[发明专利]一种载重子午线轮胎气密层部件及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于橡胶轮胎加工技术领域，特别涉及一种载重子午线轮胎气密层部件及其制备工艺。

背景技术

随着经济的发展和社会的进步，轮胎作为交通运输业的重要支撑和战略资源，其发展状况受到各个国家的高度重视。轮胎是由以橡胶材料为主要基材的多个部件经硫化定型组合而成的，而无内胎子午线轮胎作为轮胎行业的发展趋势，在其内侧加有气密层，除了能保护帘布层外，还可以防止充气轮胎由于压差气体通过橡胶渗出胎体层，起到保压密封气体的功能。无内胎子午线轮胎具有气密性好，散热好，结构简单，质量轻等优势，但在轮胎制造过程中，气密层生胶的格林强度不高，定型充气时，在高压硫化下会发生移位和变形，不利于实现胶层薄厚均匀平整，且轮胎的气密性也亟待获得进一步的提高。因此，如何提高气密层生胶的格林强度，提高胎体气密层部件的气密性能，保证后期轮胎加工成型时胶层的均匀性和结构的稳定性，达到提高轮胎品质的目的，成为当前本领域中急需研究解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种载重子午线轮胎气密层部件及制备工艺，可以克服目前气密层生胶格林强度低、后期轮胎加工成型时胶层的均匀性和结构尺寸稳定性较差的缺陷，且获得胶料的气密层性能好。

本发明采用的技术方案如下：

一种载重子午线轮胎气密层部件，按照以下工艺制备而成：首先按以下质量份取各物质：橡胶基材：100份；补强体系：40-100份；防老体系：1-10份；硫化体系：4.7-15份；辐射交联敏化剂：0-20份；添加助剂0-50份；将以上除了硫化体系之外的其他物质混炼、排胶，之后加入硫化体系进行混炼胶的制备；将制得的混炼胶压延获得厚度为3-5mm的气密层片材，并于空气中进行钴源辐射处理获得所述载重子午线轮胎气密层部件，气密层片材辐射剂量为5-50kGy。

所述的橡胶基材为卤化丁基橡胶、高顺式聚异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、天然橡胶中的一种或一种以上的混合物。

所述的补强体系为炭黑。炭黑品种可选择炭黑N660。

所述的防老体系为N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺，2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体或N，N-二甲苯基对苯二胺。

所述的硫化体系包括不溶性硫磺、硫化促进剂和硫化活性剂；硫化活性剂为氧化锌、氧化镁或硬脂酸，硫化促进剂为二硫化二苯并噻唑。

较好的，硫化促进剂1-3份，硫化活化剂3-8份，不溶性硫磺0.7-4份。

所述的辐射交联敏化剂为三烯丙基异氰尿酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或二甲基丙烯酸四乙二醇酯。

所述的添加助剂组成为0-28份橡胶软化剂和0-22份碳烃混合树脂。

不添加硫化体系进行混炼时，混炼温度范围为140-170℃，混炼时间为3-15min；加入硫化体系后于90-120℃塑炼3-10min。

本发明辐射预处理气密层部件的原理是通过Co-60 γ射线照射，利用γ射线较高的穿透能力来实现材料深度上的均匀预硫化，高能射线通过照射橡胶基材，激活橡胶大分子，产生活性自由基，这些自由基之间的相互结合反应，发生交联，形成-C-C-键，将橡胶大分子结合形成一个立体网状结构。采用辐射预硫化技术，实现子午线轮胎气密层部件胶料的预硫化，能显著提高全钢子午线轮胎气密层部件生胶的格林强度，减少轮胎在成型时气密层片材的流动，保证轮胎气密层部件胶料在成型制作中的移位和变形，提高轮胎气密层部件结构尺寸稳定性和厚度均匀性，提高产品品质；通过对轮胎气密层部件的辐射预处理，形成了三位交联网状大分子，可减小橡胶大分子间的自由空间体积，降低了气体分子的扩散速率，有助于降低气体的渗透系数，提高产品的气密性能；同时通过添加辐射交联敏化剂，在满足提高胶片格林强度的同时，可降低辐射剂量，节省能量，提高生产效率。

实验检测，本发明可以达到如下效果：对于轮胎气密层部件辐射处理5-50kGy剂量后，提高了橡胶材料的格林强度，生胶的格林强度比未辐射增加了40%-280%，使橡胶片材得到初步定型，减少材料变形或移动现象的产生，保证了产品工艺、结构和性能的稳定性，同时气密层的气体渗透系数降低了20-45%，气密性能得到提高。如经10kGy剂量辐射预处理后，其格林强度可达1.8MPa，扯断伸长率维持在900%以上，同时气密层部件的氮气渗透率降低到1.36×10^-17/[m²·(Pa·s)^-1]，气密层的气密性能获得了较大提高，可以在较低的辐射剂量提高轮胎品质。

本发明相对于现有技术，有以下优点：