一種降低輪胎部件氣孔率的橡膠配方及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種降低輪胎部件氣孔率的橡膠配方及其制備方法，其在配方中采用 一定量白炭黑降低輪胎部件擠出氣孔率，屬于汽車(chē)輪胎制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在輪胎制造中，胎冠、胎側(cè)復(fù)合件、軟/硬三角以等都要經(jīng)歷壓出工序。壓出工序主 要包括喂料、擠出、冷卻、卷曲幾個(gè)方面。采用中超結(jié)構(gòu)、超結(jié)構(gòu)炭黑的配方壓出半成品斷面 容易出現(xiàn)較高的氣孔率，影響半成品的尺寸穩(wěn)定，增加半成品返回率，造成大量的資源浪 費(fèi)，加重企業(yè)的負(fù)擔(dān)。
[0003] 擠出機(jī)機(jī)頭的壓力通常大于4MPa，而此時(shí)的膠料溫度約為100°C。在這種條件下， 微量水分的存在形成了過(guò)熱水滴，經(jīng)過(guò)擠出機(jī)頭后，壓力突降為常壓，過(guò)熱水滴變?yōu)檎羝?形成了半成品部件斷面的氣孔。此外，卷入擠出機(jī)的空氣以及炭黑吸附的空氣也對(duì)氣孔率 有貢獻(xiàn)。目前，降低氣孔率的措施主要有熱喂料、縮短停放時(shí)間、改善炭黑分散、保證喂料量 減少空氣卷入等。通過(guò)減少膠料中的揮發(fā)份(如水、空氣等）能夠在一定程度上能夠減小擠 出部件氣孔率，但是仍然不能顯著地降低大量填充超結(jié)構(gòu)、中超結(jié)構(gòu)炭黑配方的氣孔率。
[0004] 隨著配方技術(shù)的發(fā)展，超結(jié)構(gòu)、中超結(jié)構(gòu)炭黑的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越普遍。因此，有效 地降低膠料氣孔率有著重要的意義。擠出部件氣孔率形成的因素有兩個(gè):揮發(fā)份和混煉膠 模量。揮發(fā)份的含量與配方、密煉工藝、停放時(shí)間、擠出工藝有關(guān)，目前主要通過(guò)控制這些條 件降低混煉膠氣孔率。此外，膠料的模量對(duì)氣孔率也有重要的影響。橡膠是一種高分子材 料，天然橡膠、丁苯橡膠等在室溫下通常處于高彈態(tài)。在擠出條件下，橡膠鏈段運(yùn)動(dòng)能力較 強(qiáng)，模量較低，可塑性高，無(wú)法有效抵抗過(guò)熱液滴和空氣膨脹，形成氣孔。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，配 方中含有一定量的白炭黑能夠顯著地增加小應(yīng)變下混煉膠的模量，抑制氣孔的產(chǎn)生。此外， 膠料的與傳統(tǒng)的混煉膠相比，經(jīng)過(guò)24天的測(cè)試，混煉膠的氣孔率幾乎沒(méi)有變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，提供降低輪胎部件氣孔率的橡膠配方及其 制備方法，該技術(shù)在顯著降低混煉膠擠出部件氣孔率的同時(shí)對(duì)硫化膠性能幾乎不產(chǎn)生明顯 影響，同時(shí)延長(zhǎng)膠料停放時(shí)間。
[0006] 按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種降低輪胎部件氣孔率的橡膠配方，配方比例如 下:橡膠100份、炭黑40-60份、防老劑1-4份、氧化鋅2-4份、硬脂酸1-3份、硫磺1-5份、促進(jìn)劑 1-3份、白炭黑3-7份，硅烷偶聯(lián)劑Si-69 0-1份，防焦劑CTP 0-0.3份和增塑劑1-4份;煉膠分 為母煉和終煉:橡膠在密煉機(jī)中與母煉配料氧化鋅、硬脂酸、防老劑、增塑劑、炭黑、白炭黑、 硅烷偶聯(lián)劑混合并分散得到母膠，然后將母膠和硫化粉料硫磺、促進(jìn)劑、防焦劑混合并分散 則在開(kāi)煉機(jī)上，得到產(chǎn)品降低輪胎部件氣孔率的橡膠。
[0007] 所述橡膠為天然橡膠、丁苯橡膠或順丁膠中的一種或幾種。
[0008] 所述炭黑為超結(jié)構(gòu)炭黑、中超結(jié)構(gòu)炭黑或者高結(jié)構(gòu)炭黑。
[0009]所述防老劑為防老劑RD和/或防老劑4020。
[0010] 所述硫磺為可溶性硫磺或不可溶性硫磺。
[0011] 所述促進(jìn)劑為促進(jìn)劑NS、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑D或促進(jìn)劑DM中的一種或幾種。
[0012] 所述增塑劑為C5石油樹(shù)脂、松香、增塑劑A、芳烴油或環(huán)烷油中的一種或幾種。
[0013] 所述降低輪胎部件氣孔率的橡膠制備方法，步驟為：
[0014] (1)母煉:將橡膠100份、氧化鋅2-3.5份、硬脂酸1.5-2.5份、防老劑1 -4份、增塑劑 1-4份、炭黑40-60份、白炭黑3-7份、硅烷偶聯(lián)劑Si-69 0-1份加入小型密煉機(jī)中，煉膠8-12 分鐘，145-165°C排膠，得到母膠；
[0015] (2)終煉:將母膠加入輥溫為70-80°C的開(kāi)煉機(jī)上，依次加入硫磺1-5份、促進(jìn)劑1-3 份、防焦劑0-0.3份，薄通3-6次，打三角4-8次下片并控制厚度為2-4_，得到混煉膠;將混煉 膠停放1-2天后測(cè)定氣孔率，滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)后即得降低輪胎部件氣孔率的橡膠。
[0016] 本發(fā)明提供的配方技術(shù)顯著特征是:含有3-7份白炭黑。
[0017]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明適用于胎冠、胎側(cè)復(fù)合件、軟/硬三角等部位?；鞜挷捎?傳統(tǒng)密煉技術(shù)進(jìn)行混煉。本發(fā)明所提供的配方可以顯著降低擠出膠部件氣孔率而幾乎不引 起硫化膠物性的改變，適用于大量填充超結(jié)構(gòu)、中超結(jié)構(gòu)炭黑、高結(jié)構(gòu)炭黑的膠料。本發(fā)明 在幾乎不影響硫化膠物性的條件下，顯著地降低混煉膠氣孔率，延長(zhǎng)混煉膠的停放時(shí)間，為 企業(yè)節(jié)約大量人力、物力成本。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是對(duì)比實(shí)施例和實(shí)施例1產(chǎn)品停放時(shí)間對(duì)氣孔率的影響曲線(xiàn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 對(duì)比實(shí)施例
[0020] 具體為:天然橡膠100份，炭黑45份，防老劑2份，氧化鋅3.5份，硬脂酸2.5份，硫磺1 份，促進(jìn)劑CZ 1.5份，C5石油樹(shù)脂1份。
[0021 ]實(shí)施例1 一種降低輪胎部件氣孔率的橡膠配方
[0022] 具體為:天然橡膠100份，炭黑45份，防老劑2份，氧化鋅3.5份，硬脂酸2.5份，硫磺1 份，促進(jìn)劑CZ 1.5份，白炭黑6份，硅烷偶聯(lián)劑Si-69 1份，防焦劑CTP 0.2份，C5石油樹(shù)脂1 份。
[0023] 將橡膠、氧化鋅、硬脂酸、防老劑、C5石油樹(shù)脂、炭黑、白炭黑、硅烷偶聯(lián)劑Si-69加 入小型密煉機(jī)中，煉膠10分鐘，155°C排膠，得到母膠;將母膠加入輥溫為75±5°C的開(kāi)煉機(jī) 上，依次加入硫磺、促進(jìn)劑CZ和防焦劑CTP，薄通3-6次，打三角6次下片并控制厚度為2-4mm， 得到混煉膠;將混煉膠停放1天后測(cè)定氣孔率，滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)后即得降低輪胎部件氣孔率的橡 膠。
[0024] 氣孔率測(cè)試：
[0025]將厚度為2-4mm的混煉膠試片剪成長(zhǎng)寬為3*3cm左右的方塊。氣孔率測(cè)試樣品需在 100-130°C烘10_30min，并降至室溫。采用阿基米德排水法，按照公式一計(jì)算氣孔率。
[0026] n=(p『Pi)/p〇*l〇〇/l〇〇 公式一
[0027] 其中，P0-混煉膠初始密度;Pl-混煉膠烘后密度;η-混煉膠氣孔率。
[0028]分別用對(duì)比實(shí)施例和實(shí)施例制備得到的混煉膠試片進(jìn)行24天測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖 1所示，測(cè)試條件為105°c，25min，具體結(jié)果如圖1所示。
[0029]從測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在24天的停放過(guò)程中，實(shí)施例1，即含有6份白炭黑的配方的 氣孔率一直保持在5%以?xún)?nèi)；而對(duì)比實(shí)施例配方的氣孔率峰值超過(guò)20%。此外，車(chē)間的實(shí)驗(yàn) 也證明，