專利名稱：一種子午線輪胎內襯氣密層部件及制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及橡膠輪胎加工技術領域，具體涉及一種子午線輪胎內襯氣密層 部件及制備工藝。
背景技術：
當前汽車輪胎業發展迅速，先后出現了安全輪胎、節能輪胎、高性能輪胎、 綠色輪胎等各種新型輪胎，輪胎作為交通運輸業的重要支撐和戰略資源其發展 狀況受到各個國家的高度重視。輪胎是由以橡膠材料為主要基材的多個部件經 硫化定型組合而成。無內胎子午線輪胎是輪胎的發展趨勢，即在輪胎結構中， 取消內胎，整胎內側加有氣密層。其作用除了起到保護簾布層的作用外，主要 是防止充氣輪胎由于壓差氣體通過橡膠滲出胎體層，起到保壓密封氣體的功 能。子午線輪胎在使用時，空氣直接壓入外胎中，因此輪胎內側的氣密層及與 輪輞間需有很好的密封，無內胎子午線輪胎具有氣密性好，散熱好，結構簡單， 質量輕等優勢。在輪胎制造過程中，當定型充氣時，為減少高壓定型硫化時內 襯層移位和變形，通常制作中采用增大膠層厚度的辦法，以實現膠層薄厚均勻 平整，起到保壓密封氣體的作用。這樣，不但使用了過多的膠料，又影響了產 品的質量和使用性能。如何提高內襯氣密層生膠的格林強度，保證后期輪胎加 工成型時膠層的均勻性和結構的穩定性，降低負效應影響，減少膠層厚度，節 省原材料，達到提高輪胎品質的目的，是當前本技術領域中急需研究解決的課 題。
發明內容
本發明的目的是提供一種經輻射處理的生膠格林強度高、成型結構尺寸及性能穩定、膠層厚度減薄、粘合強度提高、提升輪胎的品質的子午線輪胎內襯 氣密層部件及制備工藝。
為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案 一種子午線輪胎內襯氣密 層部件及制備工藝，包括下層基材橡膠和上層敷膠，其特點是由橡膠基材、 防老體系、補強體系、硫化體系和輻射交聯敏化劑混合組成混合物，各組分含 量為
橡膠100份
補強填充體系30-120份
防老體系1-10份
硫化體系l-17份
輻射交聯敏化劑0-20份； 其中基材橡膠使用的橡膠包括鹵化丁基橡膠、鹵化丁基橡膠與天然橡膠 的共混物；上層敷膠使用的橡膠包括天然橡膠或與合成橡膠的共混物；上述各 組分用量單位以質量份計。
按上述配方采用密煉機將基材橡膠基材、補強體系、硫化體系和輻射敏化 劑等進行混煉，混煉溫度范圍為40-100'C，混煉時間為20—40分鐘，將膠混 煉均勻后排膠；停放8—12小時后在丌煉機上加入硫化體系,完成混煉膠制備，
按照子午線輪胎內襯氣密層生產工藝進行壓延敷膠，通過兩個擠膠輥制出的上
下層片材再復合壓延，制成厚度為1.0-1.2111111標準寬度的內襯氣密層片材，將
內襯氣密層片材固定在電子加速器下的無牽引束下傳輸裝置上，進行輻射處
理；電子加速器束流能量為0. 1-2MeV,束流強度為0. 2-100mA,電子束掃描寬 度0. 2—1. 6米，內襯氣密層片材輻照吸收劑量為5—60kGy，束下裝置傳傳輸 速度為l一60m/min，輻照氛圍為限氧環境，采用氮氣、氬氣惰性氣體保護，完 成輻射處理的子午線輪胎內襯氣密層部件的制備，制成內襯氣密層部件。上述所述的合成橡膠主要包括丁苯橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠、順丁橡膠、 乙丙橡膠。
上述所述的補強填充體系為炭黑，炭黑品種包括通用爐黑N660和快壓出爐 黑N550。
上述所述的防老體系主要為酮-胺反應生成物，包括2， 2， 4-三甲基-l， 2-二氫化喹啉聚合體、6-乙氧基-2， 2， 4-三甲基-1， 2-二氫化喹啉。
上述所述的硫化體系包括硫磺、硫化促進劑和硫化活性劑。硫化活性劑為 氧化鋅或硬脂酸，硫化促進劑為次磺酰胺類促進劑，包括N-叔丁基-2-苯并噻 唑基次磺酰胺、N-叔辛基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N-環己基-2-苯并噻唑基次 磺酰胺、N-二環己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺。硫黃硫化體系的總用量為1-17 份，其中硫化促進劑1-4份，硫化活化劑5-9份，硫黃1-4份。
上述所述的輻射交聯敏化劑為二官能團交聯助劑，包括新戊二醇雙丙烯酸 酯、二縮三丙二醇雙丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇雙丙烯酸酯、聚乙二醇雙丙 烯酸酯。
本發明輻射預處理內襯氣密層部件及制備工藝的原理是通過調整電子加速 器束流能量來實現其表面和均勻預硫化，高能射線粒子通過照射橡膠基材，激 活橡膠大分子，產生活性自由基，這些自由基之間的相互結合(偶合終止)，使 橡膠大分子形成一C""C一鍵，發生交聯，將橡膠大分子結合形成一個立體網狀 結構。由于在這個過程中無需添加任何助劑就能實現部分橡膠大分子的交聯， 因此可以降低硫磺和促進劑的用量，使橡膠材料達到同等硫化效果，硫化體系的 降低，可減少對環境造成的污染，利于環境保護。采用輻照預硫化技術，實現子 午線輪胎內襯氣密層部件膠料的表層預硫化和均勻硫化，能顯著提高子午線輪胎 內襯氣密層部件生膠的格林強度，減少輪胎在成型時內襯氣密層片材的流動，保 證輪胎內襯氣密層部件膠料在成型制作中的移位和變形，提高輪胎內襯氣密層部件結構尺寸的穩定性和厚度的均勻性。通過對輪胎內襯氣密層部件輻射預處理， 可以降低其設計厚度，減少原材料的使用，降低成本，同時提高產品品質；通過 添加輻射交聯敏化劑，在滿足提高膠片格林強度的同時，可降低輻照劑量，節省 加速器能量，提高生產效率；降低硫化體系用量，減少因硫化體系的加入對環境 造成的污染，利于環境保護。本發明的輻射預硫化可通過電子加速器產生的電子 束來實現，并可通過調整電子加速器束流能量，使其在材料深度上發生不同程度 交聯反應，實現材料表層輻射硫化或均勻輻射流化。本發明電子加速器輻照過程 的進行，可通過外建加速器裝置從氣密層生產線上取膠實現離線輻照，也可在輪 胎生產線上增加低能量電子加速器裝置來實現連續在線輻照。
實驗檢測，本發明可以達到如下效果對于輪胎內襯氣密層部件輻射處理 5—60KGy劑量后，對于輪胎內襯氣密層部件輻照預硫化可以精確控制橡膠片材
在某一取向上的硫化程度，降低輻射引起的不良效應，提高橡膠材料表面格林
強度，生膠的格林強度比未輻照增加了 20%_300%，使橡膠片材得到初步定 型，減少材料變形或移動現象的產生，保證了產品工藝、結構和性能的穩定性， 同時內襯氣密層厚度可降低未輻射處理的60%，節省原材料。
由于采用了上述子午線輪胎內襯氣密層部件組合物的優選配方及輻射預硫 化工藝，使得本發明輪胎部件組合物格林強度高、結構尺寸及性能的穩定、粘合 強度提高、降低部件厚度、節省原材料、輻照劑量小，提高生產效率，減少硫化 體系用量，利于環境保護，可以有效提高輪胎品質，達到了本發明的目的。
具體實施方式
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下面結合具體實施例進一步詳細描述本發明
實施例1:
子午線輪胎內襯氣密層部件下層基材橡膠配方鹵化丁基橡膠80，天然橡
膠20，炭黑(660) 80，硬脂酸3，氧化鋅4，防老劑(RD) 1.5，硫磺1.2，促進劑(NOBS) 1.5。
上層敷膠橡膠配方天然橡膠80， 丁苯橡膠20，炭黑(550) 70，氧化鋅 6，硬脂酸2，防老劑(AW) 2，硫磺2，促進劑(NS) 1.5。
按上述配方采用密煉機將橡膠基材、防老體系、補強體系、硫化體系等 進行混煉，混煉溫度控制在40-IOO'C，混煉時間在25分鐘左右，將膠混煉均 勻后，排膠；停放8—12小時后在開煉機上加入硫化體系,完成混煉膠制備。 按照子午線輪胎內襯氣密層生產工藝進行壓延敷膠，通過兩個擠膠輥制出的上 下層片材再復合壓延，制成標準長寬的內襯氣密層片材，其厚度為l.Omm。內 襯氣密層片材固定在電子加速器下的無牽引束下傳輸裝置上，進行輻射處理。 電子加速器穿透能量為0. 15MeV,束流強度為5mA，電子束掃描寬度800 mm， 內襯氣密層片材輻照吸收劑量選擇20kGy,束下裝置傳傳輸速度為35m/min， 輻照氛圍為限氧環境，即用氮氣進行保護；電子加速器輻照采用一臺電子加速 器單面輻照。完成輻射處理的子午線輪胎內襯氣密層部件的制備。
檢測表明本發明在輻照過程中，內襯氣密層部件的溫度變化不大，在輻 射劑量范圍內，橡膠片材格林強度較未輻照大于200%,內襯氣密層自粘性以及 與其它部件層間粘合保持較好，膠片厚度由原來的1.6 mm降低到l.Omm，節 省原材料0. 5公斤，膠片經輻射處理能有效的減少內襯氣密層部件在生產過程 中的變形或移位現象的產生，產品結構尺寸和性能穩定，提高了輪胎的品質， 輻射預硫化過程速度快，對產品硫化性能和硫化定型后機械性能無不良影響。 實施例2:
子午線輪胎內襯氣密層部件下層基材橡膠配方鹵化丁基橡膠90,天然 橡膠10,炭黑(660) 80，硬脂酸4，氧化鋅3,防老劑(RD) 2，硫磺0.8， 促進劑(NOBS) 1.2。
子午線輪胎內襯氣密層部件上層敷膠配方天然橡膠90，順丁橡膠10，炭黑(550) 70，氧化鋅6，硬脂酸2，防老劑(AW ) 2，硫磺1.8,促進劑 (NS) 1.3。
其橡膠材料混煉工藝、內襯氣密層部件壓延制備工藝、輻射預處理工藝同 實施例l。在實施例2中，是通過對內襯氣密層組合物的硫化體系進行調整， 在輻射預處理后，經過檢測，證明采用輻射預處理技術對內襯氣密層部件施行 預硫化，除能明顯提高產品的品質外，還能有效降低硫化體系的用量，對硫化 膠的力學性能沒有影響。 實施例3:
子午線輪胎內襯氣密層部件下層基材橡膠配方鹵化丁基橡膠80,天然橡 膠20，炭黑(660) 80，硬脂酸3，氧化鋅4,防老劑(RD) 1.5，硫磺1.2， 促進劑(NOBS) 1.5,新戊二醇雙丙烯酸酯(NPGDA) 5。
上層敷膠橡膠配方天然橡膠80， 丁苯橡膠20，炭黑(550) 70,氧化鋅 6，硬脂酸2,防老劑(AW) 2，硫磺2，促進劑(NS) 1.5，新戊二醇雙丙 烯酸酯(NPGDA) 5。
其橡膠材料混煉工藝、內襯氣密層部件壓延制備工藝同實施例1。在輻射 預處理工藝中，內襯氣密層片材固定在電子加速器下的無牽引束下傳輸裝置 上，進行表層輻射處理。電子加速器穿透能量為0. 15MeV,束流強度為5mA， 電子束掃描寬度800mm，內襯氣密層片材輻照吸收劑量選擇10kGy，束下裝置 傳傳輸速度為35m/min，輻照氛圍為限氧環境，采用氮氣進行保護，電子加速 器輻照采用一臺電子加速器單面輻照。
加入輻射交聯敏化劑經輻射預處理的內襯氣密層部件，其生膠格林強度較 未輻照大于200%，輻射預處理劑量由20kGy可降低到10kGy，即鑒于輻射交 聯敏化劑的敏化效應，可明顯提高輻射效果，降低輻射處理劑量，節省能源， 同時還能有效降低鹵化丁基橡膠的輻照降解負效應。
權利要求
1.一種子午線輪胎內襯氣密層部件及制備工藝，包括下層基材橡膠和上層敷膠，其特征在于由基材橡膠和上層敷膠分別與、防老體系、補強體系、硫化體系和輻射交聯敏化劑混合組成混合物，各組分含量為橡膠100份補強填充體系30-120份防老體系1-10份硫化體系1-17份輻射交聯敏化劑0-20份其中下層基材橡膠包括鹵化丁基橡膠、鹵化丁基橡膠與天然橡膠的共混物；上層敷膠包括天然橡膠或與合成橡膠的共混物；上述各組分用量單位以質量份計；按上述配方采用密煉機將橡膠基材、防老體系、補強體系、硫化體系和輻射交聯敏化劑等進行混煉，混煉溫度范圍為40-100℃，混煉時間為20-40分鐘，將膠混煉均勻后排膠；停放8-12小時后在開煉機上加入硫化體系，完成混煉膠制備，按照子午線輪胎內襯氣密層生產工藝進行壓延敷膠，通過兩個擠膠輥制出的上下層片材再復合壓延，制成厚度為1.0-1.2mm的內襯氣密層片材，將內襯氣密層片材固定在電子加速器下的無牽引束下傳輸裝置上，進行輻射處理；電子加速器穿透能量為0.1-2MeV，束流強度為0.2-100mA，電子束掃描寬度0.2-1.6米，內襯氣密層片材輻照吸收劑量為5-60kGy，束下裝置傳傳輸速度為1-60m/min，輻照氛圍為限氧環境，采用氮氣或氬氣惰性氣體保護，完成輻射處理子午線輪胎內襯氣密層部件的制備。
2. 根據權利要求l所述的子午線輪胎內襯氣密層部件及制備工藝，其特征在于上述所述的合成橡膠主要包括丁苯橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠、順丁 橡膠、乙丙橡膠。
3.根據權利要求l所述的子午線輪胎內襯氣密層部件及制備工藝，其特征在于上述所述的補強填充體系為炭黑，炭黑品種包括通用爐黑N660和快 壓出爐黑N550。
4.根據權利要求1所述的子午線輪胎內襯氣密層部件及制備工藝，其特 征在于上述所述的防老體系主要為酮-胺反應生成物，包括2， 2， 4-三甲基 -l， 2-二氫化喹啉聚合體、6-乙氧基-2， 2， 4-三甲基-1， 2-二氫化喹啉。
5.根據權利要求1所述的子午線輪胎內襯氣密層部件及制備工藝，其特 征在于上述所述的硫化體系包括硫磺、硫化促進劑和硫化活性劑；硫化活性 劑為氧化鋅或硬脂酸，硫化促進劑為次磺酰胺類促進劑，包括N-叔丁基-2-苯 并噻唑基次磺酰胺、N-叔辛基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N-環己基-2-苯并噻唑 基次磺酰胺、N-二環己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺。硫黃硫化體系的總用量為 1-17份，其中硫化促進劑1-4份，硫化活化劑5-9份，硫黃1-4份。
6.根據權利要求1所述的子午線輪胎內襯氣密層部件及制備工藝，其特 征在于上述所述的輻射交聯敏化劑為二官能團交聯助劑，包括新戊二醇雙丙 烯酸酯、二縮三丙二醇雙丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇雙丙烯酸酯、聚乙二醇 雙丙烯酸酯。
全文摘要
本發明公開了一種包括下層基材橡膠和上層敷膠的子午線輪胎內襯氣密層部件及制備工藝，由橡膠基材、防老體系、硫化體系和輻射敏化按比例混合組成混合物，分別將上述橡膠混合物在密煉機中進行混煉，按輪胎內襯氣密層部件生產工藝制成子午線輪胎內襯氣密層部件，在無牽引束下裝置上用電子加速器產生的束流對輪胎內襯氣密層部件進行輻射處理，在限氧輻射條件下，完成子午線輪胎鋼絲圈部件輻照預硫化處理。本發明輻射處理的內襯氣密層部件格林強度高、粘合強度高、結構尺寸及性能穩定、降低部件膠層厚度、能夠提高輪胎品質，節省原材料、輻照劑量小，生產效率高，利于環境保護。
文檔編號C08L23/28GK101318384SQ20081010598
公開日2008年12月10日 申請日期2008年5月7日 優先權日2008年5月7日
發明者劉江偉, 康興川, 曾心苗, 李淑鳳, 杜躍建, 陽 矯, 郭振濤, 陸永俊, 矛 鮑 申請人:北京市射線應用研究中心;北京首創輪胎有限責任公司