一种民用航空轮胎胎体胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种民用航空轮胎胎体胶及其制备方法和应用，属于橡胶轮胎技术领域；本发明专利技术提供的民用航空轮胎胎体胶包括以下质量份的组分：异戊二烯类橡胶100份、增粘树脂2

【技术实现步骤摘要】
一种民用航空轮胎胎体胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于橡胶轮胎
，尤其涉及一种民用航空轮胎胎体胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]胎体胶与钢丝或纤维骨架帘线通过压延复、轮胎成型、硫化后，共同构成轮胎的胎体部位。与胎面、带束层一样，需要满足承载要求的胎体部位也是决定轮胎整体性能和服役寿命的关键部件。作为胎体主要组成部分的胎体胶，其动静态机械性能会直接影响胎体部件的性能，进而对整胎综合性能产生影响。对于最为常用的乘用车子午线轮胎（PCR），通常要求胎体胶与骨架材料之间具有良好的粘合性能，同时胎体胶自身具备低生热特性。但是对于载荷和速度相比于PCR轮胎显著提高，甚至发生数量级变化的民用航空轮胎而言，胎体胶在保留高粘合性能的前提下，对其低生热特性提出了更高的要求。另外，与PCR显著不同的是，民用航空轮胎的超高载荷工况要求轮胎整体及各个部位均具有高模量特点。
[0003]从橡胶配方角度来看，提高胶料模量最直接、最有效、最常用的手段就是提高炭黑、白炭黑等补强填料用量，但是补强填料的增加会不可避免地提高胶料的动态生热，这对于民用航空轮胎而言是致命的。胎体胶的高生热会造成胎体部位在轮胎高速转动过程中的快速升温，进而导致胎体部位纤维帘线的热失强，并降低胎体胶与帘线的粘合性能和胎体胶自身的疲劳性能，直接影响整胎的使用安全性，严重威胁乘坐人员的生命财产安全。
[0004]因此，通过特定手段在维持胎体胶低生热特性的同时，显著提高胎体胶模量是开发高性能胎体胶的难点所在，也是开发高性能航空轮胎的关键技术之一。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种低生热、高模量、高粘合特性的民用航空轮胎胎体胶及其制备方法和应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种民用航空轮胎胎体胶，所述胎体胶包括以下质量份的组分：异戊二烯类橡胶100份、增粘树脂2
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8份、粘合树脂1
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5份、改性芳纶浆粕1
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3份、氧化锌3
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7份、硬脂酸0.5
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3份、防老剂1
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5份、白炭黑3
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8份、炭黑35
‑
45份、防焦剂0.1
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0.3份、抗返原剂0.4
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1.5、树脂固化剂0.5
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1.5份、促进剂0.6
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1.2份、硫磺1.5
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3.5份；所述改性芳纶浆粕为丙烯酸固相接枝改性芳纶浆粕。
[0007]本专利技术提供的一种民用航空轮胎胎体胶中掺杂了丙烯酸固相接枝改性芳纶浆粕，本专利技术添加的改性芳纶浆粕与橡胶基体具有很好的相容性，从而能够保证分散性，不会像传统的补强填料一样通过聚集形成调料网络，并在动态变形过程中通过填料网络的破坏
‑
重组产生明显生热，从而能够维持胎体胶低生热、高模量的平衡。
[0008]作为本专利技术所述民用航空轮胎胎体胶的优选实施方式，所述丙烯酸固相接枝改性芳纶浆粕的制备方法包括以下步骤：取前处理后的芳纶浆粕加入丙烯酸酯/硫酸亚铁水溶液中，超声分散后用Co
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60辐射处理、抽提、过滤、干燥，得丙烯酸固相接枝改性芳纶浆粕。
[0009]作为本专利技术所述民用航空轮胎胎体胶的优选实施方式，所述丙烯酸酯/硫酸亚铁水溶液中丙烯酸酯的质量百分数为1
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5%，硫酸亚铁的质量百分数为0.2
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1%。
[0010]作为本专利技术所述民用航空轮胎胎体胶的优选实施方式，所述Co
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60辐射处理的辐射剂量为5
‑
30kGy。
[0011]专利技术人研究发现，当优选丙烯酸酯/硫酸亚铁水溶液中两者的质量百分数在上述范围内时，同时辐射处理的辐射剂量在上述范围内时，得到的改性芳纶浆粕应用于胎体胶的制备上时，得到的胎体胶的低生热特性和高模量特性能够达到良好的平衡，即综合效果优异；另外，进一步增加辐射剂量不会对产品的性能带来明显改变，因此，为节约能源，优选辐射剂量为5
‑
30kGy。
[0012]作为本专利技术所述民用航空轮胎胎体胶的优选实施方式，所述芳纶浆粕的长度为0.5
‑
1.5mm，比表面积为5
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15m2/g。
[0013]作为本专利技术所述民用航空轮胎胎体胶的优选实施方式，所述芳纶浆粕的长度为0.8
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1.2mm，比表面积为8
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12m2/g。
[0014]芳纶浆粕是由芳纶原丝构成的，专利技术人研究发现，当进一步选择构成芳纶浆粕中芳纶原丝的长度和比表面积时，能够取得更优异的综合效果；本专利技术优选的长度和比表面积相对来说是属于高比表面和大长径比的芳纶原丝，从而能够保证在低改性芳纶浆粕掺杂量下快速提升胶料模量，同时维持其低生热特性，并且保证产品的基础力学性能和硬度数值范围。
[0015]作为本专利技术所述民用航空轮胎胎体胶的优选实施方式，所述抽提为用去离子水抽提。
[0016]抽提的过程能够除去共聚反应中生成的聚丙烯酸酯和未反应的丙烯酸单体。
[0017]作为本专利技术所述民用航空轮胎胎体胶的优选实施方式，所述前处理的过程为将芳纶浆粕置于丙酮中超声，超声结束后过滤，收集滤渣干燥。
[0018]芳纶浆粕的前处理能够除去附着在其表面的油渍和其他小分子有机物，避免后续的接枝改性反应以及对胎体胶的影响。
[0019]作为本专利技术所述民用航空轮胎胎体胶的优选实施方式，所述异戊二烯类橡胶包括天然橡胶或异戊橡胶中的至少一种；所述增粘树脂包括SL
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1402或SL
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1801中的至少一种；所述粘合树脂包括SL
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3005、SL
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3019、SL
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3020中的至少一种；所述防老剂包括4010NA、4020、BLE、RD、AW
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66中的至少一种；所述炭黑包括N550、N660、N774中的至少一种；所述防焦剂为CTP；所述抗返原剂为PK900；所述树脂固化剂为HMMM；所述促进剂为DZ。
[0020]另外，本专利技术还提供了一种所述民用航空轮胎胎体胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：（1）将异戊二烯类橡胶于温度为60
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80℃、转速为30
‑
50rpm下进行混炼50
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70s，随后加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、增粘树脂、粘合树脂、白炭黑和改性芳纶浆粕混炼50
‑
70s，接着再加入炭黑混炼170
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190s，最后排胶，得母炼胶；（2）将步骤（1）所述母炼胶于温度为25
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50℃、转速为15
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25rpm下混炼，50
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70s随后加入防焦剂、抗返原剂、树脂固化剂、促进剂和硫磺混炼1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种民用航空轮胎胎体胶，其特征在于，所述胎体胶包括以下质量份的组分：异戊二烯类橡胶100份、增粘树脂2
‑
8份、粘合树脂1
‑
5份、改性芳纶浆粕1
‑
3份、氧化锌3
‑
7份、硬脂酸0.5
‑
3份、防老剂1
‑
5份、白炭黑3
‑
8份、炭黑35
‑
45份、防焦剂0.1
‑
0.3份、抗返原剂0.4
‑
1.5、树脂固化剂0.5
‑
1.5份、促进剂0.6
‑
1.2份、硫磺1.5
‑
3.5份；所述改性芳纶浆粕为丙烯酸固相接枝改性芳纶浆粕。2.根据权利要求1所述的民用航空轮胎胎体胶，其特征在于，所述丙烯酸固相接枝改性芳纶浆粕的制备方法包括以下步骤：取前处理后的芳纶浆粕加入丙烯酸酯/硫酸亚铁水溶液中，超声分散后用Co
‑
60辐射处理、抽提、过滤、干燥，得丙烯酸固相接枝改性芳纶浆粕。3.根据权利要求2所述的民用航空轮胎胎体胶，其特征在于，所述丙烯酸酯/硫酸亚铁水溶液中丙烯酸酯的质量百分数为1
‑
5%，硫酸亚铁的质量百分数为0.2
‑
1%。4.根据权利要求2所述的民用航空轮胎胎体胶，其特征在于，所述Co
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60辐射处理的辐射剂量为5
‑
30kGy。5.根据权利要求2所述的民用航空轮胎胎体胶，其特征在于，所述芳纶浆粕中芳纶原丝的长度为0.5
‑
1.5mm、比表面积为5
‑
15m2/g。6.根据权利要求5所述的民用航空轮胎胎体胶，其特征在于，所述芳纶浆粕中芳纶原丝的长度为0.8
‑
1.2mm，比表面积为8
...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹园，王晓建，郇彦，杨小牛，李琦，王杰，
申请(专利权)人：广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院，
类型：发明
国别省市：