CN104961931A - 一种具有吸附和除尘能力聚偏氟乙烯轮胎及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有吸附和除尘能力聚偏氟乙烯轮胎及其制备方法，涉及橡胶制品技术领域，主要由天然橡胶、炭黑、硬脂酸钙、纳米氧化锡锑、亚硫酸钡等改性增效剂制成。本发明的子午线轮胎使用寿命长，承载负荷较大，抗变形和防爆胎能力强，通过各组分之间的配合，使得轮胎的防滑性能好、耐磨性强，提高了车辆行驶的安全性能。发明采用聚偏氟乙烯作为膜层基材，通过添加无机纳米粒子制成吸附膜，膜层的平均孔径增大，孔径分布更加均匀，同时采用的无机纳米粒子，本身具有吸附和除尘能力，具有良好的机械性能，耐气候性和化学稳定性。

Description

一种具有吸附和除尘能力聚偏氟乙烯轮胎及其制备方法

技术领域

 本发明涉及橡胶制品技术领域，更具体地说是一种具有吸附和除尘能力聚偏氟乙烯轮胎及其制备方法。

背景技术

轮胎是在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品。通常安装在金属轮辋上，能支承车身，缓冲外界冲击，实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能。轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用，因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能。同时，还要求具备高耐磨性和耐屈挠性，以及低的滚动阻力与生热性。世界耗用橡胶量的一半用于轮胎生产，可见轮胎耗用橡胶的能力。

子午线轮胎与普通斜线轮胎相比，弹性大，耐磨性好，滚动阻力小，附着性能好，缓冲性能好，承载能力大，不易刺穿。然而，现有的子午线轮胎还存在胎侧易裂口，由于侧向变形大，导致汽车侧向稳定性稍差，制造技术要求高，成本较高等缺点。

发明内容

本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种具有吸附和除尘能力聚偏氟乙烯轮胎及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种具有吸附和除尘能力聚偏氟乙烯轮胎，以重量份计，由以下原料制成：天然橡胶40-60份、溶聚丁苯橡胶20-30份、氧化锌3-5份、碳纳米管4-6份、废旧轮胎8-10份、热塑性聚氨酯弹性体4-6份、羟基硅油3-5份、硅化锆2-4份、酚醛增粘树脂3-4份、高耐磨炭黑30-50份、硬脂酸钙5-7份、纳米氧化锡锑1-3份、亚硫酸钡2-4份、聚偏氟乙烯35-40份、DMAc溶剂15-20份、PVP成孔剂5-8份、纳米二氧化钛5-7份、纳米氧化铝纤维5-8份、改性增效剂6-8份；其中改性增效剂由以下重量份原料制成：高苯乙烯树脂8-10份、高芳香烃油2-3份、气相白炭黑15-20份、晶须硅2-4份、微晶石蜡1-3份、硫酸钙1-2份、钛白粉3-5份、工业用120#溶剂油8-10份；制备方法为：①将高苯乙烯树脂、高芳香烃油投入工业用120#溶剂油中，以200rpm～400rpm的转速搅拌至天然橡胶溶解，制得天然橡胶溶液；②将白炭黑、晶须硅、微晶石蜡、硫酸钙、钛白粉在200rpm～300rpm转速的搅拌下加入到天然橡胶溶液中，搅拌混合均匀，得混合物；③升温至95-105℃，在2小时内快速蒸发去除步骤②制得的混合物中的溶剂；④将步骤③中的原料投入橡胶造粒机中制成颗粒状即得。

一种具有吸附和除尘能力聚偏氟乙烯轮胎的制备方法，包括以下步骤：

（1）首先将天然橡胶、溶聚丁苯橡胶、废旧轮胎加入到密炼机中，并搅拌均匀；

（2）在不停止搅拌的情况下升温至60-70℃，加入氧化锌，混炼50-55秒；

（3）加入热塑性聚氨酯弹性体、酚醛增粘树脂和亚硫酸钡，混炼60-70秒；

（4）依次加入碳纳米管、氧化锌、70%的炭黑、硅化锆、硬脂酸钙、纳米氧化锡锑，同方向匀速搅拌，同时快速升温至150-160℃混炼，连续混炼5-6分钟；

（5）加入剩余的30%的炭黑、羟基硅油、聚偏氟乙烯35-40份、DMAc溶剂15-20份、PVP成孔剂5-8份、纳米二氧化钛5-7份、纳米氧化铝纤维5-8份、改性增效剂等原料，继续混炼3-5分钟，最终制得熔胶；

（6）将密炼完成的熔胶快速注射到轮胎模具中，冲模压力为6-8Kpa，并保压30-45秒，泄压后经水冷却、开模取出产品，即得。

本发明的优点在于：

本发明的子午线轮胎使用寿命长，承载负荷较大，抗变形和防爆胎能力强，通过热塑性聚氨酯弹性体、碳纳米管、硅化锆、碳化硼等各组分之间的配合，使得轮胎的防滑性能好、耐磨性强，提高了车辆行驶的安全性能。发明采用聚偏氟乙烯作为膜层基材，通过添加无机纳米粒子制成吸附膜，膜层的平均孔径增大，孔径分布更加均匀，同时采用的无机纳米粒子，本身具有吸附和除尘能力，具有良好的机械性能，耐气候性和化学稳定性。

具体实施方式

实施例1，一种具有吸附和除尘能力聚偏氟乙烯轮胎，以重量份计，由以下原料制成：天然橡胶40份、溶聚丁苯橡胶20份、氧化锌3份、碳纳米管4份、废旧轮胎8份、热塑性聚氨酯弹性体4份、羟基硅油3份、硅化锆2份、酚醛增粘树脂3份、高耐磨炭黑30份、硬脂酸钙5份、纳米氧化锡锑1份、亚硫酸钡2份、聚偏氟乙烯35份、DMAc溶剂15份、PVP成孔剂5份、纳米二氧化钛5份、纳米氧化铝纤维5份、改性增效剂6份；

其中改性增效剂由以下重量份原料制成：高苯乙烯树脂8份、高芳香烃油2份、气相白炭黑15份、晶须硅2份、微晶石蜡1份、硫酸钙1份、钛白粉3份、工业用120#溶剂油8份；制备方法为：①将丁二烯橡胶、高苯乙烯树脂、高芳香烃油投入工业用120#溶剂油中，以200rpm的转速搅拌至天然橡胶溶解，制得天然橡胶溶液；②将白炭黑、废旧橡胶制品纤维、晶须硅、微晶石蜡、硫酸钙、钛白粉、间苯二酚在200rpm转速的搅拌下加入到天然橡胶溶液中，搅拌混合均匀，得混合物；③升温至95℃，在2小时内快速蒸发去除步骤②制得的混合物中的溶剂；④将步骤③中的原料投入橡胶造粒机中制成颗粒状即得。

一种具有吸附和除尘能力聚偏氟乙烯轮胎的制备方法，包括以下步骤：

    （1）首先将天然橡胶、溶聚丁苯橡胶、废旧轮胎加入到密炼机中，并搅拌均匀；

    （2）在不停止搅拌的情况下升温至60℃，加入氧化锌，混炼50秒；

    （3）加入热塑性聚氨酯弹性体、酚醛增粘树脂和亚硫酸钡，混炼60秒；

    （4）依次加入碳纳米管、氧化锌、70%的炭黑、硅化锆、硬脂酸钙、纳米氧化锡锑，同方向匀速搅拌，同时快速升温至150℃混炼，连续混炼5分钟；

    （5）加入剩余的30%的炭黑、羟基硅油、聚偏氟乙烯 、DMAc溶剂 、PVP成孔剂 、纳米二氧化钛 、纳米氧化铝纤维 、改性增效剂等原料，继续混炼3分钟，最终制得熔胶；

    （6）将密炼完成的熔胶快速注射到轮胎模具中，冲模压力为6Kpa，并保压30秒，泄压后经水冷却、开模取出产品，即得。

实施例2，

一种具有吸附和除尘能力聚偏氟乙烯轮胎，以重量份计，由以下原料制成：天然橡胶60份、溶聚丁苯橡胶30份、氧化锌5份、碳纳米管6份、废旧轮胎10份、热塑性聚氨酯弹性体6份、羟基硅油5份、硅化锆4份、酚醛增粘树脂4份、高耐磨炭黑50份、硬脂酸钙7份、纳米氧化锡锑3份、亚硫酸钡4份、聚偏氟乙烯40份、DMAc溶剂20份、PVP成孔剂8份、纳米二氧化钛7份、纳米氧化铝纤维8份、改性增效剂8份；其中改性增效剂由以下重量份原料制成：高苯乙烯树脂10份、高芳香烃油3份、气相白炭黑20份、晶须硅4份、微晶石蜡3份、硫酸钙2份、钛白粉5份、工业用120#溶剂油10份；制备方法为：①将丁二烯橡胶、高苯乙烯树脂、高芳香烃油投入工业用120#溶剂油中，以400rpm的转速搅拌至天然橡胶溶解，制得天然橡胶溶液；②将白炭黑、废旧橡胶制品纤维、晶须硅、微晶石蜡、硫酸钙、钛白粉、间苯二酚在300rpm转速的搅拌下加入到天然橡胶溶液中，搅拌混合均匀，得混合物；③升温至105℃，在2小时内快速蒸发去除步骤②制得的混合物中的溶剂；④将步骤③中的原料投入橡胶造粒机中制成颗粒状即得。

一种具有吸附和除尘能力聚偏氟乙烯轮胎的制备方法，包括以下步骤：

    （1）首先将天然橡胶、溶聚丁苯橡胶、废旧轮胎加入到密炼机中，并搅拌均匀；

    （2）在不停止搅拌的情况下升温至70℃，加入氧化锌，混炼55秒；

    （3）加入热塑性聚氨酯弹性体、酚醛增粘树脂和亚硫酸钡，混炼70秒；

    （4）依次加入碳纳米管、氧化锌、70%的炭黑、硅化锆、硬脂酸钙、纳米氧化锡锑，同方向匀速搅拌，同时快速升温至160℃混炼，连续混炼6分钟；

    （5）加入剩余的30%的炭黑、羟基硅油、聚偏氟乙烯、DMAc溶剂、PVP成孔剂、纳米二氧化钛、纳米氧化铝纤维、改性增效剂等原料，继续混炼5分钟，最终制得熔胶；

（6）将密炼完成的熔胶快速注射到轮胎模具中，冲模压力为8Kpa，并保压45秒，泄压后经水冷却、开模取出产品，即得。

Claims (2)

1.一种具有吸附和除尘能力聚偏氟乙烯轮胎，其特征在于：以重量份计，由以下原料制成：聚偏氟乙烯35-40份、DMAc溶剂15-20份、PVP成孔剂5-8份、天然橡胶40-60份、纳米二氧化钛5-7份、纳米氧化铝纤维5-8份、溶聚丁苯橡胶20-30份、氧化锌3-5份、碳纳米管4-6份、废旧轮胎8-10份、热塑性聚氨酯弹性体4-6份、羟基硅油3-5份、硅化锆2-4份、酚醛增粘树脂3-4份、高耐磨炭黑30-50份、硬脂酸钙5-7份、纳米氧化锡锑1-3份、亚硫酸钡2-4份、改性增效剂6-8份；

其中改性增效剂由以下重量份原料制成：高苯乙烯树脂8-10份、高芳香烃油2-3份、气相白炭黑15-20份、晶须硅2-4份、微晶石蜡1-3份、硫酸钙1-2份、钛白粉3-5份、工业用120#溶剂油8-10份；制备方法为：①将高苯乙烯树脂、高芳香烃油投入工业用120#溶剂油中，以200rpm～400rpm的转速搅拌至天然橡胶溶解，制得天然橡胶溶液；②将白炭黑、晶须硅、微晶石蜡、硫酸钙、钛白粉在200rpm～300rpm转速的搅拌下加入到天然橡胶溶液中，搅拌混合均匀，得混合物；③升温至95-105℃，在2小时内快速蒸发去除步骤②制得的混合物中的溶剂；④将步骤③中的原料投入橡胶造粒机中制成颗粒状即得。

2.根据权利要求1所述的一种具有吸附和除尘能力聚偏氟乙烯轮胎的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）首先将天然橡胶、溶聚丁苯橡胶、废旧轮胎加入到密炼机中，并搅拌均匀；

（2）在不停止搅拌的情况下升温至60-70℃，加入氧化锌，混炼50-55秒；

（3）加入热塑性聚氨酯弹性体、酚醛增粘树脂和亚硫酸钡，混炼60-70秒；

（4）依次加入碳纳米管、氧化锌、70%的炭黑、硅化锆、硬脂酸钙、纳米氧化锡锑，同方向匀速搅拌，同时快速升温至150-160℃混炼，连续混炼5-6分钟；

（5）加入剩余的30%的炭黑、羟基硅油、聚偏氟乙烯35-40份、DMAc溶剂15-20份、PVP成孔剂5-8份、纳米二氧化钛5-7份、纳米氧化铝纤维5-8份、改性增效剂等原料，继续混炼3-5分钟，最终制得熔胶；

（6）将密炼完成的熔胶快速注射到轮胎模具中，冲模压力为6-8Kpa，并保压30-45秒，泄压后经水冷却、开模取出产品，即得。