一种阻燃性全钢工程子午胎胎面胶料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种阻燃性全钢工程子午胎胎面胶料及其制备方法 (Flame-retardant all-steel engineering radial tire tread rubber material and preparation method thereof ) 是由 张小刚 李代强 佘腾龙 于 2020-12-22 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种阻燃性全钢工程子午胎胎面胶料及其制备方法,是由生胶和阻燃剂及其他助剂制备而成,所述阻燃剂为二氧化硅,与现有的胎面配方技术相比,本发明采用二氧化硅作为填充剂、阻燃剂,从而既使胎面橡胶的物理机械性能能够满足轮胎胎面使用,又能提升轮胎胎面橡胶的氧指数,使其具备阻燃性能。应用在焦炭厂、金属冶炼厂等高温作业场所,能够有效提升全钢工程子午胎的使用寿命,同时也能避免车辆因轮胎燃烧而发生火灾事故。属于轮胎生产制造领域。(The invention provides a flame-retardant all-steel engineering radial tire tread rubber and a preparation method thereof, wherein the flame-retardant all-steel engineering radial tire tread rubber is prepared from raw rubber, a flame retardant and other additives, wherein the flame retardant is silicon dioxide. The method is applied to high-temperature operation places such as coke plants, metal smelting plants and the like, can effectively prolong the service life of all-steel engineering radial tires, and can avoid fire accidents of vehicles due to tire combustion. Belongs to the field of tire production and manufacture.)
技术领域
本发明涉及一种阻燃性全钢工程子午胎胎面胶料及其制备方法，属于轮胎胶料技术领域。
背景技术
在焦炭厂、金属冶炼厂等高温作业场地，工程车辆对使用的轮胎要求具备耐高温、能阻燃的性能。现有橡胶阻燃剂在全钢工程子午胎上使用都会影响聚合物材料使用性能，使用效果无法满足要求，急需加以解决。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种阻燃性全钢工程子午胎胎面胶料及其制备方法，以解决现有橡胶阻燃剂在全钢工程子午胎上使用效果较差，无法满足轮胎在焦炭厂、金属冶炼厂等高温作业场所使用需求的问题。
为解决上述问题，拟采用这样一种阻燃性全钢工程子午胎胎面胶料，由生胶、阻燃剂以及辅助助剂制备而成，所述阻燃剂是无机物填充剂+均匀剂组合。
前述胎面胶料中，所述无机物填充剂为二氧化硅，均匀剂为F-880；
前述胎面胶料中，按照质量份，所述胎面胶料由丁苯胶100份、炭黑10-30份、二氧化硅30-70份、氧化锌3.5-15份、硬脂酸0.5-5份、防老剂3-6份、软化剂5-15份、均匀剂F-88010-20份、芳烃油6-10份、硫磺0.6-6份、促进剂1-4份和防焦剂0.1-0.4份制备而成；
前述胎面胶料中，按照质量份，所述胎面胶料由丁苯橡胶100份、炭黑10-20份、二氧化硅50-70份、氧化锌5-15份、硬脂酸2-5份、防老剂3.5-5份、软化剂10-15份、均匀剂F-88015-20份、芳烃油8-10份、硫磺1.5-5份、促进剂1.5-3.5份和防焦剂0.15-0.25份制备而成；
前述胎面胶料中，按照质量份，所述胎面胶料由丁苯橡胶100份、炭黑10份、二氧化硅70份、氧化锌10份、硬脂酸4份、防老剂5份、软化剂15份、均匀剂F-88015份、芳烃油9份、硫磺4份、促进剂2份和防焦剂0.2份制备而成；
其制备方法包括如下步骤：
母胶混炼：设置啮合式密炼机转速为35～65prm，在啮合式密炼机中加入丁苯橡胶、二氧化硅，混炼75-105秒后加入炭黑、芳烃油、混炼至135-175秒，加入氧化锌、硬脂酸、软化剂、均匀剂F-880，混炼至215-255秒，提栓，然后压栓至275-330秒后排料即得母胶；
终炼胶混炼：设置开炼机前辊转速15～25rpm，后辊转速10～20rpm，辊温为55～75℃，在开炼机中先加入母胶、包辊混炼50～80秒后，加入硫磺、促进剂、防老剂、防焦剂，左右拉刀各1-3次，薄通3-9次，打三角包3-9次，排胶即得胶料。
前述方法中：
母胶混炼：设置啮合式密炼机转速为55prm，在啮合式密炼机中加入丁苯橡胶、二氧化硅，混炼95秒后加入炭黑、芳烃油，混炼至155秒，加入氧化锌、硬脂酸、软化剂、均匀剂F-880，混炼至235秒，提栓，然后压栓至295秒后排料即得母胶；
终炼胶混炼：设置开炼机前辊转速18rpm，后辊转速15rpm，辊温为65℃，在开炼机中先加入母胶，包辊混炼65秒后，加入硫磺、促进剂、防老剂、防焦剂，左右拉刀各2次，薄通5次，打三角包5次，排胶即得胶料。
与现有技术相比，本发明采用无机物填充剂加均匀剂组合作为阻燃剂，尤其优选地采用二氧化硅应用到阻燃轮胎胎面中，对聚合物材料使用性能影响较小，阻燃性持久，使胎面橡胶的物理机械性能能够满足轮胎胎面使用，又能提升轮胎胎面橡胶的氧指数，使其具备极好的阻燃性能，提高全钢工程子午轮胎在高温作业场地，如焦炭厂、金属冶炼厂的使用寿命，同时避免车辆因轮胎燃烧发生火灾事故，具备极好的推广价值和市场前景。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：
本实施例提供一种阻燃性全钢工程子午胎胎面胶料，由生胶、阻燃剂以及辅助助剂制备而成，所述阻燃剂是二氧化硅加F-880组合。
按照质量份，所述胎面胶料由丁苯橡胶100份、炭黑10份、二氧化硅70份、氧化锌10份、硬脂酸4份、防老剂5份、软化剂15份、均匀剂F-88015份、芳烃油9份、硫磺4份、促进剂2份和防焦剂0.2份制备而成；
其制备方法如下：
母胶混炼：设置啮合式密炼机转速为55prm，在啮合式密炼机中加入丁苯橡胶、二氧化硅，混炼95秒后加入炭黑、芳烃油，混炼至155秒，加入氧化锌、硬脂酸、软化剂、均匀剂F-880，混炼至235秒，提栓，然后压栓至295秒后排料即得母胶；
终炼胶混炼：设置开炼机前辊转速18rpm，后辊转速15rpm，辊温为65℃，在开炼机中先加入母胶，包辊混炼65秒后，加入硫磺、促进剂、防老剂、防焦剂，左右拉刀各2次，薄通5次，打三角包5次，排胶即得胶料。其制备方法为：
母胶混炼：设置啮合式密炼机转速为55prm，在啮合式密炼机中加入丁苯橡胶、二氧化硅，混炼95秒后加入炭黑、芳烃油，混炼至155秒，加入氧化锌、硬脂酸、软化剂、均匀剂F-880，混炼至235秒，提栓，然后压栓至295秒后排料即得母胶；
终炼胶混炼：设置开炼机前辊转速18rpm，后辊转速15rpm，辊温为65℃，在开炼机中先加入母胶，包辊混炼65秒后，加入硫磺、促进剂、防老剂、防焦剂，左右拉刀各2次，薄通5次，打三角包5次，排胶即得胶料。
上述技术方案中各种配比的胶料和普通胶料的实验对比如下：
一、胶料的制备
按表1的配方采用如下方法制备胶料：
母胶混炼：设置啮合式密炼机转速为55prm，在啮合式密炼机中加入丁苯橡胶、二氧化硅，混炼95秒后加入炭黑、芳烃油，混炼至155秒，加入氧化锌、硬脂酸、软化剂、均匀剂F-880，混炼至235秒，提栓，然后压栓至295秒后排料即得母胶；
终炼胶混炼：设置开炼机前辊转速18rpm，后辊转速15rpm，辊温为65℃，在开炼机中先加入母胶，包辊混炼65秒后，加入硫磺、促进剂、防老剂、防焦剂，左右拉刀各2次，薄通5次，打三角包5次，排胶即得胶料。
表1胶料配方(重量份)
原料
普通配方
对比配方1
对比配方2
对比配方3
丁苯橡胶
100
100
100
100
炭黑
80
50
20
10
二氧化硅(白炭黑VN3)
/
30
60
70
氧化锌
5
15
10
10
硬脂酸
3
5
2
4
防老剂
5.5
3.5
4.5
5
软化剂
8.5
10
12
15
均匀剂F-880
/
5
10
15
芳烃油
10
7
6
9
硫磺
3.5
2
5
4
促进剂
2.5
1
3
2
防焦剂
0.1
0.3
0.2
0.2
二、胶料性能
1、表1中普通配方和对比配方的主要性能如表2所示。
表2硫化胶的物理性能对比
与现有的配方技术相比，本发明采用二氧化硅作为填充剂之后，氧指数增加。现有的普通配方氧指数在18.5％，说明在空气(氧含量21％)中就可以正常燃烧，对比配方2、对比配方3,的氧指数都达到了21％以上，说明在空气中已不能自然燃烧，属于自熄级别。而对比配方3的氧指数甚至达到了26.4％，是难燃级别，具有阻燃性能。
三、路试检验
选取氧指数最高的对比配方3，与现有普通配方，使用在23.5R25规格装载机轮胎胎面上，在江苏某钢铁冶炼厂进行装车对比试验，作业场地地面会有炙热的金属残渣，普通轮胎压上去会被燃烧。
经过两个月对比路试，普通配方与对比配方3的使用效果通过对测试后轮胎状态的观察和检测进行判断，普通配方和对比配方3的使用效果能够看出，普通配方的轮胎胎面胶已经燃烧至钢丝带束层，而对比配方3的胎面还比较完整，其阻燃效果非常明显。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明所要求的权利范围之内。