[發明專利]一種含多功能硫化劑的輪胎橡膠配方及其應用

在審

• 申請號: 202010142194.4
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111363209A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 侯丹丹;張春生;錢浩海;徐曉鵬;張海燕
• 申請（專利權）人: 中策橡膠集團有限公司
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L9/00;C08K13/02;C08K5/47;B60C1/00
• 代理公司: 杭州恒翌專利代理事務所(特殊普通合伙) 33298
• 代理人: 王從友

本發明公開了一種輪胎橡膠配方，引入新型多功能硫化交聯劑WY988改進現有輪胎材料的配方，改變子口護膠的交聯網絡結構，提高其耐熱性和動態曲撓性能進而實現輪胎胎圈耐久性能的提高。結果表明硫化返原性能、伸長率、保持率、壓縮溫升以及拉伸物理機械性能等指標均實現良好提升。

技術領域

本發明屬于輪胎橡膠配方領域，具體涉及一種含多功能硫化劑WY988的配方及其在制備輪胎子口護膠的應用。

背景技術

橡膠的配方通常包含五大體系。其一為生膠體系，主要是確定母體材料或者基體材料，基本上決定了該體系的大致特性。其二為硫化體系，確定橡膠大分子鏈間的交聯鍵的類型及交聯密度，提高橡膠的性能以及穩定性。其三為補強填充體系，主要是指炭黑、二氧化硅等補強劑，提高力學性能以及改善工藝性能。第四為防護體系，主要是通過在橡膠配方中加入防老劑，并以此延緩材料老化，提高使用壽命；第五為增塑體系，主要通過適當增加混煉膠的粘度，對加工工藝進行改善和提升。橡膠分子鏈的結構、增強填料、交聯密度、交聯鍵類型以及防老劑等因素是決定這些材料性能指標的關鍵因素。結晶高分子材料、大相對分子質量、相對分子質量分布寬的高分子材料具有較高的抗斷裂、抗疲勞性能。硫化是橡膠加工的重要工藝過程，通過硫化劑和促進劑的共同作用使橡膠分子鏈的結構從線型轉化成三維網絡結構，進而提高橡膠的耐溫度性和高彈性。交聯密度和交聯鍵類型直接決定了橡膠的耐疲勞和耐老化性能^[2]。近年來，一批新型的硫化助劑被提出來用以改善橡膠的交聯結構，提高其耐久性能。

硫化后的橡膠，其交聯網絡中硫-硫交聯鍵是較為脆弱的分子鍵，很容易受到其他自由基攻擊進而斷鏈或重排，這將導致膠料性能迅速下降。因此，各種各樣的硫化劑、促進劑等都被開發出來以調整交聯鍵的類型，以使其具有較為優良的綜合性能。為了提高膠料的耐久性能，一方面需要其具有較高的耐熱性能，另一方面又要具備較好的動態屈撓性能。因此開發出很多新型混合交聯劑，其中WY988，[1，6-雙(N,N’-二苯并噻唑氨基甲酰二硫)-己烷]，就是一種典型的混合交聯劑。

通常來說，在硫化時間過長或者硫化溫度過高時，采用無轉子硫化儀測得的扭矩在超過正硫化時間之后，隨著硫化時間的持續增加，扭矩反而下降的現象稱為硫化返原。對于天然橡膠而言，在出現硫化返原現象后，其拉伸強度、拉伸應力和硬度降低，扯斷伸長率增大，嚴重時甚至會出現發粘現象(參考文獻1：溫煜明,張濤.幾種抗硫化返原劑作用機理的研究[C].2004年國際橡膠會議中文論壇論文集.北京：世界圖書出版公司,2004:70-71)。由于存在硫化返原現象，一些厚橡膠制品容易出現內部和表面性能不一致，進而使得一些對產品性能一致要求較高的產品無法通過提高硫化溫度來提高生產效率。在實際的生產過程中，硫化時間對鋼絲與膠料間的粘合力也有類似的影響，隨著硫化時間的增加鋼絲與膠料的粘合力出現明顯下降，這對輪胎的耐久性能影響較大。

發明內容

本發明通過改進輪胎橡膠工藝配方，選擇促進劑進行組方，對多功能硫化劑WY988用量和硫化溫度進行調整，檢驗護圈護膠材料性能，可以使得胎圈胎肩及護膠的性能得到改善，定伸應力增大，老化前后的拉斷永久變形顯著減小，成品輪胎的耐久性能提高。

同時，通過有限元分析結果，子口護膠是重要承力部件，承受的剪應力明顯高于其他部件。因此其硫化返原現象如果能夠明顯改善，對整個輪胎的耐久性提高有極大的幫助。