一種常溫硫化補胎膠水的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于膠粘技術領域，具體涉及一種用于修補輪胎的常溫硫化補胎膠水的制 備方法。
【背景技術】
[0002] 據公安部交管局公布數據，截至2014年底，我國機動車保有量達2.64億輛，其中汽 車1.54億輛，成為世界上機動車保有量最大的國家。每年因路面情況、輪胎質量、尖銳物扎 破及輪胎老化等原因導致輪胎漏氣是生活中常遇到的現象，給行駛帶來了麻煩，嚴重者甚 至會造成突發事故。目前針對輪胎小尺寸空洞的修補主要包括蘑菇釘法，火法修補，輪胎自 補液修補，常溫硫化補片修補等幾種方法。其中蘑菇釘法，操作復雜，價格昂貴;火法修補需 要將修補區域加熱到橡膠硫化溫度，往往會對周邊區域的橡膠層帶來傷害;輪胎自補液，是 預先或漏氣后在輪胎內充入各類具有觸變性的橡膠膠乳，依靠觸變反應在漏氣處形成橡膠 堆積物，堵住傷口，但是會極大程度上影響輪胎的動平衡，通常作為應急處理而不作為常規 修補方法;常溫硫化修補方法由于操作簡單，價格低廉、對胎面損傷小等特點受到修補人員 及駕駛員的青睞，市場前景良好。
[0003] 2000年至今，國內涌現大量補胎膠水，質量參差不齊。國內生產的大部分產品分為 (1)溶劑型天然橡膠粘接劑，粘接速度慢，粘接強度低(2)溶劑型氯丁橡膠粘接劑，粘接速度 快，短期強度高，輪胎發熱時易脫落，這兩類膠水是在對自行車及摩托車輪胎粘接劑的基礎 上改進的，不適用于承載重量大，高速運行的大型機動車輛。專利CN103074008 A公開了一 種基于丁苯橡膠的甲苯溶液補胎膠水，采用丁苯橡膠可以增強氣密性，但是并沒有發生硫 化交聯，本質上仍屬于溶劑型膠水。另外，使用甲苯類的溶劑具有明顯的毒性。專利 103289596A公開了一種航空輪胎靜平衡補片用膠漿膠，以天然橡膠與丁苯橡膠為膠料，次 磺酰胺類促進劑及秋蘭姆類促進劑及硫磺為硫化體系，并配以粘合劑達到高粘接強度，但 硫化過程需要在專用的硫化設備中加壓升溫硫化，不屬于常溫硫化膠漿領域。也有報道采 用天然橡膠或合成橡膠與列克納混合使用作為常溫硫化膠水，粘接速度快，強度高，但列克 納與橡膠的反應僅僅發生在表面，并未使得膠片與輪胎交聯成為整體，同時粘接后，粘接區 域容易發硬發脆，影響輪胎使用壽命。另外列克納的高毒性也是需要注意的。
[0004]作為連接補片與被修補胎面的膠水，在粘接中僅僅依靠橡膠的自粘性和粘著性達 不到高效的粘接，在輪胎運動中，隨著溫度的升高和輪胎的變形，容易發生鼓泡、浮動和脫 落現象。為了增強粘接強度，必須既依靠橡膠的初粘性能，更要依靠在粘接后一定時間內發 生硫化作用，保證補片與輪胎交聯成為整體。在實際的產品生產中，必須要選擇合適的硫化 促進劑，既要在短時間內將補片中的硫黃發生硫化作用交聯，又要防止硫化速度過快，發生 硫化返原或過硫化現象。目前用在橡膠硫化的促進劑有幾十種之多，但可適用于常溫硫化 的促進劑大多為超硫化促進劑及超超硫化促進劑。在膠漿中，硫化促進劑要由一定的化學 穩定性和熱穩定性，以保證膠水在生產過程、運輸儲存中不會發生分解而發生膠水的自硫 化現象；同時，該類促進劑在與補片及被修補輪胎中的硫接觸時，需要在常溫下促發硫化反 應進行，反應速度平穩;溶劑的選擇也是要考慮的因素，首先，應該盡量選擇無苯溶劑，以減 輕對操作人員及環境的污染和傷害，石腦油系列產品是最佳的選擇，但考慮到溶解性及阻 燃性能，也可選擇三氯乙烯，二氯乙烯等溶劑;其次，溶劑必須具有合適的揮發速度、溶解性 能：一方面可以溶解橡膠和促進劑形成均勻的膠漿，一方面，在膠水使用過程中，溶劑還起 到溶脹補片和輪胎表面橡膠，將促進劑與硫化作用最大程度上滲入到輪胎的表層里，達到 最大粘接程度。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的技術問題是針對現有技術的上述不足，優選合適的硫化促進劑、 橡膠與促進劑比例以及合適的溶劑提供一種工藝簡單，膠水質量穩定，不易脫膠，硫化充 分，粘接強度大，環保無毒的常溫硫化膠水的制備方法。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:一種用于修補輪胎的補胎膠水的制 備方法，它的制備步驟包括：（1)將重量比85%-95%的溶劑加熱到30-60°(：;(2)將重量比為 3-8%的天然橡膠，放入開煉機中開煉，切割成5厘米見方的小塊，加入到上述溶劑中，靜置 溶脹24小時后，攪拌3-5個小時，使橡膠充分溶解(3)將重量比為1%-4%的超超硫化促進劑 加入到上述體系中，繼續攪拌2-3小時后，加入重量比0.2-1 %N-乙基環己胺抗氧劑，混合均 勻，即得到產品。本發明提供的補胎膠水，原料易得，制備工藝簡單，硫化速度快(3-5分鐘）， 粘接牢固，24小時達到最大粘接強度。
[0007] 進一步的，上述的原料按重量比優選為:溶劑90-95%，開煉天然橡膠4-6%，促進 劑2_3，抗氧劑N-乙基環己胺為0.3%-〇. 8%
[0008] 上述的原料按重量比最優為:溶劑92%，天然橡膠5%，促進劑為2.5%，抗氧劑為 0.5%〇
[0009] 上述的原料中溶劑優選120#溶劑油與環己烷的混合物（適用于無鹵無苯要求產 品）、三氯乙烯(適用于無苯阻燃要求產品）
[0010] 上述溶劑中，優選120#溶劑油與環己烷的混合物溶劑重量比為1:1-5:1，優選3:1.
[0011] 上述開煉橡膠，優選一級或二級煙片膠，不得使用回收橡膠及低劣次品橡膠，開煉 次數為5-20次，優選10-15次。
[0012] 上述原料中，促進劑優選二硫代氨基甲酸鹽體系的超硫化促進劑或超超硫化促進 劑，包括N，N-二甲基二硫代氨基甲酸鋅（又稱促進劑ZDMC或促進劑PZ，CAS編號為137-30_ 4)，N，N-二乙基二硫代氨基甲酸鋅(又稱促進劑EZ或促進劑ZDC，CAS編號為14324-55-1)，N， N-二丁基二硫代氨基甲酸鋅(又稱促進劑BZ或促進劑ZDBC CAS編號為136-23-2)，N-乙基苯 基二硫代氨基甲酸鋅(又稱促進劑ZEPC或促進劑PX，CAS號：14634-93-6 )，N，N-二芐基二硫 代氨基甲酸鋅(又稱促進劑ZBEC，CAS號：14726-36-4)。
[0013] 優選N，N-二甲基二硫代氨基甲酸鋅(又稱促進劑ZDMC或促進劑PZ，CAS編號為137-30-4)，N，N-二丁基二硫代氨基甲酸鋅(又稱促進劑BZ或促進劑ZDBC CAS編號為136-23-2)， N-乙基苯基二硫代氨基甲酸鋅(又稱促進劑ZEPC或促進劑PX，CAS號：14634-93-6)，三種優 選促進劑的硫化速度為PZ>BZ>PX，制成的膠水的存放穩定性PZ〈BZ〈PX.
[0014] 本發明的優點和有益效果：
[0015] (1)膠水依靠橡膠的硫化作用，將輪胎與補片交聯在一起，結合強度大，不會發生 脫落現象;硫化作用隨著輪胎的生熱與運動逐漸增強，24小時可達最大粘接強度。
[0016] (2)本發明提供的常溫硫化補胎膠水制備工藝簡單，原材料易得，適合工業化生 產。
【具體實施方式】：
[0017] 實施例1:
[0018] 將5公斤天然橡膠裁割成小塊，在開煉機上開煉5次后剪成小片備用；在膠漿機中 加入92公斤120號溶劑油，加入上面剪好的橡膠片，浸泡24小時，中間每隔6小時，攪拌5-10 分鐘。浸泡結束后，開啟攪拌，攪拌3-4小時至膠漿均勻。加入2.5公斤促進劑PZ后，繼續攪拌 1-2小時，然后加入0.5公斤N-乙基環己胺，繼續攪拌lh后，停止攪拌，罐裝。
[0019] 實施例2:
[0020] 將5公斤天然橡膠裁割成小塊，在開煉機上開煉5次后剪成小片備用；在膠漿機中 加入92公斤120號溶劑油與環己烷的質量比1:1混合溶劑，加入上面剪好的橡膠片，浸泡24 小時，中間每隔6小時，攪拌5-10分鐘。浸泡結束后，開啟攪拌，攪拌3-4小時至膠漿均勻。加 入2.5公斤促進劑BZ后，繼續攪拌1-2小時，然后加入0.3公斤N-乙基環己胺，繼續攪拌lh后， 停止攪拌，罐裝。
[0021] 實施例3:
[0022] 將5公斤天然橡膠裁割成小塊，在開煉機上開煉5次后剪成小片備用；在膠漿機中 加入92公斤三氯乙烯溶劑，加入上面剪好的橡膠片，浸泡24小時，中間每隔6小時，攪拌5-10 分鐘。浸泡結束后，升溫至50度，開啟攪拌，攪拌3-4小時至膠漿均勻。加入2.5公斤促進劑PX 后，繼續保溫攪拌1-2小時，然后加入0.3公斤N-乙基環己胺，繼續攪拌lh后，停止攪拌，罐 裝。
[0023]上述實施例使用開煉機為，江蘇華源XK-400型16寸開練機。
[0024]粘接實例：
[0025] 將真空胎人為破壞出5_直徑左右的小孔，傷口處用打磨機打磨后，涂抹本發明實 施例1制備的硫化膠漿，晾干溶劑后，將市售常溫硫化膠片撕去表面塑料保護膜貼于傷口周 圍，用壓實輪趕去氣泡，放置1小時后，測試粘接強度;對比試驗選擇市售品牌A和品牌B的膠 漿，用相同試驗方法試驗。80Km/小時時速行駛2小時后，測試粘接強度，對比粘接效果。
[0026]
[0027]
[0028]膠水穩定性試驗：
[0029]將膠水防止密封試管中，放置于恒溫箱中加熱，溫度設置為30_70°C，觀察膠水狀 態：
[0030]
【主權項】
1. 一種常溫硫化補胎膠水，其特征在于:常溫硫化補胎膠水的配方為，溶劑85%-95%， 天然橡膠3-8 %，超超硫化促進劑1 % -4 %。抗氧劑0.2-0.5 %。2. 根據權利要求1所述的一種常溫硫化補胎膠水的制備方法，其特征在于，制備步驟包 括：（1)將重量比為85 % -95 %的溶劑加熱到30-60°C ;(2)將重量比為3-8 %的天然橡膠，切 割成5cm見方小塊，加入到上述溶劑中，靜置溶脹24小時后，攪拌3-5個小時，使橡膠充分溶 解；（3)將重量比為1%_4%的超超硫化促進劑加入到上述體系中，繼續攪拌2-3小時后，加 入重量比0.2-0.5 %抗氧劑，得到產品。3. 根據權利要求1或2所述的一種常溫硫化補胎膠水，其特征在于，各個原料的重量百 分比為溶劑92%，天然橡膠5%，促進劑為2.5%，抗氧劑為0.5%。4. 根據權利要求1或2所述的用于一種常溫硫化補胎膠水，其特征在于，所用的天然橡 膠為一級煙片膠，二級煙片膠，在開煉機上開練次數為5-20遍。5. 根據權利要求1或2所述的用于一種常溫硫化補胎膠水，其特征在于，所使用的超超 促進劑為二硫代氨基甲酸鋅。6. 根據權利要求1或2所述的一種常溫硫化補胎膠水，其特征在于，溶劑包括120號溶劑 油，環烷烴油，三氯乙烯，或以上三種溶劑中兩種或三種的1:1 -5:1的混合物。7. 根據權利要求3所述的一種常溫硫化補胎膠水，其特征在于，120#溶劑油與環己烷的 混合物溶劑重量比為3:1。
【專利摘要】本發明涉及一種用于修補輪胎的補胎膠水的制備方法，它的制備步驟包括：(1)將重量比90％-95％的溶劑加熱到30-60℃；(2)將重量比為3-8％的天然橡膠，放入開煉機中開練，切割成小塊，加入到上述溶劑中，靜置溶脹24小時后，攪拌3-5個小時，使橡膠充分溶解(3)將重量比為1％-4％的超超硫化促進劑加入到上述體系中，繼續攪拌2-3小時后，加入重量比0.2-0.5％N-乙基環己胺抗氧劑，得到產品。本發明提供的補胎膠水，原料易得，制備工藝簡單，硫化速度快，粘接牢固，24小時達到最大粘接強度。
【IPC分類】C09J107/00, C09J11/06
【公開號】CN105623553
【申請號】CN201610037868
【發明人】竇偉, 劉偉生, 唐曉亮, 張國林
【申請人】蘭州大學
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月20日