專利名稱：一種輪胎胎冠膠料及其混煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠領(lǐng)域，具體涉及一種輪胎胎冠膠料及其混煉方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車數(shù)量的不斷增多，它所帶來的負(fù)面影響也越來越大。據(jù)一些資料顯示，每年由汽車排入大氣的一氧化碳達(dá)2億多噸，占總毒氣量的1/3以上，成為城市大氣中數(shù)量最大的毒氣。另一方面，巨大的能源消耗和日益減少的石油資源之間的矛盾也日益凸現(xiàn)。同時(shí)消費(fèi)者對(duì)汽車低油耗、高環(huán)保的要求也日益增加。輪胎作為汽車的關(guān)鍵承載部件之一，對(duì)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性及安全性和操控性等都有重要影響。輪胎的滾動(dòng)阻力占轎車前進(jìn)阻力的18% 30%。國外資料顯示，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的能量消耗占整車能量消耗的40. 6%，那么因滾動(dòng)阻力而消耗的燃油大約占到14% 17%。也就是說，若滾動(dòng)阻力降低30%，則降低油耗約4. 5%，最多可達(dá)6%。因此，有效降低輪胎的滾動(dòng)阻力，不僅可以節(jié)約燃油，對(duì)減少溫室氣體排放也會(huì)起到重要作用。自20世紀(jì)90年代，米其林公司使用羅地亞公司的專利產(chǎn)品一高分散性白炭黑， 推出了高性能的“綠色輪胎”后，“綠色輪胎”因?yàn)闈L動(dòng)阻力低，抗?jié)窕院每梢越档推嚨挠秃?、減少廢氣排放，提高駕駛安全性，因此越來越受歡迎。歐盟No 1907/2006 REACH法規(guī)已經(jīng)從2010年I月I日生效，明確禁止在輪胎中使用芳烴油，要求進(jìn)入歐洲的輪胎中八種特定的多環(huán)粘稠芳烴苯并(a)芘、苯并(e)芘、 苯并(a)蒽、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[j]熒蒽、苯并[a.b]熒蒽、屈的總含量 < 10. Oppm，其中苯并(a)芘含量要求< I. Oppm。歐盟EC 1222/2009法規(guī)要求2012年進(jìn)入歐洲的輪胎必須實(shí)施貼標(biāo)簽，清楚表明輪胎的滾動(dòng)阻力、濕路面抓著性對(duì)應(yīng)的分類等級(jí)及噪聲大小，滾動(dòng)阻力大，抗?jié)窕缘偷妮喬⒃絹碓經(jīng)]有市場(chǎng)。目前，國內(nèi)全鋼載重子午線輪胎胎冠膠配方主要為傳統(tǒng)的配方體系，生膠體系主要為天然橡膠，有的并用少量合成橡膠，填充體系基本為超耐磨炭黑或中超耐磨炭黑，白炭黑用量極少，白炭黑即使在配方中有少量使用，目的也是主要是為了提高膠料的耐切割性能。因?yàn)槌杀镜脑颍浞街械能浕瘎┯腿耘f普遍采用普通芳烴油，這種配方制成的成品輪胎滾動(dòng)阻力高抗?jié)窕圆睿环蠚W盟REACH法規(guī)的要求或者在歐盟輪胎標(biāo)簽法規(guī)定的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中處于無競爭性的級(jí)別狀態(tài)。大量研究表明，白炭黑用于膠料中，不僅可以提高膠料的耐切割性能，降低膠料的生熱，而且當(dāng)輪胎胎面使用白炭黑作為填料后，輪胎的滾動(dòng)阻力可以得到有效降低，同時(shí)可以保證膠料具有良好的濕地抓著性能，白炭黑用量越大，滾動(dòng)阻力越低。配方中添加一定量的硅烷偶聯(lián)劑，可以改善膠料的加工性能，它可以使橡膠和白炭黑分子間真正形成牢固的結(jié)合，同時(shí)由于填料和橡膠間沒有了相對(duì)滑移，可以獲得較低的滯后性能。本發(fā)明提供了一個(gè)低滾動(dòng)阻力全鋼載重子午線輪胎胎冠膠配方及混煉工藝，具有節(jié)能環(huán)保綠色的典型特征。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種輪胎胎冠膠料，本發(fā)明的配方用材料符合REACH法規(guī)的要求， 具有降低輪胎的滾動(dòng)阻力的性能，起到節(jié)能環(huán)保的作用，用于生產(chǎn)綠色全鋼子午線輪胎胎冠。本發(fā)明還提供了本配方膠料的混煉方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于其組成原料的重量份為
天然橡膠60 80，順丁橡膠BR9000 20 40，塑解劑O O. 4，中超耐磨炭黑N234 10 30，白炭黑25 45，硅烷偶聯(lián)劑3 7，氧化鋅3 5，硬脂酸I 4，防老劑6PPD1 3，防老劑RD O 2，微晶石蠟I 3，硫磺I 3，促進(jìn)劑I. 5 2. 5，脂肪酸鹽類加工助劑 4 6，抗硫化返原劑O 1，環(huán)保型芳烴油TDAE 2 5，辛基酚醛增粘樹脂I 3，防焦劑 O O. 3。所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于所述的天然生膠選自SMR20、 STR20、SIR20及其它相同級(jí)別的進(jìn)口 TSR-20標(biāo)準(zhǔn)顆粒橡膠原膠及其添加少量炭黑、硬脂酸制成的的復(fù)合橡膠、煙片膠、TSRlO膠、SCR5天然橡膠中的一種或多種。所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于所述的塑解劑為主要成分為 2，2’- 二苯甲酰胺基二苯基二硫化物(DBO)的環(huán)保塑解劑。所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于所述的的中超耐磨炭黑選自 N220、N234中的一種；所述的白炭黑為高分散性白炭黑。所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑為由N330 和Si69各占50%的硅烷偶聯(lián)劑TESPT。所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于所述的抗硫化返原劑為抗硫化返原劑PK900或抗硫化返原劑WK901。所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于所述的防焦劑為防焦劑CTP ； 所述的促進(jìn)劑為促進(jìn)劑CBS或NS。所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于所述的脂肪酸鹽類加工助劑為增塑劑a或作用類似的材料
所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料的混煉方法，包括三段混煉工藝，具體步驟如
下1、一段母煉在密煉機(jī)里混煉，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速35 50轉(zhuǎn)/分，混煉步驟為
(1)將生膠、塑解劑加入到密煉機(jī)里，混煉20 40秒；
(2)再將1/2炭黑、1/2白炭黑、硅烷偶聯(lián)劑、加工助劑混煉到125°C 135°C，提上頂栓O 5秒；
(3)反復(fù)提升上頂栓再加壓混煉膠，當(dāng)溫度達(dá)到150°C 155°C排料，得到一段母煉膠
料；
2、二段母煉在密煉機(jī)里混煉，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速35 50轉(zhuǎn)/分，混煉步驟為
(I)將一段混煉好的母煉膠料加入密煉機(jī)混煉20-40秒，然后將剩下的1/2炭黑、1/2 白炭黑、氧化鋅、硬脂酸、抗硫化返原劑、辛基酚醛增粘樹脂、防老劑6PPD、防老劑RD、微晶石蠟加入密煉機(jī)繼續(xù)混煉；(2)當(dāng)混煉膠料的溫度達(dá)到120°C 135°C時(shí)將環(huán)保型芳烴油加入其中，繼續(xù)混煉，當(dāng)溫度達(dá)到145°C 155°C停止混煉，開始排料，得到二段母煉膠料；
3、終煉膠在密煉機(jī)里混煉，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速20 25轉(zhuǎn)/分，混煉步驟為
(O將二段母煉膠、硫黃、促進(jìn)劑、防焦劑加入密煉機(jī)混煉30 40秒后，提升上頂栓 O 5秒后，繼續(xù)加壓混煉；
(2)重復(fù)提升上頂栓-加壓混煉，當(dāng)混煉膠的溫度達(dá)到95°C 105°C停止混煉，開始排料，達(dá)到最終的混煉膠料。本發(fā)明的主要特點(diǎn)
I、膠料的耐磨性能高
配方生膠體系采用天然橡膠和順丁膠并用，天然橡膠具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能和良好的工藝性能，順丁膠具有彈性好、滯后損失性小，耐磨性好的優(yōu)點(diǎn)，可以提高膠料的耐磨性能。二者并用既可以保證膠料具有良好的綜合物理機(jī)械性能還可以提高膠料的耐磨性。2、膠料配方環(huán)保
配方中使用的少量塑解劑主要成分為2，2’-二苯甲酰胺基二苯基二硫化物(DBO)的環(huán)保塑解劑，既可達(dá)到大幅降低膠料門尼粘度的效果，又無毒，由于傳統(tǒng)五氯硫酚類塑解劑 SJ103等在國際上被疑為有毒產(chǎn)品，國外早已停止生產(chǎn)和使用。3、膠料的具有很好的綜合加工性能好，所得的膠料具有低生熱、耐老化、耐撕裂的特點(diǎn)
配方填充體系采用接近綠色轎車/輕卡子午線輪胎配方的填充體系，大量使用白炭黑，以降低膠料的滾動(dòng)阻力，降低膠料的生熱，同時(shí)并用中超耐磨炭黑，以保證膠料的耐磨性。白炭黑由于比表面積大，表面的硅烷和硅醇化學(xué)官能團(tuán)作用性強(qiáng)的原因，白炭黑粒子之間具有強(qiáng)烈的相互作用，因此在橡膠中的分散性能差，膠料加工困難，而且白炭黑用量越大膠料加工性越差。添加一定量的硅烷偶聯(lián)劑可以減弱白炭黑粒子間的相互作用，改善膠料的加工性能。為了進(jìn)一步改善膠料的加工性能，比如擠出性能，配方中的脂肪酸鹽類加工助劑用量較大。為了改善膠料的耐熱老化性能，配方中添加適量抗硫化返原劑。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
一種全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其組成原料的重量份為天然橡膠60 80，順丁橡膠BR9000 30,塑解劑a O O. 4，中超耐磨炭黑10 30，白炭黑25 45，硅烷偶聯(lián)劑 3 7，氧化鋅3 5，硬脂酸I 4，防老劑6PPD1 3，防老劑RD O 2，微晶石蠟I 3，硫磺I 3，促進(jìn)劑I. 5 2. 5，脂肪酸鹽類加工助劑4 6，抗硫化返原劑O 1，環(huán)保型芳烴油TDAE 2 5，辛基酚醛增粘樹脂I 3，防焦劑O O. 3。實(shí)施例2
一種全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其組成原料的重量份為天然橡膠70，順丁橡膠 BR9000 30,塑解劑a O. 3，中超耐磨炭黑N234 20,高分散性白炭黑25 45，硅烷偶聯(lián)劑 5，氧化鋅4，硬脂酸2，防老劑6PTO3，防老劑RD I，微晶石蠟3，硫磺2，促進(jìn)劑CBS 2，脂肪酸鹽類加工助劑5，抗硫化返原劑PK900 1，環(huán)保型芳烴油TDAE 3，辛基酚醛增粘樹脂3， 防焦劑CTP O. I。
5
具體混煉工藝如下
1、一段母煉在密煉機(jī)里混煉，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速35 50轉(zhuǎn)/分，混煉步驟為
(1)將生膠、塑解劑加入到密煉機(jī)里，混煉20 40秒；
(2)再將1/2炭黑、1/2白炭黑、硅烷偶聯(lián)劑、加工助劑混煉到125°C 135°C，提上頂栓O 5秒；
(3)反復(fù)提升上頂栓再加壓混煉膠，當(dāng)溫度達(dá)到150°C 155°C排料，得到一段母煉膠
料；
2、二段母煉在密煉機(jī)里混煉，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速35 50轉(zhuǎn)/分，混煉步驟為
(1)將一段混煉好的母煉膠料加入密煉機(jī)混煉20-40秒，然后將剩下的1/2炭黑、1/2 白炭黑、氧化鋅、硬脂酸、抗硫化返原劑、辛基酚醛增粘樹脂、防老劑6PPD、防老劑RD、微晶石蠟加入密煉機(jī)繼續(xù)混煉；
(2)當(dāng)混煉膠料的溫度達(dá)到120°C 135°C時(shí)將環(huán)保型芳烴油加入其中，繼續(xù)混煉，當(dāng)溫度達(dá)到145°C 155°C停止混煉，開始排料，得到二段母煉膠料；
3、終煉膠在密煉機(jī)里混煉，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速20 25轉(zhuǎn)/分，混煉步驟為
(O將二段母煉膠、硫黃、促進(jìn)劑、防焦劑加入密煉機(jī)混煉30 40秒后，提升上頂栓 O 5秒后，繼續(xù)加壓混煉；
(2)重復(fù)提升上頂栓-加壓混煉，當(dāng)混煉膠的溫度達(dá)到95°C 105°C停止混煉，開始排料，達(dá)到最終的混煉膠料。試驗(yàn)數(shù)據(jù)
用本發(fā)明的輪胎胎冠膠料與普通胎冠膠料物理性能對(duì)比如下表I。表I
權(quán)利要求
1.一種全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于其組成原料的重量份為天然橡膠60 80，順丁橡膠BR9000 20 40，塑解劑O O. 4，中超耐磨炭黑10 30， 白炭黑25 45，硅烷偶聯(lián)劑3 7，氧化鋅3 5，硬脂酸I 4，防老劑6PPD1 3，防老劑RD O 2，微晶石蠟I 3，硫磺I 3，促進(jìn)劑I. 5 2. 5，脂肪酸鹽類加工助劑4 6， 抗硫化返原劑O I，環(huán)保型芳烴油TDAE 2 5，辛基酚醛增粘樹脂I 3，防焦劑O O. 3。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于所述的天然生膠選自SMR20、STR20、SIR20及其它相同級(jí)別的進(jìn)口 TSR-20標(biāo)準(zhǔn)顆粒橡膠原膠及其添加少量炭黑、硬脂酸制成的的復(fù)合橡膠、煙片膠、TSRlO膠、SCR5天然橡膠中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于所述的塑解劑為主要成分為2，2’- 二苯甲酰胺基二苯基二硫化物(DBO)的環(huán)保塑解劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于所述的的中超耐磨炭黑選自N220、N234中的一種；所述的白炭黑為高分散性白炭黑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑為由N330和Si69各占50%的硅烷偶聯(lián)劑TESPT。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于所述的抗硫化返原劑為抗硫化返原劑PK900或抗硫化返原劑WK901。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于所述的防焦劑為防焦劑CTP，所述的促進(jìn)劑為促進(jìn)劑CBS或NS。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料，其特征在于所述的脂肪酸鹽類加工助劑為增塑劑a及作用類似的材料。
9.如權(quán)利要求I所述的全鋼載重子午線輪胎胎冠膠料的混煉方法，其特征在于包括三段混煉工藝，具體步驟如下·1、一段母煉在密煉機(jī)里混煉，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速35 50轉(zhuǎn)/分，混煉步驟為(1)將生膠、塑解劑加入到密煉機(jī)里，混煉20 40秒；(2)再將1/2炭黑、1/2白炭黑、硅烷偶聯(lián)劑、加工助劑混煉到125°C 135°C，提上頂栓O 5秒；(3)反復(fù)提升上頂栓再加壓混煉膠，當(dāng)溫度達(dá)到150°C 155°C排料，得到一段母煉膠料；·2、二段母煉在密煉機(jī)里混煉，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速35 50轉(zhuǎn)/分，混煉步驟為(1)將一段混煉好的母煉膠料加入密煉機(jī)混煉20-40秒，然后將剩下的1/2炭黑、1/2 白炭黑、氧化鋅、硬脂酸、抗硫化返原劑、辛基酚醛增粘樹脂、防老劑6PPD、防老劑RD、微晶石蠟加入密煉機(jī)繼續(xù)混煉；(2)當(dāng)混煉膠料的溫度達(dá)到120°C 135°C時(shí)將環(huán)保型芳烴油加入其中，繼續(xù)混煉，當(dāng)溫度達(dá)到145°C 155°C停止混煉，開始排料，得到二段母煉膠料；·3、終煉膠在密煉機(jī)里混煉，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速20 25轉(zhuǎn)/分，混煉步驟為(O將二段母煉膠、硫黃、促進(jìn)劑、防焦劑加入密煉機(jī)混煉30 40秒后，提升上頂栓 O 5秒后，繼續(xù)加壓混煉；(2)重復(fù)提升上頂栓-加壓混煉，當(dāng)混煉膠的溫度達(dá)到95°C 105°C停止混煉，開始排料，達(dá)到最終的混煉膠料。
全文摘要
本發(fā)明公開了輪胎胎冠膠料，其組成原料的重量份為天然橡膠60～80，順丁橡膠BR900020～40，塑解劑0～0.4，中超耐磨炭黑10～30，白炭黑25～45，硅烷偶聯(lián)劑3～7，氧化鋅3～5，硬脂酸1～4，防老劑6PPD1～3，防老劑RD0～2，微晶石蠟1～3，硫磺1～3，促進(jìn)劑1.5～2.5，脂肪酸鹽類加工助劑4～6，抗硫化返原劑0～1，環(huán)保型芳烴油TDAE2～5，辛基酚醛增粘樹脂1～3，防焦劑0～0.3。混煉時(shí)，分三段混煉，按要求部分配方原料先經(jīng)膠料混煉后、再加入其它配方材料進(jìn)行膠料混煉即可。此胎冠膠料配方生產(chǎn)出的胎冠膠產(chǎn)品綜合加工性能好，膠料具有低生熱、耐老化、耐撕裂，環(huán)保的特點(diǎn)，可用于生產(chǎn)綠色全鋼子午線輪胎胎冠。
文檔編號(hào)C08K5/01GK102604170SQ20121005810
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者孫偉坤, 惠炳國 申請(qǐng)人:安徽大瑞橡膠有限公司