本发明涉及全钢工程机械轮胎,特别是涉及一种高模量低生热工程机械轮胎胎基配方及制备工艺。
背景技术:
1、近年来,矿山开采、建筑施工等行业发展迅速,促使工程机械的使用量与日俱增,由于其通常在土、石方等露天矿采区作业,承载大、频繁起动及制动多、受尖锐石块等冲击力大所以对轮胎的规格极为严苛,所以专门应用于工程机械的工程机械轮胎产生了。
2、目前,工程机械轮胎胎基配方采用全天然生胶体系、补强体系采用高结构中超耐磨全炭黑补强体系、其余助剂均为常见通用类材料。采用高结构中超耐磨炭黑补强体系,可有效保证胶料强度,但生热高、伸长率低,且模量偏低,对缓冲带束层端点的箍紧力相对低,轮胎使用过程中肩部变形大、生热高,易发生缓冲带束层端点失效脱层。
3、鉴于此,目前急需改善工程机械轮胎超耐磨炭黑补强体系中生热高、伸长率低,且模量偏低,对缓冲带束层端点的箍紧力相对低和轮胎使用过程中肩部变形大、生热高,易发生缓冲带束层端点失效脱层的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种高模量低生热工程机械轮胎胎基配方及制备工艺,用以解决现有技术中工程机械轮胎超耐磨炭黑补强体系中生热高、伸长率低,且模量偏低,对缓冲带束层端点的箍紧力相对低和轮胎使用过程中肩部变形大、生热高,易发生缓冲带束层端点失效脱层的问题。
2、为了实现上述目的,本发明提供了一种高模量低生热工程机械轮胎胎基配方,按重量份计由下述组分构成:
3、橡胶,100份。
4、宽聚集体分布特种炭黑,32~40份。
5、白炭黑,5~10份。
6、氧化锌,3~5份。
7、硬脂酸,1~2份。
8、防老剂,1.5~3份。
9、萘并酰肼衍生物,0.3~1.0份。
10、硫磺粉,1~2份。
11、硫化促进剂,0.9~1.5份。
12、进一步地,各组分的重量份为:
13、天然橡胶,100份。
14、宽聚集体分布特种炭黑,32~40份。
15、白炭黑,5~10份。
16、氧化锌,3~5份。
17、硬脂酸,1~2份。
18、防老剂,1.5~3份。
19、萘并酰肼衍生物,0.3~1.0份。
20、硫磺粉,1~2份。
21、n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺,0.9~1.5份。
22、进一步地,所述橡胶采用宽聚集体分布特种炭黑和白炭黑并用补强体系,白炭黑占比10%~25%。
23、进一步地,所述橡胶使用的宽聚集体分布特种炭黑吸碘值82±5(g/kg)、氮吸附比表面积78±5(103m2/kg),且所述宽聚集体分布特种炭黑炭黑聚集体尺寸分布范围40~480nm,聚集体尺寸分布峰值106±5mm。
24、进一步地,所述橡胶萘并酰肼衍生物主体组分为n’-(1,3-二甲基亚丁基)-3-羟基-2-萘并酰肼,含量不低于98%。
25、进一步地,本发明提供了一种高模量低生热工程机械轮胎胎基制备工艺,采用了上述任一所述高模量低生热工程机械轮胎胎基配方进行制备。
26、进一步地,所述橡胶混炼生产时,至少采用三段密炼机混炼工艺。
27、进一步地,所述萘并酰肼衍生物必须在一段母胶混炼时加入,排胶温度控制160~170℃。
28、进一步地,所述一段母胶混炼时,不得加入所述白炭黑、氧化锌、硬脂酸和防老剂。
29、进一步地,所述氧化锌在加入混炼时,应分两部分加入,在所述母胶混炼时加入1/3的所述氧化锌;在终炼胶混炼时加入2/3的所述氧化锌,通过氧化锌分别与萘并酰肼衍生物及氧化锌进行反应。
30、进一步地,所述终炼胶混炼后采用140℃*60min环境条件下进行硫化。
31、本发明实施例一种高模量低生热工程机械轮胎胎基配方及制备工艺与现有技术相比,其有益效果在于:通过炭黑/白炭黑并用生胶体系,及宽聚集体尺寸分布炭黑新材料应用,在提高胶料伸产率、降低生热的同时,并保证胶料拉伸强度;通过应用萘并酰肼衍生物新材料,降低胶料生热、提升胶料模量及抗硫化返原性能,提高成品物性性能保持率,并提升胎基与缓冲带束层胶料的应力匹配,提高对缓冲带束层端点的箍紧作用,降低脱层风险。
1.一种高模量低生热工程机械轮胎胎基配方,其特征在于,按重量份计由下述组分构成:
2.如权利要求1所述的一种高模量低生热工程机械轮胎胎基配方,其特征在于,各组分的重量份为:
3.如权利要求2所述的一种高模量低生热工程机械轮胎胎基配方,其特征在于,所述橡胶采用宽聚集体分布特种炭黑和白炭黑并用补强体系,白炭黑占比10%~25%。
4.如权利要求3所述的一种高模量低生热工程机械轮胎胎基配方,其特征在于,所述橡胶使用的宽聚集体分布特种炭黑吸碘值82±5(g/kg)、氮吸附比表面积78±5(103m2/kg),且所述宽聚集体分布特种炭黑炭黑聚集体尺寸分布范围40~480nm,聚集体尺寸分布峰值106±5mm。
5.如权利要求1所述的一种高模量低生热工程机械轮胎胎基配方,其特征在于,所述橡胶萘并酰肼衍生物主体组分为n’-(1,3-二甲基亚丁基)-3-羟基-2-萘并酰肼,含量不低于98%。
6.一种高模量低生热工程机械轮胎胎基制备工艺,采用权利要求1-5任一所述高模量低生热工程机械轮胎胎基配方进行制备,其特征在于,所述橡胶混炼生产时,至少采用三段密炼机混炼工艺。
7.如权利要求6所述的一种高模量低生热工程机械轮胎胎基制备工艺,其特征在于,所述萘并酰肼衍生物必须在一段母胶混炼时加入,排胶温度控制160~170℃。
8.如权利要求7所述的一种高模量低生热工程机械轮胎胎基制备工艺,其特征在于,所述一段母胶混炼时,不得加入所述白炭黑、氧化锌、硬脂酸和防老剂。
9.如权利要求6所述的一种高模量低生热工程机械轮胎胎基制备工艺,其特征在于,所述氧化锌在加入混炼时,应分两部分加入,在所述母胶混炼时加入1/3的所述氧化锌;在终炼胶混炼时加入2/3的所述氧化锌,通过氧化锌分别与萘并酰肼衍生物及氧化锌进行反应。
10.如权利要求9所述的一种高模量低生热工程机械轮胎胎基制备工艺,其特征在于,所述终炼胶混炼后采用140℃*60min环境条件下进行硫化。