专利名称：一种载重子午线轮胎气密层部件及其制备工艺的制作方法
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-A. 7_15份;福射交联敏化剂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3-5_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-(l，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O. 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°C，混炼时间为3_15min ； 加入硫化体系后于90-120°C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 Y射线照射，利用Y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IOkGy剂量辐射预处理后，其格林强度可达I. 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I. 36 XlO-1Vtm2 · (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
采用本发明子午线轮胎气密层部件的优选配方及辐射预硫化工艺，获得的轮胎部件格林强度高、结构尺寸稳定性和气密性能好；辐射剂量小，生产效率高，可以有效提高轮胎品质，达到了本发明的目的。
具体实施例方式以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此 配方中所涉及各组分份数均以质量份计。实施例I
载重子午线轮胎气密层部件橡胶配方溴化丁基橡胶80份，天然橡胶20份，炭黑N660 60份，硬脂酸2份，氧化锌4份，防老剂4020 (6PPD) I. 2份，不溶性硫磺I份，促进剂MBTS (DM) 1.5份，橡胶软化剂(？-150)8份。按上述配方采用密炼机将橡胶基材、防老体系、补强体系和添加助剂进行混炼，混炼温度范围为145-155°C，混炼时间为5分钟，将胶混炼均匀后排胶；然后在开炼机上加入硫化体系进行塑炼，温度范围为100-110°C，时间为3分钟完成混炼胶制备，按照载重子午线轮胎气密层生产工艺进行压延，制成气密层片材，厚度为4_，将气密层片材放置在钴源室内，在空气中进行辐射处理，剂量率为8kGy/h，气密层片材辐射剂量为30kGy，完成辐射处理的子午线轮胎气密层部件的制备。
检测表明与未经辐射之前进行比较，橡胶片材格林强度从I. OMPa提高到了 2. 2MPa，较未辐射前提高了 120%，扯断伸长率为950%，其氮气渗透率为I. 25X10—17/ [m2 · (Pa · S)—1]，有效提高了气密层的气密性能，气密层自粘性以及与其它部件层间粘合保持较好，且胶片经辐射处理能有效的减少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，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
载重子午线轮胎气密层部件橡胶配方溴化丁基橡胶72份，天然橡胶8份，高顺式聚异戊二烯橡胶20份，炭黑N660 60份，硬脂酸3份，氧化锌5份，防老剂4020 (6PPD) 3份，不溶性硫磺2. O份，促进剂MBTS (DM) I. 5份，橡胶软化剂(P-150) 10份。其橡胶材料混炼工艺、气密层部件压延制备工艺、辐射预处理工艺同实施例
I。经过检测，橡胶片材格林强度提高到了 2. IMPa,扯断伸长率为900%，氮气渗透率为
I.42 XlO-1Vtm2 · (Pa ·8Γ]，证明采用辐射预处理技术对气密层部件实施预硫化，除能明显提高产品的品质外，还能有效减低天然橡胶的用量，对硫化后橡胶的力学性能和气密性能几乎没有影响。实施例3
载重子午线轮胎气密层部件橡胶配方溴化丁基橡胶72份，天然橡胶8份，高顺式聚异戊二烯橡胶20份，炭黑Ν660 60份，硬脂酸2份，氧化锌5份，防老剂4020 (6PPD) 3份，不溶性硫磺O. 7份，促进剂MBTS (DM) I. 5份，橡胶软化剂(P-150) 10份；辐射交联敏化剂二甲基丙烯酸四乙二醇酯10份。其橡胶材料混炼工艺、气密层部件压延制备工艺同实施例I。在辐射预处理工艺中，将气密层片材放置在钴源室内，在空气中进行辐射处理，剂量率为8kGy/h，气密层片材辐射剂量为IOkGy,完成辐射处理的子午线轮胎气密层部件的制备。经检测，橡胶片材格林强度可达1.8MPa，扯断伸长率为940%，氮气渗透率为
I.36 X IO-1Vtm2 · (Pa· sr1]，较未辐射前降低了 30%。可见，加入辐射交联敏化剂经辐射预处理的气密层部件，可以在较低的辐射剂量下提高其气密性，降低辐射处理剂量，节省能源，提闻了生广效率。上述实施例为本发明优选的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明所作的改变均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种载重子午线轮胎气密层部件的制备工艺，其特征在于，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-A. 7-15份；福射交联敏化剂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。
2.如权利要求I所述的载重子午线轮胎气密层部件的制备工艺，其特征在于，所述的橡胶基材为齒化丁基橡胶、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。
3.如权利要求I所述的载重子午线轮胎气密层部件的制备工艺，其特征在于，所述的补强体系为炭黑。
4.如权利要求I所述的载重子午线轮胎气密层部件的制备工艺，其特征在于，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_ 二甲基-I, 2_ 二氧化喧琳聚合体或N，N- 二甲苯基对苯二胺。
5.如权利要求I所述的载重子午线轮胎气密层部件的制备工艺，其特征在于，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。
6.如权利要求5所述的载重子午线轮胎气密层部件的制备工艺，其特征在于，硫化促进剂1-3份，硫化活化剂3-8份，不溶性硫磺O. 7-4份。
7.如权利要求I所述的载重子午线轮胎气密层部件的制备工艺，其特征在于，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。
8.如权利要求I所述的载重子午线轮胎气密层部件的制备工艺，其特征在于，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。
9.如权利要求1-8任一所述的载重子午线轮胎气密层部件的制备工艺，其特征在于， 不添加硫化体系进行混炼时，混炼温度范围为140-170°C，混炼时间为3-15min ;加入硫化体系后于90-120°C塑炼3-10min。
10.权利要求1-9所述的制备工艺所获得的载重子午线轮胎气密层部件。
全文摘要
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。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；将以上除了硫化剂之外的其他物质混炼、排胶，之后加入硫化剂进行混炼胶的制备；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。本发明辐射预处理的气密层部件格林强度高、结构尺寸稳定性好、气密性能好、能够在较低的辐射剂量提高轮胎品质。
文档编号C08K13/02GK102604243SQ201210068340
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年1月13日
发明者刘克波, 宋卫东, 应世洲, 张宏娜, 张本尚, 朱军, 李召朋, 李坤豪, 杨明成, 赵惠东, 邓鹏飏, 郭东权, 郭磊, 陈海军 申请人:河南省科学院同位素研究所有限责任公司, 风神轮胎股份有限公司