一种耐磨抗刺低阻力轮胎胶料及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐磨抗刺低阻力轮胎胶料及其制作方法，其特征在于，原料各组分按重量份数组成如下：天然胶SIR2040-70份、顺丁橡胶10-15份、丁苯橡胶SBR15003-5份，N234型高结构中超耐磨炉黑5-6份、白碳黑5-6份、Si-69型硅烷偶联剂1-1.5份、聚乙二醇1-1.5份、甲苯二异氰酸酯0.5-1.0份、氯化亚锡0.5-1.0份、端羟基聚丁二烯0.5-1.0份、软化增塑剂芳烃油1-1.5份、硬脂酸1-2份、防老剂2-3份、增粘剂204树脂1-1.5份、均匀剂UB40001-1.5份、氧化锌0.5-1.0份、硫磺1-1.5份、XY900型抗硫化返原剂0.5-1.0份、促进剂TBBS1-1.5份、抗疲劳剂G-1080.5-1.0份。得到的轮胎胶料相容性好，具有耐磨、抗刺、低阻力、抗疲劳、耐老化性能和抗变形能力，应用前景广阔。
【专利说明】一种耐磨抗刺低阻力轮胎胶料及其制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于橡胶轮胎制造领域，具体涉及一种耐磨抗刺低阻力轮胎胶料及其制作 方法。
【背景技术】
[0002] 胶料是由碳黑、天然橡胶或合成橡胶、添加物等原材料混合密炼加工而成的。作 为轮胎制造过程中的主要加工对象和载体，橡胶在胶料中所占的比例通常达到一半左右， 为了使橡胶具有所需要的特性，还必须向其中加入诸如强化剂、粘合剂、抗老化剂等化学物 质，以改变橡胶的强度、塑性、弹性、耐用性等物理性质。轮胎上的所有半成品胶部件，如胎 面、胎侧和三角胶条等，都是在后续的制造工艺中以胶料为原料加工而成的。
[0003] 从配方角度降低轮胎滚动阻力，要从胶种、补强剂等方面进行优化。全钢胎胎面胶 普遍采用全天然胶或少量并用顺丁胶，该胶体系的生热已很低，需要着重对补强体系进行 调整。目前使用炉法炭黑，如N234、N115等虽然耐磨性符合要求，但生热很高，无法满足低 滚动阻力轮胎要求。目前的轮胎胶料配方在生产及使用中存在许多缺点：炭黑及小料分散 不均匀，与过渡层粘合性差，贴合时易出现气泡。
[0004] 将亲水性材料与弹性体合金化，形成一种具有橡胶的弹性和强度，同时具有吸水 膨胀、挤压情况下可保水，达到既能适应结构变化，又具有吸水膨胀的功能材料应用越来越 广泛，可用于汽车集装箱、精密仪器及食品的防水、防潮包装等。根据大量的实践和研究发 现，绝大多数聚合物共混物是不相容或部分相容的。实际上，高分子共混物都是多相多组分 结构的混合物，存在着相界面和相结构形态不同所产生的性能薄弱问题。高分子共混物常 因相容性差，两相间界面能高，界面结合力低而导致性能下降。共混物组分之间互不相容， 则润湿性和黏合性不良，但并不是相容性越大越好，而应具有适当的相容性。
[0005] 目前的现有技术为了提高胎面胶的耐磨性，大比例增加配方中顺丁胶的含量，可 是由于顺丁胶自补强性差、分子间作用力小、内聚能低等特点，使得胎面胶的耐刺扎性能较 差。使用超耐磨炉黑（如使用N115)的目的是利用超耐磨炉黑对橡胶优良的补强作用来 提高胎面胶的耐磨性，但是在半成品加工过程中生热高、操作困难，给生产工艺带来麻烦。 由于胎面胶中使用的合成橡胶较多，使胶料的粘合能力下降，易造成胎面与胎体脱开的问 题，同样会影响轮胎的使用寿命。
[0006] 矿山道路状况很差，基本全是碎石路面，尤其是在雨季，尖石外露，很容易刺伤轮 胎，且矿山使用的轮胎载荷大、运距短、转弯多、作业时间长，这就要求矿用轮胎胎冠胶要耐 切割、耐磨耗、耐刺扎、变形小、生热低。因此，如何生产一种耐磨抗刺低阻力轮胎胶料，在改 善树脂与橡胶的相容性的同时，又避免在成型过程中气泡出现，实现轮胎性能的提高，是本 发明要解决的技术问题。
【发明内容】
[0007] 本发明为了解决上述问题和缺陷，提供了一种耐磨抗刺低阻力轮胎胶料及其制 作方法，其特征在于，原料各组分按重量份数组成如下：天然胶SIR20 40-70份、顺丁橡胶 10-15份、丁苯橡胶SBR1500 3-5份，N234型高结构中超耐磨炉黑5-6份、白碳黑5-6份、 Si-69型硅烷偶联剂1-1. 5份、聚乙二醇1-1. 5份、甲苯二异氰酸酯0. 5-1. 0份、氯化亚 锡0. 5-1. 0份、端羟基聚丁二烯0. 5-1. 0份、软化增塑剂芳烃油1-1. 5份、硬脂酸1-2份、 防老剂2-3份、增粘剂204树脂1-1. 5份、均匀剂UB40001-1. 5份、氧化锌0. 5-1. 0份、硫 磺1-1. 5份、XY900型抗硫化返原剂0. 5-1. 0份、促进剂TBBS 1-1. 5份、抗疲劳剂G-108 0· 5-1. 0 份。
[0008] 上述一种耐磨抗刺低阻力轮胎胶料及其制作方法，其特征在于，所述防老剂采用 防老剂6PH):防老剂RD :防护蜡=1:2:1的混合物。
[0009] 上述一种耐磨抗刺低阻力轮胎胶料的制作方法，其特征在于，所述方法包括如下 步骤： a、 将聚乙二醇在105-115°C真空脱水后，加入甲苯二异氰酸酯和氯化亚锡，缓慢升温至 75-80°C，搅拌20-25min，然后再加入端羟基聚丁二烯，升温至110-120°C反应35-45min ; b、 先控制密炼机转子速度60 rpm，上顶拴风压7公斤/CM3,混炼压力为23MPa，混炼室 温度为37°C，转子温度为35°C，排胶温度为150°C，然后称量天然胶SIR20、顺丁橡胶、丁苯 橡胶SBR1500,在混炼室利用转子转动进行天然橡胶塑炼45秒，密炼机冷却水温度30°C ; c、 然后开始按顺序加料，提栓投N234型高结构中超耐磨炉黑、白碳黑、Si-69型硅烷 偶联剂N234炭黑、白碳黑、硅烷偶联剂X50S以及步骤（1)制得的两亲性聚氨酯压栓炼75 秒；提栓清扫后投软化增塑剂芳烃油、硬脂酸、防老剂、增粘剂204树脂、均匀剂UB4000防 护蜡压75秒，胶料温度达到165°C卸出胶料到23英寸开炼机； d、 最后翻炼冷却胶料到110-90°C，在开炼机上加氧化锌、硫磺、XY900型抗硫化返原 齐U、促进剂TBBS、抗疲劳剂G-108混炼均匀，下片冷却至室温完成胎面胶的制作。
[0010] 发明的有益效果： 本发明通过将传统轮胎的胎面填充物碳黑用白炭黑予以部分取代，适当减少炭黑的用 量，在炼胶过程中Si-69对白炭黑进行了改性，在提高胎面胶定伸应力的同时减少胎面胶 的生热。使用增粘剂为204树脂与天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶SBR1500并用，提高了层 胶之间的粘合性能，使胎面胶具有耐磨性，同时加入了抗疲劳剂G-108,采用半有效硫化体 系，有效提高了胶料的抗刺扎性能和动态疲劳性能。采用两亲性聚氨酯作为增容剂提高了 橡胶材料的强度，防护体系采用防老剂4020、防老剂RD与防护蜡的协同作用，阻止或延缓 橡胶老化反应继续进行，同时对热氧老化效果极佳。抗硫化返原剂XY-900可以减少轮胎硫 化过程中，胎面胶在模具中长时间硫化条件下而产生的硫化交联键断裂，能有效提高制品 的耐老化性能和抗变形能力。得到的轮胎胶料可满足工程材料的要求，应用前景广阔。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合实施例对本发明作进一步描述： 一种耐磨抗刺低阻力轮胎胶料及其制作方法，其特征在于，原料各组分按重量份数组 成如下：天然胶SIR20 40-70份、顺丁橡胶10-15份、丁苯橡胶SBR1500 3-5份，N234型高 结构中超耐磨炉黑5-6份、白碳黑5-6份、Si-69型硅烷偶联剂1-1. 5份、聚乙二醇1-1. 5 份、甲苯二异氰酸酯〇. 5-1. 0份、氯化亚锡0. 5-1. 0份、端羟基聚丁二烯0. 5-1. 0份、软化 增塑剂芳烃油1-1. 5份、硬脂酸1-2份、防老剂2-3份、增粘剂204树脂1-1. 5份、均匀剂 UB40001-1. 5份、氧化锌0. 5-1. 0份、硫磺1-1. 5份、XY900型抗硫化返原剂0. 5-1. 0份、促 进剂TBBS 1-1. 5份、抗疲劳剂G-108 0.5-1. 0份。
[0012] 所述防老剂采用防老剂6PH):防老剂RD :防护蜡=1:2:1的混合物。
[0013] 本发明可按下表所列实施例来实现
【权利要求】
1. 一种耐磨抗刺低阻力轮胎胶料及其制作方法，其特征在于，原料各组分按重量份数 组成如下：天然胶SIR20 40-70份、顺丁橡胶10-15份、丁苯橡胶SBR1500 3-5份，N234型 高结构中超耐磨炉黑5-6份、白碳黑5-6份、Si-69型硅烷偶联剂1-1. 5份、聚乙二醇1-1. 5 份、甲苯二异氰酸酯〇. 5-1. 0份、氯化亚锡0. 5-1. 0份、端羟基聚丁二烯0. 5-1. 0份、软化 增塑剂芳烃油1-1. 5份、硬脂酸1-2份、防老剂2-3份、增粘剂204树脂1-1. 5份、均匀剂 UB40001-1. 5份、氧化锌0. 5-1. 0份、硫磺1-1. 5份、XY900型抗硫化返原剂0. 5-1. 0份、促 进剂了885 1-1.5份、抗疲劳剂6-108 0.5-1.0份。
2. 根据权利要求1所述一种耐磨抗刺低阻力轮胎胶料及其制作方法，其特征在于，所 述防老剂采用防老剂6PH):防老剂RD :防护蜡=1:2:1的混合物。
3. 根据权利要求1所述一种耐磨抗刺低阻力轮胎胶料的制作方法，其特征在于，所述 方法包括如下步骤： a、 将聚乙二醇在105-115°C真空脱水后，加入甲苯二异氰酸酯和氯化亚锡，缓慢升温至 75-80°C，搅拌20-25min，然后再加入端羟基聚丁二烯，升温至110-120°C反应35-45min ; b、 先控制密炼机转子速度60 rpm，上顶拴风压7公斤/CM3,混炼压力为23MPa，混炼室 温度为37°C，转子温度为35°C，排胶温度为150°C，然后称量天然胶SIR20、顺丁橡胶、丁苯 橡胶SBR1500,在混炼室利用转子转动进行天然橡胶塑炼45秒，密炼机冷却水温度30°C ; c、 然后开始按顺序加料，提栓投N234型高结构中超耐磨炉黑、白碳黑、Si-69型硅烷 偶联剂N234炭黑、白碳黑、硅烷偶联剂X50S以及步骤（1)制得的两亲性聚氨酯压栓炼75 秒；提栓清扫后投软化增塑剂芳烃油、硬脂酸、防老剂、增粘剂204树脂、均匀剂UB4000防 护蜡压75秒，胶料温度达到165°C卸出胶料到23英寸开炼机； d、 最后翻炼冷却胶料到110-90°C，在开炼机上加氧化锌、硫磺、XY900型抗硫化返原 齐U、促进剂TBBS、抗疲劳剂G-108混炼均匀，下片冷却至室温完成胎面胶的制作。
【文档编号】B60C1/00GK104419023SQ201310368826
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】宋波 申请人:青岛蓝农谷农产品研究开发有限公司