一种提升粘性的轮胎的胎面橡胶组合物及其制备方法、应用和轮胎技术

本发明专利技术属于橡胶轮胎制造领域，涉及一种含高分子量再生胶的胎面橡胶组合物及其制备方法、应用和轮胎。按重量份数计，该橡胶组合物包括以下组分：天然橡胶30

【技术实现步骤摘要】
一种提升粘性的轮胎的胎面橡胶组合物及其制备方法、应用和轮胎


[0001]本专利技术属于橡胶轮胎制造领域，涉及一种提升粘性的轮胎的胎面橡胶组合物及其制备方法、应用和轮胎。

技术介绍

[0002]随着橡胶工业循环经济的逐步推进，废旧橡胶材料的循环利用越来越受社会关注。为了节约石化资源，保护生态环境，探索再生胶的生产方式及其使用方法也成为橡胶行业重要的课题之一。但由于再生胶脱硫过后，分子间作用力降低，同时副产物较多，往往出现使用了再生胶之后，胶料的动态疲劳性能、老化性能、物理机械性能均出现明显下降。
[0003]中国专利(公开号：CN102977404A)中提出了一种双阶双螺杆挤出机连续制备再生胶的方法，采用双螺杆挤出机脱硫再生硫化橡胶，是一种物理与化学方法联立的回收方法。通过双螺杆的高温高剪切代替高温高压动态脱硫罐，实现橡胶的脱硫再生。双螺杆挤出再生过程具有连续，密闭，无污染等特点，但此工艺生产的再生胶溶胶含量偏高，分子量偏低，再生胶物性较差。
[0004]白炭黑应用在轮胎的胎面胶中，有提高湿地抓着能力、降低轮胎滚阻的作用。但是，由于白炭黑是极性物质，在非极性的橡胶中比较难分散，且胎面加工性能较差，常在轮胎成型过程中出现胎面接头脱开等问题。因此，同时提升轮胎胎面性能，同时改善胎面加工性能，是轮胎行业亟待解决的重点和难点。
[0005]仅控制低温容易使C
‑
S键断裂不彻底，若温度过高又使C
‑
C键发生断裂，胶料的物性无法得到保证。在我们的研究中发现，除了温度，拉伸也可以使分子量发生断裂。幸运的是，C
‑
C键的弹性常数(绝对值)也要远高于C
‑
S键和S
‑
S键，如下表。
[0006]化学键C
‑
C键C
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S键S
‑
S键键能(KJ/mol)370310270弹性常数(绝对值)100＞3≈3

技术实现思路

[0007]本专利技术开发一种低温脱硫的高分子量再生胶生产设备及工艺，橡胶交联网络中的以断裂S
‑
S,C
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S键为主，大幅度保证橡胶主链上的C
‑
C键不被断裂，大幅保留高分子量含量，降低溶胶含量，保证再生胶物性无明显下降。
[0008]本专利技术将低温脱硫的高分子量再生胶运用至轮胎胎面配方中，改善白炭黑分散的同时，提升胎面加工性能，并且保证滚阻、湿滑等性能基本维持不变。
[0009]为了实现上述的专利技术目的，本专利技术采用了以下的技术方案：
[0010]一种提升粘性的轮胎的胎面橡胶组合物，按重量份数计，该橡胶组合物由包括以下组分的原料混炼制备得到：天然橡胶25
‑
45份，溶聚丁苯橡胶A25
‑
45份，溶聚丁苯橡胶B30
‑
60份，高分子量再生胶5
‑
35份，白炭黑50
‑
90份，炭黑2
‑
10份，硅烷偶联剂3
‑
8份，树脂3
‑
10份；所述高分子量再生胶胶料由废胶粉、软化剂、活化剂于搅拌机内预处理后在螺杆挤出机中进行脱硫反应制得，高分子量再生胶胶料的分子量Mn属于12000～18000g/mol，溶胶含量属于30％～50％；溶聚丁苯橡胶A苯乙烯质量占聚合物的总重的32
‑
40％，重均分子量Mw为180
‑
250万；溶聚丁苯橡胶苯乙烯质量占聚合物总重的8
‑
15％，重均分子量Mw为40
‑
60万。
[0011]作为优选，该橡胶组合物由包括以下组分的原料混炼制备得到：天然橡胶30
‑
40份，溶聚丁苯橡胶A30
‑
40份，溶聚丁苯橡胶B40
‑
50份，高分子量再生胶5
‑
35份，白炭黑60
‑
80份，炭黑3
‑
7份，硅烷偶联剂4
‑
7份，树脂3
‑
7份。。
[0012]作为优选，溶聚丁苯橡胶A的商品名为SSBR1502，溶聚丁苯橡胶B的商品名为SSBR1739，白炭黑的商品名为355MP，炭黑为N234，硅烷偶联剂为Si69，树脂的商品名为SYLVATRAXX4401。
[0013]作为优选，所述橡胶组合物还包括1～3份氧化锌，1～2份硬脂酸，0.5～1.5份防老剂RD，1～3份防老剂6PPD，1～2份微晶蜡，1～3份促进剂CZ，0.5～1.5份促进剂TPZ，2～3份硫磺；优选，2.0氧化锌，1.5硬脂酸，1.0份防老剂RD，2.0份防老剂6PPD，1.5份微晶蜡，2.0份促进剂CZ，1.0份促进剂TPZ，2.5份硫磺。
[0014]作为优选，所述高分子量再生胶的制备方法包括以下步骤：将废胶粉、软化剂、活化剂于搅拌机内在80℃～120℃预处理30min～60min后在60℃～80℃静置2h～4h，加入螺杆挤出机，通过控制挤出机升温段温度T1温度满足150℃＜T1＜180℃，脱硫段温度T2温度满足165℃＜T1＜210℃，降温段温度T3温度满足170℃＜T1＜200℃，反应30min～40min后从螺杆挤出机口模挤出，得到低温脱硫高分子量再生胶；所述升温段、降温段的螺杆中心与机器的轴心对齐，脱硫段采用偏心设计，偏心大小由总直径D、脱硫段偏心螺杆与侧壁的间隙d21和d22决定；螺杆挤出机中脱硫段长度L2、偏心螺杆与侧壁的间隙d21和d22三者满足0.012＜(d21
‑
d22)/L2＜0.022；所述升温段温度T1与脱硫段温度T2满足15℃＜T2
‑
T1＜30℃。
[0015]作为优选，所述废胶粉为轮胎胶料废胶粉、边角余料、废胶鞋、非乙丙橡胶、废丁基橡胶中的一种或多种组合，优选，废胶粉粒径范围在0.1
‑
2.0mm。
[0016]作为优选，所述软化剂为煤焦油、松焦油、妥尔油、环烷油、石蜡油、芳烃油中的一种或多种组合；所述活化剂是芳烃二硫化物、多烷基苯酚硫化物、苯基硫醇、正丁胺中的一种或多种组合。
[0017]作为优选，所述螺杆挤出机是单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中的一种。
[0018]进一步，本申请提供了一种所述胎面橡胶组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0019]一、采用啮合型密炼机进行混炼，控制密炼机转子速度40
‑
55rpm，控制上顶栓压力55
±
2N/cm2，密炼机冷却水温度25
‑
40℃；具体包括以下的工艺步骤：
[0020]①
加入全部橡胶组分、液体再生胶组分，压上顶栓，保持10
‑
20秒；
[0021]②
升上顶栓，加入炭黑、白炭黑、硅烷偶联剂、橡胶活性剂、橡胶防老剂，压上顶栓使胶料升温至100
‑
110℃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升粘性的轮胎的胎面橡胶组合物，其特征在于，按重量份数计，该橡胶组合物由包括以下组分的原料混炼制备得到：天然橡胶25
‑
45份，溶聚丁苯橡胶A25
‑
45份，溶聚丁苯橡胶B30
‑
60份，高分子量再生胶5
‑
35份，白炭黑50
‑
90份，炭黑2
‑
10份，硅烷偶联剂3
‑
8份，树脂3
‑
10份；所述高分子量再生胶胶料由废胶粉、软化剂、活化剂于搅拌机内预处理后在螺杆挤出机中进行脱硫反应制得，高分子量再生胶胶料的分子量Mn属于12000~18000 g/mol，溶胶含量属于30%~50%；溶聚丁苯橡胶A苯乙烯质量占聚合物的总重的32
‑
40%，重均分子量Mw为180
‑
250万；溶聚丁苯橡胶苯乙烯质量占聚合物总重的8
‑
15%，重均分子量Mw为40
‑
60万。2.根据权利要求1所述的胎面橡胶组合物，其特征在于，该橡胶组合物由包括以下组分的原料混炼制备得到：天然橡胶30
‑
40份，溶聚丁苯橡胶A30
‑
40份，溶聚丁苯橡胶B40
‑
50份，高分子量再生胶5
‑
35份，白炭黑60
‑
80份，炭黑3
‑
7份，硅烷偶联剂4
‑
7份，树脂3
‑
7份。3.根据权利要求1所述的胎面橡胶组合物，其特征在于，溶聚丁苯橡胶A的商品名为SSBR1502，溶聚丁苯橡胶B的商品名为SSBR1739，白炭黑的商品名为355MP，炭黑为N234，硅烷偶联剂为Si69，树脂的商品名为SYLVATRAXX 4401。4.根据权利要求1所述的胎面橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物还包括1~3份氧化锌，1~2份硬脂酸，0.5~1.5份防老剂RD，1~3份防老剂6PPD，1~2份微晶蜡，1~3份促进剂CZ，0.5~1.5份促进剂TPZ，2~3份硫磺；优选，2份氧化锌，1.5份硬脂酸，1份防老剂RD，2份防老剂6PPD，1.5份微晶蜡，2.0份促进剂CZ，1份促进剂TPZ，2.5份硫磺。5.根据权利要求1
‑
4任意一项权利要求所述的胎面橡胶组合物，其特征在于，所述高分子量再生胶的制备方法包括以下步骤：将废胶粉、软化剂、活化剂于搅拌机内在80℃~120℃预处理30min~60min后在60℃~80℃静置2h~4h，加入螺杆挤出机，通过控制挤出机升温段温度T1温度满足150℃＜T1＜180℃，脱硫段温度T2温度满足165℃＜T1＜210℃，降温段温度T3温度满足170℃＜T1＜200℃，反应30min~40min后从螺杆挤出机口模挤出，得到低温脱硫高分子量再生胶；所述升温段、降温段的螺杆中心与机器的轴心对齐，脱硫段采用偏心设计，偏心大小由总直径D、脱硫段偏心螺杆与侧壁的间隙d21和d22决定；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆晓祺，王丹灵，刘辉，董兴旺，陈生，承齐明，白浩，陈波宇，严金洁，
申请(专利权)人：杭州海潮橡胶有限公司，
类型：发明
国别省市：