶水状 态：
[0030]
【主权项】
1. 一种常温硫化补胎胶水，其特征在于:常温硫化补胎胶水的配方为，溶剂85%-95%， 天然橡胶3-8 %，超超硫化促进剂1 % -4 %。抗氧剂0.2-0.5 %。2. 根据权利要求1所述的一种常温硫化补胎胶水的制备方法，其特征在于，制备步骤包 括：（1)将重量比为85 % -95 %的溶剂加热到30-60°C ;(2)将重量比为3-8 %的天然橡胶，切 割成5cm见方小块，加入到上述溶剂中，静置溶胀24小时后，搅拌3-5个小时，使橡胶充分溶 解；（3)将重量比为1%_4%的超超硫化促进剂加入到上述体系中，继续搅拌2-3小时后，加 入重量比0.2-0.5 %抗氧剂，得到产品。3. 根据权利要求1或2所述的一种常温硫化补胎胶水，其特征在于，各个原料的重量百 分比为溶剂92%，天然橡胶5%，促进剂为2.5%，抗氧剂为0.5%。4. 根据权利要求1或2所述的用于一种常温硫化补胎胶水，其特征在于，所用的天然橡 胶为一级烟片胶，二级烟片胶，在开炼机上开练次数为5-20遍。5. 根据权利要求1或2所述的用于一种常温硫化补胎胶水，其特征在于，所使用的超超 促进剂为二硫代氨基甲酸锌。6. 根据权利要求1或2所述的一种常温硫化补胎胶水，其特征在于，溶剂包括120号溶剂 油，环烷烃油，三氯乙烯，或以上三种溶剂中两种或三种的1:1 -5:1的混合物。7. 根据权利要求3所述的一种常温硫化补胎胶水，其特征在于，120#溶剂油与环己烷的 混合物溶剂重量比为3:1。
【专利摘要】本发明涉及一种用于修补轮胎的补胎胶水的制备方法，它的制备步骤包括：(1)将重量比90％-95％的溶剂加热到30-60℃；(2)将重量比为3-8％的天然橡胶，放入开炼机中开练，切割成小块，加入到上述溶剂中，静置溶胀24小时后，搅拌3-5个小时，使橡胶充分溶解(3)将重量比为1％-4％的超超硫化促进剂加入到上述体系中，继续搅拌2-3小时后，加入重量比0.2-0.5％N-乙基环己胺抗氧剂，得到产品。本发明提供的补胎胶水，原料易得，制备工艺简单，硫化速度快，粘接牢固，24小时达到最大粘接强度。
【IPC分类】C09J107/00, C09J11/06
【公开号】CN105623553
【申请号】CN201610037868
【发明人】窦伟, 刘伟生, 唐晓亮, 张国林
【申请人】兰州大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月20日