专利名称：钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及黏合剂及其制备方法，特别是用于钢丝子午线轮胎翻胎的钴盐黏合剂及其制备方法。
背景技术：
钢丝子午线轮胎是一种高速、安全、节能、环保的新型轮胎品种，经过二十余年的发展，我国钢丝子午线轮胎的产量已占轮胎总量的80%以上。随着钢丝子午线轮胎的普及使用，报废和损坏的钢丝子午线轮胎数量逐年递增，大量的破损轮胎需要翻新。根据中国橡胶协会提供的资料，国外钢丝子午线轮胎的翻胎次数平均为5 6次，翻胎率为60% 70%， 而我国钢丝子午线轮胎的平均翻胎次数不足一次，翻胎率仅为5% 6%，究其原因是缺少一种既能使新胎面胶和原带束层胶黏合，又能使新胎面胶和打磨后的带束层钢丝高强度黏合的涂覆型黏合剂。国外钢丝子午线轮胎的翻胎方法通常是原厂召回，将轮胎的带束层全部去除，仅保留胎体部分，然后加上新的带束层和新的胎面成为翻新轮胎。这种翻新轮胎的质量接近于新胎，但翻胎的成本也接近于新胎的70% 80%。国内钢丝子午线轮胎的翻胎方法通常是将破损轮胎的损坏部位进行打磨，去掉胎面暴露出带束层，然后在打磨处理过的部位涂上中炼胶、加上新胎面进行热硫化处理，得到翻新轮胎。这种翻胎方法虽然费用低廉，但由于中炼胶仅能完成新胎面胶和轮胎原胶的黏合，但不能完成新胎面胶和打磨后的带束层钢丝的高强度黏合，因此这种翻新轮胎安全性差、使用寿命短，严重阻碍了我国钢丝子午线轮胎翻胎行业的发展。目前国内大量的破损和报废的钢丝子午线轮胎用来制造再生胶和再生胶粉，不仅造成橡胶资源、金属资源、能源的浪费，还造成环境污染。
发明内容
发明目的本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种既能使新胎面胶和原带束层胶黏合，又能使新胎面胶和打磨后的带束层钢丝高强度黏合的钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂及其制备方法。技术方案一种钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂，包括复合黏合剂和橡胶以及助剂；复合黏合剂由主黏合剂和助黏合剂组成而成为A组分，其中主黏合剂包括硼酰化钴和新癸酸钴，助黏合剂为2-乙基己酸钒；橡胶包括天然橡胶、丁苯橡胶；助剂包括防老剂、 增塑剂、补强剂、促进剂、活性剂、硅烷偶联剂和硫化剂；将A组分分散于橡胶载体中并配合助剂组成黏合母胶B，由溶剂汽油溶解黏合母胶B制成胶浆，得到钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂，其组分按质量百分比配比为
(1)A组分以A组分质量为100%计，硼酰化钴50% 65%，新癸酸钴四％ 46%，助黏合剂为4% 6% ；其中以助黏合剂质量为100%计，其中钒质量百分含量9. 5%士0. 5% ；
(2)黏合母胶B以黏合母胶B质量为100%计，天然橡胶20% 40%，丁苯橡胶15% 25%，A组分2% 5%，防老剂1. 5% 4%，增塑剂1% 3%，补强剂20% 32%，促进剂0. 5% 2. 5%，活性剂2% 5%，硅烷偶联剂0. 2% 2%，硫化剂0. 2% 2% ； (3)胶浆以胶浆质量为100%计，黏合母胶B18%，溶剂汽油82%。本发明各组分原料均选用工业用原料。复合黏合剂采用硼酰化钴和新癸酸钴为主黏合剂原料，以钒的2-乙基己酸盐为助黏合剂原料。硼酰化钴的分子式为B (OCoR)3，钴含量为22. 5%士0. 7%，加热减量彡1. 5%，庚烷不溶物8. 0%士 1. 0%，定性鉴定含硼；新癸酸钴的分子式为( ，钴含量为20. 5%士0. 5%，软化点80°C 100°C ；2-乙基己酸钒的分子式为 VR3，式中R为2-乙基己酸根，钒含量为9. 5%士0. 5% ；以上百分数均为质量百分数。作为直接添加型钴盐黏合剂中主打品种，性能最为优越的硼酰化钴使用工艺条件比较苛刻，新癸酸钴具有较好的黏合性能且使用工艺条件比较宽松和稳定，胶浆将硼酰化钴和新癸酸钴按一定比例混合使用，既保留了直接添加型钴盐黏合剂的优异性能，又使原来使用单一硼酰化钴的苛刻工艺条件变得宽松和稳定，更容易适应翻胎的工艺条件。同时采用了 2-乙基己酸钒作为助黏合剂制成复合黏合剂A组分，在硫化条件下，通过活性钴离子和钒离子的协同催化，大大提高了硫和带束层钢丝表面的成键能力，而橡胶和金属的黏合是完全通过化学键的键合来完成的，这种化学键的键能大，热稳定性好，完全适用于经打磨和表面预处理后的带束层钢丝和新胎面胶的高强度黏合。天然橡胶采用1#烟胶片，丁苯橡胶采用丁苯1500。溶解黏合母胶B的溶剂汽油为120#直链烃溶剂汽油，几乎无毒，对环境无污染且不损害操作人员的身体健康。钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂成品在20°C时涂-4量度杯黏度为17min 19min，含固量为18%士0. 5%，密度为0. 80mg/ml 士0. 05mg/ml，干膜厚度为15 μ m时的涂覆面积为 12m2/kg 15m2/kg。钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂的制备过程分为A组分制备、黏合母胶B制备和胶浆制备三个步骤进行，制备流程如下
第一步硼酰化钴+2-乙基己酸钒一熔融新癸酸钴一冷却制成A组分； 第二步天然橡胶一塑炼一混炼①一混炼②一停放一压延一出片一黏合母胶B， 丁苯橡胶一混炼①， A组分及助剂一混炼②；
第三步黏合母胶B —破碎一剪切溶解一过滤一黏合剂产品， 溶剂一剪切溶解； 制备过程的主要控制条件
(1)A组分制备新癸酸钴熔融，控制温度120°C，于120°C时逐步加入硼酰化钴，并逐步升温至180°C，形成均一熔液，于180°C时加入2-乙基己酸钒，搅拌并保温形成均一熔液，出放、冷却至室温，成为固态，破碎成小粒状备用；
(2)黏合母胶B制备将天然橡胶在开炼机中塑炼8 10分钟，辊温温度<50°C，将塑炼德天然橡胶与丁苯橡胶在开炼机中混炼5 6分钟，辊温温度< 50°C，再加入A组分及助剂在开炼机中混炼15 20分钟，辊温温度< 60°C，停放16 M小时，压延成4mm 6mm 的薄片备用；
(3)胶浆制备剪切黏合母胶B颗粒<IcmX Icm，在搅浆机中加入120#直链烃溶剂汽油，搅浆剪切溶解制浆的搅拌转速为50转/分，溶解终点为99%胶浆过滤通过200目筛网。以不同橡胶为载体，将直接添加型钴盐黏合剂配以适当的助黏合剂分散在橡胶载体中，溶剂溶解后制备成可涂覆使用的胶浆状黏合剂，从而实现改性目的，将黏合剂由原来的直接添加型变为涂覆型。有益效果本发明的优点是钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂组分采用了能优势互补的两种高水平直接添加型钴盐黏合剂原料，增加了能和活性钴离子形成协同催化以提高钴离子催化活性并能使之适应与经打磨和表面预处理后的带束层钢丝高强度黏合的助黏合剂2-乙基己酸钒，通过改性使黏合剂使用方式由直接添加型变为涂覆型，满足了钢丝子午线轮胎翻胎的需要。改性后的黏合剂既保留了原直接添加型钴盐黏合剂的高强度黏合、抗老化、耐热氧、耐湿热、耐盐水腐蚀等各种优异性能，同时又能涂覆使用，使用效果明显，适用于钢丝子午线轮胎翻胎工艺中新胎面胶和原带束层胶黏合以及新胎面胶和打磨后的带束层钢丝高强度黏合，具有热稳定性好、动态力学性能好等优点，降低使用成本、操作方便、节约资源。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。一种钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂，包括复合黏合剂和橡胶以及助剂；复合黏合剂由主黏合剂和助黏合剂组成而成为A组分，其中主黏合剂包括硼酰化钴和新癸酸钴；助黏合剂为2-乙基己酸钒；橡胶包括天然橡胶、丁苯橡胶；助剂包括防老剂、增塑剂、 补强剂、促进剂、活性剂、硅烷偶联剂和硫化剂；将A组分分散于橡胶原料中并配合助剂组成黏合母胶B，由溶剂汽油溶解黏合母胶B制成胶浆，得到钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂，其组分按质量百分比配比为
(1)A组分以A组分质量为100%计，硼酰化钴50% 65%，新癸酸钴四％ 46%，助黏合剂为4% 6% ；其中以助黏合剂质量为100%计，其中钒质量百分含量9. 5%士0. 5% ；
(2)黏合母胶B以黏合母胶B质量为100%计，天然橡胶20% 40%，丁苯橡胶15% 25%，A组分2% 5%，防老剂1. 5% 4%，增塑剂1% 3%，补强剂20% 32%，促进剂0. 5% 2. 5%，活性剂2% 5%，硅烷偶联剂0. 2% 2%，硫化剂0. 2% 2% ；
(3)胶浆以胶浆质量为100%计，黏合母胶B18%，溶剂汽油82%。本发明各组分原料均选用工业用原料。复合黏合剂采用硼酰化钴和新癸酸钴为主黏合剂原料，以钒的2-乙基己酸盐为助黏合剂原料。硼酰化钴采用的是中华人民共和国化工行业标准(HG/T 4072-2008)中的BCo23型，分子式为B (OCoR)3，钴含量为22. 5%士0. 7%, 加热减量< 1.5%，庚烷不溶物8. 0%士 1.0%，定性鉴定含硼；新癸酸钴的分子式为( ，钴含量为20. 5%士0. 5%，软化点80°C 100°C ；2-乙基己酸钒的分子式为VR3，式中R为2-乙基己酸根，钒含量为9. 5%士0. 5% ；以上百分数均为质量百分数。防老剂、增塑剂、补强剂、促进剂、活性剂、硅烷偶联剂和硫化剂采用橡胶制品生产中常规使用的助剂，例如防老剂可以选用丙酮与二苯胺高温缩合物(BLE)、丙酮与二苯胺高温缩合物+碳酸钙(BLE-C)、N-异丙基-N-苯基对苯二胺(4010NA)、(1,3- 二甲基丁基)-N-苯基对苯二胺(4020)等；增塑剂可以选用古马隆树脂、邻苯二甲酸二丁酯；补强剂可以选用碳黑、白碳黑、氧化铁等，但白碳黑需先经硅烷偶联剂表面处理后使用；促进剂可以选用N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺 (NS),2-巯基苯并噻唑(M)、2，2’- 二硫化二苯并哇挫(DM)二甲基二硫代氨基甲酸锌(S)等； 活性剂采用氧化锌、氧化镁、硬脂酸等；硅烷偶联剂通常为KH-845-4 ；硫化剂可以选用普通硫磺或不溶性硫磺，也可使用二硫代二吗啉。天然橡胶采用1#烟胶片，丁苯橡胶采用丁苯1500。溶解黏合母胶B的溶剂汽油为120#直链烃溶剂汽油。表1 表2为钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂的组分配比 表1 :A组分配比表(以A组分质量为100%计)
权利要求
1.一种钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂，其特征在于包括复合黏合剂和橡胶以及助剂，复合黏合剂由主黏合剂和助黏合剂组成而成为A组分，其中主黏合剂包括硼酰化钴和新癸酸钴，助黏合剂为2-乙基己酸钒，橡胶包括天然橡胶、丁苯橡胶，助剂包括防老剂、 增塑剂、补强剂、促进剂、活性剂、硅烷偶联剂和硫化剂；将A组分分散于橡胶载体中并配合助剂组成黏合母胶B，由溶剂汽油溶解黏合母胶B制成胶浆，得到钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂，其组分按质量百分比配比为(1)A组分以A组分质量为100%计，硼酰化钴50% 65%，新癸酸钴四％ 46%，助黏合剂为4% 6% ；其中以助黏合剂质量为100%计，其中钒质量百分含量9. 5%士0. 5% ；(2)黏合母胶B以黏合母胶B质量为100%计，天然橡胶20% 40%，丁苯橡胶15% 25%，A组分2% 5%，防老剂1. 5% 4%，增塑剂1% 3%，补强剂20% 32%，促进剂0. 5% 2. 5%，活性剂2% 5%，硅烷偶联剂0. 2% 2%，硫化剂0. 2% 2% ；(3)胶浆以胶浆质量为100%计，黏合母胶B18%，溶剂汽油82%。
2.根据权利要求1所述的钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂，其特征在于硼酰化钴的分子式为B (OCoR)3，钴含量为22. 5%士0. 7%，加热减量彡1. 5%，庚烷不溶物8. 0%士 1. 0%， 定性鉴定含硼；新癸酸钴的分子式为( ，钴含量为20. 5%士0. 5%，软化点80°C 100°C ； 2-乙基己酸钒的分子式为VR3，式中R为2-乙基己酸根，钒含量为9. 5%士0. 5% ；以上百分数均为质量百分数。
3.根据权利要求1所述的钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂，其特征在于天然橡胶采用1#烟胶片，丁苯橡胶采用丁苯1500。
4.根据权利要求1所述的钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂，其特征在于溶解黏合母胶B的溶剂汽油为120#直链烃溶剂汽油。
5.根据权利要求1所述的钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂，其特征在于钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂成品在20°C时涂-4量度杯黏度为17min 19min，含固量为 18%士0. 5%，密度为0. 80mg/ml 士0. 05mg/ml，干膜厚度为15 μ m时的涂覆面积为12m2/kg 15m2/kg。
6.根据权利要求1所述的钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂的制备方法，其特征在于制备过程分为A组分制备、黏合母胶B制备和胶浆制备三个步骤进行，制备流程如下第一步硼酰化钴+2-乙基己酸钒一熔融新癸酸钴一冷却制成A组分；第二步天然橡胶一塑炼一混炼①一混炼②一停放一压延一出片一黏合母胶B，丁苯橡胶一混炼①，A组分及助剂一混炼②；第三步黏合母胶B —破碎一剪切溶解一过滤一黏合剂产品，溶剂一剪切溶解；制备过程的主要控制条件(1)A组分制备新癸酸钴熔融，控制温度120°C，于120°C时逐步加入硼酰化钴，并逐步升温至180°C，形成均一熔液，于180°C时加入2-乙基己酸钒，搅拌并保温形成均一熔液，出放、冷却至室温，成为固态，破碎成小粒状备用；(2)黏合母胶B制备将天然橡胶在开炼机中塑炼8 10分钟，辊温温度<50°C，将塑炼德天然橡胶与丁苯橡胶在开炼机中混炼5 6分钟，辊温温度< 50°C，再加入A组分及助剂在开炼机中混炼15 20分钟，辊温温度< 60°C，停放16 M小时，压延成4mm 6mm 的薄片备用；(3)胶浆制备剪切黏合母胶B颗粒彡IcmX Icm，在搅浆机中加入120#直链烃溶剂汽油，搅浆剪切溶解制浆的搅拌转速为50转/分，溶解终点为99%胶浆过滤通过200目筛网。
全文摘要
本发明公开了一种钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂及其制备方法，黏合剂包括复合黏合剂和橡胶以及助剂，复合黏合剂由主黏合剂和助黏合剂组成而成为A组分，其中主黏合剂包括硼酰化钴和新癸酸钴，助黏合剂为2-乙基己酸钒，橡胶包括天然橡胶、丁苯橡胶，助剂包括防老剂、增塑剂、补强剂、促进剂、活性剂、硅烷偶联剂和硫化剂；将A组分分散于橡胶载体中并配合助剂组成黏合母胶B，由溶剂汽油溶解黏合母胶B制成胶浆，得到钢丝子午线轮胎翻胎用钴盐黏合剂。本发明的优点是热稳定性好、动态力学性能好、直接涂覆使用、低成本、节约资源，适用于钢丝子午线轮胎翻胎工艺中新胎面胶和原带束层胶黏合以及新胎面胶和打磨后的带束层钢丝高强度黏合。
文档编号C09J109/06GK102504720SQ20111034682
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日
发明者严忠庆, 陈秀娟 申请人:镇江泛华新材料科技发展有限公司