专利名称：一种子午线轮胎内衬气密层部件及制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及橡胶轮胎加工技术领域，具体涉及一种子午线轮胎内衬气密层 部件及制备工艺。
背景技术：
当前汽车轮胎业发展迅速，先后出现了安全轮胎、节能轮胎、高性能轮胎、 绿色轮胎等各种新型轮胎，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。无内胎子午线轮胎是轮胎的发展趋势，即在轮胎结构中， 取消内胎，整胎内侧加有气密层。其作用除了起到保护帘布层的作用外，主要 是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。子午线轮胎在使用时，空气直接压入外胎中，因此轮胎内侧的气密层及与 轮辋间需有很好的密封，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。在轮胎制造过程中，当定型充气时，为减少高压定型硫化时内 衬层移位和变形，通常制作中采用增大胶层厚度的办法，以实现胶层薄厚均匀 平整，起到保压密封气体的作用。这样，不但使用了过多的胶料，又影响了产 品的质量和使用性能。如何提高内衬气密层生胶的格林强度，保证后期轮胎加 工成型时胶层的均匀性和结构的稳定性，降低负效应影响，减少胶层厚度，节 省原材料，达到提高轮胎品质的目的，是当前本技术领域中急需研究解决的课 题。
发明内容
本发明的目的是提供一种经辐射处理的生胶格林强度高、成型结构尺寸及性能稳定、胶层厚度减薄、粘合强度提高、提升轮胎的品质的子午线轮胎内衬 气密层部件及制备工艺。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案 一种子午线轮胎内衬气密 层部件及制备工艺，包括下层基材橡胶和上层敷胶，其特点是由橡胶基材、 防老体系、补强体系、硫化体系和辐射交联敏化剂混合组成混合物，各组分含 量为
橡胶100份
补强填充体系30-120份
防老体系1-10份
硫化体系l-17份
辐射交联敏化剂0-20份； 其中基材橡胶使用的橡胶包括卤化丁基橡胶、卤化丁基橡胶与天然橡胶 的共混物；上层敷胶使用的橡胶包括天然橡胶或与合成橡胶的共混物；上述各 组分用量单位以质量份计。
按上述配方采用密炼机将基材橡胶基材、补强体系、硫化体系和辐射敏化 剂等进行混炼，混炼温度范围为40-100'C，混炼时间为20—40分钟，将胶混 炼均匀后排胶；停放8—12小时后在丌炼机上加入硫化体系,完成混炼胶制备，
按照子午线轮胎内衬气密层生产工艺进行压延敷胶，通过两个挤胶辊制出的上
下层片材再复合压延，制成厚度为1.0-1.2111111标准宽度的内衬气密层片材，将
内衬气密层片材固定在电子加速器下的无牵引束下传输装置上，进行辐射处
理；电子加速器束流能量为0. 1-2MeV,束流强度为0. 2-100mA,电子束扫描宽 度0. 2—1. 6米，内衬气密层片材辐照吸收剂量为5—60kGy，束下装置传传输 速度为l一60m/min，辐照氛围为限氧环境，采用氮气、氩气惰性气体保护，完 成辐射处理的子午线轮胎内衬气密层部件的制备，制成内衬气密层部件。上述所述的合成橡胶主要包括丁苯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶、 乙丙橡胶。
上述所述的补强填充体系为炭黑，炭黑品种包括通用炉黑N660和快压出炉 黑N550。
上述所述的防老体系主要为酮-胺反应生成物，包括2， 2， 4-三甲基-l， 2-二氢化喹啉聚合体、6-乙氧基-2， 2， 4-三甲基-1， 2-二氢化喹啉。
上述所述的硫化体系包括硫磺、硫化促进剂和硫化活性剂。硫化活性剂为 氧化锌或硬脂酸，硫化促进剂为次磺酰胺类促进剂，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-环己基-2-苯并噻唑基次 磺酰胺、N-二环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺。硫黄硫化体系的总用量为1-17 份，其中硫化促进剂1-4份，硫化活化剂5-9份，硫黄1-4份。
上述所述的辐射交联敏化剂为二官能团交联助剂，包括新戊二醇双丙烯酸 酯、二縮三丙二醇双丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇双丙烯酸酯、聚乙二醇双丙 烯酸酯。
本发明辐射预处理内衬气密层部件及制备工艺的原理是通过调整电子加速 器束流能量来实现其表面和均匀预硫化，高能射线粒子通过照射橡胶基材，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(偶合终止)，使 橡胶大分子形成一C""C一键，发生交联，将橡胶大分子结合形成一个立体网状 结构。由于在这个过程中无需添加任何助剂就能实现部分橡胶大分子的交联， 因此可以降低硫磺和促进剂的用量，使橡胶材料达到同等硫化效果，硫化体系的 降低，可减少对环境造成的污染，利于环境保护。采用辐照预硫化技术，实现子 午线轮胎内衬气密层部件胶料的表层预硫化和均匀硫化，能显著提高子午线轮胎 内衬气密层部件生胶的格林强度，减少轮胎在成型时内衬气密层片材的流动，保 证轮胎内衬气密层部件胶料在成型制作中的移位和变形，提高轮胎内衬气密层部件结构尺寸的稳定性和厚度的均匀性。通过对轮胎内衬气密层部件辐射预处理， 可以降低其设计厚度，减少原材料的使用，降低成本，同时提高产品品质；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，可降低辐照剂量，节省 加速器能量，提高生产效率；降低硫化体系用量，减少因硫化体系的加入对环境 造成的污染，利于环境保护。本发明的辐射预硫化可通过电子加速器产生的电子 束来实现，并可通过调整电子加速器束流能量，使其在材料深度上发生不同程度 交联反应，实现材料表层辐射硫化或均匀辐射流化。本发明电子加速器辐照过程 的进行，可通过外建加速器装置从气密层生产线上取胶实现离线辐照，也可在轮 胎生产线上增加低能量电子加速器装置来实现连续在线辐照。
实验检测，本发明可以达到如下效果对于轮胎内衬气密层部件辐射处理 5—60KGy剂量后，对于轮胎内衬气密层部件辐照预硫化可以精确控制橡胶片材
在某一取向上的硫化程度，降低辐射引起的不良效应，提高橡胶材料表面格林
强度，生胶的格林强度比未辐照增加了 20%_300%，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， 同时内衬气密层厚度可降低未辐射处理的60%，节省原材料。
由于采用了上述子午线轮胎内衬气密层部件组合物的优选配方及辐射预硫 化工艺，使得本发明轮胎部件组合物格林强度高、结构尺寸及性能的稳定、粘合 强度提高、降低部件厚度、节省原材料、辐照剂量小，提高生产效率，减少硫化 体系用量，利于环境保护，可以有效提高轮胎品质，达到了本发明的目的。
具体实施方式
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下面结合具体实施例进一步详细描述本发明
实施例1:
子午线轮胎内衬气密层部件下层基材橡胶配方卤化丁基橡胶80，天然橡
胶20，炭黑(660) 80，硬脂酸3，氧化锌4，防老剂(RD) 1.5，硫磺1.2，促进剂(NOBS) 1.5。
上层敷胶橡胶配方天然橡胶80， 丁苯橡胶20，炭黑(550) 70，氧化锌 6，硬脂酸2，防老剂(AW) 2，硫磺2，促进剂(NS) 1.5。
按上述配方采用密炼机将橡胶基材、防老体系、补强体系、硫化体系等 进行混炼，混炼温度控制在40-IOO'C，混炼时间在25分钟左右，将胶混炼均 匀后，排胶；停放8—12小时后在开炼机上加入硫化体系,完成混炼胶制备。 按照子午线轮胎内衬气密层生产工艺进行压延敷胶，通过两个挤胶辊制出的上 下层片材再复合压延，制成标准长宽的内衬气密层片材，其厚度为l.Omm。内 衬气密层片材固定在电子加速器下的无牵引束下传输装置上，进行辐射处理。 电子加速器穿透能量为0. 15MeV,束流强度为5mA，电子束扫描宽度800 mm， 内衬气密层片材辐照吸收剂量选择20kGy,束下装置传传输速度为35m/min， 辐照氛围为限氧环境，即用氮气进行保护；电子加速器辐照采用一台电子加速 器单面辐照。完成辐射处理的子午线轮胎内衬气密层部件的制备。
检测表明本发明在辐照过程中，内衬气密层部件的温度变化不大，在辐 射剂量范围内，橡胶片材格林强度较未辐照大于200%,内衬气密层自粘性以及 与其它部件层间粘合保持较好，胶片厚度由原来的1.6 mm降低到l.Omm，节 省原材料0. 5公斤，胶片经辐射处理能有效的减少内衬气密层部件在生产过程 中的变形或移位现象的产生，产品结构尺寸和性能稳定，提高了轮胎的品质， 辐射预硫化过程速度快，对产品硫化性能和硫化定型后机械性能无不良影响。 实施例2:
子午线轮胎内衬气密层部件下层基材橡胶配方卤化丁基橡胶90,天然 橡胶10,炭黑(660) 80，硬脂酸4，氧化锌3,防老剂(RD) 2，硫磺0.8， 促进剂(NOBS) 1.2。
子午线轮胎内衬气密层部件上层敷胶配方天然橡胶90，顺丁橡胶10，炭黑(550) 70，氧化锌6，硬脂酸2，防老剂(AW ) 2，硫磺1.8,促进剂 (NS) 1.3。
其橡胶材料混炼工艺、内衬气密层部件压延制备工艺、辐射预处理工艺同 实施例l。在实施例2中，是通过对内衬气密层组合物的硫化体系进行调整， 在辐射预处理后，经过检测，证明采用辐射预处理技术对内衬气密层部件施行 预硫化，除能明显提高产品的品质外，还能有效降低硫化体系的用量，对硫化 胶的力学性能没有影响。 实施例3:
子午线轮胎内衬气密层部件下层基材橡胶配方卤化丁基橡胶80,天然橡 胶20，炭黑(660) 80，硬脂酸3，氧化锌4,防老剂(RD) 1.5，硫磺1.2， 促进剂(NOBS) 1.5,新戊二醇双丙烯酸酯(NPGDA) 5。
上层敷胶橡胶配方天然橡胶80， 丁苯橡胶20，炭黑(550) 70,氧化锌 6，硬脂酸2,防老剂(AW) 2，硫磺2，促进剂(NS) 1.5，新戊二醇双丙 烯酸酯(NPGDA) 5。
其橡胶材料混炼工艺、内衬气密层部件压延制备工艺同实施例1。在辐射 预处理工艺中，内衬气密层片材固定在电子加速器下的无牵引束下传输装置 上，进行表层辐射处理。电子加速器穿透能量为0. 15MeV,束流强度为5mA， 电子束扫描宽度800mm，内衬气密层片材辐照吸收剂量选择10kGy，束下装置 传传输速度为35m/min，辐照氛围为限氧环境，采用氮气进行保护，电子加速 器辐照采用一台电子加速器单面辐照。
加入辐射交联敏化剂经辐射预处理的内衬气密层部件，其生胶格林强度较 未辐照大于200%，辐射预处理剂量由20kGy可降低到10kGy，即鉴于辐射交 联敏化剂的敏化效应，可明显提高辐射效果，降低辐射处理剂量，节省能源， 同时还能有效降低卤化丁基橡胶的辐照降解负效应。
权利要求
1.一种子午线轮胎内衬气密层部件及制备工艺，包括下层基材橡胶和上层敷胶，其特征在于由基材橡胶和上层敷胶分别与、防老体系、补强体系、硫化体系和辐射交联敏化剂混合组成混合物，各组分含量为橡胶100份补强填充体系30-120份防老体系1-10份硫化体系1-17份辐射交联敏化剂0-20份其中下层基材橡胶包括卤化丁基橡胶、卤化丁基橡胶与天然橡胶的共混物；上层敷胶包括天然橡胶或与合成橡胶的共混物；上述各组分用量单位以质量份计；按上述配方采用密炼机将橡胶基材、防老体系、补强体系、硫化体系和辐射交联敏化剂等进行混炼，混炼温度范围为40-100℃，混炼时间为20-40分钟，将胶混炼均匀后排胶；停放8-12小时后在开炼机上加入硫化体系，完成混炼胶制备，按照子午线轮胎内衬气密层生产工艺进行压延敷胶，通过两个挤胶辊制出的上下层片材再复合压延，制成厚度为1.0-1.2mm的内衬气密层片材，将内衬气密层片材固定在电子加速器下的无牵引束下传输装置上，进行辐射处理；电子加速器穿透能量为0.1-2MeV，束流强度为0.2-100mA，电子束扫描宽度0.2-1.6米，内衬气密层片材辐照吸收剂量为5-60kGy，束下装置传传输速度为1-60m/min，辐照氛围为限氧环境，采用氮气或氩气惰性气体保护，完成辐射处理子午线轮胎内衬气密层部件的制备。
2. 根据权利要求l所述的子午线轮胎内衬气密层部件及制备工艺，其特征在于上述所述的合成橡胶主要包括丁苯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、顺丁 橡胶、乙丙橡胶。
3.根据权利要求l所述的子午线轮胎内衬气密层部件及制备工艺，其特征在于上述所述的补强填充体系为炭黑，炭黑品种包括通用炉黑N660和快 压出炉黑N550。
4.根据权利要求1所述的子午线轮胎内衬气密层部件及制备工艺，其特 征在于上述所述的防老体系主要为酮-胺反应生成物，包括2， 2， 4-三甲基 -l， 2-二氢化喹啉聚合体、6-乙氧基-2， 2， 4-三甲基-1， 2-二氢化喹啉。
5.根据权利要求1所述的子午线轮胎内衬气密层部件及制备工艺，其特 征在于上述所述的硫化体系包括硫磺、硫化促进剂和硫化活性剂；硫化活性 剂为氧化锌或硬脂酸，硫化促进剂为次磺酰胺类促进剂，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-环己基-2-苯并噻唑 基次磺酰胺、N-二环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺。硫黄硫化体系的总用量为 1-17份，其中硫化促进剂1-4份，硫化活化剂5-9份，硫黄1-4份。
6.根据权利要求1所述的子午线轮胎内衬气密层部件及制备工艺，其特 征在于上述所述的辐射交联敏化剂为二官能团交联助剂，包括新戊二醇双丙 烯酸酯、二縮三丙二醇双丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇双丙烯酸酯、聚乙二醇 双丙烯酸酯。
全文摘要
本发明公开了一种包括下层基材橡胶和上层敷胶的子午线轮胎内衬气密层部件及制备工艺，由橡胶基材、防老体系、硫化体系和辐射敏化按比例混合组成混合物，分别将上述橡胶混合物在密炼机中进行混炼，按轮胎内衬气密层部件生产工艺制成子午线轮胎内衬气密层部件，在无牵引束下装置上用电子加速器产生的束流对轮胎内衬气密层部件进行辐射处理，在限氧辐射条件下，完成子午线轮胎钢丝圈部件辐照预硫化处理。本发明辐射处理的内衬气密层部件格林强度高、粘合强度高、结构尺寸及性能稳定、降低部件胶层厚度、能够提高轮胎品质，节省原材料、辐照剂量小，生产效率高，利于环境保护。
文档编号C08L23/28GK101318384SQ20081010598
公开日2008年12月10日 申请日期2008年5月7日 优先权日2008年5月7日
发明者刘江伟, 康兴川, 曾心苗, 李淑凤, 杜跃建, 阳 矫, 郭振涛, 陆永俊, 矛 鲍 申请人:北京市射线应用研究中心;北京首创轮胎有限责任公司