[發明專利]一種子午輪胎膠囊及其制備方法

有效

• 申請號: 201210252561.1
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN102731918A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 許肖峰
• 申請（專利權）人: 浙江華和塑膠科技有限公司
• 主分類號: C08L23/22
• 分類號: C08L23/22;C08L11/00;C08L61/06;C08L91/06;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/22;C08K5/00;C08K5/09;B29B7/72;B29C35/02;B60C1/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本發明屬于高分子化合物的組合物及其制備方法技術領域，具體涉及一種子午輪胎膠囊及其制備方法。

背景技術

輪胎膠囊是用于制造輪胎的必備消耗部件。在輪胎的硫化過程中，輪胎膠囊內部填充壓縮氣體或者過熱水，以伸張撐開輪胎膠胚形成內壓硫化輪胎。壓縮氣體通常為氮氣，過熱水是經過除氧的熱水，這樣的工藝設置盡量避免了輪胎膠囊的氧化，從而增加輪胎膠囊的使用壽命。

現有的輪胎膠囊硫化方法，主要用硫化機將高溫粘流態的膠料向膠囊模具高壓注射，利用高溫時膠料的流動性能填充膠囊模具。膠囊的使用溫度可以接近200°。因此，輪胎膠囊還需具備一定的耐熱性、導熱性和流動性能。

目前常見的制備輪胎膠囊所使用的原材料有丁基膠、氯丁膠（活性劑）、蓖麻油（軟化劑）、炭黑（填充劑）、硬脂酸（加工助劑）、樹脂（硫化劑）。這種輪胎膠囊在導熱速度和使用壽命上已經難以滿足市場的需求。

常見的膠囊硫化工藝是先制成半成品膠，然后再將半成品膠置入事先裝在硫化機上并已經預熱的膠囊模具中進行硫化成型。通常有一步混煉法和兩步混煉法的區分。一步混煉法是將將生膠、炭黑和其它助劑進行混煉之后，再加入硫化劑繼續混煉。由于延長硫化劑的混煉時間容易造成焦燒，故一步混煉法硫化劑加入時間短，材質分散不均勻，存在產品的性能不穩定的缺陷。兩步混煉法是將生膠、炭黑和其它助劑混煉制成母煉膠，停放一段時間之后再進行二次混煉并加入硫化劑。此方法混煉時間長，效率低。

因此，再研發一種導熱性和流動性能好、使用壽命長、生產成本低的輪胎膠囊，需要對膠料的配方和工藝重新作一個科學的設計。

發明內容

本發明的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供導熱性和流動性能好、使用壽命長、生產成本低的子午輪胎膠囊及其制備方法。

本發明實現其目的采用的技術方案如下。

一種子午輪胎膠囊，所述膠囊的配方由下述重量份比的原料組成：丁基膠90-110份，氯丁膠5-6份，蓖麻油4-6份，炭黑48-55份，硬脂酸0.7-1.5份，石蠟0.4-0.8份，樹脂7-10份，氧化鋅4-6份。

進一步，所述原材料的成份和重量份比為：丁基膠95~105份，氯丁膠5~6份，蓖麻油4.5~6份，炭黑50~52份，硬脂酸1~1.2份，石蠟0.6~0.8份，樹脂7.2~9份，氧化鋅5~6份。

進一步，所述原材料的成份和重量份比為：丁基膠100份，氯丁膠5份，蓖麻油5份，炭黑50份，硬脂酸1份，石蠟0.8份，樹脂9份，氧化鋅5份。

進一步，所述石蠟為微晶蠟；所述丁基膠為268型丁基膠；所述炭黑為高結構炭黑，粒徑為30~50nm；所述樹脂為辛基酚醛硫化樹脂或對叔丁基酚醛樹脂。

一種子午輪胎膠囊的制備方法，包括以下幾個步驟：

（a）.配料、密煉和過濾：將半成品膠在50°~60°條件下與氧化鋅混煉40~50秒后，然后加入樹脂混煉60~70秒，再加入氯丁膠、蓖麻油、炭黑、硬脂酸、石蠟，溫度升至150°~160°，混煉時間為7~8分鐘，停放12~24小時后過濾制得膠料；

（b）.擠出切片形成膠條；

（c）.硫化打磨：膠條經過注射機螺桿塑化后注入膠囊模具，硫化溫度為160°至170°，保壓保溫3~5分鐘；打開上模和下模具，充入高壓氣體，彈出膠囊，然后修邊打磨。

進一步，所述注射機為帶螺桿預塑的柱塞式注射機。

經過不斷的研究和實驗，理論聯系實際，本發明的技術方案攻破了以下幾個技術難點：

1.在原料中確定了合理比重的氧化鋅。氧化鋅能有效提高丁基膠的抗熱氧化功能。膠囊的使用溫度可以接近200°，良好的耐熱性有助于延長膠囊的使用壽命。氧化鋅的含量過低，則效果不明顯，對于改善膠囊模具的意義不大，而當氧化性的添加量過大后，又會產生負面影響，主要是降低膠料回原形和伸長率。輪胎膠囊處于反復伸張的工作條件，需要具備良好的伸長率。因此，需要經過反復的實驗以及總結，才能最終確定氧化鋅的一個合理比重，在膠囊模具的耐熱性和伸長率之間取得平衡。

2.?蓖麻油分子量較低，粘度較小，可提高膠料的流動性能，但相比與石蠟，會降低膠料的強度。在原料中添加了石蠟可改善軟化劑對于膠料強度的影響。由于石蠟與丁基膠具有良好的相容性，能降低門尼黏度、提高膠料的可塑性。因此，石蠟和蓖麻油相互補充，蓖麻油為主，石蠟為輔，共同作為丁基橡膠的軟化劑。作為優選，所述石蠟為微晶蠟。微晶蠟除了正構烷烴及異構烷烴所組成外還含有許多帶長支鏈及環狀的飽和性碳氫化合物，熔點高，可塑性好，能更好地提高膠體的流動性能。