[發明專利]一種實心輪胎胎面膠料及制備方法

在審

• 申請號: 201610019973.9
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105754153A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 江美娟;杜華太;景玉龍;謝富霞;孔義;張春杰
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業集團第五三研究所
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L101/06;C08K9/06;C08K3/36;C08K3/04;C08K3/22;B29B7/74
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 苗峻

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，涉及橡膠設計與加工技術，特別涉及實心輪胎胎面膠的設計與加工技術。

背景技術

實心橡膠輪胎是一種用于高負荷、苛刻使用條件下運行的工業車輛輪胎，廣泛用于各種工業車輛、軍事車輛、建筑機械及空中列車等。但是，在車輛行駛過程中，實心橡膠輪胎溫升明顯，存在高溫爆裂、崩花掉塊等現象，尤其在越野及礦用路面，實心輪胎胎面膠存在抗切割能力差問題。實心輪胎胎面膠材料必須具有高模量、低生熱、高導熱、高疲勞、高強度、抗撕裂等綜合優異性能，方能滿足使用需求。

實心輪胎胎面膠材料模量較高，公開的文獻中側重于解決某方面的膠料性能需求，但未能綜合平衡胎面膠料各項物理機械性能的關系。

韋幫風（NH-80樹脂在實心輪胎胎面膠中的應用,輪胎工業,2014年,第34卷。）采用天然橡膠與順丁橡膠并用，采用N220炭黑，通過添加NH-80樹脂一定程度上提高了橡膠材料拉伸與撕裂強度。

周勝等采（履帶車輛負重輪胎體膠配方研究,現代橡膠技術,2003年,第30卷第4期，11-19頁）用NR/合成橡膠并用，選用硅烷偶聯劑（si69）改性白炭黑和高補強炭黑并用作為補強體系，膠料邵爾A硬度達到78°，扯斷伸長率為195%，拉伸強度17.7MPa，壓縮疲勞溫升30℃，導熱系數較低，不足0.3W/(m.k)。

張立群等（導熱天然橡膠的研究,合成橡膠工業,1998,第21第4期，207-211）介紹的高導熱高模量橡膠材料，生膠選用純天然橡膠，補強體系選用白炭黑10份、N22050份，導熱填料選用片狀石墨40份,硫化體系選用半有效硫化體系。材料邵A硬度達到78°，導熱性能較高，但材料力學性能均較差，撕裂強度僅為38.8KN/m。

發明內容

本發明目的在于提供一種高模量車輛用實心輪胎胎面膠材料及制備方法。

本發明的目的是這樣實現的，從實心胎面膠模量、拉伸強度、撕裂強度、抗疲勞性、生熱性、導熱性等物理機械性能的關系入手，通過氧化鋁、富勒烯、si75或si264改性白炭黑、高補強與低補強炭黑五種填料并用，并與抗切割撕裂樹脂及硫化體系匹配設計及加工，制備出綜合性能優異的高模量實心輪胎胎面膠材料。

本發明涉及的實心輪胎胎面膠料，原料質量組成至少包括：

天然橡膠100份

炭黑50-70份

預改性白炭黑10-30份

氧化鋁5-15份

富勒烯5-15份

抗撕裂切割樹脂3-6份

硫黃2-4份

所述炭黑為高補強炭黑與低補強炭黑的復、配體系；改性白炭黑改性劑為si75或si264，用量為白炭黑質量的5%-15%；抗撕裂切割樹脂為帶丙烯酸酯側基的烴類樹脂。

本發明涉及的實心輪胎胎面膠料，所述的炭黑、白炭黑總用量為80份。

本發明涉及的實心輪胎胎面膠料，氧化鋁及富勒烯的總用量為15-25份。

本發明涉及的實心輪胎胎面膠料，所述的抗撕裂切割樹脂用量為3-5份。

本發明涉及的實心輪胎胎面膠料，所述的炭黑、白炭黑總用量為80份，氧化鋁及富勒烯的總用量為15-25份，抗撕裂切割樹脂用量為3-5份。

本發明涉及的實心輪胎胎面膠料，所述高補強炭黑為N110和/或N121；低補強炭黑為N774或N787。

本發明涉及的實心輪胎胎面膠料，所述的白炭黑為沉淀法白炭黑。

本發明涉及的實心輪胎胎面膠料，還包括硫化促進劑DZ；防老劑RD及防老劑4020。

本發明涉及的實心輪胎胎面膠料的制備方法，包括一段密煉、二段開煉加硫過程，其特征在于：

1)一段密煉：在密煉機中混煉，密煉機轉速30-50轉/分；加料順序為：1）添加天然橡膠，密煉1~2min；2)添加防老劑、硬脂酸、抗撕裂切割樹脂，密煉1~2min；3）添加高補強炭黑、改性白炭黑、富勒烯，密煉2~3min；4）添加氧化鋅、半補強炭黑、氧化鋁，密煉3~4min，到120-140℃排膠，得到一段混煉母膠；

2）二段混煉：將一段混煉的膠料在雙輥開煉機上加硫黃、促進劑及其他配合劑，下片，得到本發明涉及的高模量實心輪胎膠料。

本發明涉及的實心輪胎胎面膠料，具有高模量、低生熱、高導熱、高疲勞、高強度、抗撕裂等特點，綜合優異性能，適用于高負荷、苛刻使用條件下實心輪胎的胎面膠，顯著提高其使用壽命。

具體實施方式