專利名稱：一種輪胎胎面環保膠料組合及其制備方法
技術領域：
本發明屬于一種輪胎胎面膠料組合及其制備方法，尤其涉及一種環保輪胎胎面膠料組合及其制備方法。
背景技術：
輪胎是由多種材料組合而成，一個普通的輪胎使用材料超過20種，其中大部分都是石油產品，歐盟于2006年7月1日開始正式實施RoHS指令，又在2010年1月1日正式實施REACH法規，這兩項法規都規定了輪胎中不得含有對環境有害的物質存在。在社會經濟高速發展的今天，環保越來越受到重視，環保輪胎也成為了輪胎工業的發展趨勢。人們越來越注重輪胎環保與性能的并存，但是就現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及消費者的需求，但是輪胎不能達到歐盟的環保要求；二是輪胎能達到環保的要求，但輪胎的性能又不能得到保證。目前在輪胎行業，對既符合環保要求，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果一直是行業發展研究的方向。
發明內容
本發明根據現有技術不足公開了一種輪胎胎面環保膠料組合及其制備方法，本發明要解決的第一個問題是提供一種既能滿足輪胎性能要求，又符合環保標準，更經濟安全的輪胎胎面環保膠料組合，本發明要解決的第二個問題是提供一種上述輪胎胎面膠料的制備方法。本發明通過以下技術方案實現輪胎胎面環保膠料組合，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、促進劑和均勻劑，其中所述芳烴油為環保芳烴油，硫磺為不溶性硫磺。進一步所述各成分按重量份數是天然橡膠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， 防護蠟1 3份，促進劑0. 1 0. 6份，均勻劑0. 5 1. 5份，環保芳烴油5 15份，C5 樹脂1 3份，不溶性硫磺1 4份。優選各成分按重量份數是天然橡膠1#標膠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，防護蠟1. 5份，促進劑0. 3份，均勻劑1份，環保芳烴油10 份，C5樹脂1. 5份，不溶性硫磺2. 5份。所述丁苯橡膠為環保的丁苯1502E。所述防老劑是防老劑4020、防老劑RD、防護蠟其中任意兩項或全部三項的混合物。
所述促進劑是促進劑Ns。所述均勻劑是A78。所述原材料都是環保型的原材料。上述輪胎胎面環保膠料的制備方法，包括以下步驟1)將天然橡膠、丁苯橡膠、順丁膠在密煉機中塑煉60秒，制成塑料膠片，停放2小時以上；2)將步驟1)獲得的塑料膠片在密煉機中塑煉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，在密煉機中混煉120秒，加入剩余的四分之一炭黑和芳烴油，在密煉機中混煉400秒，制成混煉膠；3)將步驟2、制成的混煉膠停放4小時以上后，在開煉機上加入促進劑、硫磺混煉即可制成所需輪胎膠料。上述組合中環保芳烴油是替代普通芳烴油的環保原料，傳統芳烴油(DAE)含有大量稠環芳烴，也叫多環芳烴，由于芳烴油的帶入，輪胎和橡膠制品中或多或少含有稠環芳烴。苯并芘(BaP)是一種典型的稠環芳烴，其已被毒性、生態毒性及環境科學委員會 (CSTEE)科學證實具有致癌性、致突變性及生殖系統毒害性。橡膠制品在被使用的過程中， 稠環芳烴就不可避免地擴散到環境中，從而危害到環境。隨著人們對稠環芳烴危害的認識和環保意識的提高，各國家紛紛采取一系列措施減少稠環芳烴排放以降低其對環境的危害，環保芳烴油是普通芳烴油較好的替代品。環保芳烴油不含鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯和多溴聯苯醚、六溴環十二烷 (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，保證了環境的安全；同時環保芳烴油能改善膠料的粘度、軟度、同時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、蒽等對環境有害的物質。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高達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，具有以下優點膠料在存放期內不噴霜。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；防止對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，為生產聯動化提供條件。在相鄰膠層中無遷移現象。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。縮短硫化時間。當達到硫化溫度后，它具有一個“活化階段”，即鏈式解聚作用，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。在子午線輪胎生產中，能有效的避免噴霜，也不易產生早期硫化，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，保證產品質量穩定。不溶性硫磺同時也不含金屬性污染物質。上述組合中C5樹脂是碳氫樹脂，同樣不含PAH等對環境有害的物質。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陽離子聚合而成。上述加入環保原材料的輪胎胎面膠料，其扯斷強度、拉伸強度和硬度都得到了提高，扯斷強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，采用本發明的輪胎胎面環保膠料組合及其制備方法得到的膠料具有更好的扯斷強度、拉伸強度和硬度；符合環保要求，不含有害物質的環保原料環保芳烴油、 C5樹脂、不溶性硫磺、炭黑等屬于環境友好材料；本發明通過采用所述環保型原料，配以合理的組合成分設計，大大減少了在生產和使用過程中對環境造成的污染隱患，產品的安全性、經濟性和適應性更廣。本發明輪胎胎面環保膠料組合完全符合RoHS指令和REACH法規， 同時輪胎使用性能優于現有普通輪胎的使用標準要求，具有無污染，性能優良的特點，符合社會發展的趨勢，也獲得了出口到歐盟國家的資格，同時也提高了輪胎的競爭力和價值。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明進一步說明，具體實施方式
是對本發明原理的進一步說明，不以任何方式限制本發明，與本發明相同或類似技術均沒有超出本發明保護的范圍。實施例1各組分原料重量份數比是天然橡膠1#標膠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；環保芳烴油5份；碳氫樹脂(C5樹脂)1份；氧化鋅3· 5份；硬脂酸0· 5份；防老劑4020 :0· 5 份;防護蠟1份；促進劑NS :0. 1 份;均勻劑A78 :0.5 份；不溶性硫磺1份；上述膠料的扯斷強度、拉伸強度和硬度都得到了提高，扯斷強度比普通輪胎的膠料提高50%左右，拉伸強度比普通輪胎高15%，硬度比普通輪胎高提高了 6%。實施例2各組分原料重量份數比是天然橡膠1#標膠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；環保芳烴油10份；碳氫樹脂(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；防護蠟1. 5份；促進劑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度，、拉伸強度和硬度都得到了提高，扯斷強度能比普通輪胎的膠料提高52%左右，拉伸強度比普通輪胎高18%，硬度比普通輪胎提高了 5%。實施例3各組分原料重量份數比是天然橡膠1#標膠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；環保芳烴油15份；碳氫樹脂(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;防護蠟3份；促進劑NS :0· 6 份;均勻劑A78 :1.5 份；不溶性硫磺4份。上述環保膠料的扯斷強度、拉伸強度得到了提高，扯斷強度能比普通輪胎的膠料提高55 %左右，拉伸強度比普通輪胎高20 %。實施例4上述輪胎胎面環保膠料的制備方法，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、順丁膠在密煉機中塑煉60秒，制成塑料膠片，停放2小時以上；2)將步驟1)獲得的塑料膠片在密煉機中塑煉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、均勻劑在密煉機中混煉120秒，加入剩余的四分之一炭黑和芳烴油，在密煉機中混煉400秒，制成混煉膠；
3)將步驟2~)制成的混煉膠停放4小時以上后，在開煉機上加入促進劑、硫磺混煉即可制成所需輪胎膠料。
權利要求
1.一種輪胎胎面環保膠料組合，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、促進劑和均勻劑，其特征在于所述芳烴油為環保芳烴油，硫磺為不溶性硫磺。
2.根據權利要求1所述的輪胎胎面環保膠料組合，其特征在于所述各成分按重量份數是天然橡膠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，防護蠟1 3份，促進劑0. 1 0. 6 份，均勻劑0. 5 1. 5份，環保芳烴油5 15份，C5樹脂1 3份，不溶性硫磺1 4 份。
3.根據權利要求2所述的輪胎胎面環保膠料組合，其特征在于優選各成分按重量份數是天然橡膠1#標膠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，防護蠟1. 5份，促進劑0. 3份，均勻劑1份，環保芳烴油10份，C5樹脂1. 5份，不溶性硫磺 2. 5 份。
4.根據權利要求1或2或3所述的輪胎胎面環保膠料組合，其特征在于所述防老劑是防老劑4020、防老劑RD、防護蠟或其中任意兩項或全部三項的混合物。
5.根據權利要求1或2或3所述的輪胎胎面環保膠料組合，其特征在于所述促進劑是促進劑NS。
6.根據權利要求1或2或3所述的輪胎胎面環保膠料組合，其特征在于所述均勻劑是 A78。
7.根據權利要求1或2或3所述的輪胎胎面環保膠料組合，其特征在于所述原材料都是環保型的原材料。
8.—種上述輪胎胎面環保膠料的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)將天然橡膠、丁苯橡膠、順丁膠在密煉機中塑煉60秒，制成塑料膠片，停放2小時以上；2)將步驟1)獲得的塑料膠片在密煉機中塑煉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，在密煉機中混煉120秒，加入剩余的四分之一炭黑和芳烴油，在密煉機中混煉400秒，制成混煉膠；3)將步驟幻制成的混煉膠停放4小時以上后，在開煉機上加入促進劑、不溶性硫磺混煉即可制成所需輪胎膠料。
全文摘要
本發明公開了一種輪胎胎面環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、環保芳烴油、促進劑和均勻劑及其各成分含量；上述原料經塑煉、混煉等步驟可制成環保膠料。采用本發明的輪胎胎面環保膠料組合及其制備方法得到的膠料具有更好的扯斷強度、拉伸強度和硬度；符合環保要求，不含有害物質的環保原料環保芳烴油、C5樹脂、不溶性硫磺、炭黑等屬于環境友好材料；本發明通過采用所述環保型原料，配以合理的組合成分設計，大大減少了在生產和使用過程中對環境造成的污染隱患，產品的安全性、經濟性和適應性更廣。
文檔編號C08K5/01GK102408589SQ20111022560
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月8日 優先權日2011年8月8日
發明者李德見, 鄭昌福, 駱陽 申請人:四川遠星橡膠有限責任公司