一种帘布层第二胶料层组合物、帘布层及真空胎的制作方法

本发明属于轮胎橡胶材料，具体涉及一种帘布层第二胶料层组合物、帘布层及真空胎。

背景技术：

1、真空胎又称无内胎轮胎，又称“低压胎”、“充气胎”，不使用内胎，空气直接充入外胎内腔，消除了内外胎之间的磨擦，使热量直接从轮毂散出，同时真空胎具有较高的弹性和耐磨性，并有良好的附着力和散热性能，使用真空胎提高了行驶安全性，在穿孔较小时能够继续行驶，中途修理比有内胎轮胎容易，不需拆卸轮毂，因为柔软性较好，所以可改善轮胎的缓冲性能，提高轮胎的使用寿命。因而真空胎在自行车、摩托车、轿车、客车、货车上使用日益广泛。

2、真空胎为防止压缩气体泄露以确保气密性通常会在胎内表面覆盖一层密封性较好的气密层胶料(内面胶)，因此气密层是真空胎的重要部件之一，现有真空胎的气密层胶料需经过混炼、挤出、压延、硫化等工序与轮胎内表面贴合在一起，贴合工艺复杂、黏附力较弱易出现脱层等问题。目前有企业通过辐射交联法提高气密层黏附力，改善气密层脱层问题，但该方法需要大型辐射设备，且是在原有工序基础上又增加了辐射工艺，工序更为繁杂，成本较高，难以推广应用。

3、因此，非常有必要开发一种新的真空胎及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种帘布层第二胶料层组合物、帘布层及真空胎，通过以适量溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物(bimsm弹性体)与卤化丁基橡胶并用，加入由不饱和极性增塑剂、聚酰胺树脂、酚醛树脂及树脂交联剂组成的粘合体系，炭黑与片层补强填料组成的填充体系等制得帘布层第二胶料层组合物，最终制备出不含内面胶的真空胎具有优异的气密性，综合性能与含内面胶的真空胎相当，可取消轮胎生产线上气密层胶料的制备及贴合工艺，有利于轮胎生产效率提高及产品不良率降低。

2、为了实现以上目的，本发明的技术方案之一为：一种帘布层第二胶料层组合物，其组成按质量份计包括：90-95份卤化丁基橡胶、5-10份bimsm弹性体、5-8份聚酰胺树脂、4-5份不饱和极性增塑剂、35-40份炭黑、15-20份片层补强填料、1-2份硼酸酯类偶联剂、3-5份酚醛树脂、1-2份亚甲基给予体、4-5份氧化锌、2-3份硬脂酸、0.5-1份硫磺、0.7-1份烷基苯酚二硫化物、1.5-2份促进剂。

3、在本发明一较佳实施例中，所述卤化丁基橡胶为氯化丁基胶、溴化丁基胶中的一种或两种以上组合使用。

4、在本发明一较佳实施例中，所述不饱和极性增塑剂为松香腈树脂中的一种，优选为脂松香腈，酸值0.5-1.0koh/g，外观粘稠油状液体。

5、在本发明一较佳实施例中，所述炭黑为n330、n339、n375中的一种或两种以上组合使用。

6、在本发明一较佳实施例中，所述片层补强填料为高岭土、云母粉、多壁碳纳米管中的一种或两种以上组合使用。

7、在本发明一较佳实施例中，所述亚甲基给予体为六甲氧基甲基密胺与载体混合物、六亚甲基四胺的一种或两种以上组合使用。

8、在本发明一较佳实施例中，所述酚醛树脂为非自固化改性苯酚甲醛树脂、改性间苯二酚甲醛树脂中的一种或两种以上组合使用。

9、在本发明一较佳实施例中，所述硫磺与烷基苯酚二硫化物并用作硫化剂，所述硫磺优选为不溶性硫磺，所述烷基苯酚二硫化物优选为对叔丁基苯酚二硫化物。

10、在本发明一较佳实施例中，所述促进剂为噻唑类促进剂与二硫代氨基甲酸盐类促进剂并用，所述噻唑类促进剂为2,2’-二硫化二苯并噻唑(促进剂dm)，用量为1.2-1.5质量份，所述二硫代氨基甲酸盐类促进剂为五亚甲基二硫代氨基甲酸锌(促进剂znpdc)，用量为0.3-0.5质量份。

11、为了实现以上目的，本发明的技术方案之二为：一种帘布层第二胶料层组合物的制备方法，包括以下步骤：

12、(1)一段混炼：使用密炼机，条件为起始温度70-80℃，转速为45-50r/min，压力为0.3-0.5mpa；投料顺序为：第一动作，投入卤化丁基橡胶20-25s；第二动作，投入5/12-5/6炭黑混炼20-25s；第三动作，投入剩余炭黑、片层补强填料、偶联剂混炼20-25s；第四动作，清扫及混炼至155-160℃卸料；

13、(2)二段混炼：使用密炼机，条件为起始温度60-70℃，转速为45-50r/min，压力为0.3-0.5mpa；第一动作，投入上述一段混炼胶20-25s；第二动作，投入bimsm弹性体、聚酰胺树脂、不饱和极性增塑剂、1/2酚醛树脂混炼25-30s；第三动作，投入剩余酚醛树脂、硬脂酸混炼15-20s；第四动作，清扫及混炼至145-150℃卸料；

14、(3)终炼胶混炼：使用密炼机，条件为起始温度40-50℃，转速为40-45r/min，压力为0.3-0.5mpa；第一动作，投入上述二段混炼胶混炼20-25s；第二动作，投入硫化剂、氧化锌、促进剂、亚甲基给予体混炼20-25s；第三动作，清扫及混炼至100-105℃卸料；

15、(4)制备目标橡胶组合物：使用开炼机，设置前辊温60-65℃，后辊温70-75℃，辊距1mm，转速10r/min，将上述终炼胶经开炼机左右割胶三次后，下片冷却至室温获得目标橡胶组合物。

16、为了实现以上目的，本发明的技术方案之三为：一种包括帘布层第二胶料层组合物的帘布层。

17、在本发明一较佳实施例中，所述帘布层从外至内依次包括第一胶料层组合物、尼龙帘布骨架材料和第二胶料层组合物。

18、为了实现以上目的，本发明的技术方案之四为：一种帘布层的制备方法，通过压延工艺制备，压延工艺流程包括帘布导开、接合、牵引、前储积、牵引、除尘、导正、扩布、上胶、上棉线、冷却、卷取。

19、在本发明一较佳实施例中，所述压延工艺采用四辊压延机进行，四辊压延机从上至下第一辊筒辊温为85-90℃、第二辊筒辊温为80-85℃、第三辊筒辊温为90-95℃、第四辊筒辊温为95-100℃，各辊筒速比1:1.3-1.5:1.3-1.5:1，第一辊筒与第二辊筒之间所供胶料为常规帘布层胶料，胶温70-80℃，第二辊筒包胶厚度为5-6mm，第三辊筒与第四辊筒所供胶料为本发明帘布层第二胶料层组合物，胶温80-85℃，第三辊筒包胶厚度为0.7-0.8mm；所述压延工艺流程上胶前尼龙帘布温度为50-55℃，压延速度45-50m/min；所述压延工艺流程上胶后帘布层第二胶料层厚度为0.7-0.8mm。

20、为了实现以上目的，本发明的技术方案之五为：一种包括上述帘布层的真空胎。

21、在本发明一较佳实施例中，所述真空胎从外至内依次包括胎面部、缓冲层和帘布层。

22、在本发明一较佳实施例中，所述真空胎中帘布层有1-4层。

23、在本发明一较佳实施例中，所述真空胎还设有胎侧及钢丝圈。

24、为了实现以上目的，本发明的技术方案之六为：一种真空胎的制备方法，包括以下步骤：

25、(1)将帘布层依次贴合成型机的成型轮筒，使组合成生胎时该帘布层第二胶料层组合物位于生胎的最内层，再贴合缓冲层，然后钢丝圈定位气囊翻卷，最后贴上胎面胶、胎侧胶后即完成生胎的成型；

26、(2)将步骤(1)成型的生胎进行硫化制得成品轮胎。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

28、1.本发明在保证轮胎气密性的前提下，采用帘布层替代轮胎气密层胶料的使用，有利于轮胎生产效率提高及产品不良率降低；

29、2.本发明生胶体系采用bimsm弹性体与卤化丁基橡胶并用，bimsm弹性体是完全饱合的三元共聚物，主链是异丁烯，侧链是对甲基(pms)和溴化对甲基(br-pms)，卤化丁基橡胶为对丁基橡胶加氯或加溴制得，两者均具有优异的气密性、耐老化及耐天候等性能，但有粘着性差且粘着强度低的缺点，与帘布骨架材料粘合性能较差，有脱层的风险，无在帘布层胶料组合物中应用的先例；通过于帘布层第二胶料层中加入由不饱和极性增塑剂、聚酰胺树脂、酚醛树脂及亚甲基给予体组成的粘合体系，其中bimsm弹性体与聚酰胺树脂、不饱和极性增塑剂组成第一增粘组分，bimsm弹性体中苄基溴受大分子链位阻影响较小，具有较强的反应活泼性，易与聚酰胺树脂上的端氨基发生交联反应，而不饱和极性增塑剂一方面与聚酰胺树脂相容性好，另一方面可降低bimsm弹性体与尼龙帘线骨架材料浸胶胶乳表面张力，促进了bimsm与聚酰胺树脂之间的交联反应，同时利于增强聚酰胺树脂与尼龙帘线浸胶组分、尼龙帘线纤维之间的分子间引力、氢键结合力等物理粘合力，使得聚酰胺树脂形成帘布层橡胶组分与尼龙帘布骨架材料之间较佳粘合性的桥梁作用；酚醛树脂与亚甲基给予体、不饱和极性增塑剂组成第二增粘组分，不饱和极性增塑剂与酚醛树脂相容性好，利于酚醛树脂与亚甲基给予体反应生成用于提高粘合力的树脂网络，与第一增粘组分协同作用，高效互补增强轮胎中帘布层第二胶料层橡胶与帘纱骨架材料的粘着性与粘着强度，打破了丁基橡胶因粘合性能不佳于帘布层胶料中的应用限制；

30、3.本发明对炭黑与片层补强填料配比优化设计，同时通过偶联剂改性及混炼工艺优化，使得具有大长径比、高度取向的片层填料与炭黑错落有序的分散排列于帘布层橡胶基体中，在充分发挥填料补强性能的同时，大大提高了帘布层胶料的气体阻隔性能；

31、4.本发明对帘布层第二胶料层厚度优化设计，解决了厚度偏小导致的皱折、帘线与胶料脱离、帘线刺破胶料漏气等问题，厚度偏大导致的帘线排列不均、轮胎偏重等问题，有利于改善此层胶料压延作业性，同时利于轮胎获得较好的气密性；

32、5.本发明的硫化体系采用半有效硫磺硫化体系与金属氧化物硫化体系结合，不溶性硫磺、烷基苯酚二硫化物作为第一硫化剂，氧化锌作为第二硫化剂，噻唑类促进剂、二硫代氨基甲酸盐类促进剂作为促进剂，部分氧化锌与硬脂酸作为活化剂，各组分协同增进，可有效提高丁基橡胶的交联速率，改善了帘布层胶料物理强度及帘布层胶料与帘布骨架材料的粘合强度；

33、6.本发明采用四辊压延机实现一次性连续的帘布层双面上胶的工艺，通过控制压延机辊温、压延机辊筒速比、辊筒包胶厚度等参数，使得压延出的帘布层胶料具有厚薄均匀、表面光滑及不易皱折等优点，利于提高轮胎帘布层胶料与帘布骨架材料的粘合性及气密性。