一种高寿命轮胎硫化胶囊及其制备方法技术

本发明专利技术涉及轮胎硫化胶囊技术领域，尤其涉及一种高寿命轮胎硫化胶囊及其制备方法。制备包括以下步骤：步骤S100、制备负载氨基吡啶氯化亚锡络合物的复合改性蒙脱土；步骤S200、制备改性氯化丁基胶；步骤S300、制备天然橡胶/杜仲橡胶/二氧化硅复合胶；步骤S400、制备改性复合胶；步骤S500、将丁基橡胶、改性氯化丁基胶、改性复合胶、炭黑、促进剂、氧化锌、硬脂酸、微晶蜡、氧化镁和防老剂混炼获得混炼胶片；步骤S600、将混炼胶片注射硫化获得轮胎硫化胶囊。本发明专利技术提供的高寿命轮胎硫化胶囊，物理机械性能优异，使用寿命长。使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种高寿命轮胎硫化胶囊及其制备方法


[0001]本专利技术涉及轮胎硫化胶囊
，尤其涉及一种高寿命轮胎硫化胶囊及其制备方法。

技术介绍

[0002]硫化胶囊在轮胎硫化过程中起着充气膨胀定型、传递过热水压力、保证胶料充满模腔达到所需轮廓、传递轮胎硫化所需热量等作用。因此硫化胶囊需要具备很强的应力应变承受能力和良好的机械性能，以满足在高温和高压条件下，反复的进行充气和放气循环的工艺需求。为了满足上述需求，硫化胶囊通常以丁基橡胶为主要原料，丁基橡胶是具有高耐热和耐化学降解性能的弹性材料，具有良好的化学稳定性和热稳定性，同时还具备优异的气密性和水密性。但是由于硫化胶囊长期处于高温高压的工作状态，丁基橡胶容易被氧化，机械性能降低，使用性能下降，同时硫化胶囊表面会开裂形成裂纹或者裂缝，影响其使用寿命，降低了使用次数。
[0003]申请号为CN201610132422.3的专利公开了一种耐老化轮胎硫化胶囊的制备方法，先将天然橡胶进行改性，以克服天然橡胶机械性能较差的问题，然后将改性天然橡胶和氯化丁基橡胶及其他助剂共混之后进行混炼，获得混炼胶片，最后通过注射硫化获得轮胎硫化胶囊。该技术方案中引入了改性后的天然橡胶与氯化丁基橡胶并用，虽然能在一定程度上提高轮胎硫化胶囊的耐老化性和使用寿命，但受制于原料性能的限制，提升的效果有限。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高寿命轮胎硫化胶囊的制备方法，包括以下步骤：步骤S100、将蒙脱土浸渍于氨基吡啶氯化亚锡络合物溶液中，反应结束后分离、干燥获得负载氨基吡啶氯化亚锡络合物的复合改性蒙脱土；步骤S200、将氯化丁基胶与复合改性蒙脱土共混，在80
‑
100℃下混炼15
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20min，获得改性氯化丁基胶；步骤S300、将天然橡胶、天然杜仲橡胶、纳米二氧化硅混合均匀，获得天然橡胶/杜仲橡胶/二氧化硅复合胶；步骤S400、将天然橡胶/杜仲橡胶/二氧化硅复合胶和硫化剂共混，在80
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100℃下混炼15
‑
20min，获得改性复合胶；步骤S500、将丁基橡胶、改性氯化丁基胶、改性复合胶、炭黑、促进剂、氧化锌、硬脂酸、微晶蜡、氧化镁和防老剂共混，在90
‑
120℃下混炼15
‑
30min，混炼结束后压片获得混炼胶片；步骤S600、将混炼胶片放入注射硫化机中，在160
‑
200℃，15
‑
20MPa下，注射硫化30
‑
40min，获得轮胎硫化胶囊。
[0005]上述技术方案中，步骤S100
‑
步骤S200制备获得了含有复合改性蒙脱土的改性氯
化丁基胶，该改性氯化丁基胶具有良好的物理综合性能和裂纹自修复功能。蒙脱土是一种多孔载体，具有很强的吸附能力，良好的分散性能，作为添加剂，能够提高轮胎硫化胶囊的抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性以及气体阻隔性能等；将氯化丁基胶与复合改性蒙脱土共混，氯化丁基橡胶与复合改性蒙脱土上负载的氨基吡啶氯化亚锡络合物发生亲核取代反应，形成接枝于氯化丁基橡胶主链上的吡啶环正电荷和游离的氯离子，多对正负电荷聚集在一起，形成高强度的离子交联网络，一方面提高了氯化丁基橡胶的力学性能，另一方面离子交联网络能够在高温下发生解离作用，分子链运动性增加，对受损的部位进行自修复，使改性氯化丁基胶具备裂纹自修复特性；此外，由于蒙脱土的孔隙中也负载大量的氨基吡啶氯化亚锡络合物，因此氯化丁基橡胶与氨基吡啶氯化亚锡络合物发生亲核取代反应的同时，也会与蒙脱土形成互穿网络结构，提高蒙脱土在氯化丁基橡胶中的分散性和添加稳定性，进一步提高轮胎硫化胶囊的综合物理性能。
[0006]步骤S300
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步骤S400制备获得了综合性能优异的改性复合胶。将天然橡胶、天然杜仲橡胶、纳米二氧化硅混合均匀获得天然橡胶/杜仲橡胶/二氧化硅复合胶，天然橡胶和天然杜仲橡胶的相容性好，可以通过传统的混炼方式将两者与纳米二氧化硅混合均匀，天然橡胶强度大，易于硫化，弹性好，但是耐磨性差，而天然杜仲橡胶具有橡塑二重性特点，能够提高轮胎硫化胶囊的强度，使用寿命和耐磨性，纳米二氧化硅则能够进一步提高橡胶的物理机械强度，三者并用，产生协同作用，能够显著提高轮胎硫化胶囊的使用寿命和物理机械性能。
[0007]步骤S500
‑
步骤S600中，通过将丁基橡胶、改性氯化丁基胶、改性复合胶和其他助剂混炼压片后注射硫化，获得了具有高机械强度和裂纹修复性能的轮胎硫化胶囊，能够显著提高轮胎硫化胶囊的综合物理性能和使用寿命。
[0008]在一个具体实施例中，步骤S400中，所述硫化剂为硫磺和酚醛树脂中的至少一种；步骤S500中，所述炭黑为炭黑N220和炭黑N550中的至少一种；步骤S500中，所述促进剂为促进剂DM、促进剂ZDC和促进剂DOTG中的至少一种；步骤S500中，所述防老剂为防老剂A和防老剂H中的至少一种。
[0009]在一个具体实施例中，步骤S100中，反应温度为50
‑
60℃，反应时间为10
‑
24h，干燥温度为80
‑
100℃，干燥时间为10
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12h；复合改性蒙脱土中氨基吡啶氯化亚锡络合物的负载量为5
‑
10%。
[0010]在一个具体实施例中，步骤S200中，氯化丁基胶和复合改性蒙脱土的质量比为100:（20
‑
60）；步骤S300中，天然橡胶、天然杜仲橡胶和纳米二氧化硅的质量比为10:10：（2.5
‑
5）；步骤S400中，天然橡胶/杜仲橡胶/二氧化硅复合胶和硫化剂的质量比为30：（2
‑
3）；步骤S500、丁基橡胶、改性氯化丁基胶、改性复合胶、炭黑、促进剂、氧化锌、硬脂酸、微晶蜡、氧化镁、防老剂的质量比为（30
‑
40）：（30
‑
40）：（20
‑
30）：（50
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70）：（3
‑
4）：（4
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6）：（2
‑
5）：（1
‑
2）：（1
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1.5）：（1.5
‑
3）。
[0011]在一个具体实施例中，
步骤S100中的蒙脱土经过预处理，预处理包括以下步骤：步骤S110、将蒙脱土研磨后过筛，获得纳米蒙脱土；步骤S120、将纳米蒙脱土在30
‑
50kV的直流电压下电弧等离子处理5
‑
10min，获得活化纳米蒙脱土；步骤S130、将活化纳米蒙脱土水洗后加入质量分数为0.5%的稀盐酸溶液中，在65
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75℃下，超声分散1h，获得酸改性蒙脱土；步骤S140、将质量分数为10%的氢氧化钠溶液滴加至酸改性蒙脱土中，调节pH值至4
‑
5，超声分散1h，洗涤、过滤、干燥后获得预处理蒙脱土。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高寿命轮胎硫化胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S100、将蒙脱土浸渍于氨基吡啶氯化亚锡络合物溶液中，反应结束后分离、干燥获得负载氨基吡啶氯化亚锡络合物的复合改性蒙脱土；步骤S200、将氯化丁基胶与复合改性蒙脱土共混，在80
‑
100℃下混炼15
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20min，获得改性氯化丁基胶；步骤S300、将天然橡胶、天然杜仲橡胶、纳米二氧化硅混合均匀，获得天然橡胶/杜仲橡胶/二氧化硅复合胶；步骤S400、将天然橡胶/杜仲橡胶/二氧化硅复合胶和硫化剂共混，在80
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100℃下混炼15
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20min，获得改性复合胶；步骤S500、将丁基橡胶、改性氯化丁基胶、改性复合胶、炭黑、促进剂、氧化锌、硬脂酸、微晶蜡、氧化镁和防老剂共混，在90
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120℃下混炼15
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30min，混炼结束后压片获得混炼胶片；步骤S600、将混炼胶片放入注射硫化机中，在160
‑
200℃，15
‑
20MPa下，注射硫化30
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40min，获得轮胎硫化胶囊。2.根据权利要求1所述的轮胎硫化胶囊的制备方法，其特征在于，步骤S400中，所述硫化剂为硫磺和酚醛树脂中的至少一种；步骤S500中，所述炭黑为炭黑N220和炭黑N550中的至少一种；步骤S500中，所述促进剂为促进剂DM、促进剂ZDC和促进剂DOTG中的至少一种；步骤S500中，所述防老剂为防老剂A和防老剂H中的至少一种。3.根据权利要求1所述的轮胎硫化胶囊的制备方法，其特征在于，步骤S100中，反应温度为50
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60℃，反应时间为10
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24h，干燥温度为80
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100℃，干燥时间为10
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12h；复合改性蒙脱土中氨基吡啶氯化亚锡络合物的负载量为5
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10%。4.根据权利要求1所述的轮胎硫化胶囊的制备方法，其特征在于，步骤S200中，氯化丁基胶和复合改性蒙脱土的质量比为100:（20
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60）；步骤S300中，天然橡胶、天然杜仲橡胶和纳米二氧化硅的质量比为10:10：（2.5
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5）；步骤S400中，天然橡胶/杜仲橡胶/二氧化硅复合胶和硫化剂的质量比为30：（2
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3）；步骤S500、丁基橡胶、改性氯化丁基胶、改性复合胶、炭黑、促进剂、氧化锌、硬脂酸、微晶蜡、氧化镁、防老剂的质量比为（30
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40）：（30
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40）：（20
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30）：（50
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70）：（3
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4）：（4
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6）：（2
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5）：（1
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2）：（1
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1.5）：（1.5
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3）。5.根据权利要求1所述的轮胎硫化胶囊的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵会岩，范屏，赵海林，张凯，
申请(专利权)人：山东永誉橡胶有限公司，
类型：发明
国别省市：