CN106147037A

CN106147037A - 一种eva纳米复合泡沫橡塑组合式内胎的制备方法

Info

Publication number: CN106147037A
Application number: CN201510151951.3A
Authority: CN
Inventors: 吕钟舟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2016-11-23

Abstract

EVA/EPDM/CPE/MMT纳米复合闭孔微孔泡沫橡塑组合式内胎，属于纳米复合泡沫橡塑制品的科学技术领域，其配方有三种原料九种助剂，采取熔触共混三步制备方法，将EVA纳米复合基料及其它填料助剂，按优选配方质量份，混炼剪切制成EVA共混发泡材料，将其放入成型机，高温加热进行发泡，即可得到功能高分子EVA纳米复合橡塑制品。本发明解决了各种车辆、飞机、骑车组合式轮胎内胎的通用性，得到不怕刺扎不充气，质优价廉可再生利用，新材料制品的实质性突破。

Description

一种EVA纳米复合泡沫橡塑组合式内胎的制备方法

技术领域

本发明属于纳米复合泡沫橡塑制品的科学技术领域，是一种广泛使用于骑车、轻型载重汽车、轿车轮胎的，EVA纳米复合闭孔微孔泡沫橡塑组合式内胎。

背景技术

骑车、轻型载重汽车、轿车的轮胎，在人们的视野中是早已熟知的物品，最能引起人们关注的是，各种类型轮胎的爆胎补漏及充气更换。随着科学技术的不断进步，轮胎行业产品也有了不同程度的起色，如现在商品中的实心、空心橡胶轮胎，其优点是不怕刺扎不用充气，但是，这些轮胎仍达不到通用性、高强、耐磨及超长使用寿命的要求。我们分别就这几种类型轮胎的功能及性能和应用作以分析比较。第一种是具有通用性的橡塑外胎和橡塑内胎相组合的一种传统橡胶轮胎，它们的优点是有好的弹性，耐磨性及承载能力，令人们烦恼和厌恶的是，使用过程中轮胎的刺扎爆胎补漏、充气更换带来的不便；第二种是具有帘线、帘布层、钢丝层的实心纯橡胶轮胎，它在使用中，虽然可以达到不充气，不怕刺扎的效果，但昂贵的成本，较多的制造工序，以及短暂的使用寿命，只能在叉车和极少量的工程车辆中应用；第三种就是现代产品的不充气不怕刺扎的，蜂窝状内胎的汽车轮胎，泡沫实心橡胶骑车轮胎，内部有支架的空心骑车轮胎，它们的共同优点是不充气不怕刺扎，存在实质性的缺陷是商品产品达不到通用性及承载力、耐磨性差，使用寿命短、成本高、价格昂贵。

缘由至此，当今社会经济的日益攀升，人们自有经济的不断富足，促使着倍受人们宠爱的交通工具，及工程车辆与日俱增，爆胎、轮胎刺扎给道路带来的拥堵现象，和轮胎补漏更换充气带来的不便问题，日益受到各界的重视，解决各种车辆及飞机轮胎的通用性、低成本、长寿命、不怕刺扎、不充气和可再用利用的实际问题是当今天社会发展的必然要求，也是人们生活必须的真实需要。

发明内容

发明EVA纳米复合闭孔微孔泡沫橡塑组合式内胎的目的，是解决传统轮胎刺扎爆胎充气的问题，和现在商品产品无内胎轮胎，达不到通用性、成本高、使用寿命短等缺陷或不足。提供一种具有通用性，不怕刺扎不充气，高强耐磨、使用寿命长、超载荷、质优价廉和可再生利用的，EVA纳米复合闭孔微孔泡沫橡塑组合式内胎。

实现本发明的目的所采取的技术方案是：将以下各种原料及助剂，按其质量份，通过该行业机械加工设备，科学有序的制备成合格产品。其最优的理想配方比为(质量份)：EVA/EPDM/CPE/MMT纳米复合闭孔微孔泡沫橡塑组合式内胎配比：乙烯、醋酸乙烯脂共聚烃(EVA)VA含量18％MFI2.2 75份，三元乙丙橡胶(EPDM)粒径500纳米左右25份，氯化聚乙烯(CPE)2份，(高岭石)粘土煅烧纯度92-95％纳米级1.5份，氮二甲酰胺(AC)3份，发泡助剂氧化锌(ZnO)0.8份，交联剂过氧化二异丙(DCP)0.8份，硬脂酸(Hst)0.8份，硬脂酸锌(Znst)0.2份，纳米级滑石粉(DT)7.5份，纳米级重度碳酸钙(Caco₃)7.5份，色目颗粒(CMB)2.5份。EVA纳米复合闭孔微孔泡沫橡塑组合式内胎的制备方法，先将EVA、EPDM、CPE、MMT按质量份加入双辊混炼机，同时加入ACDCP ZnO共混，制EVA纳米组合发泡基料，将密炼机内腔温度定在85℃，将EVA纳米复合基料按质量份加入密炼机中，同时加入Caco₃、DT，然后加入助剂Hst、Znst、CMB混密炼，混炼时长10min，混炼完成室温放置19h后，将混合发泡材料加入双辊开炼机中，薄通剪切室温冷却24h，将硫化机内嵌模具温度设定在180℃，模压时长530s，压力10Mpa，待到时长卸压跳模，即可得到理想的合格制品。

工艺流程

按照上述方案制成的EVA纳米复合发泡材料的组合式内胎产品，填补了轮胎行业内胎通用性，及轮胎内外胎组合新材料产品的空白，切实解决了轻型载重汽车轮胎、轿车轮胎、骑车轮胎、飞机轮胎刺扎爆胎补漏充气等实质性的缺陷与不足，提供了一种具有各种轮胎组合式的通用性特点，不怕刺扎不充气，同型号内外胎可更换的经济及方便的新方法，得到了EVA纳米复合闭孔微孔泡沫橡塑组合式轮胎，高弹耐磨、超负荷超长使用寿命，质优价廉及可再生利用新材料的实质性突破。

根据以上制品的特点性能及应用，主要说明了配方的组成及制备纳米复合闭孔微孔泡沫橡塑材料的方法，形成具有抗冲击、耐压缩变形、耐高温良好的弹性和曲绕效果，高韧性及高疲劳寿命的理想制品，本配方中的纳米填料，在提高树脂性能的同时，纳米级微粒在泡沫发泡过程中，起到明显的泡孔成核作用，关键作用是溶体中的饱和气体，更容易吸附到纳米粒子周围并析出形成泡核。相关资料的实验数据显示，闭孔微孔橡塑与个发泡的塑料相比，冲击强度是其2-3倍，韧度是其5倍，疲劳寿命是其5倍，强度重量比是其3-5倍。本发明EVA纳米复合泡沫橡塑制品配方中，乙烯-醋酸乙烯脂共聚物是由乙烯(E)和乙酸乙烯(VA)共聚而成，简称EVA，它的使用关键是溶胶VA，根据其独有的特点及功能作用，参研先人的研究成果及经验，结合产品的应用设计，我们选择了EVA热溶胶VA含量18％，MFI2.2，复合共混比的质量为75份。本发明配方制品，我们选择了化学发泡方法，EVA的化学发泡剂是偶氮二甲酰胺(AC)，优点是发气量大，发气量稳定，分解速度快，易形成闭孔结构的发泡弹性材料，分解产生的N₂NH₃CO₂渗透性小，其中N占65％，CO₂占33％，NH₃33％(AC200℃高，165℃中，135℃低)当分解温度180℃-200℃时，发气量200-220ml/g，用量为3份时，其发泡倍率1.55-1.60。在交联剂过氧化二异丙苯(DCP)，生成的自由基活性中心存在下，乙酰基中的甲基先于主链中的-CH或-CH₂基团脱氢，而形成自由基进而发生交联反应，为了控制发泡不足粘模，及其它反常现象，我们选取了DCP合适的0.8份用量，从而通过高分子链之间的交联反应，得到三维的网状结构。硬脂酸(Hst)有利于脱模，还可以促进AC的分解，降低分解温度，促进交联和发泡作用的顺利进行。氧化锌粉(ZnO)作为一种活性剂，作为热的传导体，可使发泡过程各区的温度一致，防止局部胶料过热老化，烧焦等现象发生，缩短硫化时间，在Hst作用下形成皂锌，提高在橡塑中的分解速度，并与促进剂形成一种洛合物，使促进剂更加活泼，具有良好的热稳定作用，可以中和体系中的酸性，降低AC的分解温度，配方中0.8份的用量，便交联速度与发泡剂的分解速度相匹配。硬脂酸锌(Znst)亦能降低AC的分解温度，由于没有ZnO明显，因此把Znst作副促进剂，以5∶1份比例混合为复合剂使用，较为理想。三元乙丙橡胶(EPDM)与EVA具有良好的相溶性，当EVA与EPDM的共混比75∶25时，并加入2份的氯化聚乙烯(CPE)增容和抗氧化剂，作为塑料的相元组分，以改善材料副面影响，从而得到优异材料性能。纳米级填充料粘土、滑石粉，重质碳酸钙，由于超细颗粒及金属成份因素，能起到好的分散活性，当均匀分散到泡孔间的孔隙中，起到补强、增量、促进泡核形成，还具有隔热及泡剂高尺寸稳定性，色目料是一种着色剂，载体是树脂，由分散剂、偶联剂、表面活性剂等捏和加工而成的，高浓度有色颗粒，不仅着色好，还可以提高泡材的各种优异的性能。在本发明配方研制过程中，深入了解了近几年发泡材料的研究进展，搜集了大量塑料、橡塑、发泡材料的宝贵资料，借鉴参研了先人实验研究的先进经验及成果，使得本发明配方制品更科学更合理，更理想，在这里向他们表示衷心感谢。

具体实施方式

实现EVA/EPDM/CPE/MMT纳米复合闭孔微孔泡沫橡塑组合式内胎的发明，主要有以下原料配制而成，其配方比(按质量份)为EVA VA含量14％-21％，MFI1.5-2.5，偶氮二甲酰胺(AC)1-3.5，过氧化二异丙苯(DCP)0.2-0.8，氧化锌(ZnO)0.2-1，硬脂酸(Hst)0.1-1，硬脂酸锌(Znst)0.1-1，三元乙丙橡胶(EPDM)8％-50％，氯化聚乙烯(CPE)5％-40％，粘土(MMT)0.2％-10％，滑石粉(DT)5％-40％，重质碳酸钙(Caco₃)5％-40％，色目料(CMB)1％-6％。

实验配方(按质量份)：EVA VA21％，MFI2 20份，AC3.5份，DCP0.8份， ZnO1份，Hst0.8份，EPDM30份，CPE2份，MMT 2份，DT10粉或Caco₃20份。

实施优造配方(按质量份)：乙稀-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)VA18％，MFI2.2 75份，三元乙丙橡胶(EPDM)25份，氯化聚乙烯(CPE)2份，偶氮二甲酰胺(AC)3份，过氧化二异丙苯(CPE)0.8份，氧化锌(ZnO)0.8份，硬脂酸(Hst)0.8份，硬脂酸锌(Znst)0.2份，纳米重质碳酸钙(Caco₃)7.5份，滑石粉(DT)纳米级7.5份，粘土(高岭石锻烧纳米级MMT)纯92％-95％1.5份，色目料(CMB)2.5份。

EVA纳米复合闭孔微孔泡沫橡塑组合式内胎的制备方法，采取熔-融共混三步法，先将EVA、EPDM、CPE、MMT按质量份加入双辊混炼机，同时加入助剂AC、DCP、ZnO共混，制成EVA纳米复合发泡基料。将密炼机内腔温度设定在85℃，将EVA纳米复合基料加入(按质量份)密炼机中，同时加入Caco₃、DT，然后加入Hst、Znst、CMB共混密炼，混炼时长10mim，混炼完成室温放置19h后，将EVA混合发泡材料加入双辊开炼机中薄通剪切，室温下冷却24h，将硫化机内嵌模具温度设定在180℃，模压时长530S，压力10MPa，待到时长卸压跳模，即可得到理想的合格制品。

Claims

1.本发明属于纳米复合泡沫橡塑制品的科学技术领域，是一种广泛使用于骑车、轻型载重汽车、轿车、飞机轮胎的EVA/EPDM/CPE/MMT纳米复合闭孔微孔泡沫橡塑组合式内胎，实现本发明的目的所采取的技术方案是：将以下各种原料及助剂，按其质量份，通过该行业的机械加工设备，科学有序地制备成合格制品，优选配方比为：乙稀-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)VA18％，MFI2.275份，三元乙丙橡胶(EPDM)粒径500mm左右25份，氯化聚乙烯(CPE)2份，高岭石粘土锻烧纯92％-95％纳米级1.5份，偶氮二甲酰胺(AC)3份，氧化锌(ZnO)0.8份，过氧化二异丙苯(CPE)0.8份，硬脂酸(HST)0.8份，硬脂酸锌(Znst)0.2份，纳米级滑石粉(DT)纳米级7.5份，纳米重质碳酸钙7.5份，色目料(CMB)2.5份，纳米级复合闭孔微孔泡沫橡塑组合式内胎的制备方法，采取熔-融共混三步法，先将原料EVA、EPDM、CPE、MMT按质量份加入双辊混炼机，同时加入助剂AC、DCP、ZnO共混制成EVA纳米复合发泡基料，将密炼机内腔温度设定在85℃，将EVA纳米复合基料中入(按质量份)密炼机中，同时加入Caco₃、DT，然后加入Hst、Znst、CMB共混密炼，混炼时长10mim，混炼完成室温放置19h后，将EVA混合发泡材料加入双辊开炼机薄通剪切，室温下冷却24h，将硫化机内嵌模具温度设定在180℃，模压时长530S，压力10Mpa，待到时长卸压跳模，即可得到理想的合格制品。

2.根据权利要求1所述，一种EVA纳米复合泡沫橡塑组合式内胎的制备方法，其特征在于：第一步，先将先将原料EVA、EPDM、CPE、MMT按质量份加入双辊混炼机，同时加入助剂AC、DCP、ZnO共混制成EVA纳米复合发泡基料。

3.根据权利要求1所述，一种EVA纳米复合泡沫橡塑组合式内胎的制备方法，其特征在于：第二步，将EVA纳米复合基料中入(按质量份)密炼机中，同时加入Caco₃、DT，然后加入Hst、Znst、CMB共混密炼，混炼时长10mim，混炼完成室温放置19h后，将EVA混合发泡材料加入双辊开炼机薄通剪切，室温下冷却24h。

4.根据权利要求1所述，一种EVA纳米复合泡沫橡塑组合式内胎的制备

方法，其特征在于：EVA/EPDM/CPE/MMT纳米复合闭孔微孔泡沫橡塑组合式内胎，具有通用性，不怕刺扎不充气，和可再生利用。

5.根据权利要求1所述，一种EVA纳米复合泡沫橡塑组合式内胎的制备方法，其特征在于：EVA纳米复合基料，配方按质量份，乙稀-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)VA含量18％，MFI2.275份，三元乙丙橡胶(EPDM)粒径500mm左右25份，氯化聚乙烯(CPE)2份，高岭石粘土锻炼纯92％-95％纳米级1.5份，氧化锌(ZnO)0.8份，过氧化二异丙苯(CPE)0.8份，硬脂酸(Hst)0.8份，偶氮二甲酰胺(AC)3份。

6.根据权利要求1所述，一种EVA纳米复合泡沫橡塑组合式内胎的制备方法，其特征在于：偶氮二甲酰胺(ADC)为发泡剂的化学发泡方法，设置硫化机内嵌模具温度180℃，模压时长530S，压力10Mpa的合格产品的成型工艺方法。