專利名稱：子午線輪胎簾布層與氣密層復(fù)合部件及制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠輪胎制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種子午線輪胎簾布層與氣密 層復(fù)合部件及制備工藝。
背景技術(shù)：
輪胎是由以橡膠材料為主要基材的多個部件經(jīng)硫化定型組合而成，子午化、 無內(nèi)胎化是輪胎的發(fā)展趨勢。在傳統(tǒng)的輪胎制備過程中，要求輪胎各部件材料無 變形，必須保持精確的形狀和尺寸。胎體簾布層在加工、運(yùn)輸、成型和最終硫化 定型中由于加工過程會發(fā)生形變，出現(xiàn)簾線的偏移或變形。為了避免簾線的位移 和簾布層的形變，常規(guī)解決方法是增加簾布層的覆膠量，這勢必增加原材料用量 和該部件的厚度，導(dǎo)致輪胎質(zhì)量的穩(wěn)定性和使用安全性受到直接影響。同樣在輪 胎制造過程中，內(nèi)襯層隨同整條胎匹需要進(jìn)行充氣高壓定型硫化，為減少材料的 移位與變形而引發(fā)薄厚不均，最終影響產(chǎn)品的性能，通常制作中也是采用增大膠 層厚度的辦法，以賦予膠片具有較大的初始強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)膠層薄厚均勻平整，起到 保壓密封氣體的作用。這樣，不但使用了過多的膠料，又影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和使 用性能。如何提高內(nèi)襯氣密層生膠的格林強(qiáng)度，保證后期輪胎加工成型時膠層的 均勻性和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低負(fù)效應(yīng)影響，減少膠層厚度，節(jié)省原材料，達(dá)到提 高輪胎品質(zhì)的目的，是當(dāng)前本技術(shù)領(lǐng)域中急需研究解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)輻射處理的生膠格林強(qiáng)度高、成型結(jié)構(gòu)尺寸及性 能穩(wěn)定、膠層厚度減薄、粘合強(qiáng)度高、以提升輪胎品質(zhì)的子午線輪胎胎體簾布層 與內(nèi)襯氣密層復(fù)合部件及制備工藝。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 一種子午線輪胎簾布層與 氣密層復(fù)合部件及制備工藝，其特點(diǎn)復(fù)合部件的基材是由橡膠基材、防老體 系、補(bǔ)強(qiáng)體系、硫化體系和輻射交聯(lián)敏化劑混合組成混合物構(gòu)成，各組分含量 為
橡膠100份補(bǔ)強(qiáng)填充體系30-120份
防老體系1-10份
硫化體系1-17份
輻射交聯(lián)敏化劑1-20份 其中胎體簾布層使用的橡膠是天然橡膠或天然橡膠與合成橡膠的共混物； 氣密層使用的橡膠包括鹵化丁基橡膠或鹵化丁基橡膠與天然橡膠的共混物；氣密 層上的過渡層使用的橡膠與胎體簾布層使用的橡膠相同；上述各組分用量單位以 質(zhì)量份計(jì)；
輪胎復(fù)合部件制備成型工藝是按上述配方采用密煉機(jī)先將橡膠基材100份、 補(bǔ)強(qiáng)體系30-120份、硫化體系1-17份和輻射敏化劑1-20份等進(jìn)行混煉，混煉 溫度范圍為40-10(TC，混煉時間為20"40分鐘，將膠混煉均勻后排膠；停放8 一12小時后在開煉機(jī)上加入硫化體系，完成混煉膠制備；再按照子午線輪胎胎體 簾布層生產(chǎn)工藝進(jìn)行簾線擴(kuò)張、壓延和敷膠，制成厚度為0.9-1.lmm標(biāo)準(zhǔn)寬度的 胎體簾布層片材；按照子午線輪胎內(nèi)襯氣密層生產(chǎn)工藝進(jìn)行壓延敷膠，通過兩個 擠膠輥制出的氣密層片材和中間過渡層片材復(fù)合壓延，制成厚度為1.0-1.2皿標(biāo) 準(zhǔn)寬度的內(nèi)襯氣密層片材，然后將內(nèi)襯氣密層片材與制出裁切好的胎體簾布層片 材進(jìn)行復(fù)合，復(fù)合時，內(nèi)襯氣密層片材上的過渡層與胎體簾布層緊密貼合，經(jīng)三 輥壓延機(jī)復(fù)合壓延，制備成胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層復(fù)合部件；將復(fù)合部件固定 在電子加速器下的恒張力牽引束下傳輸裝置上，進(jìn)行輻射預(yù)處理；輻射處理時的 電子加速器束流能量為0. 3-2MeV，束流強(qiáng)度為0. 2-100mA，電子束掃描寬度0. 5 一1.0米，控制胎體簾布層片材輻照吸收劑量為10—80kGy，內(nèi)襯氣密層片材輻 照吸收劑量為5-40kGy;束下裝置傳輸速度為10—40m/min，輻照氛圍為限氧環(huán) 境，采用惰性氣體保護(hù)，從而完成子午線輪胎簾布層與氣密層復(fù)合部件的制備。
上述所述的合成橡膠包括丁苯橡膠、丁基橡膠、鹵化丁基橡膠、氯丁橡膠、 順丁橡膠或乙丙橡膠。
上述所述的補(bǔ)強(qiáng)填充體系為炭黑，炭黑品種包括通用爐黑N660和快壓出爐 黑N550,以及低結(jié)構(gòu)快壓出爐黑N539或高耐磨型N330。
上述所述的防老體系為酮-胺反應(yīng)生成物，包括2， 2， 4-三甲基-1， 2-二氫 化喹啉聚合體或6-乙氧基-2， 2， 4-三甲基-1， 2-二氫化喹啉。上述所述的硫化體系包括硫磺、硫化促進(jìn)劑和硫化活性劑；硫化活性劑為氧 化鋅或硬脂酸，硫化促進(jìn)劑為次磺酰胺類促進(jìn)劑，包括N-叔丁基-2-苯并噻唑基 次磺酰胺、N-叔辛基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、 N-二環(huán)己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺；硫黃硫化體系的總用量為1-17份，其中 硫化促進(jìn)劑1-4份，硫化活化劑5-9份，硫黃1-4份。
上述所述的輻射交聯(lián)敏化劑為二官能團(tuán)交聯(lián)助劑，包括新戊二醇雙丙烯酸 酯、二縮三丙二醇雙丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇雙丙烯酸酯或聚乙二醇雙丙烯 酸酯。
本發(fā)明輻射預(yù)處理胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層復(fù)合部件及制備工藝的原理是 對胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層片材在制備過程中先進(jìn)行復(fù)合制備，經(jīng)三輥壓延機(jī)復(fù) 合壓延，趕排氣體，保證平整，再通過電子加速器束流發(fā)出的能量對橡膠材料進(jìn) 行的輻射，合理設(shè)計(jì)控制射線穿透能量和吸收劑量進(jìn)行復(fù)合部件的預(yù)硫化處理， 以簡化生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，同時，降低由輻射引發(fā)的副反應(yīng)產(chǎn)生的不良影 響。高能射線粒子通過照射橡膠基材，激活橡膠大分子，產(chǎn)生活性自由基，這些
自由基之間的相互結(jié)合(偶合終止)，使橡膠大分子形成一C""C一鍵，發(fā)生交聯(lián)，
將橡膠大分子結(jié)合形成一個立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由于在這個過程中無需添加任何助劑 就能實(shí)現(xiàn)部分橡膠大分子的交聯(lián)，因此可以降低硫磺和促進(jìn)劑的用量，使橡膠材 料達(dá)到同等硫化效果，硫化體系的降低，可減少對環(huán)境造成的污染，利于環(huán)境保 護(hù)。采用輻射預(yù)硫化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)子午線輪胎胎體簾布層與內(nèi)襯氣密層復(fù)合部件膠 料的預(yù)硫化，賦予材料一定初始性能，能顯著提高子午線輪胎胎體簾布層和內(nèi)襯 氣密層復(fù)合部件生膠的格林強(qiáng)度，減少輪胎在成型時胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層復(fù) 合片材的流動，減少輪胎胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層復(fù)合部件膠料在成型制作中的 移位和變形，提高輪胎胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層復(fù)合部件結(jié)構(gòu)尺寸的穩(wěn)定性和厚 度的均勻性。通過對輪胎胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層復(fù)合部件輻射預(yù)處理，可以降
低內(nèi)襯氣密層設(shè)計(jì)厚度，減少原材料的使用，降低成本，同時提高產(chǎn)品品質(zhì)；通 過添加輻射交聯(lián)敏化劑，在滿足提高膠片格林強(qiáng)度的同時，可降低輻照劑量，節(jié) 省加速器能量，提高生產(chǎn)效率；降低硫化體系用量，減少因硫化體系的加入對環(huán) 境造成的污染，利于環(huán)境保護(hù)。本發(fā)明的輻射預(yù)硫化可通過電子加速器產(chǎn)生的電 子束來實(shí)現(xiàn)，并可通過調(diào)整電子加速器束流能量，使其在材料深度上發(fā)生不同程度交聯(lián)反應(yīng)，因?yàn)榘凑蛰椛渌p的規(guī)律，內(nèi)襯氣密層的吸收劑量不能單獨(dú)調(diào)整， 內(nèi)襯氣密層的吸收劑量與胎體簾布層的吸收劑量密切相關(guān)，可以通過調(diào)整電子加 速器束流強(qiáng)度來調(diào)整胎體簾布層與內(nèi)襯氣密層的吸收劑量，復(fù)合部件的一個特點(diǎn) 就是輻照胎體簾布層，而內(nèi)襯氣密層可以幾乎不吸收劑量或者吸收劑量可以很 低，從而實(shí)現(xiàn)材料表層輻射硫化或均勻輻射流化。本發(fā)明電子加速器輻照過程的 進(jìn)行，可通過外建加速器裝置從生產(chǎn)線上取膠實(shí)現(xiàn)離線輻照，也可在輪胎生產(chǎn)線 上增加低能量電子加速器裝置來實(shí)現(xiàn)連續(xù)在線輻照。
本發(fā)明可以達(dá)到如下效果對于輪胎胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層復(fù)合部件輻射
處理10—80kGy劑量后，對于輪胎胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層復(fù)合部件輻照預(yù)硫化
可以精確控制橡膠片材在某一取向上的硫化程度，降低輻射引起的不良效應(yīng)，提
高橡膠材料表面格林強(qiáng)度，生膠的格林強(qiáng)度比未輻照增加了 20%—300%，使橡 膠片材得到初步定型，減少材料變形或移動現(xiàn)象的產(chǎn)生，保證了產(chǎn)品工藝、結(jié)構(gòu) 和性能的穩(wěn)定性，同時內(nèi)襯氣密層厚度可降低未輻射處理的60%，節(jié)省原材料。 由于采用了上述子午線輪胎胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層復(fù)合部件組合物的優(yōu) 選配方及輻射預(yù)硫化工藝，使得本發(fā)明輪胎部件組合物格林強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)尺寸及 性能穩(wěn)定、粘合強(qiáng)度提高、降低部件厚度、節(jié)省原材料、輻照劑量小，提高生產(chǎn) 效率，減少硫化體系用量，利于環(huán)境保護(hù)，可以有效提高輪胎品質(zhì)，達(dá)到了本發(fā) 明的目的。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明 實(shí)施例1:
子午線輪胎胎體簾布層基材橡膠配方天然橡膠80， 丁苯橡膠20，炭黑
(N330) 50，氧化鋅5,硬脂酸1.5，防老劑(D )2，烷基酚醛樹脂(Koresin) 3，硫磺3，促進(jìn)劑(DM) 1.5。
子午線輪胎內(nèi)襯氣密層基材橡膠配方鹵化丁基橡膠80，天然橡膠20，炭 黑(660) 80，硬脂酸3，氧化鋅4，防老劑(RD) 1. 5，硫磺1. 2，促進(jìn)劑(NOBS) 1. 5。
子午線輪胎胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層中間過渡層橡膠配方天然橡膠80， 丁苯橡膠20，炭黑(550) 70，氧化鋅6，硬脂酸2，防老劑(AW) 2，硫磺2，
7促進(jìn)劑(NS) 1.5。
按上述配方采用密煉機(jī)將橡膠基材、防老體系、補(bǔ)強(qiáng)體系、硫化體系等進(jìn) 行混煉，混煉溫度控制在7(TC，混煉時間為25分鐘，將膠混煉均勻后，排膠； 停放10小時后在開煉機(jī)上加入硫化體系,完成混煉膠制備。按照子午線輪胎胎體 簾布層生產(chǎn)工藝進(jìn)行簾線擴(kuò)張、壓延和敷膠，制成厚度為l.Omm，寬度為420mm 的胎體簾布層片材；按照子午線輪胎內(nèi)襯氣密層生產(chǎn)工藝進(jìn)行壓延敷膠，通過兩 個擠膠輥制出的內(nèi)襯氣密層基材片材和中間過渡層片材再復(fù)合壓延，制成標(biāo)準(zhǔn)長 寬的內(nèi)襯氣密層片材，其厚度為l.Omm，然后與制備好的胎體簾布層片材進(jìn)行復(fù) 合，制得胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層復(fù)合部件；將復(fù)合部固定在電子加速器下的恒 張力牽引束下傳輸裝置上，進(jìn)行輻射處理。電子加速器能量為0.5MeV，束流強(qiáng) 度為10mA,電子束掃描寬度800mm，內(nèi)襯氣密層片材輻照吸收劑量選擇20kGy， 束下裝置傳輸速度為25m/min，輻照氛圍為限氧環(huán)境，用氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)；電子加 速器輻照采用一臺電子加速器單面輻照，完成子午線輪胎胎體簾布層與氣密層復(fù) 合部件的制備。
本發(fā)明在輻照過程中，內(nèi)襯氣密層部件的溫度變化不大，在輻射劑量范圍內(nèi)， 橡膠片材格林強(qiáng)度較未輻照大于200%，內(nèi)襯氣密層自粘性以及與其它部件層間 粘合保持較好，膠片厚度由原來的1.6mm降低到1.0mm，節(jié)省原材料0. 5公 斤，膠片經(jīng)輻射處理能有效的減少胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層部件在生產(chǎn)過程中的 變形或移位現(xiàn)象的產(chǎn)生，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸和性能穩(wěn)定，提高了輪胎的品質(zhì)，輻射預(yù) 硫化過程速度快，對產(chǎn)品硫化性能和硫化定型后機(jī)械性能無不良影響。 實(shí)施例2:
子午線輪胎胎體簾布層部件組合物配方天然橡膠80， 丁苯橡膠20，炭黑 (N330) 50，氧化鋅5，硬脂酸1.5，防老劑(D )2,烷基酚醛樹脂(Koresin) 3，硫磺2.7，促進(jìn)劑(DM) 1.3，輻射敏化劑2.0。
子午線輪胎內(nèi)襯氣密層部件基材橡膠配方鹵化丁基橡膠90，天然橡膠10， 炭黑(660) 80，硬脂酸4，氧化鋅3，防老劑(RD) 2，硫磺0.8,促進(jìn)劑(NOBS) 1.2，輻射敏化劑l.O。
子午線輪胎胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層中間過渡層橡膠配方天然橡膠90，順 丁橡膠10，炭黑(550) 70，氧化鋅6，硬脂酸2，防老劑(AW ) 2，硫磺1.8，促進(jìn)劑(NS) 1.3，輻射敏化劑1.5。
其橡膠材料混煉工藝、胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層復(fù)合部件壓延制備工藝、輻 射預(yù)處理工藝同實(shí)施例1。
在實(shí)施例2中，是通過對胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層組合物的硫化體系進(jìn)行
調(diào)整，在輻射預(yù)處理后，經(jīng)過檢測，證明采用輻射預(yù)處理技術(shù)對胎體簾布層和內(nèi) 襯氣密層部件施行預(yù)硫化，除能明顯提高產(chǎn)品的品質(zhì)外，還能有效降低硫化體系 的用量，對硫化膠的力學(xué)性能沒有影響。
權(quán)利要求
1.一種子午線輪胎簾布層與氣密層復(fù)合部件，其特特征在于復(fù)合部件的基材是由橡膠基材、防老體系、補(bǔ)強(qiáng)體系、硫化體系和輻射交聯(lián)敏化劑混合組成混合物構(gòu)成，各組分含量為橡膠100份補(bǔ)強(qiáng)填充體系30-120份防老體系1-10份硫化體系1-17份輻射交聯(lián)敏化劑1-20份其中胎體簾布層使用的橡膠是天然橡膠或天然橡膠與合成橡膠的共混物；氣密層使用的橡膠包括鹵化丁基橡膠或鹵化丁基橡膠與天然橡膠的共混物；氣密層上的過渡層使用的橡膠與胎體簾布層使用的橡膠相同；上述各組分用量單位以質(zhì)量份計(jì)；
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎簾布層與氣密層復(fù)合部件，其特征在于所 述的合成橡膠包括丁苯橡膠、丁基橡膠、鹵化丁基橡膠、氯丁橡膠、順丁橡膠或 乙丙橡膠。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎簾布層與氣密層復(fù)合部件，其特征在于所 述的補(bǔ)強(qiáng)填充體系為炭黑，炭黑品種包括通用爐黑N660和快壓出爐黑N550，以 及低結(jié)構(gòu)快壓出爐黑N539或高耐磨型N330。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎簾布層與氣密層復(fù)合部件，其特征在于所 述的防老體系為酮-胺反應(yīng)生成物，包括2， 2， 4-三甲基-l， 2-二氫化喹啉聚合 體或6-乙氧基-2， 2， 4-三甲基-1， 2-二氫化喹啉。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎簾布層與氣密層復(fù)合部件，其特征在于所 述的硫化體系包括硫磺、硫化促進(jìn)劑和硫化活性劑；硫化活性劑為氧化鋅或硬脂 酸，硫化促進(jìn)劑為次磺酰胺類促進(jìn)劑，包括N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、 N-叔辛基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺或N-二環(huán) 己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺；硫黃硫化體系的總用量為1-17份，其中硫化促 進(jìn)劑1-4份，硫化活化劑5-9份，硫黃1-4份。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎簾布層與氣密層復(fù)合部件，其特征在于所 述的輻射交聯(lián)敏化劑為二官能團(tuán)交聯(lián)助劑，包括新戊二醇雙丙烯酸酯、二縮三丙 二醇雙丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇雙丙烯酸酯或聚乙二醇雙丙烯酸酯。
7. 制備如根據(jù)權(quán)利要求1所述輪胎簾布層與氣密層復(fù)合部件的制備工藝， 其特征在于按根據(jù)權(quán)利要求1所述配方采用密煉機(jī)先將橡膠基材100份、補(bǔ)強(qiáng) 體系30-120份、硫化體系1-17份和輻射敏化劑1-20份等進(jìn)行混煉，混煉溫度 范圍為40-100°C，混煉時間為20—40分鐘，將膠混煉均勻后排膠；停放8—12 小時后在開煉機(jī)上加入硫化體系，完成混煉膠制備；再按照子午線輪胎胎體簾布 層生產(chǎn)工藝進(jìn)行簾線擴(kuò)張、壓延和敷膠，制成厚度為0.9-1.lmm標(biāo)準(zhǔn)寬度的胎體 簾布層片材；按照子午線輪胎內(nèi)襯氣密層生產(chǎn)工藝進(jìn)行壓延敷膠，通過兩個擠膠 輥制出的氣密層片材和中間過渡層片材復(fù)合壓延，制成厚度為1.0-l,2mm標(biāo)準(zhǔn)寬 度的內(nèi)襯氣密層片材，然后將內(nèi)襯氣密層片材與制出裁切好的胎體簾布層片材進(jìn) 行復(fù)合，復(fù)合時，內(nèi)襯氣密層片材上的過渡層與胎體簾布層緊密貼合，經(jīng)三輥壓 延機(jī)復(fù)合壓延，制備成胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層復(fù)合部件；將復(fù)合部件固定在電 子加速器下的恒張力牽引束下傳輸裝置上，進(jìn)行輻射預(yù)處理；輻射處理時的電子 加速器束流能量為0. 3-2MeV，束流強(qiáng)度為0. 2-100mA，電子束掃描寬度0. 5—1. 0 米，控制胎體簾布層片材輻照吸收劑量為10—80kGy，內(nèi)襯氣密層片材輻照吸收 劑量為5-40kGy;束下裝置傳輸速度為10—40m/min，輻照氛圍為限氧環(huán)境，采 用惰性氣體保護(hù)，從而完成子午線輪胎簾布層與氣密層復(fù)合部件的制備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種子午線輪胎簾布層與氣密層復(fù)合部件及制備工藝，由橡膠基材、防老體系、補(bǔ)強(qiáng)體系、硫化體系和輻射敏化按比例混合組成混合物，將橡膠混合物在密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，分別按輪胎胎體簾布層和內(nèi)襯氣密層部件生產(chǎn)工藝制成胎體簾布層部件和內(nèi)襯氣密層部件，然后在復(fù)合機(jī)上復(fù)合為整體復(fù)合部件。用電子加速器對復(fù)合部件進(jìn)行輻射處理，在限氧輻射條件下，完成輪胎簾布層和內(nèi)襯氣密層復(fù)合部件的輻射預(yù)硫化。經(jīng)本發(fā)明輻射處理后的簾布層和氣密層復(fù)合部件的格林強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)尺寸及性能穩(wěn)定，節(jié)省原材料、輻照劑量小，生產(chǎn)效率高，利于環(huán)境保護(hù)。
文檔編號B60C1/00GK101612867SQ20091009009
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者劉江偉, 宋衛(wèi)群, 康興川, 曾心苗, 李淑鳳, 王連才, 陽 矯, 陸永俊, 矛 鮑 申請人:北京市射線應(yīng)用研究中心