加入高含量tmq耐热氧老化轮胎胎侧胶及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及轮胎胎侧胶，具体涉及一种加入高含量tmq耐热氧老化轮胎胎侧胶及其制备方法。
背景技术：
2.汽车轮胎在使用过程中，受光、热、臭氧、屈挠等因素的影响，老化现象不可避免的发生。在轮胎制造过程中会加入各种防老剂来减缓橡胶的老化，其中最常用的化学类防老剂有对热氧老化具有优秀防护效果的tmq，抗臭氧、抗曲挠龟裂良好的防老剂4020等。其中tmq的有效含量直接影响对橡胶的防护效果。tmq的有效成分是组成其单体的二、三、四聚体，抗老化性能随聚合度的增加而递减，单体则不具有抗老化性能，其中二聚体是所有成分中耐热和耐屈挠龟裂性能最好的。较低聚合体既具有优良的抗热氧老化性能，又有较好的抗屈挠龟裂性能。
技术实现要素：
3.在现有技术的基础之上，本发明公开了一种加入高含量tmq耐热氧老化轮胎胎侧胶及其制备方法。
4.本发明所采用的技术方案如下：
5.一种加入高含量tmq耐热氧老化轮胎胎侧胶，包括以下组份，各组份按质量份数计：天然橡胶45～55份、顺丁橡胶45～55份、炭黑50～70份、环保油10份、硬脂酸2份、增粘树脂1.5份、防护蜡1.5份、高含量tmq 0.49～0.7份、防老剂4020 3.5份、硫化剂1～2份，促进剂0.5～1份，防焦剂0～0.3份。
6.其中：
7.天然橡胶，是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，分子式是(c5h8)
n
，是应用最广的通用橡胶。
8.顺丁橡胶，是顺式1，4
‑
聚丁二烯橡胶的简称，其分子式为(c4h6)
n
，属混合物，可使用标准为br9000的顺丁橡胶。
9.炭黑，是指是一种无定形碳，是橡胶领域常见的原材料，优选的，炭黑为n330和n660的组合，其中n330和n660均为astm(美国材料实验协会，american society of testing materials)命名标准下的型号。
10.环保油，是指tdae环保芳烃油，优选明和产业(上海)有限公司的型号为a1220的环保油。
11.硬脂酸，即十八烷酸，分子式c
18
h
36
o2。
12.增粘树脂，指能够提高橡胶材料粘性，尤其是表面粘性的小分子化合物的树脂。优选的，增粘树脂为热塑性对
‑
特辛基苯酚
‑
甲醛树脂。
13.防护蜡，是指中等分子量的精制石蜡与微晶蜡的混合物，优选rheinchemie公司生产的型号为antilux 654的防护蜡。
14.高含量tmq，是指有效成分为2,2,4
‑
三甲基
‑
1,2
‑
二氢化喹啉聚合体的防老剂，且有效成分中二聚体、三聚体和四聚体的总量≥70％。优选的，高含量tmq的有效成分中二聚体不低于48.5％、三聚体不低于26.5％、四聚体不低于5.5％，总有效成分不低于80％。
15.防老剂4020，又称防老剂dmppd，分子式是c
18
h
24
n2，分子量268.3966。
16.硫化剂，指元素硫或者含硫化合物，优选的，硫化剂为普通硫磺和不溶性硫磺的组合。其中不溶性硫黄是指将普通硫磺(s)深加工的一种线型长链的高分子聚合物，一般的，是将硫黄粉加热至沸腾，倾于冷水中急冷而得的透明、无定形链状结构的弹性硫黄。
17.促进剂，是能促进硫化作用的物质，可缩短橡胶的硫化时间或降低硫化温度，减少硫化剂用量及提高橡胶的物理机械性能等，是本领域常见的一种助剂。优选的，促进剂为促进剂ns和促进剂dm的组合。促进剂ns中文名称为n
‑
叔丁基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺，英文名称为n
‑
tert
‑
butylbenzothiazole
‑2‑
sulphenamide，cas号为95
‑
31
‑
8，分子式为c
11
h
14
n2s2，是一种化工中间体。促进剂dm的化学名称为2、2'
‑
二硫代二苯并噻唑，英文名称:2、2'
‑
dibenzothiazoledisulfde，cas号为120
‑
78
‑
5，分子式为c
14
h8n2s4。
18.防焦剂，是防止橡胶胶料在加工过程中产生早期硫化现象的物质，是本领域常用的原材料。
19.一种上述的耐热氧老化轮胎胎侧胶的制备方法，包括以下步骤：
20.步骤(1)母炼胶的制备：将天然橡胶、顺丁橡胶、环保油、硬脂酸、增粘树脂、防护蜡、高含量tmq、防老剂4020投入密炼机中进行混炼，转速60r/min，压上顶栓20s，压力为4.5～5.5mpa；提起上顶栓加入炭黑，转速40r/min，压上顶栓40s，压力为4.5～5.5mpa；提起上顶栓，转速30r/min，压上顶栓混炼至155～160℃，压力为4.5～5.5mpa，卸下胶料，得到母炼胶；
21.步骤(2)终炼胶的制备：将步骤(1)所得母炼胶、硫化剂、促进剂、防焦剂投入密炼机中进行混炼，转子转速为20～30r/min，上顶栓压力为3.5～4.5mpa，排胶温度为105～110℃，时间为100～120s，得到胎侧胶。
22.优选的，步骤(1)采用kobelco bb
‑
430密炼机，步骤(2)采用kobelco bb
‑
270密炼机。
23.本发明的有益效果如下：
24.使用本发明胎侧胶制造的轮胎，耐热氧老化性能明显提升，提高了轮胎寿命；同时减少了防老剂tmq的用量。
具体实施方式
25.下面结合多个实施例，说明本发明的具体实施方式。
26.对比例1
27.一种普通胎侧胶，由以下质量份的原料制成：天然橡胶50份、顺丁橡胶50份、炭黑n330 25份、炭黑n660 35份、环保油10份、硬脂酸2份、增粘树脂1.5份、防护蜡1.5份、普通tmq 0.7份、防老剂4020 3.5份、普通硫磺粉1份、不溶性硫磺0.63份、促进剂ns 0.55份、促进剂dm 0.2份、防焦剂0.2份。
28.普通tmq是指有效成分为2,2,4
‑
三甲基
‑
1,2
‑
二氢化喹啉聚合体的防老剂，有效成分中二聚体、三聚体和四聚体的总量≥40％。
29.普通胎侧胶的制备方法：
30.步骤(1)母炼胶的制备：采用kobelco bb
‑
430密炼机，进料顺序及混炼工艺为：将天然橡胶、顺丁橡胶、环保油、硬脂酸、增粘树脂、防护蜡、普通tmq、防老剂4020投入密炼机中进行混炼，转速60r/min，压上顶栓(压力为4.5～5.5mpa)20s；提起上顶栓加入炭黑，转速40r/min，压上顶栓(压力为4.5～5.5mpa)40s；提起上顶栓，转速30r/min，压上顶栓(压力为4.5～5.5mpa)混炼至155～160℃卸下胶料，得到母炼胶；
31.步骤(2)终炼胶的制备：采用kobelco bb
‑
270密炼机，将步骤(1)所得母炼胶、硫化剂、促进剂、防焦剂投入密炼机中进行混炼，转子转速为20～30r/min，上顶栓压力为3.5～4.5mpa，排胶温度为105～110℃，时间为100～120s，得到胎侧胶。
32.实施例1
33.一种加入高含量tmq耐热氧老化胎侧胶，由以下质量份的原料制成：天然橡胶50份、顺丁橡胶50份、炭黑n330 25份、炭黑n660 35份、环保油10份、硬脂酸2份、增粘树脂1.5份、防护蜡1.5份、高含量tmq 0.63份、防老剂4020 3.5份、普通硫磺粉1份、不溶性硫磺0.63份、促进剂ns 0.55份、促进剂dm 0.2份、防焦剂0.2份。
34.实施例1中的耐热氧老化胎侧胶的制备方法：
35.步骤(1)母炼胶的制备：采用kobelco bb
‑
430密炼机，进料顺序及混炼工艺为：将天然橡胶、顺丁橡胶、环保油、硬脂酸、增粘树脂、防护蜡、高含量tmq、防老剂4020投入密炼机中进行混炼，转速60r/min，压上顶栓(压力为4.5～5.5mpa)20s；提起上顶栓加入炭黑，转速40r/min，压上顶栓(压力为4.5～5.5mpa)40s；提起上顶栓，转速30r/min，压上顶栓(压力为4.5～5.5mpa)混炼至155～160℃卸下胶料，得到母炼胶；
36.步骤(2)终炼胶的制备：采用kobelco bb
‑
270密炼机，将步骤(1)所得母炼胶、硫化剂、促进剂、防焦剂投入密炼机中进行混炼，转子转速为20～30r/min，上顶栓压力为3.5～4.5mpa，排胶温度为105～110℃，时间为100～120s，得到胎侧胶。
37.实施例2
38.一种加入高含量tmq耐热氧老化胎侧胶，由以下质量份的原料制成：天然橡胶50份、顺丁橡胶50份、炭黑n330 25份、炭黑n660 35份、环保油10份、硬脂酸2份、增粘树脂1.5份、防护蜡1.5份、高含量tmq 0.56份、防老剂4020 3.5份、普通硫磺粉1份、不溶性硫磺0.63份、促进剂ns 0.55份、促进剂dm 0.2份、防焦剂0.2份。
39.实施例2的耐热氧老化胎侧胶的制备方法：
40.步骤(1)母炼胶的制备：采用kobelco bb
‑
430密炼机，进料顺序及混炼工艺为：将天然橡胶、顺丁橡胶、环保油、硬脂酸、增粘树脂、防护蜡、高含量tmq、防老剂4020投入密炼机中进行混炼，转速60r/min，压上顶栓(压力为4.5～5.5mpa)20s；提起上顶栓加入炭黑，转速40r/min，压上顶栓(压力为4.5～5.5mpa)40s；提起上顶栓，转速30r/min，压上顶栓(压力为4.5～5.5mpa)混炼至155～160℃卸下胶料，得到母炼胶。
41.步骤(2)终炼胶的制备：采用kobelco bb
‑
270密炼机，将步骤(1)所得母炼胶、硫化剂、促进剂、防焦剂投入密炼机中进行混炼，转子转速为20～30r/min，上顶栓压力为3.5～4.5mpa，排胶温度为105～110℃，时间为100～120s，得到胎侧胶。
42.实施例3
43.一种加入高含量tmq耐热氧老化胎侧胶，由以下质量份的原料制成：天然橡胶50
份、顺丁橡胶50份、炭黑n330 25份、炭黑n660 35份、环保油10份、硬脂酸2份、增粘树脂1.5份、防护蜡1.5份、高含量tmq 0.49份、防老剂4020 3.5份、普通硫磺粉1份、不溶性硫磺0.63份、促进剂ns 0.55份、促进剂dm 0.2份、防焦剂0.2份。
44.的耐热氧老化胎侧胶的制备方法：
45.步骤(1)母炼胶的制备：采用kobelco bb
‑
430密炼机，进料顺序及混炼工艺为：将天然橡胶、顺丁橡胶、环保油、硬脂酸、增粘树脂、防护蜡、高含量tmq、防老剂4020投入密炼机中进行混炼，转速60r/min，压上顶栓(压力为4.5～5.5mpa)20s；提起上顶栓加入炭黑，转速40r/min，压上顶栓(压力为4.5～5.5mpa)40s；提起上顶栓，转速30r/min，压上顶栓(压力为4.5～5.5mpa)混炼至155～160℃卸下胶料，得到母炼胶。
46.步骤(2)终炼胶的制备：采用kobelco bb
‑
270密炼机，将步骤(1)所得母炼胶、硫化剂、促进剂、防焦剂投入密炼机中进行混炼，转子转速为20～30r/min，上顶栓压力为3.5～4.5mpa，排胶温度为105～110℃，时间为100～120s，得到胎侧胶。
47.将对比例1和实施例1、2、3得到的胎侧胶进行硫化(硫化条件：160℃
×
30min)得到硫化胶物性参数并将硫化胶热氧老化处理得到老化后物性参数，结果如表1、表2所示，其中，表1中mh为橡胶硫化曲线的最高扭矩，t90为工艺正硫化时间。
48.表1胶料老化前物性数据
[0049] 对比例实施例1实施例2实施例3拉伸强度(mpa)14.614.815.214.7断裂伸长率(％)510548540539100％定伸应力(mpa)1.41.51.51.4300％定伸应力(mpa)6.67.27.16.8硬度(邵尔a型)51515252撕裂强度(mpa)64676565150万次屈挠级别2112mh8.569.148.658.69t9066.668.968.467.8
[0050]
表2胶料老化后(100℃
×
72h)物性数据
[0051] 对比例实施例1实施例2实施例3拉伸强度(mpa)9.510.510.410.1断裂伸长率(％)275291287279100％定伸应力(mpa)33.23.13硬度(邵尔a型)59585859撕裂强度(mpa)45484645150万次屈挠级别2112
[0052]
从表1可以看出：本发明所得耐热氧老化胎侧胶老化前物理机械性能优于对比例。从表2可以看出：经过100℃
×
72h老化后，本发明所得胎侧胶由于加入了高含量tmq所以抗张积(拉伸强度*断裂伸长率)保持好于对比例，硬度上升幅度小于对比例，撕裂强度和屈挠龟裂好于对比例。
[0053]
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利
要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。