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      含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料及其制備方法和應用的制作方法

      文檔序號:3625744閱讀:153來源:國知局
      專利名稱:含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料及其制備方法和應用的制作方法
      技術(shù)領域
      本發(fā)明涉及輪胎橡膠膠料生產(chǎn)領域,尤其涉及一種胎面膠膠料及其制備方法和應用。
      背景技術(shù)
      天然膠因其具有優(yōu)良的物理機械性能被廣泛應用于輪胎工業(yè)和橡膠工業(yè)。由于天 然膠分子量極高(平均分子量為70萬左右),用傳統(tǒng)的干法混煉,首先要對天然膠進行塑煉(通過機械力及高溫降解降低分子量)然后在機械的剪切過程中加入所需的炭黑,白炭黑及其他活化劑、防老劑、硫化劑。在這一過程中天然膠的大分子嚴重受損,以致于強力磨耗性能下降。為彌補強力和磨耗的下降。設計人員傳統(tǒng)大量采用粒徑小,比表面積大的硬質(zhì)炭黑加以補強。這樣雖然強力和磨耗能得以提高,但隨之膠料生熱量也隨之提高。以致輪胎在高速行駛因生熱高而造成早期冠空和肩空。為了降低生熱,往往加入少量的白炭黑。白炭黑具有生熱低、抗?jié)窕阅芗训奶攸c。傳統(tǒng)干法混煉方法如中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)?00910050337. 2申請日2009-04-30)公開了一種偶聯(lián)劑改性白炭黑增強載重輪胎胎面膠性能的方法,該方法是納米白炭黑經(jīng)過120°C真空干燥除去水分,進行偶聯(lián)劑表面處理,偶聯(lián)劑的用量為納米白炭黑粉體重量1% 10% ;在保持橡膠原有生產(chǎn)配方不變和生產(chǎn)流程不變的基礎上,在橡膠混煉過程中添加生膠重量的20% 30%偶聯(lián)劑改性后的納米白炭黑復合粉體,測試結(jié)果表明,添加復合納米白炭黑粉體后載重輪胎胎面膠的拉伸強度、撕裂強度、硬度等大幅度提高。而應用傳統(tǒng)干法混煉加入多量的白炭黑勢必影響膠料的強力和耐磨性能。但用傳統(tǒng)干法混煉方法有兩個致命弱點一是白炭黑是親水的無機物很難溶入到疏水的天然膠中,必須進行過分混煉(增加混煉段數(shù)),這樣必然破壞了橡膠分子鏈的整體性,造成了強力降低。另外白炭黑應用干法混煉無法形成天然膠與白炭黑的一體性。這樣大量填充的白炭黑的膠料獲取不到高耐磨性??傊尤氪罅康母弑缺砻娣e的硬質(zhì)炭黑可獲取較高強力的混煉膠,但無疑會造成膠料生熱過大,滾動阻力高。而使用液相攪拌法混合的白炭黑天然膠的制備方法完全可彌補上述兩項不足。液相攪拌法混合方法如中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)?01110064299.3申請日2011-03-17)公開了一種濕法混煉天然橡膠料的制備方法,其方法包括配制漿料15% 40%白炭黑干料浸泡在60% 85%的去離子水中,加入偶聯(lián)劑、表面活性劑混合均勻-研磨-制取膠乳混合液-取天然膠乳-將白炭黑水分散體加入到膠乳中,攪拌混合成膠乳混合液-絮凝-在混合液中加入醋酸,經(jīng)洗膠機進行洗膠和脫水-送至橡膠造粒機造粒,然后將膠料粒送入箱式干燥柜中進行干燥。采用該方法制造的輪胎滾動阻力小,生熱低,抗張強度和抗撕強度高,膠料的耐老化性能好。實現(xiàn)了白炭黑的混煉在液相中進行,分散性和均勻性提高。但是,該專利中白炭黑漿料需采用去離子水浸泡,同時,在加工過程中需要經(jīng)過研磨,這樣增加了工藝步驟,提高了生產(chǎn)的成本;另外,對于天然膠乳在攪拌過程中,會出現(xiàn)凝結(jié),出現(xiàn)大顆粒,導致混合不均勻。申請人:申請了中國發(fā)明專利(同日申請發(fā)明專利)公開了一種液相攪拌混合白炭黑和天然膠的制備方法,該方法包括以下的步驟I)漿料制備甲組分制備固含量10% 50%的液態(tài)白炭黑,白炭黑以干料計5 120份;加入白炭黑干料重量的O. 5°/Γ8%硅烷偶聯(lián)劑,O. 19Γ2. 0%穩(wěn)定劑,O. 1°/Γ2. 0%防沉劑,O. 1% 2. 0%分散劑,攪拌速度100(T4000rpm,攪拌時間2 10分鐘;乙組分配制 固體含量20% 70%的天然膠乳,天然膠乳以干料計100份;加入天然膠乳干料重量O. 19Γ2. 0%的穩(wěn)定劑,攪拌轉(zhuǎn)速1000-4000rpm,攪拌I 5分鐘;2)混合在乙組分高速攪拌中加入甲組分,攪拌速度200(T6000rpm,常溫攪拌8 20分鐘;3)凝固、脫水、洗滌①在經(jīng)混勻后的混合液中緩慢加入經(jīng)稀釋過的凝固劑,加入量為混合液重量O. 019Γ1. 5%的凝固劑進行凝固,回收殘液;②凝固后的膠料先用壓機將部分凝固液擠壓出并回收再利用,再將擠壓后的膠料在破膠機上擠壓,擠出凝固液,并作回收,破膠機擠壓后的膠料進行破碎,洗滌,離心機脫水,烘干。該發(fā)明專利得到的液相分散白炭黑膠乳混合物具有以下的有益效果I、該發(fā)明采用液-液高速攪拌混合有效地保存了天然膠大分子的原狀,使天然膠的強力得以有效保留;2、液-液高速攪拌混合有效地實現(xiàn)了橡膠和白炭黑的均勻一體性,從而大幅度提高了混合膠的強力和耐磨性;3、液-液高速攪拌混合徹底解決了混煉時的粉塵飛揚,明顯改善了工作環(huán)境;4、應用該法混合的膠料強力大幅提升,生熱性和滯后損失明顯降低;5、應用該法所生產(chǎn)的混合膠可單獨使用,也可按任意比例與天然膠、合成膠及天然膠炭黑母膠,合成膠炭黑母膠并用;6、該發(fā)明直接用液相白炭黑和液相天然膠攪拌混合,其工藝簡單,占地面積小,設備投資低,生產(chǎn)過程中無粉塵污染。各橡膠制品廠使用方便,特別適用于輪胎廠。而對于全鋼胎面一般設計要求耐磨,抗?jié)窕?,低的滾動阻力。但這三個性能相互制約,往往提高其中某一個性能會或多或少犧牲另外兩個性能,很難同時得到提升。目前耐磨要求較高全鋼載重子午線輪胎的胎面,填料基本使用的是超耐磨爐黑。有時為了兼顧生熱性能,減少肩空比例,也有并用1(Γ15份白炭黑,但磨耗性能大大下降??傮w而言全鋼載重輪胎胎面為了追求磨耗使用高比表面積的炭黑,勢必使得胎面滯后損失增大,生熱性能下降,耐久性能變差。無論是中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)?01110064299. 3申請日2011-03-17)還是申請人申請的液相分散白炭黑膠乳混合物,兩者都兼顧到了,生熱大幅下降,磨耗還有所提高(室內(nèi)磨耗試驗)。更難能可貴的也是最重要的,滾動阻力大幅度下降。

      發(fā)明內(nèi)容
      為了采用白炭黑全部替代或大部分替代炭黑,以降低輪胎的滾動阻力,提高抗?jié)窕澳湍バ阅埽陨a(chǎn)出節(jié)能環(huán)保輪胎。本發(fā)明的第一個目的是提供一種含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料,該含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料硫化后不僅使生熱大幅下降,而且滾動阻力大幅度下降。本發(fā)明的第二個目的是提供上述的含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料的制備方法。本發(fā)明的第三個目的是提供上述的含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料的應用。為了實現(xiàn)上述的第一個目的,本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料,該膠料按重量份計由以下的組分經(jīng)過塑煉、混煉制得
      液411分敗Π炭'B膠乳 +W介物50 200份 大然橡膠O 80份
      炭!Wtwo粉
      硬脂酸1.0- 3.0份氣化鋅4.0 6.0份
      微 I1Ii1I Wl1,0—2.0 粉
      防老劑 RB0.80-1.20#
      防老劑 40201.0-3.0 It
      充汕硫I.O 2.0份
      硫化促進劑NS1.2 2.0份 硫化劑 DTDM0.80-1.20 份上述的液相分散白炭黑膠乳混合物中白炭黑與天然膠乳的干料比為5 120 :100,液相分散白炭黑膠乳混合物由液態(tài)白炭黑加入硅烷偶聯(lián)劑、穩(wěn)定劑、防沉劑和分散劑混合后加入穩(wěn)定劑的天然膠乳混合,液相法分散后,經(jīng)凝固劑凝固,再進行擠壓,破碎,洗滌,脫水,烘干制得;上述的液相分散白炭黑膠乳混合物中天然膠乳的干重與天然橡膠的總和計為100份;液相分散白炭黑膠乳混合物中白炭黑與炭黑的總和為4(Γ65份。作為優(yōu)選,該膠料按重量份計包括
      權(quán)利要求
      1.含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料,其特征在于該膠料按重量份計由以下的組分經(jīng)過塑煉、混煉制得
      2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料,其特征在于該膠料按重量份計由以下的組分混煉制得
      3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料,其特征在于液相分散白炭黑膠乳混合物中白炭黑與天然膠乳的干料比為40飛0 :100。
      4.一種制備權(quán)利要求I或2所述的含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料的制備方法,其特征在于該方法包括以下的步驟 (一)塑煉段 加液相分散白炭黑膠乳混合物、硬脂酸、氧化鋅、微晶蠟、防老劑RD和防老劑4020,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速4(T50rpm壓坨保持至13(Tl50°C,提坨開加料門排氣30 50秒轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2(T40rpm壓坨保持1(T20秒至14(Tl60°C,提坨開加料門排氣5(T70秒轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2(T30rpm壓坨保持至150 17(TC提坨排膠; (二)混煉I段 加天然橡膠、步驟(一)塑煉得到的膠料、炭黑,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速4(T50rpm壓坨保持50 70秒至13(Tl50°C,提坨開加料門,排氣20 40秒,,30 50 rpm壓坨保持10 20秒,至14(Tl60°C提坨開門排氣30 50秒,3(T50rpm壓坨保持至15(Tl70°C提坨排膠; (三)補充混煉2段 投步驟(二)獲得的膠料,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速3(T50rpm壓坨保持30 50秒提坨,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速3(T40rpm壓坨保持15 25秒至14(Tl60°C提坨排膠; (四)加硫 投步驟(三)獲得的膠料及充油硫、硫化促進劑NS和硫化劑DTDM,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2(T40rpm壓坨保持20 40秒提坨,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2(T30rpm壓坨保持15 5秒至10(Tl20°C。
      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料的制備方法,其 特征在于液相分散白炭黑膠乳混合物的制備方法如下 1)漿料制備 甲組分制備 固含量109^50%的液態(tài)白炭黑,白炭黑以干料計5 120份; 加入白炭黑干料重量的0. 5% 8%硅烷偶聯(lián)劑,0. 19T2. 0%穩(wěn)定劑,0. 19T2. 0%防沉劑,0. 1% 2. 0%分散劑,攪拌速度100(T4000rpm,攪拌時間2 10分鐘; 乙組分配制 固體含量209^70%的天然膠乳,天然膠乳以干料計100份; 加入天然膠乳干料重量0. 19T2. 0%的穩(wěn)定劑,攪拌轉(zhuǎn)速1000-4000 rpm,攪拌I 5分鐘; 2)混合 在乙組分高速攪拌中加入甲組分,攪拌速度200(T6000 rpm,常溫攪拌8 20分鐘; 3)凝固、脫水、洗滌 ①在經(jīng)混勻后的混合液中緩慢加入經(jīng)稀釋過的凝固劑,加入量為混合液重量0. 019T1. 5%的凝固劑進行凝固,回收殘液; ②凝固后的膠料先用壓機將部分凝固液擠壓出并回收再利用,再將擠壓后的膠料在破膠機上擠壓,擠出凝固液,并作回收,破膠機擠壓后的膠料進行破碎,洗滌,離心機脫水,烘干。
      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料的制備方法,其特征在于娃燒偶聯(lián)劑選用雙_[丙基二乙氧基娃燒]-四硫化物、雙-[丙基二乙氧基娃烷]-二硫化物中的一種或兩種混合。
      7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料的制備方法,其特征在于步驟I)中甲組分制備加入的穩(wěn)定劑為白炭黑干料重量的0. p/ro. 9%,防沉劑為白炭黑干料重量的0. p/ro. 9%,分散劑為白炭黑干料重量的0. p/ro. 9%;穩(wěn)定劑選用氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水、月桂酸、酪素、環(huán)氧乙烷與醇的縮合物和N-甲基N-油酸?;K徕c中的一種或多種混合;防沉降劑選用聚丙烯酸鈉、吐溫和司班中的一種或多種混合;分散劑選用甲撐二萘磺酸鈉、二丁基萘磺酸鈉、甲撐二異丙基萘磺酸鈉、甲撐二異丙基萘磺酸鉀和焦磷酸鈉中的一種或多種混合。
      8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料的制備方法,其特征在于步驟I)中乙組分制備加入的穩(wěn)定劑為天然膠乳干料重量的0. p/ro. 9%;穩(wěn)定劑選用氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水、月桂酸、酪素、環(huán)氧乙烷與醇的縮合物和N-甲基N-油酸?;K徕c中的一種或多種混合。
      9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料的制備方法,其特征在于步驟3)中凝固劑的加入量為0. 190). 5% ;凝固劑選用鹽酸、硫酸、乙酸、甲酸、氯化鈣、硝酸鈣、乙酸環(huán)己胺和聚丙二醇中的一種或多種混合。
      10.一種輪胎,其特征在于該輪胎的胎面采用權(quán)利要求I或2所述的含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料硫化制得。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及輪胎橡膠膠料生產(chǎn)領域,尤其涉及一種胎面膠膠料及其制備方法和應用。含液相分散白炭黑膠乳混合物的胎面膠膠料,該膠料按重量份計由以下的組分經(jīng)過塑煉、混煉制得液相分散白炭黑膠乳混合物50~200份、天然橡膠 0~80份、炭黑0~60份、硬脂酸1.0~3.0份、氧化鋅4.0~6.0份、微晶蠟1.0~2.0份、防老劑RD0.80~1.20份、防老劑40201.0~3.0份、充油硫1.0~2.0份、硫化促進劑NS1.2~2.0份、硫化劑DTDM0.80~1.20份。本發(fā)明由于采用白炭黑全部替代或大部分替代炭黑,以降低輪胎的滾動阻力,提高抗?jié)窕澳湍バ阅?,以生產(chǎn)出節(jié)能環(huán)保輪胎。
      文檔編號C08L7/00GK102775650SQ20121028251
      公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
      發(fā)明者徐新建, 樓齊淼, 洪佳, 金振渙 申請人:杭州中策橡膠有限公司
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