[发明专利]一种无钴盐的轮胎钢丝骨架材料配方及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于轮胎制造技术领域，具体涉及一种无钴盐的钢丝骨架材料配方及其制备方法。

背景技术

胎体层和带束层是轮胎中的重要结构，其中胶料与钢帘线的粘合是胎体层与带束层的主要性能指标。由于钴盐能促进橡胶与镀黄铜钢丝的粘合，能显著提高胶料与镀铜钢丝粘合性能，故目前骨架材料粘合配方一般使用钴盐做为粘合增进剂。钴盐的粘合机理如下：通常认为无论哪种有机钴产品，起促进粘合作用的都是钴离子。含有钴盐的胶料在硫化之前，胶料与镀黄铜的钢帘线之间只是存在简单的接触，而在硫化过程中，橡胶与镀黄铜之间便形成了新的物质层，特别是形成了金属硫化物层，即不可计量的硫化亚铜层CuxS和硫化锌层ZnS；其中只有硫化亚铜CuxS才是真正的粘合结构层。因为只有硫化亚铜CuxS才具有继续反应的活性，它可以扩散到界面层并通过硫桥与橡胶硫化物Rub-Sx生成硫化亚铜-橡胶硫化物Cux—S—Sy—Rub形式的化学键合，即产生了橡胶与镀黄铜的粘合反应。

在硫化温度下，粘合反应与硫化反应必须协同进行，其反应历程如下：

在橡胶与镀黄铜的粘合键中并没有钴原子或羧基结构。有机钴盐中的二价钴离子只是对活性硫化亚铜的生成起促进作用，即有机钴盐促进粘合的作用。

对于橡胶与镀黄铜的粘合关键是控制硫化与粘合两个反应的协同作用。由于铜与硫磺生成CuxS的反应比橡胶与硫磺的反应慢，而钴盐能够促进CuxS的生成，从而在天然橡胶中添加少量的钴盐，可提高与镀铜钢丝的初始粘合性能。但钴盐的加入会导致胶料老化性能差，粘合水平会随过硫化和老化而急剧下降，这种下降与胶料中钴盐用量有关，钴盐用量越多，胶料老化性能越差。

随着钢帘线镀层技术的发展，目前可以实现将钴离子直接电镀到钢帘线镀层中，例如贝卡尔特TAWI产品，该类产品的问世为开发不含钴盐的轮胎钢丝骨架材料提供了可能。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种不含钴盐的轮胎钢丝骨架材料配方，在保证胶料与钢帘线粘合力的基础上，提高胶料耐老化性能，降低配方成本。

一种无钴盐的轮胎钢丝骨架材料配方，包括以下重量份的组份：天然橡胶80-100份，聚异戊二烯橡胶(IR)0-20份，炭黑50-65份，防老剂0.5-3份，硬脂酸0-1份，对羟基苯甲酸0-1份，氧化锌6-10份，间苯二酚或粘合树脂1-3份，不溶性硫磺5-9份，促进剂0.5-1.5份，粘合剂0-5份，防焦剂0.1-0.3份。

优选地，无钴盐的轮胎钢丝骨架材料配方，包括以下重量份的组份：天然橡胶85-95份，聚异戊二烯橡胶(IR)5-15份，炭黑58-65份，防老剂2-3份，硬脂酸1份，对羟基苯甲酸1份，氧化锌8-10份，间苯二酚或粘合树脂2份，不溶性硫磺5-8份，促进剂0.7-1.4份，粘合剂3份，防焦剂0.2-0.3份。

优选地，TBR(全钢载重子午线轮胎)胎体层的组份为：天然橡胶85-95份，聚异戊二烯橡胶5-15份，炭黑58份，防老剂2份，氧化锌8份，粘合树脂2.0份，不溶性硫磺5份，促进剂1.3份，粘合剂3份，防焦剂0.2份。

优选地，TBR(全钢载重子午线轮胎)带束层的组份为：天然橡胶85-95份，聚异戊二烯橡胶5-15份，炭黑65份，防老剂3份，氧化锌9份，粘合树脂2.0份，不溶性硫磺5.5份，促进剂1.4份，粘合剂3份，防焦剂0.2份。

优选地，PCR(乘用车子午线轮胎)带束层的组份为：天然橡胶85-95份，聚异戊二烯橡胶5-15份，炭黑60份，防老剂2份，氧化锌10份，硬脂酸1份，对羟基苯甲酸1份，粘合树脂2份，不溶性硫磺8份，促进剂0.7份，防焦剂0.3份。

所述天然橡胶为3#烟片胶、20#天然胶、10#天然胶中的一种或多种。

所述炭黑为N326、N330、N375中的一种或多种。

所述防老剂为防老剂4020、防老剂RD、防老剂DTPD中的一种或多种。

所述氧化锌为间接法氧化锌、活性氧化锌、纳米氧化锌中的一种或多种。

所述硬脂酸为SA1801、800T、R40、200P、SA1840中的一种或多种。

所述间苯二酚或粘合树脂为间苯二酚、改性间苯二酚甲醛树脂、甲酚甲醛树脂中一种或多种。

所述不溶性硫磺为OT2O系列中的一种或多种。

所述促进剂为促进剂DZ、NS中的一种或多种。

所述粘合剂为HMMM、HMT中的一种或多种。

所述防焦剂为PVI。