工程机械轮胎胎面胶料

摘要

本发明是提供一种工程机械轮胎胎面胶料及制造这种胶料所使用的橡胶组合物配方，本发明胶料中含有丁苯橡胶、无机增强填料、防老剂、氧化锌、硬脂酸、硫黄、促进剂。其特征在于：由多种材料配制而成，这些材料包括：丁苯橡胶SBR1500、氧化锌、硬脂酸、防老剂4010NA、防老剂FHD-60、防老剂BLE-W、抗硫化返原剂WK-901、炭黑N234、白炭黑VN3、硅烷偶联剂Si-69、松香、芳烃油、促进剂NS、不溶性硫黄IS-6005。本发明提供的胶料主要用于工程机械轮胎胎面中，使用本发明提供的胶料可明显提高工程机械轮胎胎面的耐老化、耐磨耗、耐切割、耐刺扎和抗崩花掉块性能，从而提高工程机械轮胎的使用寿命，并降低制造成本。

权利要求

1.一种轮胎胎面胶料，使用这种胶料生产的胎面适用于装配在工程机械车辆上的轮胎，其特征为由以下材料按质量比配制而成：丁苯橡胶 100.0；氧化锌 3.5；硬脂酸1.0；防老剂4010NA 1.0；防老剂FHD-60 1.0；

防老剂BLE-W 1.0；炭黑N234 60.0；白炭黑VN3 16.0；硅烷偶联剂Si-69 1.5；松香 8.0；

抗硫化返原剂WK-901 0.7；芳烃油 5.5；促进剂NS 1.5；不溶性硫黄IS-6005 1.3。

说明书

工程机械轮胎胎面胶料

所属技术领域

[0001] 本发明涉及一种轮胎胎面胶料及制造这种胶料所使用的橡胶组合物配方。

[0002] 它更特别的涉及主要由丁苯橡胶和无机增强填料如白炭黑和炭黑混合而成的具有高耐磨耗、耐切割、耐刺扎、抗崩花掉块、耐老化、胶料变形小和低制造成本的轮胎胎面胶料。使用这种胶料生产的胎面适用于装配在工程机械车辆上的轮胎。

背景技术

[0003] 工程机械轮胎行驶速度低、负荷大、运距短、转弯频繁，其胎面胶一般要求耐切割、耐刺扎、抗崩花掉块、耐磨耗、弹性好、硬度高、变形小、生热低。基于天然橡胶良好的综合性能，尽管原材料价格高昂，但传统的工程机械轮胎胎面橡胶组成多数仍采用全天然橡胶，或者与丁苯橡胶按70/30的比例并用。事实上，理论和试验均表明，天然橡胶对于提高胎面胶料的耐磨耗、耐切割、耐刺扎、抗崩花掉块性能以及减少变形等方面，贡献并不显著，其优势主要在于良好的加工特性以及较低的滞后损失，而这些特性均可通过设备和加工制造技术以及合理的轮胎结构设计得以弥补。同时，丁苯橡胶具有优异的耐磨耗和耐热氧老化性能，因此，低成本、全丁苯胶体系的工程机械轮胎胎面胶料在上述推论下具备可行性。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种轮胎胎面胶料及制造这种胶料所使用的橡胶组合物配方，使用这种胶料生产的胎面适用于装配在工程机械车辆上的轮胎。

[0005] 本发明具有以下技术特征：

[0006] 一、本发明提供的胶料配方不含天然橡胶，而是采用全丁苯橡胶体系，以期采用该配方的胶料获得下列特性：良好的耐磨耗、耐切割、耐刺扎、抗崩花掉块、减少胶料变形以及良好的耐热氧老化性。

[0007] 二、本发明提供的胶料配方采用硅烷偶联剂改性白炭黑与炭黑并用的补强体系，以期采用该配方的胶料获得下列特性：减轻硫化返原；提高抗撕裂、抗裂口增长能力；降低胶料生热；提高胶料耐动态疲劳性能。硅烷偶联剂与白炭黑的用量是通过多变量试验获得，有别于二者的常规用量比例，原则上在保证白炭黑良好分散的前提下，尽量减少硅烷偶联剂用量。试验结果表明，随硅烷偶联剂用量减少，胶料的抗撕裂性能不可预期的得到提升，顾及白炭黑的分散效果，其用量在介于白炭黑用量的9.0-9.5%区间时抗撕裂力达到峰值。

[0008] 三、本发明提供的胶料配方使用到一种抗硫化返原剂“1,3-双（柠糠酰亚胺甲基）苯”（商品名WK-901），该物质可在胶料高温硫化过程中，与聚合物主链上生成的共轭二烯和共轭三烯反应生成热稳定的碳-碳键，从而补偿损失的多硫键，以保持配方设计所要求的胶料交联密度和物理特性。

[0009] 四、本发明提供的胶料配方使用到一种在轮胎制造中较少应用的辅助材料——松香，利用其与丁苯橡胶良好的相溶性及其本身的软化粘连作用，提高丁苯橡胶的塑炼效果和其余组份在丁苯橡胶中的分散性，以期采用该配方的胶料具有良好的热机械混炼性能。

[0010] 对于全丁苯橡胶体系对胶料带来的在加工性和滞后生热方面的不足，通过设备、制造工艺和轮胎结构设计来弥补，因此本发明的实施建立在以下二个前提之上：

[0011] 一、本发明提供的胶料特别希望用于14.00-24-24PR以上规格的工程机械轮胎，并采用胎面缠绕法成型的制造方式，以保证工艺过程的顺畅及保证轮胎质量。

[0012] 二、本发明提供的胶料仅可作为胎面施工设计为两方三块结构中的胎冠或上、中层胎面胶部分，与具有较低生热的胎肩胶料配合使用，以避免轮胎出现早期肩空等缺陷。

[0013] 本发明的目的通过以下技术方案实现：工程机械轮胎胎面胶料，其特征为由以下材料按质量比配制而成：

[0014]原 材 料 质量配比
丁苯橡胶SBR1500 100.0
氧化锌 3.0-5.0
硬脂酸 1.0-3.0
防老剂4010NA 1.0
防老剂FHD-60 1.0
防老剂BLE-W 1.0
炭黑N234 45.0-60.0
白炭黑VN3 8.0-20.0
硅烷偶联剂Si-69 1.0-5.0
松香 4.0-10.0
抗硫化返原剂WK-901 0.35-0.75
芳烃油 3.0-8.0
促进剂NS 1.0-1.6
不溶性硫黄IS-6005 1.2-1.8

[0015] 本发明的技术原理是：在生胶体系上采用耐磨耗、耐老化性能优异的丁苯橡胶SBR1500；补强体系采用硅烷偶联剂改性白炭黑和新工艺炭黑N234并用，改善胶料的物理机械性能的同时降低配方材料成本，硅烷偶联剂和白炭黑填充量通过变量试验优选获得；使用了抗硫化返原剂和松香等二种辅助材料，以提高胶料耐热和工艺性能，两种材料的用量同样经过变量试验，分别根据硫化返原率和胶料热机械混炼效果确定；硫化、防老体系采用该类胎面胶配方较成熟的常规配置。

[0016] 具体实施方式：

[0017]原 材 料 质量配比
丁苯橡胶SBR1500 100.0
氧化锌 3.5
硬脂酸 1.0
防老剂4010NA 1.0
防老剂FHD-60 1.0
防老剂BLE-W 1.0
炭黑N234 60.0
白炭黑VN3 16.0
硅烷偶联剂Si-69 1.5
松香 8.0
抗硫化返原剂WK-901 0.7
芳烃油 5.5
促进剂NS 1.5
不溶性硫黄IS-6005 1.3