[发明专利]一种降低轮胎部件气孔率的橡胶配方及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低轮胎部件气孔率的橡胶配方及其制备方法，其在配方 中采用一定量白炭黑降低轮胎部件挤出气孔率，属于汽车轮胎制造技术领域。

背景技术

在轮胎制造中，胎冠、胎侧复合件、软/硬三角以等都要经历压出工序。压 出工序主要包括喂料、挤出、冷却、卷曲几个方面。采用中超结构、超结构炭 黑的配方压出半成品断面容易出现较高的气孔率，影响半成品的尺寸稳定，增 加半成品返回率，造成大量的资源浪费，加重企业的负担。

挤出机机头的压力通常大于4MPa，而此时的胶料温度约为100℃。在这种 条件下，微量水分的存在形成了过热水滴，经过挤出机头后，压力突降为常压， 过热水滴变为蒸汽，形成了半成品部件断面的气孔。此外，卷入挤出机的空气 以及炭黑吸附的空气也对气孔率有贡献。目前，降低气孔率的措施主要有热喂 料、缩短停放时间、改善炭黑分散、保证喂料量减少空气卷入等。通过减少胶 料中的挥发份(如水、空气等)能够在一定程度上能够减小挤出部件气孔率， 但是仍然不能显著地降低大量填充超结构、中超结构炭黑配方的气孔率。

随着配方技术的发展，超结构、中超结构炭黑的应用将会越来越普遍。因 此，有效地降低胶料气孔率有着重要的意义。挤出部件气孔率形成的因素有两 个：挥发份和混炼胶模量。挥发份的含量与配方、密炼工艺、停放时间、挤出 工艺有关，目前主要通过控制这些条件降低混炼胶气孔率。此外，胶料的模量 对气孔率也有重要的影响。橡胶是一种高分子材料，天然橡胶、丁苯橡胶等在 室温下通常处于高弹态。在挤出条件下，橡胶链段运动能力较强，模量较低， 可塑性高，无法有效抵抗过热液滴和空气膨胀，形成气孔。通过实验发现，配 方中含有一定量的白炭黑能够显著地增加小应变下混炼胶的模量，抑制气孔的 产生。此外，胶料的与传统的混炼胶相比，经过24天的测试，混炼胶的气孔率 几乎没有变化。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供降低轮胎部件气孔率的橡胶配 方及其制备方法，该技术在显著降低混炼胶挤出部件气孔率的同时对硫化胶性 能几乎不产生明显影响，同时延长胶料停放时间。

按照本发明提供的技术方案，一种降低轮胎部件气孔率的橡胶配方，配方 比例如下：橡胶100份、炭黑40-60份、防老剂1-4份、氧化锌2-4份、硬脂酸 1-3份、硫磺1-5份、促进剂1-3份、白炭黑3-7份,硅烷偶联剂Si-690-1份， 防焦剂CTP0-0.3份和增塑剂1-4份；炼胶分为母炼和终炼：橡胶在密炼机中与 母炼配料氧化锌、硬脂酸、防老剂、增塑剂、炭黑、白炭黑、硅烷偶联剂混合 并分散得到母胶，然后将母胶和硫化粉料硫磺、促进剂、防焦剂混合并分散则 在开炼机上，得到产品降低轮胎部件气孔率的橡胶。

所述橡胶为天然橡胶、丁苯橡胶或顺丁胶中的一种或几种。

所述炭黑为超结构炭黑、中超结构炭黑或者高结构炭黑。

所述防老剂为防老剂RD和/或防老剂4020。

所述硫磺为可溶性硫磺或不可溶性硫磺。

所述促进剂为促进剂NS、促进剂CZ、促进剂D或促进剂DM中的一种或 几种。

所述增塑剂为C5石油树脂、松香、增塑剂A、芳烃油或环烷油中的一种或 几种。

所述降低轮胎部件气孔率的橡胶制备方法，步骤为：

(1)母炼：将橡胶100份、氧化锌2-3.5份、硬脂酸1.5-2.5份、防老剂1-4 份、增塑剂1-4份、炭黑40-60份、白炭黑3-7份、硅烷偶联剂Si-690-1份加 入小型密炼机中，炼胶8-12分钟，145-165℃排胶，得到母胶；

(2)终炼：将母胶加入辊温为70-80℃的开炼机上，依次加入硫磺1-5份、 促进剂1-3份、防焦剂0-0.3份，薄通3-6次，打三角4-8次下片并控制厚度为 2-4mm，得到混炼胶；将混炼胶停放1-2天后测定气孔率，满足标准后即得降低 轮胎部件气孔率的橡胶。

本发明提供的配方技术显著特征是：含有3-7份白炭黑。

本发明的有益效果：本发明适用于胎冠、胎侧复合件、软/硬三角等部位。 混炼采用传统密炼技术进行混炼。本发明所提供的配方可以显著降低挤出胶部 件气孔率而几乎不引起硫化胶物性的改变，适用于大量填充超结构、中超结构 炭黑、高结构炭黑的胶料。本发明在几乎不影响硫化胶物性的条件下，显著地 降低混炼胶气孔率，延长混炼胶的停放时间，为企业节约大量人力、物力成本。