[发明专利]一种子午线轮胎气密层胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶及制备方法，特别涉及一种子午线轮胎气密层胶及其制备方法。

背景技术

随着国内高速公路的快速发展，子午线轮胎已经逐渐替代了传统的斜交轮胎，成为轮胎中的一种重要产品。目前，无内胎化正成为轮胎工业一大发展趋势，而气密层胶，作为子午线轮胎的主要产品部件，是影响无内胎轮胎气密性能的重要因素。气密层胶料要求具有较高的硫化程度，较好的耐疲劳性能，较高的拉伸强度和撕裂强度，与气密层相邻构件中的通用橡胶粘合性能好。目前，典型的轮胎气密层硫磺硫化体系包括：硫磺、氧化锌和促进剂。其中，粉末状的氧化锌分散不好，不利于加工成型，同时影响密封层胶的性能。

高分散氧化锌母胶粒（氧化锌-80）是随我国子午线轮胎生产线引进而引入的特种橡胶助剂，是把聚合物橡胶载体与粉体助剂氧化锌按照比例均匀复配造粒的高分散性高活性硫化活性剂。加入该种氧化锌母胶粒可以改善：（1）、氧化锌与溴化丁基橡胶的分散性；（2）、可以实现精确计量，保证硫化胶的质量；（3）便于运输和存储；（4）防止操作人员职业病危害；（5）提高橡胶与助剂之间的相容性，在橡胶中分散的更好，因此易于在橡胶中均匀分散，从而起到节能环保的效果，但是现有的氧化锌母胶粒一般仅仅由载体橡胶和氧化锌粉按照比例混合加工制成，加工性能一般，制造成本高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种高分散氧化锌母胶粒子午线轮胎气密层胶及其制备方法，改善子午线轮胎气密层胶混炼过程中氧化锌的计量不准、分散不均的状况，改善了操作环境与工作效率，进而显著提高胶料的拉伸强度、定伸强度、耐老化性能及曲挠与耐疲劳等性能。

本发明所述的气密层胶的各组份按照重量份计，其配比为：溴化丁基橡胶100份，炭黑N660 45～60份，均匀剂40MFS2～4份，203树脂2～5份，氧化锌母胶粒3～5份，硫磺0.5～1份，促进剂MBTS1.5～2份，硬脂酸2～5份，氧化镁0.15～0.5份，环烷基矿物油8～10份。

其中，溴化丁基橡胶是制备气密层胶的基体橡胶；其余为助剂。其中，炭黑N660用于补强溴化丁基橡胶；均匀剂40MSF用于分散炭黑N660；203树脂为增粘剂，提高了气密层胶与相邻构件中的通用橡胶粘合性能；氧化锌母胶粒、硫磺、促进剂MBTS、硬脂酸以及氧化镁可以使橡胶发生交联硫化，产生强度；环烷基矿物油改变橡胶的门尼粘度，使橡胶更易于加工。

经过发明人长期试验摸索发现，该气密层胶的各组份按照重量份计，其配比为：溴化丁基橡胶100份，炭黑N660 60份，均匀剂40MFS4份，203树脂2份，氧化锌母胶粒3份，硫磺0.5份，促进剂MBTS1.5份，硬脂酸2份，氧化镁0.15份，环烷基矿物油8份时，效果最好。

本发明中，所述的氧化锌母胶粒各组份按照重量份计，其配比为：氧化锌粉65～80份，载体橡胶14～20份，环烷基矿物油3～6份；硬脂酸锌3～5份。

其中，所述的载体橡胶为三元乙丙橡胶与顺丁橡胶，两者可以以任意比例混合；环烷基矿物油是软化剂，用于降低母胶粒的门尼粘度；硬脂酸锌是润滑剂，改善氧化锌母胶粒挤出时效果，同时软化橡胶。

本发明中，由于采用了环烷基矿物油，降低了氧化锌母胶粒的粘度，易于后期加工；同时，与现有技术相比，本发明中，由于采用了环烷基矿物油，在载体橡胶用量减少的情况下，氧化锌粉也能够与载体橡胶充分的混合均匀，取得较好的实验效果，降低了成本。

经过发明人长期试验摸索发现，所述的氧化锌母胶粒各组份按照重量份计，其配比为：氧化锌粉80份，载体橡胶14份，环烷基矿物油3份；硬脂酸锌3份时，效果最好。

本发明还提供了所述子午线轮胎气密层胶的制备方法，其具体步骤为：

（1）将溴化丁基橡胶、炭黑N660、203树脂以及硬脂酸按照比例投入密炼机，混合密炼，混炼温度为85～115℃；

（2）向上述密炼混合物中按照比例加入环烷基矿物油，混炼，温度115-125℃；

（3）将上述混合物继续混炼至140℃，排出密炼机，此胶称为一段混炼胶；

（4）将一段混炼胶置于空气中6～8h，待其完全干燥、冷却；

（5）将氧化锌母胶粒、硫磺、促进剂MBTS、氧化镁按照比例与一段混炼胶加入密炼机，混合密炼至105℃，排胶出料。

上述制备过程中，一段混炼胶排出密炼机后应置于空气中6～8h，待其完全干燥、冷却，主要保证其中的助剂进一步分散，以利于后续加工。由于加工温度太高造成橡胶软化，温度太低不利于助剂分散，因此上述制备过程中应严格控制其温度。