一种彩色胎侧胶及其加工方法

技术领域

本发明涉及橡胶生产的技术领域，具体为一种彩色胎侧胶及其加工方法。

背景技术

随着客户对轮胎外观的需求不断提高，胎侧橡胶加工时会加入各种颜色的着色剂，但是加入各种颜色的着色剂后会导致不同颜色的胶料在交叉生产时因捏炼机内残留导致彩色橡胶变色的问题，而捏炼机内残留人工清理费时费力。因此，针对上述问题急需开发一种新型彩色胎侧胶的加工方法。

发明内容

本发明提供一种彩色胎侧胶及其加工方法，具体实施方式如下：

一种彩色胎侧胶的加工方法，加工方法包括塑炼过程和四段混炼过程；在塑炼过程中着色剂分多次加入；高岭土分别在第一段混炼过程和第二段混炼过程中加入；树脂在第二段混炼过程中其余物料加入分散后添加；

在第三段混炼过程中加入硫化剂，在第四段混炼过程中加入促进剂；

所述树脂在第二段混炼过程中添加时混炼温度为110℃-120℃；

所述第二段混炼过程至第四段混炼过程中母炼胶添加顺序为：先加部分母炼胶后加入配合剂，最后加剩余母炼胶；

第二段混炼过程至第四段混炼过程中胶料添加顺序为：先加三分之二用量的上一段混炼过程中的母炼胶后加入配合剂混合，最后加剩余三分之一用量的母炼胶；

塑炼过程如下：(1)将天然胶在开炼机上塑炼10-20min；

(2)塑炼后加入1/3用量的着色剂混炼10min、再左右割刀5-10次；

(3)再加入1/3用量着色剂混炼10min，再左右割刀各5-10次；

(4)加入最后1/3用量着色剂混炼10min，再左右割刀5-10次得到染色塑炼胶；

四段混炼过程中每段混炼过程都包括密炼工艺和开炼工艺；

第一段混炼过程中的密炼工艺具体如下：140-150℃下，将塑炼过程得到的塑炼胶同氯化丁基胶、三元乙丙胶、以及白炭黑和二分之一用量的高岭土加入捏炼机，混炼100-400s，再加入钛白粉混炼100-200s；

第二段混炼过程中的密炼工艺具体如下：先加三分之二用量的第一段混炼过程中的母炼胶、再加入配合剂，配合剂包括：剩余的高岭土、硬脂酸、防护蜡、防老剂，最后加入剩余三分之一用量的母炼胶，混炼100-300s，混炼时由于胶料与上顶栓、转子进行剪切，温度会由室温逐渐上升，温度升至110-120℃时，加入树脂后混炼80-100s，压栓混炼至140-150℃排出。

另，本发明还提供一种由上述加工方法得到的彩色胎侧胶；

彩色胎侧胶包括以下组分：天然胶30-50phr、氯化丁基胶30-50phr、三元乙丙胶10～30phr、白炭黑1-10phr、高岭土10-60phr、钛白粉10-30phr、着色剂1-15phr、硬脂酸0.5-3phr、高温防护蜡0-1phr、低温防护蜡1-3phr、非污染防老剂0.5-2phr、酚醛树脂1-5phr、硫化剂1-2.5phr、促进剂0.5-2phr。

由于采用了以上技术方案，本发明的有益技术效果是：

1.本发明在第一步塑炼过程中加入着色剂，在预混阶段已与天然胶结合，然后经过四段混炼过程着色剂分散均匀，同时树脂加入后迅速软化分散，胶料不会与捏炼机的接触的位置产生粘连，将彩色胎侧胶交叉生产导致污染与变色隐患的风险降至最低；

2.本发明在第三段混炼过程中加入硫化剂，在第四段混炼过程中加入促进剂，这样既保证了硫磺经末段母炼胶及终炼胶的两次混炼分散，也能避免高温下促进剂对于硫磺的促进作用，避免过早交联，保证加工的安全性，避免彩色胎侧胶出现黄斑。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种彩色胎侧胶的加工方法，加工方法包括塑炼过程和四段混炼过程；在塑炼过程中着色剂分多次加入；高岭土分别在第一段混炼过程和第二段混炼过程中加入；树脂在第二段混炼过程中其余物料加入分散后添加。本发明对着色剂混入工艺进行优化，将浅色天然胶、着色剂前移，在开放式开炼机上进行塑炼，生产染色塑炼胶，再将染色塑炼胶与其他生胶、配合剂进行混炼，由于着色剂在预混阶段已与橡胶结合，染色塑炼胶与其他配合剂分散均匀，再加入树脂后树脂迅速软化分散，不再与捏炼机的上顶栓、转子、混炼室粘连，无需费时清理，将不同颜色胎侧胶交叉生产导致污染与变色隐患的风险降至最低。

实施例1

彩色胎侧胶包括：天然胶45phr、氯化丁基胶45phr、三元乙丙胶10phr、白炭黑5phr、高岭土40phr、钛白粉20phr、着色剂9phr、硬脂酸2phr、高温防护蜡0.5phr、低温防护蜡2phr、非污染防老剂1phr、酚醛树脂3phr、硫化剂1.5phr、促进剂1phr。

加工方法具体如下：

塑炼过程：采用开放式开炼机混炼(转速35rpm；辊距8mm)，将天然胶在开炼机上塑炼15min，左右割刀各10次塑化；塑化后加入1/3用量的着色剂(3phr着色剂)，混炼10min，清扫，左右割刀各10次；再加入1/3用量的着色剂(3phr着色剂)，混炼10min，清扫，左右割刀各10次；最终将清扫后的着色剂同最后1/3用量的着色剂(3phr着色剂)加入，混炼10min，清扫，左右割刀各10次后下片得到染色塑炼胶。

第一段混炼过程：(1)第一段母炼捏炼机工艺：将称量好的预分散的染色塑炼胶同氯化丁基胶、三元乙丙胶、白炭黑、1/2用量的高岭土(20phr的高岭土)加入捏炼机，压栓混炼300s，(转速为25rpm)，提上顶栓，清扫，加入钛白粉压栓混炼150s(转速为25rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至145℃排出；(2)第一段母炼开炼机工艺(转速35rpm；辊距7mm)：落盘4次(2min)，打三角包3次(8min)，薄通3次(8min)，下片。

第二段混炼过程：(1)第二段母炼捏炼机工艺：先加入约2/3用量的第一段混炼过程得到的母炼胶，剩余1/2用量的高岭土(20phr的高岭土)、硬脂酸、高温防护蜡、低温防护蜡、非污染防老剂，再加入1/3用量的第一段混炼过程得到的母炼胶，压栓混炼200s(转速为25rpm)，温度升至115℃时，提上顶栓，清扫，加入酚醛树脂压栓混炼90s(转速为25rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至145℃排出；(2)第二段母炼开炼机工艺同第一段母炼开炼机工艺。

第三段混炼过程：(1)第三段母炼捏炼机工艺：先加入约2/3用量的第二段混炼过程得到的母炼胶，硫磺，再加入1/3用量的第二段混炼过程得到的母炼胶，压栓混炼90s(转速为25rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼55s(转速为25rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至125℃排出；(2)第三段母炼开炼机工艺：(转速35rpm；辊距7mm)：落盘5次(3min)，打三角包4次(10min)，薄通4次(10min)，下片；

第四段混炼过程：(1)第四段母炼捏炼机工艺：先加入约2/3用量的第三段混炼过程得到的母炼胶，促进剂，再加入1/3用量的第三段混炼过程得到的母炼胶，压栓混炼50s(25rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼30s(25rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至105℃排出；(2)第四段母炼开炼机工艺同第三段母炼开炼机工艺。

实施例2

彩色胎侧胶包括：天然胶30phr、氯化丁基胶50phr、三元乙丙胶20phr、白炭黑1phr、高岭土10phr、钛白粉10phr、着色剂1phr、硬脂酸0.5phr、低温防护蜡1phr、防老剂0.5phr、酚醛树脂1phr、硫化剂1phr、促进剂0.5phr。

加工方法具体如下：

塑炼过程：采用开放式开炼机混炼(转速30rpm；辊距7mm)，将天然胶在开炼机上塑炼10min，左右割刀各5次塑化；塑化后加入1/2用量的着色剂(0.5phr着色剂)，混炼10min，清扫，左右割刀各5次；再加入1/2用量的着色剂(0.5phr着色剂)，混炼10min，清扫，左右割刀各5次后下片得到染色塑炼胶。

第一段混炼过程：(1)第一段母炼捏炼机工艺：将称量好的预分散的染色塑炼胶同氯化丁基胶、三元乙丙胶、白炭黑、1/2用量的高岭土(5phr的高岭土)加入捏炼机，压栓混炼100s，(转速为35rpm)，提上顶栓，清扫，加入钛白粉压栓混炼100s(转速为35rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至140℃排出；(2)

第一段母炼开炼机工艺(转速30rpm；辊距6mm)：落盘4次(1min)，打三角包3次(5min)，薄通3次(5min)，下片。

第二段混炼过程：(1)第二段母炼捏炼机工艺：先加入约2/3用量的第一段混炼过程得到的母炼胶，剩余1/2用量的高岭土(5phr的高岭土)、硬脂酸、低温防护蜡、非污染防老剂，再加入1/3用量的第一段混炼过程得到的母炼胶，压栓混炼100s(转速为35rpm)，温度升至110℃时，提上顶栓，清扫，加入酚醛树脂压栓混炼80s(转速为35rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至145℃排出；(2)第二段母炼开炼机工艺同第一段母炼开炼机工艺。

第三段混炼过程：(1)第三段母炼捏炼机工艺：先加入约2/3用量的第二段混炼过程得到的母炼胶，硫磺，再加入1/3用量的第二段混炼过程得到的母炼胶，压栓混炼80s(转速为35rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼50s(转速为35rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至120℃排出；(2)第三段母炼开炼机工艺：(转速30rpm；辊距6mm)：落盘5次(2min)，打三角包4次(8min)，薄通4次(8min)，下片；

第四段混炼过程：(1)第四段母炼捏炼机工艺：先加入约2/3用量的第三段混炼过程得到的母炼胶，促进剂，再加入1/3用量的第三段混炼过程得到的母炼胶，压栓混炼40s(35rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼20s(35rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至100℃排出；(2)第四段母炼开炼机工艺同第三段母炼开炼机工艺。

实施例3

彩色胎侧胶包括：天然胶50phr、氯化丁基胶30phr、三元乙丙胶20phr、白炭黑10phr、高岭土60phr、钛白粉30phr、着色剂15phr、硬脂酸3phr、高温防护蜡1phr、低温防护蜡3phr、非污染防老剂2phr、酚醛树脂5phr、硫化剂2.5phr、促进剂2phr。

加工方法具体如下：

塑炼过程：采用开放式开炼机混炼(转速40rpm；辊距10mm)，将天然胶在开炼机上塑炼20min，左右割刀各5次塑化；塑化后加入1/4用量的着色剂(5phr着色剂)，混炼10min，清扫，左右割刀各5次；再加入1/4用量的着色剂(5phr着色剂)，混炼10min，清扫，左右割刀各5次；再加入1/4用量的着色剂(5phr着色剂)，混炼10min，清扫，左右割刀各5次；最终将清扫后的着色剂同最后1/4用量的着色剂(5phr着色剂)加入，混炼10min，清扫，左右割刀各5次后下片得到染色塑炼胶。

第一段混炼过程：(1)第一段母炼捏炼机工艺：将称量好的预分散的染色塑炼胶同氯化丁基胶、三元乙丙胶、白炭黑、1/2用量的高岭土(30phr的高岭土)加入捏炼机，压栓混炼400s，(转速为15rpm)，提上顶栓，清扫，加入钛白粉压栓混炼200s(转速为15rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至150℃排出；(2)第一段母炼开炼机工艺(转速40rpm；辊距8mm)：落盘4次(2min)，打三角包3次(10min)，薄通3次(10min)，下片。

第二段混炼过程：(1)第二段母炼捏炼机工艺：先加入约2/3用量的第一段混炼过程得到的母炼胶，剩余1/2用量的高岭土(30phr的高岭土)、硬脂酸、高温防护蜡、低温防护蜡、非污染防老剂，再加入1/3用量的第一段混炼过程得到的母炼胶，压栓混炼300s(转速为15rpm)，温度升至120℃时，提上顶栓，清扫，加入酚醛树脂压栓混炼100s(转速为15rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至150℃排出；(2)第二段母炼开炼机工艺同第一段母炼开炼机工艺。

第三段混炼过程：(1)第三段母炼捏炼机工艺：先加入约2/3用量的第二段混炼过程得到的母炼胶，硫磺，再加入1/3用量的第二段混炼过程得到的母炼胶，压栓混炼100s(转速为15rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼60s(转速为15rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至130℃排出；(2)第三段母炼开炼机工艺：(转速40rpm；辊距8mm)：落盘5次(4min)，打三角包4次(15min)，薄通4次(15min)，下片；

第四段混炼过程：(1)第四段母炼捏炼机工艺：先加入约2/3用量的第三段混炼过程得到的母炼胶，促进剂，再加入1/3用量的第三段混炼过程得到的母炼胶，压栓混炼60s(15rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼40s(15rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至110℃排出；(2)第四段母炼开炼机工艺同第三段母炼开炼机工艺。

实施例4

彩色胎侧胶包括：天然胶45phr、氯化丁基胶25phr、三元乙丙胶30phr、白炭黑7phr、高岭土30phr、钛白粉20phr、着色剂12phr、硬脂酸1phr、高温防护蜡0.5phr、低温防护蜡2phr、非污染防老剂1phr、酚醛树脂2phr、硫化剂2phr、促进剂1.5phr。

加工方法具体如下：

塑炼过程：采用开放式开炼机混炼(转速40rpm；辊距9mm)，将天然胶在开炼机上塑炼18min，左右割刀各10次塑化；塑化后加入1/3用量的着色剂(5phr着色剂)，混炼10min，清扫，左右割刀各10次；再加入1/3用量的着色剂(5phr着色剂)，混炼10min，清扫，左右割刀各10次；最终将清扫后的着色剂同最后1/3用量的着色剂(5phr着色剂)加入，混炼10min，清扫，左右割刀各10次后下片得到染色塑炼胶。

第一段混炼过程：(1)第一段母炼捏炼机工艺：将称量好的预分散的染色塑炼胶同氯化丁基胶、三元乙丙胶、白炭黑、1/2用量的高岭土(15phr的高岭土)加入捏炼机，压栓混炼200s，(转速为20rpm)，提上顶栓，清扫，加入钛白粉压栓混炼100s(转速为30rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至140℃排出；(2)第一段母炼开炼机工艺(转速35rpm；辊距7mm)：落盘4次(2min)，打三角包3次(8min)，薄通3次(8min)，下片。

第二段混炼过程：(1)第二段母炼捏炼机工艺：先加入约1/2用量的第一段混炼过程得到的母炼胶，剩余1/2用量的高岭土(15phr的高岭土)、硬脂酸、高温防护蜡、低温防护蜡、非污染防老剂，再加入1/2用量的第一段混炼过程得到的母炼胶，压栓混炼150s(转速为30rpm)，温度升至110℃时，提上顶栓，清扫，加入酚醛树脂压栓混炼85s(转速为25rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至140℃排出；(2)第二段母炼开炼机工艺同第一段母炼开炼机工艺。

第三段混炼过程：(1)第三段母炼捏炼机工艺：先加入约1/2用量的第二段混炼过程得到的母炼胶，硫磺，再加入1/2用量的第二段混炼过程得到的母炼胶，压栓混炼90s(转速为25rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼55s(转速为25rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至125℃排出；(2)第三段母炼开炼机工艺：(转速35rpm；辊距7mm)：落盘5次(3min)，打三角包4次(10min)，薄通4次(10min)，下片；

第四段混炼过程：(1)第四段母炼捏炼机工艺：先加入约1/2用量的第三段混炼过程得到的母炼胶，促进剂，再加入1/2用量的第三段混炼过程得到的母炼胶，压栓混炼50s(25rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼30s(25rpm)，提上顶栓，清扫，压栓混炼至105℃排出；(2)第四段母炼开炼机工艺同第三段母炼开炼机工艺。

对比例1

与实施例1相比，着色剂在第一段混炼过程中加入，其他部分完全相同。

对比例2

与实施例1相比，硫磺和促进剂都在第四段混炼过程中加入，其他部分完全相同。

对比例3

与实施例1相比，着色剂在塑练过程中一次性全部加入，其他部分完全相同。

对比例4

与实施例1相比，酚醛树脂与剩余1/2用量的高岭土(20phr的高岭土)、硬脂酸、高温防护蜡、低温防护蜡、非污染防老剂一同加入，其他部分完全相同。

观察实施例1-3以及对比例1-4加工过程中捏炼机是否有粘连并且将实施例1-3以及对比例1-4得到的彩色胎侧胶进行S元素含量测试结果如表1所示。

表1将实施例1-4以及对比例1-4得到的彩色胎侧胶进行S元素含量测试结果

由上述实施例和对比例可以看出，实施例1-4制备彩色胎侧胶不再与捏炼机的上顶栓、转子、混炼室粘连，无需费时清理，将交叉生产导致污染与变色隐患降至最低，同时颜料均匀分散，生产出来的彩色橡胶颜色均匀，无块状凝聚及色差。彩色轮胎胎侧黄斑不良率经加工工艺调整后综合不良率最低降低至约400ppm/月。着色剂在预混阶段分批次加入，在预混阶段着色剂已与橡胶结合，染色塑炼胶与其他配合剂分散均匀，再加入树脂后树脂迅速软化分散。另外，硫磺在第三段混炼中加，促进剂在第四段混炼过程中加入，避免过早交联，保证加工的安全性。

由于采用了以上技术方案，本发明的有益技术效果如下：

1、塑炼过程中制备染色塑炼胶，提前分散，保证不同批次间着色剂分散均匀性。

2、由于彩色橡胶使用浅色无机填料高岭土，因其补强效果差，为保证胶料物理性能，一般使用量大，若第一段混炼过程中全部投入，捏炼机混炼过程中会出现不吃粉的“打滑”现象，从而转子无法对混炼胶有效剪切，无法正常生产，因此将高岭土均分到两段加入，保证每次混炼可以正常进行且分散良好。

3、防老剂置于第二段混炼过程中加入，可以使一段橡胶大分子链更容易断裂，降低门尼粘度，提升加工性能，同第二段混炼过程中的1/2用量的高岭土一起加入，能够避免防老剂随温度上升熔化后介于转子与混炼胶中间出现“打滑”现象。

4、树脂软化点一般在90℃以上，若进料时同其他物流一起同步加入，随胶料剪切过程可能被带入捏炼机“死角”位置，树脂将会随着升温逐渐软化流动，包覆胶料及其他配合剂尤其是着色剂，形成色差。这里将树脂置于第二段混炼过程中其余物料分散后加入(尤其是混炼温度为110℃-120℃范围加入树脂)，可优先保证着色剂分散，加入后树脂迅速软化并分散到混炼胶中，可避免上述问题。

5、硫化剂与促进剂分投，硫化剂在第三段混炼过程加入，促进剂在第四段混炼过程加入，这样一方面硫化剂分散2次，可避免分散不均导致的黄斑变色，同时在没有促进剂的促进作用下，加入硫化剂的第三段混炼过程中母炼胶可以加工至120℃-130℃而不产生交联，保证加工的安全性。

6、各段混炼过程中，胶料生产时先加入2/3前段母炼胶时，再加入化药等配合剂，再加入1/3前段母炼胶，使得加入的化药等配合剂上下端均有胶料，在捏炼机上顶栓、转子、混炼室壁作用下药品被胶料摩擦分散，避免进入捏炼机“死角”位置而结块导致分散不均。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。