專利名稱：一種輪胎胎面環(huán)保膠料組合及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種輪胎胎面膠料組合及其制備方法，尤其涉及一種環(huán)保輪胎胎面膠料組合及其制備方法。
背景技術(shù)：
輪胎是由多種材料組合而成，一個(gè)普通的輪胎使用材料超過20種，其中大部分都是石油產(chǎn)品，歐盟于2006年7月1日開始正式實(shí)施RoHS指令，又在2010年1月1日正式實(shí)施REACH法規(guī)，這兩項(xiàng)法規(guī)都規(guī)定了輪胎中不得含有對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)存在。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，環(huán)保越來越受到重視，環(huán)保輪胎也成為了輪胎工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。人們?cè)絹碓阶⒅剌喬キh(huán)保與性能的并存，但是就現(xiàn)在的輪胎形式而言一般存在兩種狀況一是輪胎的性能能滿足國標(biāo)及消費(fèi)者的需求，但是輪胎不能達(dá)到歐盟的環(huán)保要求；二是輪胎能達(dá)到環(huán)保的要求，但輪胎的性能又不能得到保證。目前在輪胎行業(yè)，對(duì)既符合環(huán)保要求，又能符合性能需要，還能在輪胎材料成本和加工成本取得更好的結(jié)果一直是行業(yè)發(fā)展研究的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)不足公開了一種輪胎胎面環(huán)保膠料組合及其制備方法，本發(fā)明要解決的第一個(gè)問題是提供一種既能滿足輪胎性能要求，又符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，更經(jīng)濟(jì)安全的輪胎胎面環(huán)保膠料組合，本發(fā)明要解決的第二個(gè)問題是提供一種上述輪胎胎面膠料的制備方法。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)輪胎胎面環(huán)保膠料組合，主要成分包括天然橡膠、丁苯橡膠、順丁膠、炭黑、氧化鋅、硬脂酸、防老劑、C5樹脂、硫磺、芳烴油、促進(jìn)劑和均勻劑，其中所述芳烴油為環(huán)保芳烴油，硫磺為不溶性硫磺。進(jìn)一步所述各成分按重量份數(shù)是天然橡膠40 60份，丁苯橡膠1502E :25 35 份，順丁橡膠BR9000 15 25份，炭黑N330 35 45份，炭黑N660 10 20份，氧化鋅 3. 5 5份，硬脂酸0. 5 1. 5份，防老劑4020 :0. 5 1. 5份，防老劑RD :0. 5 1. 5份， 防護(hù)蠟1 3份，促進(jìn)劑0. 1 0. 6份，均勻劑0. 5 1. 5份，環(huán)保芳烴油5 15份，C5 樹脂1 3份，不溶性硫磺1 4份。優(yōu)選各成分按重量份數(shù)是天然橡膠1#標(biāo)膠50份，丁苯橡膠1502E 30份，順丁橡膠BR9000 20份，炭黑N330 40份，炭黑N660 15份，氧化鋅4份，硬脂酸1份，防老劑 4020 1份，防老劑RD 1份，防護(hù)蠟1. 5份，促進(jìn)劑0. 3份，均勻劑1份，環(huán)保芳烴油10 份，C5樹脂1. 5份，不溶性硫磺2. 5份。所述丁苯橡膠為環(huán)保的丁苯1502E。所述防老劑是防老劑4020、防老劑RD、防護(hù)蠟其中任意兩項(xiàng)或全部三項(xiàng)的混合物。
所述促進(jìn)劑是促進(jìn)劑Ns。所述均勻劑是A78。所述原材料都是環(huán)保型的原材料。上述輪胎胎面環(huán)保膠料的制備方法，包括以下步驟1)將天然橡膠、丁苯橡膠、順丁膠在密煉機(jī)中塑煉60秒，制成塑料膠片，停放2小時(shí)以上；2)將步驟1)獲得的塑料膠片在密煉機(jī)中塑煉60秒后，加入炭黑總量的四分之三及、氧化鋅、硬脂酸、防老劑、C5樹脂、均勻劑，在密煉機(jī)中混煉120秒，加入剩余的四分之一炭黑和芳烴油，在密煉機(jī)中混煉400秒，制成混煉膠；3)將步驟2、制成的混煉膠停放4小時(shí)以上后，在開煉機(jī)上加入促進(jìn)劑、硫磺混煉即可制成所需輪胎膠料。上述組合中環(huán)保芳烴油是替代普通芳烴油的環(huán)保原料，傳統(tǒng)芳烴油(DAE)含有大量稠環(huán)芳烴，也叫多環(huán)芳烴，由于芳烴油的帶入，輪胎和橡膠制品中或多或少含有稠環(huán)芳烴。苯并芘(BaP)是一種典型的稠環(huán)芳烴，其已被毒性、生態(tài)毒性及環(huán)境科學(xué)委員會(huì) (CSTEE)科學(xué)證實(shí)具有致癌性、致突變性及生殖系統(tǒng)毒害性。橡膠制品在被使用的過程中， 稠環(huán)芳烴就不可避免地?cái)U(kuò)散到環(huán)境中，從而危害到環(huán)境。隨著人們對(duì)稠環(huán)芳烴危害的認(rèn)識(shí)和環(huán)保意識(shí)的提高，各國家紛紛采取一系列措施減少稠環(huán)芳烴排放以降低其對(duì)環(huán)境的危害，環(huán)保芳烴油是普通芳烴油較好的替代品。環(huán)保芳烴油不含鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚、六溴環(huán)十二烷 (HB⑶D)、鄰苯二甲酸(2-乙基己基酯)(DEHP)、鄰苯二甲酸丁芐酯(BBP)和鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)等物質(zhì)，保證了環(huán)境的安全；同時(shí)環(huán)保芳烴油能改善膠料的粘度、軟度、同時(shí)也改善了輪胎的加工性能。上述組合中炭黑不含金屬化合物、蒽等對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)。上述組合中不溶性硫磺是硫磺深加工的一種線型長鏈的高分子聚合物，分子鏈上的硫原子數(shù)高達(dá)108以上；有高聚物的粘彈性和分子量分布；不溶于二硫化碳，故稱不溶性硫磺。不溶性硫磺主要用于橡膠制品，與普通硫磺相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)膠料在存放期內(nèi)不噴霜。保持膠料組份和性能均一；克服因噴霜造成膠料粘合力差的缺點(diǎn)；防止對(duì)制品和模具的污染并去掉了為克服噴霜而增添的涂漿工藝，為生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)化提供條件。在相鄰膠層中無遷移現(xiàn)象。特別是在順丁膠和丁基膠的膠料中，普通硫磺遷移速度很高，配加不溶性硫磺后即可避免。在混煉和存放過程中減少燒焦。縮短硫化時(shí)間。當(dāng)達(dá)到硫化溫度后，它具有一個(gè)“活化階段”，即鏈?zhǔn)浇饩圩饔?，使硫化速度加快，減少硫磺用量，有利于制品老化性能的改善。有利于橡膠與其他材料的粘合。子午線輪胎中不可缺少的助劑。在子午線輪胎生產(chǎn)中，能有效的避免噴霜，也不易產(chǎn)生早期硫化，并使膠料保持較好的黏性，有利于成型操作， 而且確保硫化膠硫化的均勻性，保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。不溶性硫磺同時(shí)也不含金屬性污染物質(zhì)。上述組合中C5樹脂是碳?xì)錁渲?，同樣不含PAH等對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)。C5樹脂又稱C5加氫石油樹脂，是以乙烯裂解的C5餾份為原料，由C5組分中的雙烯和單烯經(jīng)陽離子聚合而成。上述加入環(huán)保原材料的輪胎胎面膠料，其扯斷強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和硬度都得到了提高，扯斷強(qiáng)度能比普通輪胎的膠料至少提高50%，拉伸比普通輪胎膠料高15% 20%，硬度比普通輪胎的膠料提高5%以上。上述各原料均有市售，其名稱可能有不同，但成分是相同的即可。綜上所述，采用本發(fā)明的輪胎胎面環(huán)保膠料組合及其制備方法得到的膠料具有更好的扯斷強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和硬度；符合環(huán)保要求，不含有害物質(zhì)的環(huán)保原料環(huán)保芳烴油、 C5樹脂、不溶性硫磺、炭黑等屬于環(huán)境友好材料；本發(fā)明通過采用所述環(huán)保型原料，配以合理的組合成分設(shè)計(jì)，大大減少了在生產(chǎn)和使用過程中對(duì)環(huán)境造成的污染隱患，產(chǎn)品的安全性、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性更廣。本發(fā)明輪胎胎面環(huán)保膠料組合完全符合RoHS指令和REACH法規(guī)， 同時(shí)輪胎使用性能優(yōu)于現(xiàn)有普通輪胎的使用標(biāo)準(zhǔn)要求，具有無污染，性能優(yōu)良的特點(diǎn)，符合社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，也獲得了出口到歐盟國家的資格，同時(shí)也提高了輪胎的競(jìng)爭(zhēng)力和價(jià)值。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，具體實(shí)施方式
是對(duì)本發(fā)明原理的進(jìn)一步說明，不以任何方式限制本發(fā)明，與本發(fā)明相同或類似技術(shù)均沒有超出本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1各組分原料重量份數(shù)比是天然橡膠1#標(biāo)膠40份；丁苯橡膠 1502E :35 份；
順丁橡膠 BR9000 25 份；炭黑N330:35 份；炭黑N660:10 份；環(huán)保芳烴油5份；碳?xì)錁渲?C5樹脂)1份；氧化鋅3· 5份；硬脂酸0· 5份；防老劑4020 :0· 5 份;防護(hù)蠟1份；促進(jìn)劑NS :0. 1 份;均勻劑A78 :0.5 份；不溶性硫磺1份；上述膠料的扯斷強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和硬度都得到了提高，扯斷強(qiáng)度比普通輪胎的膠料提高50%左右，拉伸強(qiáng)度比普通輪胎高15%，硬度比普通輪胎高提高了 6%。實(shí)施例2各組分原料重量份數(shù)比是天然橡膠1#標(biāo)膠50份；丁苯橡膠 1502E :30 份；順丁橡膠BR9000 :20 份；炭黑N330 40 份；
炭黑N660:15 份；環(huán)保芳烴油10份；碳?xì)錁渲?C5樹脂)1. 5份；氧化鋅4份；硬脂酸1份；防老劑RD :1份；防老劑4020:1 份；防護(hù)蠟1. 5份；促進(jìn)劑NS ;0· 3 份;均勻劑A78:l份；不溶性硫磺2· 5份。上述膠料的的扯斷強(qiáng)度，、拉伸強(qiáng)度和硬度都得到了提高，扯斷強(qiáng)度能比普通輪胎的膠料提高52%左右，拉伸強(qiáng)度比普通輪胎高18%，硬度比普通輪胎提高了 5%。實(shí)施例3各組分原料重量份數(shù)比是天然橡膠1#標(biāo)膠60份；丁苯橡膠 1502E :25 份；順丁橡膠BR9000 15 份；炭黑N330 45 份；炭黑N660:20 份；環(huán)保芳烴油15份；碳?xì)錁渲?C5樹脂)3份；氧化鋅4. 5份；硬脂酸1. 5份；防老劑4020 ;1· 5 份；防老劑RD :1. 5 份;防護(hù)蠟3份；促進(jìn)劑NS :0· 6 份;均勻劑A78 :1.5 份；不溶性硫磺4份。上述環(huán)保膠料的扯斷強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度得到了提高，扯斷強(qiáng)度能比普通輪胎的膠料提高55 %左右，拉伸強(qiáng)度比普通輪胎高20 %。實(shí)施例4上述輪胎胎面環(huán)保膠料的制備方法，按以下步驟制備膠料1)將上述組合中的天然橡膠、丁苯橡膠、順丁膠在密煉機(jī)中塑煉60秒，制成塑料膠片，停放2小時(shí)以上；2)將步驟1)獲得的塑料膠片在密煉機(jī)中塑煉60秒后，加入炭黑總量的四分之三及氧化鋅、硬脂酸、防老劑、C5樹脂、均勻劑在密煉機(jī)中混煉120秒，加入剩余的四分之一炭黑和芳烴油，在密煉機(jī)中混煉400秒，制成混煉膠；
3)將步驟2~)制成的混煉膠停放4小時(shí)以上后，在開煉機(jī)上加入促進(jìn)劑、硫磺混煉即可制成所需輪胎膠料。
權(quán)利要求
1.一種輪胎胎面環(huán)保膠料組合，主要成分包括天然橡膠、丁苯橡膠、順丁膠、炭黑、氧化鋅、硬脂酸、防老劑、硫磺、芳烴油、C5樹脂、促進(jìn)劑和均勻劑，其特征在于所述芳烴油為環(huán)保芳烴油，硫磺為不溶性硫磺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎胎面環(huán)保膠料組合，其特征在于所述各成分按重量份數(shù)是天然橡膠40 60份，丁苯橡膠1502E :25 35份，順丁橡膠BR9000 15 25份，炭黑N330 35 45份，炭黑N660 10 20份，氧化鋅3. 5 5份，硬脂酸0. 5 1. 5份，防老劑4020 0. 5 1. 5份，防老劑RD :0. 5 1. 5份，防護(hù)蠟1 3份，促進(jìn)劑0. 1 0. 6 份，均勻劑0. 5 1. 5份，環(huán)保芳烴油5 15份，C5樹脂1 3份，不溶性硫磺1 4 份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎胎面環(huán)保膠料組合，其特征在于優(yōu)選各成分按重量份數(shù)是天然橡膠1#標(biāo)膠50份，丁苯橡膠1502E 30份，順丁橡膠BR9000 20份，炭黑N330 40份，炭黑N660 15份，氧化鋅4份，硬脂酸1份，防老劑4020 1份，防老劑RD 1份，防護(hù)蠟1. 5份，促進(jìn)劑0. 3份，均勻劑1份，環(huán)保芳烴油10份，C5樹脂1. 5份，不溶性硫磺 2. 5 份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的輪胎胎面環(huán)保膠料組合，其特征在于所述防老劑是防老劑4020、防老劑RD、防護(hù)蠟或其中任意兩項(xiàng)或全部三項(xiàng)的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的輪胎胎面環(huán)保膠料組合，其特征在于所述促進(jìn)劑是促進(jìn)劑NS。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的輪胎胎面環(huán)保膠料組合，其特征在于所述均勻劑是 A78。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的輪胎胎面環(huán)保膠料組合，其特征在于所述原材料都是環(huán)保型的原材料。
8.—種上述輪胎胎面環(huán)保膠料的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)將天然橡膠、丁苯橡膠、順丁膠在密煉機(jī)中塑煉60秒，制成塑料膠片，停放2小時(shí)以上；2)將步驟1)獲得的塑料膠片在密煉機(jī)中塑煉60秒后，加入炭黑總量的四分之三及、氧化鋅、硬脂酸、防老劑、C5樹脂、均勻劑，在密煉機(jī)中混煉120秒，加入剩余的四分之一炭黑和芳烴油，在密煉機(jī)中混煉400秒，制成混煉膠；3)將步驟幻制成的混煉膠停放4小時(shí)以上后，在開煉機(jī)上加入促進(jìn)劑、不溶性硫磺混煉即可制成所需輪胎膠料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輪胎胎面環(huán)保膠料組合及其制備方法，包括天然橡膠、丁苯橡膠、順丁膠、炭黑、氧化鋅、硬脂酸、防老劑、C5樹脂、不溶性硫磺、環(huán)保芳烴油、促進(jìn)劑和均勻劑及其各成分含量；上述原料經(jīng)塑煉、混煉等步驟可制成環(huán)保膠料。采用本發(fā)明的輪胎胎面環(huán)保膠料組合及其制備方法得到的膠料具有更好的扯斷強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和硬度；符合環(huán)保要求，不含有害物質(zhì)的環(huán)保原料環(huán)保芳烴油、C5樹脂、不溶性硫磺、炭黑等屬于環(huán)境友好材料；本發(fā)明通過采用所述環(huán)保型原料，配以合理的組合成分設(shè)計(jì)，大大減少了在生產(chǎn)和使用過程中對(duì)環(huán)境造成的污染隱患，產(chǎn)品的安全性、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性更廣。
文檔編號(hào)C08K5/01GK102408589SQ20111022560
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者李德見, 鄭昌福, 駱陽 申請(qǐng)人:四川遠(yuǎn)星橡膠有限責(zé)任公司