專利名稱：改進粘合體系的輪胎三角膠組合物及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及輪胎制造領域，尤其涉及輪胎三角膠組合物及其制備方法和應用。
背景技術：
輪胎子口部位作為主要的承載負荷和驅動輪胎行駛的功能用途，其受到強烈的機械剪切作用，易導致子口炸、子口空、子口裂、子口脫層等損壞病象，這是各大輪胎公司市場使用壽命短、退賠率高、翻新率低的主要原因，也是一直致力解決的目標。設計上多以部件結構和膠料模量匹配調整開發和應用。在全鋼載重子午胎生產技術領域，實現高承載、高速行駛、高翻新率、低事故、高壽命是一直追求的目標，這必然要求輪胎子口部位盡可能少的出現不可補救的損壞(如子口炸、子口空、子口裂、子口脫層等損壞)。自從引進全鋼子午胎生產技術以來，對輪胎子口部位的分析和設計應用表明該部位對輪胎使用性能的顯著影響。眾所周知，復合三角膠[由軟三角膠(在上面)和硬三角膠(在下面)組成]處于剛性 (即模量)極高的胎體鋼絲簾線、鋼絲圈以及柔軟的胎側之間的三角區域，直接或間接與它們接觸，從輪胎性能上要求模量從極高的鋼絲圈與胎體鋼絲簾線/鋼包過渡到柔軟的胎側部位(模量很低，300%定伸應力在5.0 Mpa左右)。所以通常復合三角膠配方設計要滿足一些性能要求如硬三角膠的100%定伸應力(模量)一般不低于7. OMpa, ShA硬度高達90以上；軟三角膠的300%定伸應力(模量)一般在11. OMpa, ShA硬度接近60 ；這種差級匹配才能保證模量的平穩過渡，避免出現應力過分集中導致輪胎使用早中期出現損壞。又因其與鋼絲直接或間接接觸，會引發粘合膠料中粘合劑的遷移而使粘合膠料的粘合性能下降，同時膠料流動會引起硬三角膠往鋼絲/鋼絲簾線中遷移也會使粘合性能下降，使輪胎產生脫層損壞等病象。所以對這兩種性能都應重點考慮。
發明內容
為了解決全鋼載重子午胎子口部位在使用時出現子口炸、子口空、子口裂、子口脫層等損壞的技術缺陷，本發明的第一個目的是提供一種改進粘合體系的輪胎三角膠組合物，本發明的第二個目的是提供一種上述改進粘合體系的輪胎三角膠組合物的制備方法， 本發明的第三個目的是一種上述改進粘合體系的輪胎三角膠組合物的應用。采用了本發明的改進粘合體系的輪胎三角膠組合物可以在結構不變的前提下，保證硬三角膠強力、硬度不下降并顯著提高模量和與鋼絲/鋼絲簾線粘合性能，提高輪胎子口部位抗破壞性能。為了實現上述的第一個目的，本發明采用了以下的技術方案
改進粘合體系的輪胎三角膠組合物，該組合物由以下的組分按重量份數混煉構成 天然橡膠 70 100丁苯橡膠0 30炭黑55 75;
間苯二酚 l.(T4.0 癸酸鈷0.2 3.0 亞甲基給予體粘合劑 3 8; 白炭黑 0 20硫化劑和硫化促進劑4 8 ；
其它加工助劑。
作為優選，所述的間苯二酚為1. 5 2. 5份、癸酸鈷為0. 5 2. 0份、亞甲基給予體粘合劑為4 6份。作為優選，所述的其它加工助劑包括工藝油、液體橡膠或增粘樹脂中的一種或多種以及活化劑、防老劑和防焦劑。作為再優選，所述的工藝油采用高芳烴油，按重量份數高芳烴油為0 5份，增粘樹脂采用koresin超級增粘樹脂或叔丁基酚醛增粘樹脂，增粘樹脂為0 3份。作為再優選，所述的其它加工助劑還包括活化劑采用硬脂酸和氧化鋅，硬脂酸為 1 4份，氧化鋅為3 8份，防老劑為1 3份，防焦劑為0. 1 0. 5份。作為優選，所述的其它加工助劑還包括補強樹脂為0 5份。作為優選，所述的硫化劑采用不溶性硫磺，不溶性硫磺為3 5份，硫化促進劑為 1. 5 3份，其中硫化促進劑包括橡膠促進劑HMT，橡膠促進劑HMT為0 0. 5份。在本發明中生膠主要選擇天然橡膠，因其綜合性能好(強力高、生熱低、工藝粘性好等)。但也可以加入少量丁苯橡膠(充油與非充油乳聚丁苯橡膠均可)提高膠料剛性和部件的抗變形能力，一般在30phr以內。炭黑可以選用HAF系列，如55 75phrN375HAF，保證膠料模量和炭黑分散性，當然也可以加入少量白炭黑增加粘合性能、提高撕裂性能和降低生熱性能，一般在20phr以內。為保證混煉、壓出和成型等工藝性能可加入少量工藝油(高芳烴油較好)或液體橡膠或增粘樹脂(如koresin或叔丁基酚醛增粘樹脂)，一般在5phr以內， 以保證膠料模量降低較少。最為關鍵的是本發明使用間甲鈷/間甲白鈷(間苯二酚、亞甲基給予體粘合劑、癸酸鈷等鈷鹽與白炭黑)粘合體系，保證模量同時提高膠料的粘合性能、耐高溫性能、低生熱性能。另外本發明可以減少或去除補強樹脂的用量，避免了補強樹脂耐高溫性能較差、生熱較高等缺陷。為了實現上述的第二個目的，本發明采用了以下的技術方案
一種上述的改進粘合體系的輪胎三角膠組合物的混煉方法，該方法包括以下的步驟
(1)第一段塑煉加入天然橡膠和丁苯橡膠壓坨保持50 70s，提坨清掃，再壓坨混煉到140 160°C排膠，開煉機上薄通兩次出片；
(2)第二段混煉加入一段塑煉膠、659Γ75%炭黑壓坨混煉到120 130°C，加入部分加工助劑壓坨保持20 30s，提坨清掃，再壓坨混煉到150 170°C排膠，開煉機上薄通兩次出片；
(3)第三段混煉加入二段混煉膠、剩余的炭黑、白炭黑和剩余的加工助劑和間苯二酚、 癸酸鈷壓坨保持40 50s，提坨清掃，再壓坨混煉到140 145°C排膠，開煉機上薄通兩次出片；
(4)第四段混煉加入三段混煉膠、亞甲基給予體粘合劑、硫化劑和硫化促進劑壓坨保持40 50s，提坨清掃，再壓坨保持20 40s，提坨清掃，再壓坨混煉到100 110°C排膠， 開煉機上薄通兩次出片。作為進一步的改進，上述各段混煉膠料間隔加工時間不小于4小時。保證膠料充分松弛和分散，有利于后續加工操作。本發明因配方填充補強材料(炭黑/白炭黑)用量較大，使用不少于四段工藝生產。 生膠(天然橡膠/ 丁苯橡膠)塑煉可以保證更好的填料分散；其它配料最好在炭黑分散后加入，既保證炭黑的分散、與橡膠的充分結合又可以防止被炭黑吸附影響其使用效果；又因使用間甲鈷/間甲白鈷(間苯二酚、亞甲基給予體粘合劑、癸酸鈷等鈷鹽與白炭黑)粘合體系， 應將間苯二酚在三段混煉加入，同時混煉排膠溫度應不高于145°C，防止其揮發和噴霜；亞甲基給予體粘合劑在終煉加入，防止二者同時混入或高溫混入而發生化學反應產生交聯， 影響后續加工性能。為了實現上述的第三個目的，本發明采用了以下的技術方案
全鋼載重子子午線輪胎，該輪胎的硬三角膠采用上述任一一個技術方案所述的改進粘合體系的輪胎三角膠組合物。本發明由于采用了上述的技術方案，改進粘合體系的輪胎三角膠組合物在模量和粘合性能明顯提高，生熱下降，高溫下模量損失減少。同時配方成本也有所降低。采用本發明的全鋼載重子子午線輪胎可以在結構不變的前提下，保證硬三角膠強力、硬度不下降并顯著提高模量和與鋼絲/鋼絲簾線粘合性能，提高輪胎子口部位抗破壞性能。
具體實施例方式下面結合通用硬三角配方和實施例對本發明進行詳細的說明。
權利要求
1.改進粘合體系的輪胎三角膠組合物，其特征在于該組合物由以下的組分按重量份數混煉構成天然橡膠 70 100丁苯橡膠0 30炭黑55 75;間苯二酚 l.(T4.0癸酸鈷 0.2 3.0 亞甲基給予體粘合劑 3 8;白炭黑 0 20硫化劑和硫化促進劑4 8 ；其它加工助劑。
2.根據權利要求1所述的改進粘合體系的輪胎三角膠組合物，其特征在于所述的間苯二酚為1. 5 2. 5份、癸酸鈷為0. 5 2. 0份、亞甲基給予體粘合劑為4 6份。
3.根據權利要求1或2所述的改進粘合體系的輪胎三角膠組合物，其特征在于其它加工助劑包括工藝油、液體橡膠或增粘樹脂中的一種或多種以及活化劑、防老劑和防焦劑。
4.根據權利要求3所述的改進粘合體系的輪胎三角膠組合物，其特征在于工藝油采用高芳烴油，按重量份數高芳烴油為0 5份，增粘樹脂采用koresin超級增粘樹脂或叔丁基酚醛增粘樹脂，增粘樹脂為0 3份。
5.根據權利要求3所述的改進粘合體系的輪胎三角膠組合物，其特征在于其它加工助劑還包括活化劑采用硬脂酸和氧化鋅，硬脂酸為1 4份，氧化鋅為3 8份，防老劑為 1 3份，防焦劑為0.1 0.5份。
6.根據權利要求1或2所述的改進粘合體系的輪胎三角膠組合物，其特征在于其它加工助劑還包括補強樹脂為0 5份。
7.根據權利要求1或2所述的改進粘合體系的輪胎三角膠組合物，其特征在于硫化劑采用不溶性硫磺，不溶性硫磺為3 5份，硫化促進劑為1. 5 3份，其中硫化促進劑包括橡膠促進劑HMT，橡膠促進劑HMT為0 0. 5份。
8.—種權利要求1或2所述的改進粘合體系的輪胎三角膠組合物的混煉方法，其特征在于該方法包括以下的步驟第一段塑煉加入天然橡膠和丁苯橡膠壓坨保持50 70s，提坨清掃，再壓坨混煉到 140 160°C排膠，開煉機上薄通兩次出片；第二段混煉加入一段塑煉膠、659Γ75%炭黑壓坨混煉到120 130°C，加入部分加工助劑壓坨保持20 30s，提坨清掃，再壓坨混煉到150 170°C排膠，開煉機上薄通兩次出片；第三段混煉加入二段混煉膠、余下的炭黑、白炭黑和剩余的加工助劑和間苯二酚、癸酸鈷壓坨保持40 50s，提坨清掃，再壓坨混煉到140 150°C排膠，開煉機上薄通兩次出片；第四段混煉加入三段混煉膠、亞甲基給予體粘合劑、硫化劑和硫化促進劑壓坨保持 40 50s，提坨清掃，再壓坨保持20 40s，提坨清掃，再壓坨混煉到100 110°C排膠，開煉機上薄通兩次出片。
9.根據權利要求8所述的改進粘合體系的輪胎三角膠組合物的混煉方法，其特征在于各段混煉膠料間隔加工時間不小于4小時。
10.全鋼載重子子午線輪胎，其特征在于該輪胎的胎硬三角膠采用權利要求1或2所述的改進粘合體系的輪胎三角膠組合物。
全文摘要
本發明涉及輪胎制造領域，尤其涉及改進粘合體系的輪胎三角膠組合物及其制備方法和應用。改進粘合體系的輪胎三角膠組合物，該組合物由以下的組分按重量份數混煉構成天然橡膠70~100、丁苯橡膠0~30、炭黑55~75、間苯二酚1.0~4.0、癸酸鈷0.2~3.0、亞甲基給予體粘合劑3～8、白炭黑0~20、硫化劑和硫化促進劑3～8；其它加工助劑。本發明的改進粘合體系的輪胎三角膠組合物在模量和粘合性能明顯提高，生熱下降，高溫下模量損失減少，同時配方成本也有所降低。采用本發明的全鋼載重子子午線輪胎可以在結構不變的前提下，保證硬三角膠強力、硬度不下降并顯著提高模量和與鋼絲/鋼絲簾線粘合性能，提高輪胎子口部位抗破壞性能。
文檔編號C08K13/02GK102199314SQ20111006238
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月16日 優先權日2011年3月16日
發明者宋江紅, 張春生, 沈建農, 王學瑞, 蘇忠鐵, 蔣云 申請人:杭州中策橡膠有限公司