一種連續(xù)式制備的橡膠母煉膠在卡車胎基部膠中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種連續(xù)式制備的橡膠母煉膠在卡車胎基部膠中的應(yīng)用，其包含如下步驟：a)將炭黑添加到橡膠與溶劑形成的橡膠溶液中，經(jīng)攪拌混合后連續(xù)地注入凝聚器內(nèi)凝聚，之后脫溶劑并干燥得到炭黑母膠；b)將白炭黑、偶聯(lián)劑添加到橡膠與溶劑形成的橡膠溶液中，經(jīng)攪拌混合后連續(xù)地注入凝聚器內(nèi)凝聚，之后脫溶劑并干燥得到白炭黑母膠；c)將炭黑母膠和白炭黑母膠加入到密煉機(jī)中混合均勻后，添加防老劑、活性劑和/或油，混煉均勻后停放；d)然后再加入硫化劑和促進(jìn)劑，繼續(xù)混煉均勻得到卡車胎基部膠混煉膠；e)將卡車胎基部膠混煉膠硫化，得到卡車胎基部膠硫化膠。
【專利說(shuō)明】一種連續(xù)式制備的橡膠母煉膠在卡車胎基部膠中的應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及橡膠原材料生產(chǎn)領(lǐng)域以及輪胎生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及到一種連續(xù) 式制備橡膠母煉膠的生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】以及應(yīng)用該方法制備的母煉膠生產(chǎn)卡車胎基部膠的領(lǐng) 域。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前為止大部分輪胎廠商仍然使用傳統(tǒng)的混煉工藝，即將橡膠、填料以及添加劑 加入大型的混煉設(shè)備進(jìn)行混煉。使用此種混煉工藝的缺點(diǎn)是混煉場(chǎng)地大，混煉時(shí)間長(zhǎng)，耗能 高。并且使用這種混煉工藝，混煉膠混煉質(zhì)量受設(shè)備、工藝波動(dòng)影響較大，對(duì)混煉膠的質(zhì)量 穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。
[0003] 近年來(lái)，相關(guān)液相混煉制備的母煉膠在輪胎制造過(guò)程的應(yīng)用，在一些文獻(xiàn)和專 利中有介紹，在專利CN102153792A中提到濕法混煉天然橡膠的制備方法，涉及了將白炭 黑以及其他無(wú)機(jī)填料加入天然膠乳中并用醋酸絮凝成橡膠，該專利主體膠料為天然橡 膠，而在輪胎的實(shí)際應(yīng)用配方中，還有大量部件使用合成膠才能發(fā)揮其部件性能。專利 CN102516418A同樣是只涉及到天然橡膠膠乳中沖入填料的生產(chǎn)工藝，不能滿足輪胎不同部 件的應(yīng)用要求。在CN102414270A中提到了濕法母煉膠橡膠組合物在輪胎中的應(yīng)用，此專利 中涉及的濕法母膠制備工藝是分別制備：A、白濁狀橡膠用化學(xué)藥品分散液（防老劑、蠟、硬 脂酸和樹(shù)脂中的至少一種），B、橡膠膠乳，C、填料漿液，然后將其中制備的兩種液體混合后， 再與另一種液體混合，此種制備工藝復(fù)雜，需單獨(dú)制備白濁狀橡膠用化學(xué)藥品分散液，且其 中的化學(xué)藥品品種受到限制，只提及到了防老劑、蠟、硬脂酸和樹(shù)脂中的至少一種。
[0004] 關(guān)于輪胎低生熱、低滾動(dòng)阻力專利很多，但絕大多數(shù)都是使用傳統(tǒng)的混煉工藝方 法。例如，專利102675695A描述了低生熱、低滾阻配方的橡膠組合物配方，是使用普通的干 法混煉工藝制備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種含連續(xù)式制備橡膠母煉膠 的卡車胎基部膠膠料，該膠料分散度高，提高橡膠與填料的結(jié)合，降低膠料的生熱性能，從 而降低輪胎的滾動(dòng)阻力；本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供使用連續(xù)式制備方法制備母煉膠生 產(chǎn)卡車胎基部膠的工藝方法，使用此種方法能夠簡(jiǎn)化混煉工藝，減少車間粉塵，提高生產(chǎn)效 率；第三個(gè)目的是將上述方式生產(chǎn)的基部膠應(yīng)用于卡車胎。
[0006] -種連續(xù)式制備的橡膠母煉膠在卡車胎基部膠中的應(yīng)用，其包含如下步驟：a)將 炭黑添加到橡膠與溶劑形成的橡膠溶液中，經(jīng)攪拌混合后連續(xù)地注入凝聚器內(nèi)凝聚，之后 脫溶劑并干燥得到炭黑母膠；b)將白炭黑、偶聯(lián)劑添加到橡膠與溶劑形成的橡膠溶液中， 經(jīng)攪拌混合后連續(xù)地注入凝聚器內(nèi)凝聚，之后脫溶劑并干燥得到白炭黑母膠；c)將炭黑母 膠和白炭黑母膠加入到密煉機(jī)中混合均勻后，添加防老劑、活性劑和/或油，混煉均勻后停 放；d)然后再加入硫化劑和促進(jìn)劑，繼續(xù)混煉均勻得到卡車胎基部膠混煉膠；e)將卡車胎 基部膠混煉膠硫化，得到卡車胎基部膠硫化膠。
[0007] 本發(fā)明所述橡膠溶液為直接從制備溶聚橡膠生產(chǎn)線中獲得的，或?qū)⑷魏晤愋偷母?膠在該橡膠的良溶劑中溶解制備。
[0008] 其中用干膠制備橡膠溶液時(shí)，所述干膠為天然聚合物或合成聚合物，所述天然聚 合物包括天然膠、杜仲膠、銀菊膠的至少一種，所述合成聚合物為單體在溶液中聚合所得， 單體在乳液中聚合所得或單體本體進(jìn)行聚合所得。
[0009] 其中所述橡膠溶液中的橡膠為天然橡膠、聚丁二烯橡膠、聚異戊二烯橡膠、聚苯 乙烯-丁二烯橡膠中的一種或多種，其中步驟c)中炭黑母膠和白炭黑母膠的混合比例為 1:10-10:1，優(yōu)選1:5-5:1，最優(yōu)選1:1，步驟c)中的橡膠用量合計(jì)為100重量份，其中天然 橡膠不少于60wt%，合成橡膠不多于40wt%。
[0010] 本發(fā)明的步驟a)和步驟b)中的橡膠母膠的連續(xù)式制造方法包括如下步驟：
[0011] 步驟1):將炭黑和/或白炭黑加入到橡膠溶液中，通過(guò)攪拌形成橡膠/填料/溶 劑混合物；
[0012] 步驟2):將步驟1)中的橡膠/填料/溶劑混合物送入凝聚器中，并在凝聚器中與 氮?dú)?、水蒸氣、水、填料水漿和油中的一種或多種流體相接觸并混合后凝聚，得到橡膠/填 料復(fù)合物與溶劑的混合物；
[0013] 步驟3):脫除溶劑并對(duì)所述的混合物進(jìn)行干燥，得到橡膠/填料母煉膠。其中任 選回收步驟3)所脫除的溶劑，循環(huán)利用。在步驟1)和/或步驟2)中任選添加一種或多種 選自偶聯(lián)劑、防老劑、活性劑、補(bǔ)強(qiáng)樹(shù)脂、增粘劑或油的添加劑。
[0014] 其中，步驟1)可以具體為將填料加入到橡膠溶液中，通過(guò)攪拌形成橡膠/填料/ 溶劑混合物，并對(duì)所述橡膠/填料/溶劑混合物進(jìn)一步細(xì)分散和精分散以提高填料在橡膠 溶液中的分散程度。
[0015] 所述的細(xì)分散可以通過(guò)如下方式實(shí)施：將上述攪拌所得的混合物通過(guò)一個(gè)噴嘴在 高壓高剪切的情況下噴出，以改善填料和/或添加劑的分散；然后再使上述噴出物通過(guò)一 個(gè)多彎頭管使混合液在管中與管壁撞擊增加填料和/或添加劑的分散性；或使噴出物通過(guò) 一個(gè)管內(nèi)徑多次收放變化的管路來(lái)變換剪切應(yīng)力而增加填料和/或添加劑的分散。所用壓 力范圍從2MPa至60MPa，優(yōu)選IOMPa至40MPa。
[0016] 所述的細(xì)分散后所形成的混合物還可以通過(guò)下述精分散進(jìn)一步改善填料和/或 添加劑在橡膠溶液中的分散：
[0017] i.將所述細(xì)分散之后的混合物連續(xù)加入球磨機(jī)和/或膠體磨中進(jìn)行分散，使填料 和/或添加劑均勻的分散在橡膠溶液中；
[0018] ii.將所述細(xì)分散之后的混合物連續(xù)加入到研磨機(jī)中進(jìn)行研磨以使填料和/或添 加劑充分分散在橡膠溶液中，該研磨機(jī)具有一組或多組高速轉(zhuǎn)動(dòng)的平面磨盤(pán)和固定在研磨 機(jī)套筒上并與平面磨盤(pán)相間的固定銷釘或定盤(pán)。
[0019] iii.將所述細(xì)分散之后的混合物連續(xù)加入到研磨機(jī)中進(jìn)行研磨，該研磨機(jī)具有轉(zhuǎn) 動(dòng)方向相反的兩個(gè)葉片，所述葉片具有細(xì)孔流槽，在高壓下可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)的葉片提高填料 和/或添加劑在橡膠溶液中的分散程度。所用壓力范圍從2MPa至60MPa，優(yōu)選IOMPa至 40MPa。
[0020] iv.將所述細(xì)分散之后的混合物連續(xù)地加入到多層高壓狹縫分散機(jī)中，使混合物 在高壓下從兩層之間狹縫中擠出，此時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)剪切力可提高填料和/或添加劑在橡膠溶 液中的分散程度。所用壓力范圍從2MPa至60MPa，優(yōu)選IOMPa至40MPa。
[0021] v.將所述細(xì)分散之后的混合物連續(xù)地加入到動(dòng)力分散器中進(jìn)行分散，所述動(dòng)力分 散器的高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上有許多徑向分布的狹縫或孔，混合物以高速撞擊在定子表面上以 使填料和/或添加劑均勻地分散在橡膠溶液中。
[0022] 上述五種細(xì)分散方法的兩種或兩種以上可以相互串聯(lián)使用。
[0023] 本發(fā)明所述橡膠的溶劑均為各種橡膠的良溶劑，溶劑包括脂肪烴溶劑、芳香烴溶 齊?、氯化烴溶劑、酮類溶劑、醚類溶劑和酯類溶劑的至少一種，所述脂肪烴溶劑包括汽油、環(huán) 烷烴、取代環(huán)烷烴、正烷烴的至少一種，所述芳香烴溶劑包括苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯的至 少一種，所述氯化烴溶劑包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、氯苯、四氯乙烯、氯 甲苯的至少一種。橡膠在溶液中的濃度范圍為lwt%至60wt%，優(yōu)選5wt%至40wt%，更優(yōu) 選10wt%至30wt%。所述的防老劑包括胺類防老劑（諸如但不限于對(duì)苯二胺類）和喹啉 類、酚類防老劑和防護(hù)蠟中的一種或多種，胺類防老劑優(yōu)選防老劑4020、喹啉類防老劑優(yōu)選 防老劑RD、酚類防老劑優(yōu)選防老劑264,防老劑的用量為0. 2至11重量份，優(yōu)選1至9重量 份。所述的活性劑包括氧化鋅、硬脂酸的至少一種，活性劑的用量為〇. 5至10重量份，優(yōu)選 1至7重量份。
[0024] 所述填料為白炭黑、炭黑的至少一種。所述填料的用量為20至120重量份，其中 白炭黑的用量為〇至120重量份，優(yōu)選10至80重量份，炭黑的用量為0至120重量份，優(yōu) 選10至70重量份。所述炭黑的比表面積為4至300m 2/g，優(yōu)選30至200m2/g，所述炭黑的 吸油值為20至250ml/100g，優(yōu)選25至200ml/100g，更優(yōu)選30至150ml/100g。所述白炭黑 的比表面積為10至500m 2/g，優(yōu)選15至300m2/g，更優(yōu)選30至250m2/g，所述白炭黑的吸油 值為 20 至 350ml/100g，優(yōu)選 25 至 300ml/100g，更優(yōu)選 30 至 290ml/100g。
[0025] 所述硫化劑包括硫黃、硫給予體及過(guò)氧化物中的一種或多種，硫化劑的用量為0. 2 至5重量份，優(yōu)選0. 5至3重量份。所述促進(jìn)劑包括噻唑類、次磺酰胺類、秋蘭姆類、硫代氨 基甲酸鹽類、二苯胍類促進(jìn)劑、六亞甲基四胺中的一種或多種，促進(jìn)劑的用量為〇. 2至5重 量份，優(yōu)選〇. 5至3重量份。所述油包括石油系的芳烴油或環(huán)烷油的至少一種，油的用量為 0至30重量份，優(yōu)選0至20重量份，更優(yōu)選3至15重量份。所述偶聯(lián)劑包括雙（三乙氧基 丙基娃燒）四硫化物和二硫化物、3_硫氛基丙基-二乙氧基娃燒、γ -疏丙基-二甲氧基娃 烷、鋯酸酯偶聯(lián)劑、酞酸酯偶聯(lián)劑及硝基偶聯(lián)劑中的一種或多種。
[0026] 使用此種工藝制備的輪胎基部膠，簡(jiǎn)化了膠料的混煉工藝，提高了膠料的填料分 散度，提高了填料和聚合物的相互作用，從而降低基部膠的生熱性能，降低輪胎滾動(dòng)阻力， 同時(shí)減少輪胎胎冠底部熱積累，從而提高輪胎的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1對(duì)比例2與實(shí)施例2滾動(dòng)阻力系數(shù)圖；

【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面用實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但是本發(fā)明的范圍不受這些實(shí)施例的限制。
[0029] ( -）實(shí)施例使用以下儀器設(shè)備及測(cè)定方法測(cè)定：
[0030] 表1橡膠樣品制備的儀器設(shè)備
[0031]
[0032] 表2膠料性能的測(cè)試方法及儀器

【權(quán)利要求】
1. 一種連續(xù)式制備的橡膠母煉膠在卡車胎基部膠中的應(yīng)用，其包含如下步驟： a) 將炭黑添加到橡膠與溶劑形成的橡膠溶液中，經(jīng)攪拌混合后連續(xù)地注入凝聚器內(nèi)凝 聚，之后脫溶劑并干燥得到炭黑母膠； b) 將白炭黑、偶聯(lián)劑添加到橡膠與溶劑形成的橡膠溶液中，經(jīng)攪拌混合后連續(xù)地注入 凝聚器內(nèi)凝聚，之后脫溶劑并干燥得到白炭黑母膠； c) 將炭黑母膠和白炭黑母膠加入到密煉機(jī)中混合均勻后，添加防老劑、活性劑和/或 油，混煉均勻后停放； d) 然后再加入硫化劑和促進(jìn)劑，繼續(xù)混煉均勻得到卡車胎基部膠混煉膠； e) 將卡車胎基部膠混煉膠硫化，得到卡車胎基部膠硫化膠。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述橡膠溶液直接從制備溶聚橡膠生產(chǎn)線中獲 得，或?qū)⑷魏晤愋偷母赡z在該橡膠的良溶劑中溶解制備而得。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其中用干膠制備橡膠溶液時(shí)，所述干膠為天然聚合物 或合成聚合物，所述天然聚合物包括天然膠、杜仲膠、銀菊膠中的至少一種，所述合成聚合 物為單體在溶液中聚合所得，單體在乳液中聚合所得或單體本體進(jìn)行聚合所得。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述橡膠溶液中的橡膠為天然橡膠、聚丁二烯橡 膠、聚異戊二烯橡膠、聚苯乙烯-丁二烯橡膠中的一種或多種，其中步驟c)中炭黑母膠和白 炭黑母膠的混合比例為1:10-10:1，優(yōu)選1:5-5:1，最優(yōu)選1:1，步驟c)中的橡膠用量合計(jì)為 100重量份，其中天然橡膠不少于60wt%，合成橡膠不多于40wt%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其中所述橡膠的溶劑包括脂肪烴溶劑、芳香烴溶劑、氯 化烴溶劑、酮類溶劑、醚類溶劑和酯類溶劑中的至少一種，所述脂肪烴溶劑包括汽油、環(huán)烷 烴、取代環(huán)烷烴、正烷烴中的至少一種；所述芳香烴溶劑包括苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯中的 至少一種，所述氯化烴溶劑包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、氯苯、四氯乙烯、 氯甲苯中的至少一種；橡膠在溶液中的濃度范圍為lwt%至60wt%，優(yōu)選5wt%至40wt%, 更優(yōu)選l〇wt%至30wt%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述防老劑包括胺類防老劑、喹啉類、酚類防老 齊U、防護(hù)蠟中的一種或多種，胺類防老劑包括對(duì)苯二胺類，防老劑的用量為〇. 2至11重量 份，優(yōu)選1至9重量份。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述活性劑包括氧化鋅和硬脂酸中的至少一種， 活性劑的用量為0. 5至10重量份，優(yōu)選1至7重量份。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中步驟a)中橡膠的用量為100重量份，炭黑的用量 為10至70重量份；步驟b)中橡膠的用量為100重量份，白炭黑的用量為10至80重量份。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述炭黑的比表面積為4至300m2/g，優(yōu)選30 至200m2/g，所述炭黑的吸油值為20至250ml/100g，優(yōu)選25至200ml/100g，更優(yōu)選30至 150ml/100g。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述白炭黑的比表面積為10至500m2/g，優(yōu)選 15至300m2/g，更優(yōu)選30至250m2/g，所述白炭黑的吸油值為20至350ml/100g，優(yōu)選25至 300ml/100g，更優(yōu)選 30 至 290ml/100g。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述硫化劑為硫黃、硫給予體及過(guò)氧化物中的一 種或多種，硫化劑的用量為〇. 2至5重量份，優(yōu)選0. 5至3重量份。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述促進(jìn)劑包括噻唑類、次磺酰胺類、秋蘭姆類、 硫化氨基甲酸鹽類、二苯胍類促進(jìn)劑、六亞甲基四胺中的一種或多種，促進(jìn)劑的用量為〇. 2 至5重量份，優(yōu)選0. 5至3重量份。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述油包括石油系的芳烴油或環(huán)烷油中的至少 一種，油的用量為〇至30重量份，優(yōu)選0至20重量份，更優(yōu)選3至15重量份。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述偶聯(lián)劑包括雙（三乙氧基丙基硅烷）四硫 化物和二硫化物、3-硫氰基丙基-三乙氧基硅烷、Y _巰丙基_三甲氧基硅烷、鋯酸酯偶聯(lián) 齊U、酞酸酯偶聯(lián)劑及硝基偶聯(lián)劑中的一種或多種。
【文檔編號(hào)】C08L7/00GK104371122SQ201410609749
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】周宏斌, 石超, 王寶金, 張?jiān)? 申請(qǐng)人:怡維怡橡膠研究院有限公司