一種節(jié)能低碳全鋼載重子午線輪胎及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及橡膠輪胎技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全鋼重子午線輪胎設(shè)備，具體是指 一種節(jié)能低碳全鋼載重子午線輪胎及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車(chē)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位，近幾年得到了迅猛的發(fā)展，2014年中 國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量分別是2372萬(wàn)輛和2349萬(wàn)輛，2015年我國(guó)汽車(chē)工業(yè)仍將呈現(xiàn)較好的發(fā)展態(tài) 勢(shì)，因我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)仍將快速發(fā)展，城鄉(xiāng)居民生活水平穩(wěn)步提高，城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程加快， 出口逐步恢復(fù)。據(jù)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，汽車(chē)銷(xiāo)量為2513萬(wàn)輛，增速為7%，節(jié)能環(huán)保汽車(chē)將成為我國(guó) 汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的主基調(diào)。
[0003] 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人類(lèi)文明的提高，人們對(duì)能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)越來(lái)越重 視，眾所周知，石油是目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人們生活的主要能源，而石油資源是有限的，因卡車(chē) 運(yùn)輸要消耗大量能源同時(shí)又排放大量的碳，降低汽車(chē)行駛滾動(dòng)阻力是節(jié)油的有效手段，輪 胎作為汽車(chē)的重要配件，有數(shù)據(jù)顯示輪胎的油耗占整車(chē)的8~20% (轎車(chē))、25~35% (卡車(chē)、客 車(chē))。輪胎滾動(dòng)阻力每減低10%，通常可以使燃料消耗降低1~3%，因而研究和開(kāi)發(fā)降低輪胎 的滾動(dòng)阻力、幫助用戶降低運(yùn)營(yíng)成本、降低碳排放，長(zhǎng)期以來(lái)一直是輪胎制造商所致力的目 標(biāo)，近幾年來(lái)，燃油價(jià)格居高不下，燃油經(jīng)濟(jì)性已成為運(yùn)輸業(yè)者最為關(guān)切的問(wèn)題之一。
[0004] 隨著人類(lèi)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，低碳經(jīng)濟(jì)這個(gè)名詞也被越來(lái)越多的人所關(guān)注，汽車(chē)工 業(yè)的燃油經(jīng)濟(jì)和汽車(chē)尾氣排放量則受到了前所未有的重視。作為汽車(chē)重要的安全配件一一 輪胎，因具有彈性好、滾動(dòng)阻力小、耗油低、生熱低、耐磨、耐穿刺、承載能力大等優(yōu)點(diǎn)，不可 避免地駛上了這條低碳環(huán)保的大道。"綠色節(jié)能輪胎"的理念就此應(yīng)運(yùn)而生，其設(shè)計(jì)思路是 降低輪胎的滾動(dòng)阻力，提高每升汽油的汽車(chē)行駛里程數(shù)，以大幅度節(jié)省燃油，減少?gòu)U氣排放 量。
[0005] 能源資源的緊缺，環(huán)保要求的提高，使輪胎滾動(dòng)阻力研究成為輪胎技術(shù)發(fā)展的重 要方向；全球能源消耗的26%來(lái)自交通，其中輪胎的能耗占4%左右。歐美國(guó)家的相關(guān)企業(yè) 在這一領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大進(jìn)步，美國(guó)和歐盟都開(kāi)始立法限制輪胎的滾動(dòng)阻力；我國(guó)輪胎 行業(yè)在這方面的研究相對(duì)落后，尤其是在輪胎企業(yè)中的應(yīng)用研究和形成系列的產(chǎn)品方面還 有較大差距。
[0006] 輪胎滾動(dòng)阻力主要來(lái)源于以下主要方面： 一是風(fēng)阻損失（由于空氣與車(chē)輪組件表面的摩擦）； 二是輪胎/地面摩擦(輪胎接地面的微滑移）； 三是橡膠的滯后損失(輪胎內(nèi)部材料摩擦產(chǎn)生的阻力）； 四是輪胎花紋型式設(shè)計(jì)對(duì)滾動(dòng)阻力也有明顯的影響（如縱向的條狀花紋明顯要比塊狀 花紋)。
[0007] 從配方專(zhuān)業(yè)角度分析，鑒于輪胎滾動(dòng)阻力主要源于橡膠材料的滯后損失，合理改 進(jìn)橡膠材料配方(如加人硅元素)能夠顯著改善降低滯后損失狀況。因NR和Si0 22間以氫 鍵形式相互作用，可減小滯后效應(yīng)，降低輪胎的滾動(dòng)阻力。
[0008] 20世紀(jì)末，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，硫化橡膠三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中未被束縛的自由末端對(duì)橡 膠滯后損失貢獻(xiàn)很大。這些自由末端相當(dāng)于整個(gè)大分子網(wǎng)絡(luò)的大側(cè)基，其無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn) 生大量的摩擦熱會(huì)極大地增加滾動(dòng)阻力。
[0009] 根據(jù)輪胎變形分析，它的受力部件主要在胎冠和胎圈部分。胎冠部通常包括胎面、 帶束層、胎肩及帶束層肩墊膠，而胎圈部位是由胎圈鋼絲、填充膠、及子口耐磨膠條組成，胎 側(cè)膠通常為鋼絲胎體的保護(hù)膠，而內(nèi)襯層除保護(hù)胎體外還必須預(yù)防在使用中濕空氣進(jìn)入輪 胎的胎體和帶束層影響輪胎的使用壽命。此外，由于輪胎在使用過(guò)程中各界之間要產(chǎn)生相 對(duì)剪切變形，若各部件之間在性能上配合不妥，也會(huì)產(chǎn)生早期破壞，影響使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種節(jié)能低碳 全鋼載重子午線輪胎及制備方法，該輪胎采用低碳、環(huán)保、節(jié)能膠料配方，選用新型原材料， 采用優(yōu)化密煉的制備方法、技術(shù)手段，所制備的輪胎自身具有低滾動(dòng)阻力、節(jié)省燃料、環(huán)保、 安全，制造成本低，具備良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，推動(dòng)我國(guó)節(jié)能、低碳、環(huán)保載重子午線 輪胎的發(fā)展。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供如下一種節(jié)能低碳全鋼載重子午線輪胎，包括胎 冠膠、胎肩墊膠和胎側(cè)膠。
[0012] 按重量比計(jì)算，胎冠膠包括：泰國(guó)20#標(biāo)準(zhǔn)橡膠85份、1502 丁苯橡膠15份、炭黑 33份、白炭黑25份、硅烷偶聯(lián)劑6份、硫磺粉1. 7份、促進(jìn)劑DPG 0. 3份、微晶蠟1份，防老 劑RD 1份，防老劑4020 2份，氧化鋅3. 5份。
[0013] 按重量比計(jì)算，胎肩墊膠包括：泰國(guó)20#標(biāo)準(zhǔn)橡膠100份、炭黑39份、白炭黑5份、 硅烷偶聯(lián)劑1. 5份、分散架橋劑1. 5份、防老劑RD 1份、促進(jìn)劑1. 5份、硫磺1. 69份、防焦 劑0.25份，氧化鋅3份。
[0014] 按重量比計(jì)算，胎側(cè)膠包括：泰國(guó)20#標(biāo)準(zhǔn)橡膠45份、順丁橡膠55份、炭黑N375 27份、炭黑N326 20份、白炭黑8份、硅烷偶聯(lián)劑0.8份、加工助劑RH-100 10份、微晶蠟1 份，氧化鋅3份、芳經(jīng)油7份、防老劑RD1. 5份、防老劑40202. 5份、氧化鋅3份、硫化促進(jìn) 劑0. 8份、硫磺粉1. 4份、防焦劑0. 1份。
[0015] -種節(jié)能低碳全鋼載重子午線輪胎的制備方法，包括以下步驟：胎冠膠、胎肩墊膠 和胎側(cè)膠混煉膠單元，所述混煉單元包括一段母煉膠和二段終煉膠。
[0016] 所述胎冠膠混煉膠單元包括： (1) 一段母煉膠生產(chǎn)工藝：將泰國(guó)20#標(biāo)準(zhǔn)橡膠85份、1502 丁苯橡膠15份、炭黑N234 33份、白炭黑25份、硅烷偶聯(lián)劑5份，微晶蠟1份，防老劑RD 1份，防老劑4020 2份， 氧化鋅3. 5份加入F370密煉機(jī)，壓砣40秒，提坨，壓砣35秒，提砣壓砣30秒，壓砣至 155-165°C 排膠； 其中，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速：40r/分，壓力：0. 5~0. 6 MPa，混煉時(shí)間160秒； (2) 二段終煉膠生產(chǎn)工藝：將一段生產(chǎn)的母膠硫磺粉1. 7份、促進(jìn)劑DPG 0. 3份、防焦 劑0. 2份加入GK255密煉機(jī)，壓砣40秒，提砣清掃壓砣30秒，提砣清掃壓砣至100-105°C排 膠； 其中密煉機(jī)轉(zhuǎn)速：25r/分，壓力：0· 4~0· 5 MPa，混煉時(shí)間120秒。
[0017] 所述胎肩墊膠混煉膠單元包括： (1) 一段母煉膠生產(chǎn)工藝： 一段母煉膠生產(chǎn)工藝：將泰國(guó)20#標(biāo)準(zhǔn)橡膠100份、炭黑39份、白炭黑5份、硅烷偶聯(lián) 劑1. 5份、分散架橋劑1. 5份，防老劑RD 1份，氧化鋅3. 5份加入F370密煉機(jī)，壓砣40秒， 提坨，壓砣30秒，提砣壓砣20秒，壓砣至150-160 °C排膠； 其中，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速：50r/分，壓力：0· 5~0· 6 MPa，混煉時(shí)間170秒； (2) 二段終煉膠生產(chǎn)工藝： 二段終煉膠生產(chǎn)工藝：將一段生產(chǎn)的母膠、促進(jìn)劑1. 5份、硫磺1. 69份、防焦劑0. 25份 加入GK255密煉機(jī)，壓砣25秒，提砣清掃壓砣30秒，提砣清掃壓砣至100-105°C排膠； 其中密煉機(jī)轉(zhuǎn)速：25r/分，壓力：0· 4~0· 5 MPa，混煉時(shí)間120秒。
[0018] 所述胎側(cè)膠混煉膠單元包括： (1) 一段母煉膠生產(chǎn)工藝： 一段母煉膠生產(chǎn)工藝：泰國(guó)20#標(biāo)準(zhǔn)橡膠45份、順丁橡膠55份、炭黑N375 27份、炭 黑N326 20份、白炭黑8份、硅烷偶聯(lián)劑0. 8份、加工助劑RH-100 10份、微晶蠟1份，芳烴 油7份、防老劑RD1. 5份、防老劑40202. 5份、氧化鋅3份加入F370密煉機(jī)，壓砣30秒，提 坨，壓砣25秒，提砣壓砣20秒，壓砣至160-170°C排膠； 其中，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速：50r/分，壓力：0· 5~0· 6 MPa，混煉時(shí)間170秒； (2) 二段終煉膠生產(chǎn)工藝： 二段終煉膠生產(chǎn)工藝：將一段生產(chǎn)的母膠、硫化促進(jìn)劑0. 8份、硫磺粉1. 4份、防焦劑 〇. 1份加入GK255密煉機(jī)，壓砣25秒，提砣清掃壓砣30秒，提砣清掃壓砣至100-1KTC排 膠； 其中密煉機(jī)轉(zhuǎn)速：25r/分，壓力：0· 4~0· 5 MPa，混煉時(shí)間120秒。
[0019] 還包括半成品部件單元，所述的半成品部件單元具體為：使用四輥簾布?jí)貉訖C(jī)，擠 出壓延溫度蘭105°C，供膠溫度95±5°C，輥筒溫度55±5°C，壓延速度20-25m/分； 還包括胎胚硫化單元，所述胎胚硫化單元的具體為：雙模定型硫化機(jī)，硫化時(shí)間為 55min，外溫152°C，熱板溫度151±2°C，模套溫度152±2°C，蒸汽壓力0. 8±0.1 MPa，內(nèi)溫： 171±3°C，內(nèi)壓 2. 6±0· IMPa。
[0020] 所制備的輪胎邵氏硬度=65 ;300%定伸=17. 9MPa;斷裂伸長(zhǎng)率=473%;拉伸強(qiáng)度 =30.9MPa〇
[0021] 采用本發(fā)明專(zhuān)利的有益效果：經(jīng)濟(jì)效益：輪胎材料成本節(jié)約10. 8元/條，若按年 產(chǎn)此類(lèi)新型節(jié)能環(huán)保輪胎20萬(wàn)條計(jì)算，每年可節(jié)約原材料成本216萬(wàn)元，為企業(yè)創(chuàng)造較好 的經(jīng)濟(jì)效益。
[0022] 社會(huì)效益：使用新配方生產(chǎn)的輪胎比正常輪胎滾動(dòng)阻力降低了 9. 3%，汽車(chē)行駛 100公里，可節(jié)油1. 12升，按每條12萬(wàn)公里壽命計(jì)算，可節(jié)油1339升。每升油按5. 4元計(jì) 算，每輛車(chē)可節(jié)約7230元，減少二氧化碳3. 56噸左右。節(jié)約了運(yùn)輸成本，使輪胎消費(fèi)者得 到實(shí)際利益，保護(hù)了人們賴以生存的環(huán)境，為社會(huì)帶來(lái)了客觀的效益。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)進(jìn)行大量的考察調(diào)研之后，并基于自身積累的配方設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì) 開(kāi)發(fā)了本發(fā)明所述的節(jié)能低碳全鋼載重子午線輪胎及制備方法，具體實(shí)施例如下： 實(shí)施例1 : 一種節(jié)能低碳全鋼載重子午線輪胎，包括胎冠膠、胎肩墊膠和胎側(cè)膠，按重量比計(jì)算， 其中： 胎冠膠包括：泰國(guó)20#標(biāo)準(zhǔn)橡膠85份、1502 丁苯橡膠15份、炭黑33份、白炭黑25份、 硅烷偶聯(lián)劑6份、硫磺粉1.7份、促進(jìn)劑DPG 0.3份、微晶蠟1份，防老劑RD 1份，防老劑 4020 2份，氧化鋅3. 5份。
[0024]胎肩墊膠包括：泰國(guó)20#標(biāo)準(zhǔn)橡膠100份、炭黑39份、白炭黑5份、硅烷偶聯(lián)劑1. 5 份、分散架橋劑1. 5份、防老劑RD 1份、促進(jìn)劑1. 5份、硫磺1. 69份、防焦劑0. 25份，氧化 鋅3份。
[0025] 胎側(cè)膠包括：泰國(guó)20#標(biāo)準(zhǔn)橡膠45份、順丁橡膠55份、炭黑N375 27份、炭黑 N326 20份、白炭黑8份、硅烷偶聯(lián)劑0. 8份、加工助劑RH-100 10份、微晶蠟1份，氧化鋅 3份、芳烴油7份、防老劑RD1. 5份、防老劑40202. 5份、氧化鋅3份、硫化促進(jìn)劑0. 8份、硫 磺粉1.4份、防焦劑0.1份。
[0026] -種節(jié)能低碳全鋼載重子午線輪胎的制備方法，包括以下步驟： 1、包括原材料準(zhǔn)備單元、混煉膠單元、半成品部件單元、各部件成型胎胚單元、胎胚硫 化單元、輪胎檢測(cè)單元、合格入庫(kù)單元。
[0027] 2、所述原材料準(zhǔn)備單元的具體為：天然橡膠烘膠溫度50~70°C，芳烴油需要加熱， 在加熱罐里儲(chǔ)存，儲(chǔ)存溫度70-90°C，其余原材料