一種改善橡膠制品彈性和生熱性能的方法技術

本發明專利技術公開了一種改善橡膠制品彈性和生熱性能的方法，其特征在于：將包含橡膠，補強填充劑，防老劑，硫化體系，油的橡膠組合物進行混煉形成混煉膠；然后對該混煉膠進行電子輻照，以使混煉膠中的結合膠含量提高10％以上，然后進行硫化得到橡膠制品；其中，結合膠是指未硫化的填充膠中不能被橡膠良溶劑抽提出來的橡膠。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及橡膠領域，特別涉及輪胎加工
，具體涉及一種利用電子輻照加工輪胎橡膠的方法。
技術介紹
如專利CN101792545(低滾動阻力輪胎的胎面膠膠料以及采用該胎面膠的輪胎)所述，采用溶聚丁苯橡膠及白炭黑配方，缺陷：溶聚丁苯橡膠價格昂貴，增加了膠料配方成本；采用高填充量的白炭黑，使得膠料的加工工藝變得困難，膠料不容易分散，另外在膠料的停放過程中，還會形成較高的payne?effect(佩恩效應)，即膠料中的填料在停放過程中會發生聚集，使得加工困難，硫化膠性能變差；溶聚丁苯橡膠與白炭黑的相容性不好，特別需要使用硅烷偶聯劑，由于硅烷偶聯劑里含有“硫”，在混煉達到一定溫度下會提前釋放出“硫”造成膠料早期焦燒，因此對混煉工藝要求較高；另外傳統技術在降低輪胎滾動阻力的同時，也降低了輪胎的磨耗性能。電子輻照預硫化技術簡介：電子輻照預硫化是指在常溫常壓下，高能射線激活橡膠分子，引發產生自由基，自由基再相互結合使橡膠分子交聯，并最終形成三維網狀結構。輻照硫化是一種新型橡膠改性和加工手段，與化學硫化相比，輻照硫化具有快速、靈活、節能和環境污染小等特點，可改善橡膠的化學穩定性和耐熱性，在改善某些橡膠性能方面具有化學硫化無可比擬的優勢。據文獻M.-J.Wang，Rubber?chem.Technol可知，填料在橡膠中有聚集形成聚集體的趨勢，這是填料在橡膠中的聚集效應，填料聚集將導致膠料各種性能變差，其中擴散是影響填料聚集的因素之一，擴散常數Δ＝KT/6πηr，K-波茲曼常數，T-溫度，η-膠料粘度，r-填料粒徑。輪胎胎面或胎側經電子輻照預硫化后，一方面橡膠分子產生了預交聯，膠料彈性增大，另一方面輻照使得膠料粘度增大，擴散常數Δ變小，從而有效地抑制了配方中填料的聚集，增加了膠料中結合膠的含量，因此使得胎面膠或胎側膠滾動阻力降低、生熱降低、耐磨性提高。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種提高混煉膠結合膠含量來改善橡膠制品彈性和耐磨性的方法，本專利技術的另一個目的是提供一種使用本專利技術的方法制備的橡膠制品，特別是輪胎胎面。本專利技術的提高混煉膠結合膠含量來改善橡膠制品彈性和耐磨性的方法具體為：將包含橡膠，補強填充劑，防老劑，硫化體系，油的橡膠組合物進行混煉形成混煉膠；然后對該混煉膠進行電子輻照，以使混煉膠中的結合膠含量提高10％以上，優選20％以上，更優選30％以上，最優選40％以上，然后進行硫化得到橡膠制品；其中，結合膠是指未硫化的填充膠中不能被橡膠良溶劑抽提出來的橡膠；所述結合膠的測量方法為：將混煉后室溫下放置至少一天的填充混煉膠剪成約1mm3小碎塊，稱取約0.5g(W)封包于線性橡膠大分子能透過而凝膠不能透過的清潔不銹鋼網中或濾紙中，然后浸于100mL甲苯中，在室溫下浸泡48h，然后重新換溶劑再浸泡48h，取出后真空干燥至恒重(Wfg)，然后用如下公式計算結合膠含量：W-樣品重量Wfg-填料和結合膠的重量mf-混煉膠中填料的重量mp-混煉膠中橡膠的重量最后取兩次測定值的算術平均值作為測定結果。所述橡膠為天然膠或含二烯烴單元的合成橡膠的一種或多種。橡膠的用量為100重量份。合成橡膠為乳聚丁苯橡膠、溶聚丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、反式異戊橡膠TPI、乙丙橡膠、丁腈橡膠或氯丁橡膠等。所述補強填充劑為橡膠用炭黑或白炭黑。補強填充劑的用量為10-120重量份，優選20-100重量份。所述防老劑為喹啉類、胺類、酚類、防護蠟等橡膠用防老劑。防老劑的用量為1-10重量份。所述硫化體系為硫黃、硫化促進劑。硫黃的用量0.3-10重量份；促進劑的用量0.3-10重量份。硫化促進劑可以為次磺酰胺類促進劑，包括N-叔丁基2-苯并噻唑次磺酰胺、N-環己基2-苯并噻唑次磺酰胺。輪胎胎面半成品經電子輻照預硫化后，因為橡膠分子產生了預交聯，導致膠料硫化速度明顯加快，因此還需對硫化體系做適當調整，通過實驗驗證，只需將促進劑用量降低3-5％即可保持原配方硫化速度，而其它性能基本不受影響。所述油為芳烴油、環烷油、石蠟油等橡膠類用油。油的用量為0-50重量份，優選0-30重量份，更優選5-25重量份。所述橡膠組合物還包含其它活性劑、偶聯劑、粘合劑、增硬劑、抗硫化返原劑等橡膠類配合劑。配合劑用量為0.1-10重量份。所述混煉為一段混煉方法或多段混煉方法。其中一段混煉具體為：按上述配方采用密煉機將橡膠、補強填充劑、防老劑、油及其它配合劑進行混煉，混煉溫度范圍為60-200℃，混煉時間為2-10分鐘，密煉機轉速為20-100轉，混煉均勻后排膠至多臺串聯開煉機中，加入硫化體系，煉膠溫度范圍為室溫-170℃，煉膠時間為2-10分鐘，完成混煉膠制備。其中兩段混煉具體為：第一段混煉，按上述配方采用密煉機將橡膠、補強填充劑、防老劑、油及其它配合劑進行混煉，混煉溫度范圍為60-200℃，混煉時間為2-10分鐘，密煉機轉速為20-100轉，混煉均勻后排膠，停放4小時以上。第二段混煉，將停放后的一段混煉膠與硫化體系加入密煉機中進行終煉操作，混煉溫度范圍為60-120℃，混煉時間為1-8分鐘，密煉機轉速為20-80轉，完成混煉膠制備。其中三段混煉具體為：第一段混煉，按上述配方采用密煉機將橡膠、補強填充劑進行混煉，混煉溫度范圍為60-200℃，混煉時間為2-10分鐘，密煉機轉速為20-100轉，混煉均勻后排膠，停放4小時以上。第二段混煉，將停放后的一段混煉膠與防老劑、油及其它配合劑進行混煉，混煉溫度范圍為60-200℃，混煉時間為2-10分鐘，密煉機轉速為20-100轉，混煉均勻后排膠，停放4小時以上。第三段混煉，將停放后的二段混煉膠與硫化體系加入密煉機中進行終煉操作，混煉溫度范圍為60-180℃，混煉時間為1-5分鐘，密煉機轉速為20-80轉，完成混煉膠制備。三段以上的多段混煉只是在終煉段前增加一次或多次返煉，其它內容與三段工藝相同，返煉工藝為：將上一段混煉膠加入密煉機中進行返煉操作，混煉溫度為60-150℃，混煉時間為0.5-5分鐘，密煉機轉速為10-80轉，混煉均勻后排膠，停放4小時以上。按照輪胎胎面壓出工藝進行擠出生產，并進行電子輻照預硫化操作，可通過離線方式在建有加速器裝置的輻照線上操作，也可以在胎面壓出生產線上增加電子加速器裝置來實現連續在線輻照。電子輻照的操作條件如下：1、加速器電壓：0.1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種改善橡膠制品彈性和生熱性能的方法，其特征在于：將包含橡膠、補強填充劑、防老劑、硫化體系、油的橡膠組合物進行混煉形成混煉膠；然后對該混煉膠進行電子輻照，以使混煉膠中的結合膠含量提高10％以上，然后進行硫化得到橡膠制品；其中，結合膠是指未硫化的填充膠中不能被橡膠良溶劑抽提出來的橡膠；所述結合膠的測量方法為：將混煉后室溫下放置至少一天的填充混煉膠剪成約1mm3小碎塊，稱取約0.5g(W)封包于線性橡膠大分子能透過而凝膠不能透過的清潔不銹鋼網中或濾紙中，然后浸于100mL甲苯中，在室溫下浸泡48h，然后重新換溶劑再浸泡48h，取出后真空干燥至恒重(Wfg)，然后用如下公式計算結合膠含量：W?樣品重量Wfg?填料和結合膠的重量mf?混煉膠中填料的重量mp?混煉膠中橡膠的重量最后取兩次測定值的算術平均值作為測定結果。

【技術特征摘要】
1.一種改善橡膠制品彈性和生熱性能的方法，其特征在于：將包含橡膠、
補強填充劑、防老劑、硫化體系、油的橡膠組合物進行混煉形成混煉膠；然后
對該混煉膠進行電子輻照，以使混煉膠中的結合膠含量提高10％以上，然后進
行硫化得到橡膠制品；
其中，結合膠是指未硫化的填充膠中不能被橡膠良溶劑抽提出來的橡膠；
所述結合膠的測量方法為：
將混煉后室溫下放置至少一天的填充混煉膠剪成約1mm3小碎塊，稱取約
0.5g(W)封包于線性橡膠大分子能透過而凝膠不能透過的清潔不銹鋼網中或濾
紙中，然后浸于100mL甲苯中，在室溫下浸泡48h，然后重新換溶劑再浸泡48h，
取出后真空干燥至恒重(Wfg)，然后用如下公式計算結合膠含量：
W-樣品重量
Wfg-填料和結合膠的重量
mf-混煉膠中填料的重量
mp-混煉膠中橡膠的重量
最后取兩次測定值的算術平均值作為測定結果。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：王夢蛟，王云海，張琳，
申請(專利權)人：怡維怡橡膠研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：