一种轮胎气密层橡胶组合物及其混炼方法和轮胎技术

本发明专利技术涉及轮胎制造新材料技术领域，尤其涉及一种轮胎气密层橡胶组合物及其混炼方法和轮胎。一种轮胎气密层橡胶组合物，该组合物按橡胶组分为100重量份计由包括以下组分的原料混炼制备得到：溴化丁基橡胶40

【技术实现步骤摘要】
一种轮胎气密层橡胶组合物及其混炼方法和轮胎


[0001]本专利技术涉及轮胎制造新材料
，尤其涉及一种轮胎气密层橡胶组合物及其混炼方法和轮胎。

技术介绍

[0002]轮胎气密层的作用是密封空气，将从轮胎中扩散出的空气减至最少。这样它便有助于保持适当的充气压力，从而把轮胎欠压时的种种副作用，如提高轮胎滚动阻力(降低汽车节油性)，降低轮胎的耐久性能、操控性能和行驶性能等减至最轻，阻止轮胎内的氧气、水汽透过气密层，防止轮胎内部部件氧化，水汽腐蚀钢丝，延长轮胎使用寿命，目前全钢轮胎使用的聚合物以溴化丁基和氯化丁基为主。
[0003]但是由于溴化丁基主要原材料聚异丁烯及异戊二烯等均使用石油系产品制造，随着全球石油资源的枯竭，使用生物基橡胶材料替代石油系卤化丁基产品迫在眉睫。
[0004]环氧化天然胶是天然胶乳使用过氧化有机酸或过氧化氢与有机酸处理使天然橡胶形成环氧化基团结构的橡胶，由于引入了环氧基团，橡胶分子极性增大，分子间作用力增强，从而使该橡胶具有许多独特的性能：优异的气密性、优良的耐油性、与其他材料间良好的粘性、与其他高聚物较好的相容性等优点。应用环氧化天然橡胶在气密层配方中替代溴化丁基等石油系合成橡胶，减少气密层配方石油系合成橡胶的使用量，以应对未来的材料危机一直是研究人员努力的方向。
[0005]前期基础研究发现，气密层中配合剂对气密性影响最大的是油类增塑剂，卤化丁基橡胶因其本身的分子结构特点，未硫化胶收缩率较大，需要加入油类增塑剂降低分子间的作用力，达到满足加工的需求，但是油类增塑剂的加入降低了卤化丁基橡胶中聚异丁烯基团的空间位阻，导致透气系数提升，影响轮胎的保气性能。

技术实现思路

[0006]为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的是提供一种轮胎气密层橡胶组合物，该组合物主要是使用高温裂解而成的液体丁基再生胶替代油类增塑剂，并使用环氧化天然橡胶替代部分溴化丁基，降低气密层配方的透气系数，提高轮胎的保气性能。
[0007]为了实现上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案：
[0008]一种轮胎气密层橡胶组合物，该组合物按橡胶组分为100重量份计由包括以下组分的原料混炼制备得到：
[0009][0010][0011]所述的环氧化天然橡胶环氧化程度为20％
‑
50％；液体丁基再生胶采用由报废硫化胶囊和\或丁基内胎进行高温裂解制得，液体丁基再生胶中橡胶聚合物含量为40
‑
80％，低分子量物质含量5
‑
20％，炭黑含量20
‑
40％，100℃，ML(1+4)门尼值为10
‑
20。
[0012]作为优选，该组合物按橡胶组分为100重量份计由包括以下组分的原料混炼制备得到：
[0013][0014]本专利技术所述环氧化天然橡胶采用现有
中常用的环氧化天然橡胶，可以选择高环氧化度和中等环氧化度的环氧化天然橡胶，环氧化度较高的产品具有更优异的气密性。作为优选，所述的环氧化天然橡胶环氧化程度为35％
‑
45％。
[0015]本专利技术使用与中策橡胶循环科技联合开发的使用报废硫化胶囊高温裂解得到的液体丁基再生胶。液体丁基再生胶是由报废硫化胶囊或者丁基内胎经过特殊工艺制得，轮胎硫化胶囊、丁基内胎的主体聚合物为丁基橡胶与氯丁橡胶，能与卤化丁基橡胶共混及并用，减少硫化胶囊、丁基内胎报废造成的黑色污染，减少油类增塑剂导致的透气系数上升，提升全钢轮胎气密层的保气性；并使用环氧化天然橡胶部分替代卤化丁基橡胶，在降低配方透气系数的同时又保证了取消油类增塑剂后的加工性能。
[0016]本专利技术所述增粘树脂采用传统橡胶用增粘树脂，如对叔丁基增粘树脂，对特辛基增粘树脂，乙炔增粘树脂，乙烯增粘树脂等，优选为对特辛基增粘树脂。
[0017]本专利技术所述纳米黏土为市售产品，D50粒径在1微米以下，在混炼时候加入，可进一
步提高气密层材料的空气阻隔性能，优选为强微粉或RC15。
[0018]本专利技术所述增粘树脂采用传统橡胶用增粘树脂，如对叔丁基增粘树脂，对特辛基增粘树脂，乙炔增粘树脂，乙烯增粘树脂等，优选为对特辛基增粘树脂。
[0019]本专利技术中活性剂可选择现有技术中已有活性剂，优选氧化锌、硬脂酸。
[0020]本专利技术炭黑可选择现有技术已有炭黑，如N326、N330、N375、N550、N660、N774等，优选炭黑为N660或N774。
[0021]作为优选，该组合物的混炼原料还包括以下组分：活性剂1.0
‑
8.0份，促进剂0.3
‑
1.5份，硫磺0.3
‑
1.5份；优选，活性剂3.0
‑
6.0份，促进剂0.5
‑
1.2份，硫磺0.4
‑
0.8份。
[0022]本专利技术中活性剂可选择现有技术中已有活性剂，优选氧化锌、硬脂酸。
[0023]进一步，本专利技术还公开了所述的一种轮胎气密层橡胶组合物的混炼方法，该方法包括以下的步骤：
[0024]一、采用切线型密炼机进行塑炼，控制密炼机转子速度50
‑
55rpm，控制上顶栓压力55
±
2N/cm2，密炼机冷却水温度30
‑
50℃；具体包括以下的工艺步骤：
[0025]①
加入全部橡胶天然橡胶、环氧化天然橡胶组分，压上顶栓，保持10
‑
20秒；
[0026]②
升上顶栓，加入部分炭黑，压上顶栓使胶料升温至120
‑
130℃；
[0027]③
升上顶栓，保持4
‑
6秒，压上顶栓使胶料升温至145
‑
155℃；
[0028]④
升上顶栓，排胶压片；
[0029]二、采用切线型密炼机进行混炼，控制密炼机转子速度50
‑
55rpm，控制上顶栓压力55
±
2N/cm2，密炼机冷却水温度30
‑
50℃；具体包括以下的工艺步骤：
[0030]①
加入塑炼胶及剩余橡胶组分、液体丁基再生胶组分，压上顶栓，保持10
‑
20秒；
[0031]②
升上顶栓，加入炭黑、软化油、活性剂、防老剂、加工树脂，压上顶栓使胶料升温至90
‑
100℃；
[0032]③
升上顶栓，保持4
‑
6秒，压上顶栓使胶料升温至125
‑
130℃；
[0033]④
升上顶栓，排胶压片；
[0034]三、采用切线型密炼机进行终炼加硫，控制密炼机转子速度20
‑
30rpm，控制上顶栓压力4.2
±
0.2bar，密炼机冷却水温度25
‑
40℃；具体包括以下的工艺步骤：
[0035]①
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮胎气密层橡胶组合物，其特征在于，该组合物按橡胶组分为100重量份计由包括以下组分的原料混炼制备得到：溴化丁基橡胶
ꢀꢀꢀꢀꢀ
40
‑
90 份天然橡胶
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
40 份环氧化天然橡胶
ꢀꢀꢀ
10
‑
40 份纳米黏土
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
40份炭黑
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
30
‑
80份油类增塑剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ0‑
10份增粘树脂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1.0
‑
6.0份液体丁基再生胶
ꢀꢀꢀ
2.0
‑
20份均匀剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1.0
‑
10份；所述的环氧化天然橡胶环氧化程度为20%
‑
50%；液体丁基再生胶采用由报废硫化胶囊和或丁基内胎进行高温裂解制得，液体丁基再生胶中橡胶聚合物含量为40
‑
80%，低分子量物质含量5
‑
20%，炭黑含量20
‑
40%，100℃，ML（1+4）门尼值为10
‑
20。2.根据权利要求1所述的一种轮胎气密层橡胶组合物，其特征在于，该组合物按橡胶组分为100重量份计由包括以下组分的原料混炼制备得到：溴化丁基橡胶
ꢀꢀꢀꢀꢀ
50
‑
80 份天然橡胶
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
‑
30 份环氧化天然橡胶
ꢀꢀꢀ
20
‑
30 份纳米黏土
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
‑
30份炭黑
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
40
‑
60份油类增塑剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ0‑
6.0份增粘树脂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2.0
‑
4.0份液体丁基再生胶
ꢀꢀꢀ
4.0
‑
18份均匀剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4.0
‑
7.0份。3.根据权利要求1或2所述的一种轮胎气密层橡胶组合物，其特征在于，所述的环氧化天然橡胶环氧化程度为35%
‑
45%。4.根据权利要求1或2所述的一种轮胎气密层橡胶组合物，其特征在于，所述增粘树脂采用传统橡胶用增粘树脂，如对叔丁基增粘树脂，对特辛基增粘树脂，乙炔增粘树脂，乙烯增粘树脂等，优选为对特辛基增粘树脂。5.根据权利要求1或2所述的一种轮胎气密层橡胶组合物，其特征在于，纳米黏土D50粒径在1微米以下，优选为强微粉或RC15。6.根据权利要求1或2所述的一种轮胎气密层橡胶组合物，其特征在于，炭黑选用N326、N330、N375、N550、N660、N774等，优选炭黑为N660或N774。7.根据权利要求1或2所述的一种轮胎气密层橡胶组合物，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：金振涣，胡善军，江伟，赵慧，吴思维，戴仲娟，胡金龙，
申请(专利权)人：中策橡胶集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：