專利名稱：Ipn交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料及其混煉方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠輪胎領(lǐng)域，尤其涉及一種輪胎墊膠膠料及其混煉方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
通常情況下，橡膠輪胎各部件的橡膠配方，主體材料以二烯類的天然橡膠或二烯類的合成橡膠為主，因此，在設(shè)計(jì)硫化體系時(shí)，多為硫磺硫化體系，在硫化交聯(lián)時(shí)，其交聯(lián)鍵多為單一的交聯(lián)鍵，如在輪胎配方中使用最普遍的半有效與有效硫磺硫化體系，在硫化交聯(lián)時(shí)，其交聯(lián)鍵即是單一的“一 s x-，，鍵，(其中的“ X ”可以根據(jù)性能需要，為1 6等不同的數(shù)字)；又如橡膠雜件配方中偶而用到的過氧化物硫化體系，其交聯(lián)鍵則是單一的“一 C一C一”鍵等等。IPN技術(shù)是利用化學(xué)或物理的方法，將二種或二種以上的不同性質(zhì)、不同分子結(jié)構(gòu)的高分子鏈互相交叉穿插而獲得的高分子鏈繚繞混合體系，多應(yīng)用于用溶液法或乳液法制得的薄膜或涂料中，而對(duì)于高粘彈性的高分子材料特別是橡膠材料的IPN技術(shù)，由于材料本身呈固態(tài)，因此，不可能使用溶液法、乳液法或近似的方法來完成IPN技術(shù)。公開的IPN技術(shù)目前除了在高分子薄膜、高分子涂料上有試用的報(bào)道外，由于其加工工藝的技術(shù)難度及性能的不穩(wěn)定性，未見有在輪胎配方中應(yīng)用的任何報(bào)道，主要原因是，公開報(bào)道的IPN加工技術(shù)必須通過溶液滲透法、乳液共混法或近似的方法使幾種不同結(jié)構(gòu)的高分子分子鏈相互交叉穿插制得，且這種交叉穿插僅是物理纏繞，而這種制造方法在輪胎制造生產(chǎn)中是不可能實(shí)現(xiàn)的工藝，因?yàn)檩喬ゲ牧隙际枪腆w材料，在目前的生產(chǎn)工藝條件下是不可能用溶液滲透法、乳液共混法或近似的方法進(jìn)行加工。有關(guān)IPN的專利很多，典型的IPN專利，如J.卡特豪澤等人發(fā)明的專利《生產(chǎn)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)IPN的方法，IPN及其用途》，涉及的技術(shù)是用溶劑法由單體聚合生產(chǎn)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的硅酮聚合物，技術(shù)涉及的是與輪胎無(wú)任何關(guān)聯(lián)的硅酮聚合物的生產(chǎn)方法；又如李榮興等人發(fā)明的專利《互穿網(wǎng)絡(luò)彈性體組合物及制造相關(guān)彈性體產(chǎn)品的方法》，涉及的技術(shù)是用乳液法由單體聚合生產(chǎn)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的熱塑性彈性體聚合物，技術(shù)涉及的也是與輪胎無(wú)任何關(guān)聯(lián)的一種熱塑性彈性體的生產(chǎn)方法；又如梅.格里菲思、李鳳富等人發(fā)明的專利《互穿網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)方法及組合物》，涉及的技術(shù)是一種制備水凝膠材料的方法，不屬輪胎領(lǐng)域；再如謝洪泉等人發(fā)明的專利《多功能網(wǎng)絡(luò)互穿復(fù)合組合物》，涉及的技術(shù)是一種具有互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的粘合劑，更與輪胎技術(shù)無(wú)關(guān)。I P N技術(shù)在高聚物分子膜上的應(yīng)用有較多研究與專利，而在輪胎配方中的應(yīng)用還未見任何專利與報(bào)道。主要原因是，公開報(bào)道的IPN加工技術(shù)必須通過溶液滲透法、乳液法或近似的方法使高分子分子鏈相互交叉制得，而這種方法在輪胎制造生產(chǎn)中是不可能實(shí)現(xiàn)的工藝。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)I P N技術(shù)在輪胎配方中的應(yīng)用，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料，該膠料加入了 IPN硫化網(wǎng)絡(luò)鍵耐溫度性好、耐剪切強(qiáng)度高、耐扭轉(zhuǎn)變形能力大的優(yōu)點(diǎn)，最大限度地提高輪胎配方的使用性能；本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種IPN交個(gè)目的是-
-種采用上述膠料的輪胎。
-個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案
聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料的混煉方法；本發(fā)明的第J為了實(shí)現(xiàn)上述的第-IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料，該墊膠膠料按重量份數(shù)計(jì)由以下組分的原料混煉制備
得到
第一網(wǎng)絡(luò)材料，選用天然橡膠100份；
第二網(wǎng)絡(luò)材料，選用提供交聯(lián)鍵的天然樹脂或合成樹脂以及合成樹脂的單體0. 5 5
份；
助共融劑0. 8 10份；炭黑25 45份； 白炭黑5 25份； 9010: 0.5 2. 5份； 氧化鋅2 15份； 硬脂酸0. 5 5份； 軟化劑1 5份； 防老劑1 8份； 硫磺2 5份； 硫化促進(jìn)劑1 4份。作為優(yōu)選，上述的墊膠膠料按重量份數(shù)計(jì)由以下組分的原料混煉制備得到 第一網(wǎng)絡(luò)材料，選用天然橡膠100份；
第二網(wǎng)絡(luò)材料，選用提供交聯(lián)鍵的天然樹脂或合成樹脂以及合成樹脂的單體0. 5 3
份；
5份； 炭黑30 40份； 、20 份； 9010 0.8 2.0 份；
10份； 硬脂酸0. 8 2份； 5份； 防老劑2 5份； 5份； 硫化促進(jìn)劑2 3份。作為最優(yōu)選，上述的墊膠膠料按重量份數(shù)計(jì)由以下組分的原料混煉制備得到 第一網(wǎng)絡(luò)材料，選用天然橡膠100份；
第二網(wǎng)絡(luò)材料，選用提供交聯(lián)鍵的天然樹脂或合成樹脂以及合成樹脂的單體1份；
助共融劑2份； 炭黑35份；
白炭黑15份； 9010: 1.2份；
氧化鋅7. 5份；硬脂酸1.0份；
軟化劑2份； 防老劑4份；
硫磺3. 8份；硫化促進(jìn)劑2. 5份。作為優(yōu)選，上述的第二網(wǎng)絡(luò)材料選用提供醚鍵、酰鍵、酰胺鍵或碳-碳鍵交聯(lián)鍵的天然樹脂和合成樹脂以及合成樹脂的單體中的一種或多種。作為再優(yōu)選，上述的第二網(wǎng)絡(luò)材料選用烯醚、交聯(lián)型酚醛樹脂、雙馬來酸亞酰胺中的一種或多種。助共融劑是促使天然橡膠和第二網(wǎng)絡(luò)材料二者加快互融，作為優(yōu)選，上述的助共融劑選用萜烯樹脂和改性松香樹脂中的一種或多種。作為優(yōu)選，上述的防老劑選用防老劑RD和防老劑4020，防老劑RD為0. 5 1. 5 份，防老劑4020為2 4份。
助共融劑1 白炭黑10-氧化鋅軟化劑硫磺3
作為優(yōu)選，上述的促進(jìn)劑選用促進(jìn)劑DTDM、促進(jìn)劑NS、促進(jìn)劑DCP、促進(jìn)劑D和促進(jìn)劑H中的一種或多種，促進(jìn)劑DTDM為0.5 1.0份，促進(jìn)劑NS為1. 0 1. 5份，促進(jìn)劑 DCP為0. 08 0. 3份，促進(jìn)劑D為0. 1 0. 3份，促進(jìn)劑H為0 0. 2份。為了實(shí)現(xiàn)上述的第二個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案
一種上述的IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料的混煉方法，該方法包括以下的步驟
a)塑煉在密煉機(jī)中加入天然橡膠，轉(zhuǎn)速40 60轉(zhuǎn)/分，加壓30 50秒提砣，再加壓30 40秒提砣，排膠；
b)一段混煉在密煉機(jī)中加入塑煉后的天然橡膠、第二網(wǎng)絡(luò)材料和助共融劑，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速40 60轉(zhuǎn)/分，加壓50 70s提砣，此時(shí)，各組分高分子材料均已呈粘流態(tài)，然后，投入氧化鋅、硬脂酸、防老劑、炭黑、白炭黑，加壓，在溫度達(dá)到120 130°C時(shí)提砣，加軟化劑， 致150 170°C時(shí)排膠；
c)二段混煉在密煉機(jī)中加入一段混煉膠，壓上頂栓30 40秒提砣，加壓30 40s 提砣，30 50轉(zhuǎn)/分排膠；
d)加硫工藝加硫工藝在密煉機(jī)中投入二段混煉膠，加入硫磺、促進(jìn)劑、9010，轉(zhuǎn)速 20 40轉(zhuǎn)/分，加壓20 40秒提砣，排膠。為了實(shí)現(xiàn)上述的第三個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案
一種輪胎，該輪胎的墊膠采用上述任一一項(xiàng)技術(shù)方案所述的IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料。本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，改變了傳統(tǒng)輪胎橡膠配方中硫化交聯(lián)鍵的單一性，可以采用二種或二種以上的交叉交聯(lián)硫化網(wǎng)絡(luò)，使得輪胎部件膠料硫化后，在保持傳統(tǒng)的單一硫磺交聯(lián)鍵各項(xiàng)物理性能與加工工藝性的同時(shí)，融入了 IPN硫化網(wǎng)絡(luò)鍵耐溫度性好、耐剪切強(qiáng)度高、耐扭轉(zhuǎn)變形能力大的優(yōu)點(diǎn)，最大限度地提高了輪胎配方的使用性能。本技術(shù)不僅發(fā)明了輪胎專用的具有IPN結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠部件專利配方，同時(shí)，本專利技術(shù)還解決了不采用溶液法或乳液法，而用特殊的工藝方法，即用特別的、熔融共混煉的、及分階段混煉的方法，利用高分子材料共混時(shí)的內(nèi)磨擦及內(nèi)磨擦產(chǎn)生的溫度，使高彈性固體橡膠出現(xiàn)粘流態(tài)，并在此時(shí)進(jìn)行多組分的共混，有效地解決了對(duì)幾種不同結(jié)構(gòu)、不同性能的高粘度的輪胎用高分子材料分子鏈進(jìn)行有效網(wǎng)絡(luò)互穿的難題，使輪胎配方中的各高分子材料的分子鏈不僅具有物理交叉網(wǎng)絡(luò)，又具有化學(xué)交叉交聯(lián)，使得制品的性能穩(wěn)定可控， 部件性能有較大的提升，實(shí)現(xiàn)了 IPN技術(shù)在輪胎配方中應(yīng)用的零的突破。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料，該膠料按重量份計(jì)由以下的成份組成
權(quán)利要求
1.IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料，其特征在于該墊膠膠料按重量份數(shù)計(jì)由以下組分的原料混煉制備得到第一網(wǎng)絡(luò)材料，選用天然橡膠100份；第二網(wǎng)絡(luò)材料，選用提供交聯(lián)鍵的天然樹脂或合成樹脂以及合成樹脂的單體0. 5 5份；助共融劑0. 8 10份；炭黑25 45份； 白炭黑5 25份； 9010: 0.5 2. 5份； 氧化鋅2 15份； 硬脂酸0. 5 5份； 軟化劑1 5份； 防老劑1 8份； 硫磺2 5份； 硫化促進(jìn)劑1 4份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料，其特征在于該墊膠膠料按重量份數(shù)計(jì)由以下組分的原料混煉制備得到第一網(wǎng)絡(luò)材料，選用天然橡膠100份；第二網(wǎng)絡(luò)材料，選用提供交聯(lián)鍵的天然樹脂或合成樹脂以及合成樹脂的單體0. 5 3份；助共融劑1 5份；炭黑30 40份；白炭黑10- 20份；9010 0.卜2. 0份氧化鋅5 10份；硬脂酸:0.8 2份；軟化劑1 5份；防老劑2 -- 5份；硫磺3 5份；硫化促進(jìn)劑2 3份。第-第助共融劑2份；白炭黑氧化鋅軟化劑硫磺15份； 7. 5份 2份； 3. 8份
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料，其特征在于該墊膠膠料按重量份數(shù)計(jì)由以下組分的原料混煉制備得到 網(wǎng)絡(luò)材料，選用天然橡膠100份.網(wǎng)絡(luò)材料，選用提供交聯(lián)鍵的天然樹脂或合成樹脂以及合成樹脂的單體1份； 炭黑；35份； 9010 1. 2 份； 硬脂酸1.0份； 防老劑4份； 硫化促進(jìn)劑2. 5份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料，其特征在于第二網(wǎng)絡(luò)材料選用提供醚鍵、酰鍵、酰胺鍵或碳-碳鍵交聯(lián)鍵的天然樹脂和合成樹脂以及合成樹脂的單體中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料，其特征在于第二網(wǎng)絡(luò)材料選用烯醚、交聯(lián)型酚醛樹脂、雙馬來酸亞酰胺中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料，其特征在于助共融劑選用萜烯樹脂和改性松香樹脂中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料，其特征在于防老劑選用防老劑RD和防老劑4020，防老劑RD為0. 5 1. 5份，防老劑4020為2 4份。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料，其特征在于促進(jìn)劑選用促進(jìn)劑DTDM、促進(jìn)劑NS、促進(jìn)劑DCP、促進(jìn)劑D和促進(jìn)劑H中的一種或多種，促進(jìn)劑 DTDM為0. 5 1. 0份，促進(jìn)劑NS為1. 0 1. 5份，促進(jìn)劑DCP為0. 08 0. 3份，促進(jìn)劑D 為0. 1 0. 3份，促進(jìn)劑H為0 0. 2份。
9.一種權(quán)利要求1或2或3所述的IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料的混煉方法，其特征在于該方法包括以下的步驟(1)塑煉在密煉機(jī)中加入天然橡膠，轉(zhuǎn)速40 60轉(zhuǎn)/分，加壓30 50秒提砣，再加壓30 40秒提砣，排膠；(2)一段混煉在密煉機(jī)中加入塑煉后的天然橡膠、第二網(wǎng)絡(luò)材料和助共融劑，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速40 60轉(zhuǎn)/分，加壓50 70s提砣，此時(shí)，各組分高分子材料均已呈粘流態(tài)，然后，投入氧化鋅、硬脂酸、防老劑、炭黑、白炭黑，加壓，在溫度達(dá)到120 130°C時(shí)提砣，加軟化劑， 致150 170°C時(shí)排膠；(3)二段混煉在密煉機(jī)中加入一段混煉膠，壓上頂栓30 40秒提砣，加壓30 40s 提砣，30 50轉(zhuǎn)/分排膠；(4)加硫工藝加硫工藝在密煉機(jī)中投入二段混煉膠，加入硫磺、促進(jìn)劑、9010，轉(zhuǎn)速 20 40轉(zhuǎn)/分，加壓20 40秒提砣，排膠。
10.一種輪胎，其特征在于該輪胎的墊膠采用權(quán)利要求1或2或3所述的IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料。
全文摘要
本發(fā)明涉及橡膠輪胎領(lǐng)域，尤其涉及一種輪胎墊膠膠料及其混煉方法和應(yīng)用。IPN交聯(lián)結(jié)構(gòu)的輪胎墊膠膠料，該墊膠膠料按重量份數(shù)計(jì)由以下組分的原料混煉制備得到第一網(wǎng)絡(luò)材料100份；第二網(wǎng)絡(luò)材料0.5～5份；助共融劑0.8～10份；炭黑25～45份；白炭黑5～25份；90100.5～2.5份；氧化鋅2～15份；硬脂酸0.5～5份；軟化劑1～5份；防老劑1～8份；硫磺2～5份；硫化促進(jìn)劑1～4份。本發(fā)明在保持傳統(tǒng)的單一硫磺交聯(lián)鍵各項(xiàng)物理性能與加工工藝性的同時(shí)，融入了IPN硫化網(wǎng)絡(luò)鍵耐溫度性好、耐剪切強(qiáng)度高、耐扭轉(zhuǎn)變形能力大的優(yōu)點(diǎn)，最大限度地提高了輪胎配方的使用性能。
文檔編號(hào)C08J3/24GK102250391SQ201110155170
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者徐世傳, 方永清, 許仁昌 申請(qǐng)人:杭州中策橡膠有限公司