一種連續(xù)式制備的橡膠母煉膠在卡車胎肩墊膠中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種連續(xù)式制備的橡膠母煉膠在卡車胎肩墊膠中的應(yīng)用，包含如下步驟：a)在橡膠溶液中，加入填料和任選地添加選自偶聯(lián)劑、防老劑、活性劑和/或油的添加劑，混合分散均勻后注入凝聚器內(nèi)凝聚，然后脫溶劑并干燥得到橡膠母煉膠；b)將橡膠母煉膠加入到密煉機中，任選添加防老劑、活性劑和/或油后混煉，然后直接加入硫化劑和促進劑混合均勻后得到卡車胎肩墊膠混煉膠。c)將卡車胎肩墊膠混煉膠硫化，得到卡車胎肩墊膠硫化膠。
【專利說明】一種連續(xù)式制備的橡膠母煉膠在卡車胎肩墊膠中的應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及橡膠原材料生產(chǎn)領(lǐng)域以及輪胎生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及到一種連續(xù) 式制備橡膠母煉膠的生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】以及應(yīng)用該方法制備的母煉膠生產(chǎn)輪胎肩墊膠的領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前為止大部分輪胎廠商仍然使用傳統(tǒng)的混煉工藝，即將橡膠、填料以及添加劑 加入大型的混煉設(shè)備進行混煉。使用此種混煉工藝的缺點是混煉場地大，混煉時間長，耗能 高。并且使用這種混煉工藝，混煉膠混煉質(zhì)量受設(shè)備、工藝波動影響較大，對混煉膠的質(zhì)量 穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。
[0003] 近年來，相關(guān)液相混煉制備的母煉膠在輪胎制造過程的應(yīng)用，在一些文獻和專 利中有介紹，在專利CN102153792A中提到濕法混煉天然橡膠的制備方法，涉及了將白炭 黑以及其他無機填料加入天然膠乳中并用醋酸絮凝成橡膠，該專利主體膠料為天然橡 膠，而在輪胎的實際應(yīng)用配方中，還有大量部件使用合成膠才能發(fā)揮其部件性能。專利 CN102516418A同樣是只涉及到天然橡膠膠乳中沖入填料的生產(chǎn)工藝，不能滿足輪胎不同部 件的應(yīng)用要求。在CN102414270A中提到了濕法母煉膠橡膠組合物在輪胎中的應(yīng)用，此專利 中涉及的濕法母膠制備工藝是分別制備：A、白濁狀橡膠用化學藥品分散液（防老劑、蠟、硬 脂酸和樹脂中的至少一種），B、橡膠膠乳，C、填料漿液，然后將其中制備的兩種液體混合后， 再與另一種液體混合，此種制備工藝復雜，需單獨制備白濁狀橡膠用化學藥品分散液，且其 中的化學藥品品種受到限制，只提及到了防老劑、蠟、硬脂酸和樹脂中的至少一種。
[0004] 關(guān)于輪胎低生熱、低滾動阻力形形色色的專利很多種，且多數(shù)專利中使用了二氧 化硅填料，但無機填料二氧化硅與有機橡膠結(jié)合存在分散差的缺點，不能有效發(fā)揮配方的 最優(yōu)性能。例如，專利102675695A描述了低生熱、低滾阻配方的橡膠組合物配方，是使用普 通的干法混煉工藝制備，未能解決分散問題。米其林公司申請的專利1541245描述了輪胎 用二烯烴橡膠組合物，組合物中使用特別工藝制備的高分散白炭黑，單純使用機械剪切混 煉法，很難達到預期的混煉效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的第一個目的是提供一種含連續(xù)式制造方法制備的 橡膠與填料母煉膠的卡車胎肩墊膠膠料，該膠料硫化后填料分散度高，橡膠與填料的相互 作用力增大，生熱降低。本發(fā)明的第二個目的是提供上述含連續(xù)式制造方法制備的橡膠與 填料母煉膠的卡車胎肩墊膠的制備方法，應(yīng)用該制備方法可簡化煉膠工藝、縮短混煉時間、 降低能耗和人工，本發(fā)明的第三個目的是提供上述的肩墊膠膠料在卡車胎中的應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明中采用了連續(xù)式制備橡膠濕法母煉膠的制造工藝來制備胎肩墊膠的母煉 膠，與普通的干法混煉法相對比，這種連續(xù)式混煉方法制備的母膠煉膠，可以減少混煉工 藝，同時可以提高橡膠與炭黑或白炭黑等填料的結(jié)合量，從而降低橡膠組合物的生熱性，提 高彈性，降低輪胎肩部生熱，提高輪胎行駛壽命，防止輪胎早期肩空、肩裂等質(zhì)量問題發(fā)生。
[0007] -種連續(xù)式制備的橡膠母煉膠在卡車胎肩墊膠中的應(yīng)用，其包含如下步驟：a)在 橡膠溶液中，加入填料和任選地添加選自偶聯(lián)劑、防老劑、活性劑和/或油的添加劑，混合 分散均勻后注入凝聚器內(nèi)凝聚，然后脫溶劑并干燥得到橡膠母煉膠；b)將橡膠母煉膠加入 到密煉機中，任選添加防老劑、活性劑和/或油后混煉，然后直接加入硫化劑和促進劑混合 均勻后得到卡車胎肩墊膠混煉膠。c)將卡車胎肩墊膠混煉膠硫化，得到卡車胎肩墊膠硫化 膠。
[0008] 本發(fā)明所述橡膠溶液為直接從制備溶聚橡膠生產(chǎn)線中獲得的，或?qū)⑷魏晤愋偷母?膠在該橡膠的良溶劑中溶解制備。其中用干膠制備橡膠溶液時，所述干膠為天然聚合物或 合成聚合物，所述天然聚合物包括天然膠、杜仲膠、銀菊膠的至少一種，所述合成聚合物為 單體在溶液中聚合所得，單體在乳液中聚合所得或單體本體進行聚合所得。其中所述橡膠 溶液中的橡膠包括天然橡膠、聚丁二烯橡膠、聚異戊二烯橡膠、聚苯乙烯-丁二烯橡膠中的 一種或多種，其中橡膠溶液中橡膠用量為100重量份，其中天然橡膠不少于60wt %，合成橡 膠不多于40wt%。
[0009] 本發(fā)明的制備方法的步驟a)采用橡膠母膠的連續(xù)式制造方法，該方法具體包括 如下步驟：
[0010] 步驟1):將炭黑和/或白炭黑加入到橡膠溶液中，通過攪拌形成橡膠/填料/溶 劑混合物；
[0011] 步驟2):將步驟1)中的橡膠/填料/溶劑混合物送入凝聚器中，并在凝聚器中與 氮氣、水蒸氣、水、填料水漿和油中的一種或多種流體相接觸并混合后凝聚，得到橡膠/填 料復合物與溶劑的混合物；
[0012] 步驟3):脫除溶劑并對所述的混合物進行干燥，得到橡膠/填料母煉膠。其中任 選回收步驟3)所脫除的溶劑，循環(huán)利用。在步驟1)和/或步驟2)中任選添加一種或多種 選自偶聯(lián)劑、防老劑、活性劑、補強樹脂、增粘劑或油的添加劑。
[0013] 其中，步驟1)可以具體為將填料加入到橡膠溶液中，通過攪拌形成橡膠/填料/ 溶劑混合物，并對所述橡膠/填料/溶劑混合物進一步細分散和精分散以提高填料在橡膠 溶液中的分散程度。
[0014] 所述的細分散可以通過如下方式實施：將上述攪拌所得的混合物通過一個噴嘴在 高壓高剪切的情況下噴出，以改善填料和/或添加劑的分散；然后再使上述噴出物通過一 個多彎頭管使混合液在管中與管壁撞擊增加填料和/或添加劑的分散性；或使噴出物通過 一個管內(nèi)徑多次收放變化的管路來變換剪切應(yīng)力而增加填料和/或添加劑的分散。所用壓 力范圍從2MPa至60MPa，優(yōu)選IOMPa至40MPa。
[0015] 所述的細分散后所形成的混合物還可以通過下述精分散進一步改善填料和/或 添加劑在橡膠溶液中的分散：
[0016] i.將所述細分散之后的混合物連續(xù)加入球磨機和/或膠體磨中進行分散，使填料 和/或添加劑均勻的分散在橡膠溶液中；
[0017] ii.將所述細分散之后的混合物連續(xù)加入到研磨機中進行研磨以使填料和/或添 加劑充分分散在橡膠溶液中，該研磨機具有一組或多組高速轉(zhuǎn)動的平面磨盤和固定在研磨 機套筒上并與平面磨盤相間的固定銷釘或定盤。
[0018] iii.將所述細分散之后的混合物連續(xù)加入到研磨機中進行研磨，該研磨機具有轉(zhuǎn) 動方向相反的兩個葉片，所述葉片具有細孔流槽，在高壓下可以通過旋轉(zhuǎn)的葉片提高填料 和/或添加劑在橡膠溶液中的分散程度。所用壓力范圍從2MPa至60MPa，優(yōu)選IOMPa至 40MPa。
[0019] iv.將所述細分散之后的混合物連續(xù)地加入到多層高壓狹縫分散機中，使混合物 在高壓下從兩層之間狹縫中擠出，此時產(chǎn)生的強剪切力可提高填料和/或添加劑在橡膠溶 液中的分散程度。所用壓力范圍從2MPa至60MPa，優(yōu)選IOMPa至40MPa。
[0020] v.將所述細分散之后的混合物連續(xù)地加入到動力分散器中進行分散，所述動力分 散器的高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上有許多徑向分布的狹縫或孔，混合物以高速撞擊在定子表面上以 使填料和/或添加劑均勻地分散在橡膠溶液中。
[0021] 上述五種細分散方法的兩種或兩種以上可以相互串聯(lián)使用。
[0022] 本發(fā)明所述橡膠的溶劑均為各種橡膠的良溶劑，溶劑包括脂肪烴溶劑、芳香烴溶 齊?、氯化烴溶劑、酮類溶劑、醚類溶劑和酯類溶劑的至少一種，所述脂肪烴溶劑包括汽油、環(huán) 烷烴、取代環(huán)烷烴、正烷烴的至少一種，所述芳香烴溶劑包括苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯的至 少一種，所述氯化烴溶劑包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、氯苯、四氯乙烯、氯 甲苯的至少一種。橡膠在溶液中的濃度范圍為lwt%至60wt%，優(yōu)選5wt%至40wt%，更優(yōu) 選10wt%至30wt%。所述的防老劑包括胺類防老劑（諸如但不限于對苯二胺類）和喹啉 類、酚類防老劑和防護蠟中的一種或多種，胺類防老劑優(yōu)選防老劑4020、喹啉類防老劑優(yōu)選 防老劑RD、酚類防老劑優(yōu)選防老劑264,防老劑的用量為0. 2至11重量份，優(yōu)選1至9重量 份。所述的活性劑包括氧化鋅、硬脂酸的至少一種，活性劑的用量為〇. 5至10重量份，優(yōu)選 1至7重量份。
[0023] 所述填料包括白炭黑和/或炭黑。所述填料的用量為20至120重量份，其中白炭 黑的用量為〇至120重量份，優(yōu)選10至80重量份，炭黑的用量為0至120重量份，優(yōu)選10 至70重量份。所述炭黑的比表面積為4至300m 2/g，優(yōu)選30至200m2/g，所述炭黑的吸油值 為20至250ml/100g，優(yōu)選25至200ml/100g，更優(yōu)選30至150ml/100g。所述白炭黑的比表 面積為10至500m 2/g，優(yōu)選15至300m2/g，更優(yōu)選30至250m2/g，所述白炭黑的吸油值為20 至 350ml/100g，優(yōu)選 25 至 300ml/100g，更優(yōu)選 30 至 290ml/100g。
[0024] 所述硫化劑包括硫黃、硫給予體及過氧化物中的一種或多種，硫化劑的用量為0. 2 至5重量份，優(yōu)選0. 5至3重量份。所述促進劑包括噻唑類、次磺酰胺類、秋蘭姆類、硫化氨 基甲酸鹽類、二苯胍類促進劑、六亞甲基四胺中的一種或多種，促進劑的用量為〇. 2至5重 量份，優(yōu)選〇. 5至3重量份。所述油包括石油系的芳烴油或環(huán)烷油的至少一種，油的用量為 0至30重量份，優(yōu)選0至20重量份，更優(yōu)選3至15重量份。所述偶聯(lián)劑包括雙（三乙氧基 丙基娃燒）四硫化物和二硫化物、3_硫氛基丙基-二乙氧基娃燒、γ -疏丙基-二甲氧基娃 烷、鋯酸酯偶聯(lián)劑、酞酸酯偶聯(lián)劑及硝基偶聯(lián)劑中的一種或多種。
[0025] 使用此種工藝制備的輪胎肩墊膠，簡化膠料的混煉工藝，提高了膠料的填料分散 度，提高了填料和聚合物的相互作用，降低肩墊膠的生熱，從而降低輪胎肩部的熱量積累， 降低輪胎冠部弊病，提高輪胎使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1對比例1與實施例1動態(tài)粘彈性溫度掃描圖；
[0027] 圖2對比例2與實施例2滾動阻力系數(shù)對比圖（注：滾動阻力系數(shù)（N/KN) 2m(Fr/ Fz))；
[0028] 圖3對比例2與實施例2高速性能測試對比圖。

【具體實施方式】
[0029] 下面用實施例進一步描述本發(fā)明，但是本發(fā)明的范圍不受這些實施例的限制。
[0030] (一）實施例使用以下儀器設(shè)備及測定方法測定：
[0031] 表1橡膠樣品制備的儀器設(shè)備
[0032]

【權(quán)利要求】
1. 一種連續(xù)式制備的橡膠母煉膠在卡車胎肩墊膠中的應(yīng)用，其包含如下步驟： a) 在橡膠溶液中，加入填料和任選地添加選自偶聯(lián)劑、防老劑、活性劑和/或油的添加 齊U，混合分散均勻后注入凝聚器內(nèi)凝聚，然后脫溶劑并干燥得到橡膠母煉膠； b) 將橡膠母煉膠加入到密煉機中，添加防老劑、活性劑和/或油后混煉，然后直接加入 硫化劑和促進劑混合均勻后得到卡車胎肩墊膠混煉膠。 c) 將卡車胎肩墊膠混煉膠硫化，得到卡車胎肩墊膠硫化膠。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述橡膠溶液直接從制備溶聚橡膠生產(chǎn)線中獲 得，或?qū)⒏赡z在該橡膠的良溶劑中溶解制備而得。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其中用干膠制備橡膠溶液時，所述干膠為天然聚合物 或合成聚合物，所述天然聚合物包括天然膠、杜仲膠、銀菊膠中的至少一種，所述合成聚合 物為單體在溶液中聚合所得，單體在乳液中聚合所得或單體本體進行聚合所得。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述橡膠溶液中的橡膠包括天然橡膠、聚丁二烯 橡膠、聚異戊二烯橡膠、聚苯乙烯-丁二烯橡膠中的一種或多種，其中橡膠溶液中橡膠用量 為100重量份，其中天然橡膠不少于60wt%，合成橡膠不多于40wt%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其中所述橡膠的溶劑包括脂肪烴溶劑、芳香烴溶劑、氯 化烴溶劑、酮類溶劑、醚類溶劑和酯類溶劑中的至少一種，所述脂肪烴溶劑包括汽油、環(huán)烷 烴、取代環(huán)烷烴、正烷烴中的至少一種；所述芳香烴溶劑包括苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯中的 至少一種，所述氯化烴溶劑包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、氯苯、四氯乙烯、 氯甲苯中的至少一種；橡膠在溶液中的濃度范圍為lwt%至60wt%，優(yōu)選5wt%至40wt%, 更優(yōu)選l〇wt %至30wt %。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述防老劑選自胺類防老劑、喹啉類、酚類防老 齊U、防護蠟中的一種或多種，所述胺類防老劑包括對苯二胺類，防老劑的用量為〇. 5至10重 量份，優(yōu)選1至9重量份。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述活性劑包括氧化鋅和硬脂酸中的至少一種， 活性劑的用量為0. 5至10重量份，優(yōu)選1至7重量份。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述填料為白炭黑和/或炭黑和/或其他細粒子 填料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其中所述炭黑的比表面積為4至300m2/g，優(yōu)選30 至200m2/g，所述炭黑的吸油值為20至250ml/100g，優(yōu)選25至200ml/100g，更優(yōu)選30至 150ml/100g。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其中所述白炭黑的比表面積為10至500m2/g，優(yōu)選 15至300m2/g，更優(yōu)選30至250m2/g，所述白炭黑的吸油值為20至350ml/100g，優(yōu)選25至 300ml/100g，更優(yōu)選 30 至 290ml/100g。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其中所述填料包括炭黑和/或白炭黑，其總用量為20 至120重量份，其中白炭黑的用量為0至120重量份，優(yōu)選10至80重量份，炭黑的用量為 0至120重量份，優(yōu)選10至70重量份。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述硫化劑包括硫黃、硫給予體及過氧化物中的 一種或多種，硫化劑的用量為〇. 2至5重量份，優(yōu)選0. 5至3重量份。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述促進劑包括噻唑類、次磺酰胺類、秋蘭姆類、 硫化氨基甲酸鹽類、二苯胍類促進劑、六亞甲基四胺中的一種或多種，促進劑的用量為0. 2 至5重量份，優(yōu)選0. 5至3重量份。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述油包括石油系的芳烴油或環(huán)烷油中的至少 一種，油的用量為〇至30重量份，優(yōu)選0至20重量份，更優(yōu)選3至15重量份。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述偶聯(lián)劑包括雙（三乙氧基丙基硅烷）四硫 化物和二硫化物、3-硫氰基丙基-三乙氧基硅烷、Y _巰丙基_三甲氧基硅烷、鋯酸酯偶聯(lián) 齊U、酞酸酯偶聯(lián)劑及硝基偶聯(lián)劑中的一種或多種。
【文檔編號】B29C35/02GK104371121SQ201410609710
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】周宏斌, 石超, 王寶金, 張元洪 申請人:怡維怡橡膠研究院有限公司