CN106279839A - 高抓地且剪切增硬型轮胎用橡胶复合材料的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高抓地且剪切增硬型轮胎用橡胶复合材料的制造方法，其具体步骤如下：①利用现有的开炼技术将橡胶混合物加入到橡胶开炼机，②向步骤①获得的混合物中添加橡胶发泡剂，③向步骤②中的混合物中添加剪切增稠材料，④将步骤③获得混合物，通过螺杆挤出机挤出成型，即可得到本发明，在轮胎低速转动的时候，橡胶/剪切增稠复合材料中的剪切增稠材料可以流动变形，致使橡胶/剪切增稠复合材料较大的形变，导致橡胶/剪切增稠复合材料变软，增大轮胎的抓地力；反之，轮胎快速旋转就可以降低轮胎的滚动阻力，配方中加环保型芳香烃油与充油丁苯橡胶，可以增加橡胶的弹性与分子链的柔软性，增大地面接触面积，从而提高轮胎抓地性。

Description

高抓地且剪切增硬型轮胎用橡胶复合材料的制造方法
技术领域
本发明涉及橡胶材料生产制造技术领域，具体是一种高抓地且剪切增硬型轮胎用橡胶复合材料的制造方法。
背景技术
目前轮胎和地面的接触面积主要通过轮胎内部的气压进行调节，胎内气压高，轮胎和地面的接触面积小，胎内气压降低，轮胎和地面的接触面积增大。在车辆行驶过程中，轮胎和地面接触面积大，有利于抓地和制动，但是不利于降低轮胎的阻力；反之，如果轮胎和地面接触面积小，虽然有利于降低轮胎的阻力，但是不利于抓地和制动。由此可见，现有轮胎不能够动态改变轮胎和地面的接触面积。目前这种轮胎的特性来自于橡胶的特性，橡胶作为一种弹性体，其内部应力形变正比于所施加的应力，其内部的形变不能随着滚动速度的变化而变化，胎面橡胶的形变主要和轮胎承压有关，因此，往往这种形变不能动态地改变。
因此需要一种新型橡胶，可以根据轮胎的转速改变橡胶的硬度，并改变轮胎和地面的接触面积。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种高抓地且剪切增硬型轮胎用橡胶复合材料的制造方法。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：一种高抓地且剪切增硬型轮胎用橡胶复合材料的制造方法，其具体步骤如下：
步骤①：利用现有的开炼技术将橡胶混合物加入到橡胶开炼机，橡胶混合物的配方为：三元乙丙橡胶重量份为15到26份，充油丁苯橡胶重量份为15到24份，天然胶重量份为10到20份，助剂重量份为20到25份，填充油料重量份为10到20份，橡胶开炼机的参数为炼胶时间400到500秒，温度140到150摄氏度，压力0.5到0.7MPa；
步骤②：向步骤①获得的混合物中添加橡胶发泡剂，发泡剂的重量份为10到15份，所得混合物再加入到橡胶开炼机，橡胶开炼机的参数为炼胶时间600到800秒，温度100到110摄氏度，压力0.3到0.4MPa；
步骤③：向步骤②中的混合物中添加剪切增稠材料，剪切增稠材料的重量份为50份，所得混合物再加入到橡胶开炼机，第一阶段：橡胶开炼机的参数为炼胶时间1000到1200秒，温度110到130摄氏度，压力0.4到0.5MPa，第二阶段：橡胶开炼机的参数为炼胶时间100到200秒，温度150到180摄氏度，压力0.2到0.3MPa；
步骤④：将步骤③获得混合物，通过螺杆挤出机挤出成型，即可得到本发明。
优选的，橡胶发泡剂为偶氮化合物或磺酞脱类化合物。
优选的，助剂重量份为20到25份，助剂的配方为：二氧化硅的重量份为10到15份，氧化锌的重量份为1到5份，硬脂酸的重量份为0.1到3份，其它助剂的重量份为3到6份，硫磺的重量份为1到6份，硫化促进剂的重量份为1.5到3份。
优选的，剪切增稠材料的配方为，高粘度聚乙二醇15~30重量份，纤维絮状物1~2重量份，纳米碳酸钙7~12重量份，纳米白炭黑5~8重量份，天然胶2~10重量份。
优选的，高粘度聚乙二醇的配方为，聚乙二醇200为1~3重量份，聚乙二醇400为2~10重量份，聚乙二醇1000为12~22重量份。
优选的，所述的填充油料为环保型芳香烃油。
本发明的实现原理是，通过橡胶材料和橡胶发泡剂的混合，在开炼机中相互混合并且使得橡胶发泡剂产生发泡作用，使得在橡胶材料中产生大量的发泡结构，然后再混合剪切增稠材料，剪切增稠材料进入发泡结构中的空洞，产生填充，进而形成橡胶/剪切增稠复合材料的复合结构，剪切增稠材料，也就是非牛顿流体材料，具有在高速剪切运动作用下保持原来形状的特性，同时，在低速剪切运动作用下可以变形，将剪切增稠材料复合进入橡胶材料并形成橡胶/剪切增稠复合材料的复合结构，起到支撑的作用，这样，在轮胎低速转动的时候，橡胶/剪切增稠复合材料中的剪切增稠材料可以流动变形，致使橡胶/剪切增稠复合材料较大的形变，导致橡胶/剪切增稠复合材料变软；当轮胎快速旋转的时候，橡胶/剪切增稠复合材料中的剪切增稠材料因剪切增稠变硬，不可以流动，致使橡胶/剪切增稠复合材料较小的形变，导致橡胶/剪切增稠复合材料变硬；聚乙二醇是常用的剪切增稠材料的配方材料，低分子聚乙二醇流动性好、固液分散性好，但是剪切增稠强度较差，高分子聚乙二醇流动性差、固液分散性差，但是剪切增稠强度高，各种分子量的聚乙二醇混合，有利于固液分散，同时剪切增稠强度高；剪切增稠材料中添加少量天然胶，有利于增加剪切增稠强度，同时有利于剪切增稠材料和橡胶材料的复合。本发明与现有技术相比具有的有益效果是：在轮胎低速转动的时候，橡胶/剪切增稠复合材料中的剪切增稠材料可以流动变形，致使橡胶/剪切增稠复合材料较大的形变，导致橡胶/剪切增稠复合材料变软，轮胎下沉程度增大，导致轮胎和地面接触面积增大，增大轮胎的抓地力；当轮胎快速旋转的时候，橡胶/剪切增稠复合材料中的剪切增稠材料因剪切增稠变硬，不可以流动，致使橡胶/剪切增稠复合材料较小的形变，导致橡胶/剪切增稠复合材料变硬，轮胎下沉程度减小，导致轮胎和地面接触面积减少，减少轮胎的抓地力，降低轮胎的滚动阻力。配方中加环保型芳香烃油与充油丁苯橡胶，可以增加橡胶的弹性与分子链的柔软性，增大地面接触面积，从而提高轮胎抓地性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种高抓地且剪切增硬型轮胎用橡胶复合材料的制造方法，其具体步骤如下：
步骤①：利用现有的开炼技术将橡胶混合物加入到橡胶开炼机，橡胶混合物的配方为：三元乙丙橡胶重量份为16份，充油丁苯橡胶重量份为18份，天然胶重量份为12份，助剂重量份为23份，填充油料重量份为15份，橡胶开炼机的参数为炼胶时间500秒，温度145摄氏度，压力0.6 MPa；
步骤②：向步骤①获得的混合物中添加橡胶发泡剂，发泡剂的重量份为12份，所得混合物再加入到橡胶开炼机，橡胶开炼机的参数为炼胶时间700秒，温度110摄氏度，压力0.3MPa；
步骤③：向步骤②中的混合物中添加剪切增稠材料，剪切增稠材料的重量份为50份，所得混合物再加入到橡胶开炼机，第一阶段：橡胶开炼机的参数为炼胶时间1000秒，温度110摄氏度，压力0.4 MPa，第二阶段：橡胶开炼机的参数为炼胶时间100秒，温度170摄氏度，压力0.2 MPa；
步骤④：将步骤③获得混合物，通过螺杆挤出机挤出成型，即可得到本实施例。
本实施例中的橡胶发泡剂为偶氮化合物。
本实施例中的助剂重量份为23份，助剂的配方为：二氧化硅的重量份为12份，氧化锌的重量份为2份，硬脂酸的重量份为0.8份，其它助剂的重量份为4.2份，硫磺的重量份为2份，硫化促进剂的重量份为2份。
本实施例中的剪切增稠材料的配方为，高粘度聚乙二醇30重量份，纤维絮状物1重量份，纳米碳酸钙7重量份，纳米白炭黑8重量份，天然胶4重量份。
本实施例中的高粘度聚乙二醇的配方为，聚乙二醇200为3重量份，聚乙二醇400为10重量份，聚乙二醇1000为17重量份。
本实施例中的填充油料为环保型芳香烃油。
实施例2
一种高抓地且剪切增硬型轮胎用橡胶复合材料的制造方法，其具体步骤如下：
步骤①：利用现有的开炼技术将橡胶混合物加入到橡胶开炼机，橡胶混合物的配方为：三元乙丙橡胶重量份为22份，充油丁苯橡胶重量份为22份，天然胶重量份为10份，助剂重量份为25份，填充油料重量份为15份，橡胶开炼机的参数为炼胶时间500秒，温度150摄氏度，压力0.7MPa；
步骤②：向步骤①获得的混合物中添加橡胶发泡剂，发泡剂的重量份为15份，所得混合物再加入到橡胶开炼机，橡胶开炼机的参数为炼胶时间600秒，温度110摄氏度，压力0.4MPa；
步骤③：向步骤②中的混合物中添加剪切增稠材料，剪切增稠材料的重量份为50份，所得混合物再加入到橡胶开炼机，第一阶段：橡胶开炼机的参数为炼胶时间1000秒，温度120摄氏度，压力0.4 MPa，第二阶段：橡胶开炼机的参数为炼胶时间100秒，温度180摄氏度，压力0.3MPa；
步骤④：将步骤③获得混合物，通过螺杆挤出机挤出成型，即可得到本实施例。
本实施例中的橡胶发泡剂为偶氮化合物。
本实施例中的助剂重量份为25份，助剂的配方为：二氧化硅的重量份为10份，氧化锌的重量份为5份，硬脂酸的重量份为1份，其它助剂的重量份为5份，硫磺的重量份为2份，硫化促进剂的重量份为2份。
本实施例中的剪切增稠材料的配方为，高粘度聚乙二醇25重量份，纤维絮状物2重量份，纳米碳酸钙12重量份，纳米白炭黑8重量份，天然胶3重量份。
本实施例中的高粘度聚乙二醇的配方为，聚乙二醇200为3重量份，聚乙二醇400为10重量份，聚乙二醇1000为12重量份。
本实施例中的填充油料为环保型芳香烃油。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.高抓地且剪切增硬型轮胎用橡胶复合材料的制造方法，其具体步骤如下：
步骤①：用现有的开炼技术将橡胶混合物加入到橡胶开炼机，所述的橡胶混合物的配方为：三元乙丙橡胶重量份为15到26份，充油丁苯橡胶重量份为15到24份，天然胶重量份为10到20份，助剂重量份为20到25份，填充油料重量份为10到20份，橡胶开炼机的参数为炼胶时间400到500秒，温度140到150摄氏度，压力0.5到0.7MPa；
步骤②：步骤①获得的混合物中添加橡胶发泡剂，所述的发泡剂的重量份为10到15份，所得混合物再加入到橡胶开炼机，橡胶开炼机的参数为炼胶时间600到800秒，温度100到110摄氏度，压力0.3到0.4MPa；
步骤③：步骤②中的混合物中添加剪切增稠材料，所述的剪切增稠材料的重量份为50份，所得混合物再加入到橡胶开炼机，第一阶段：橡胶开炼机的参数为炼胶时间1000到1200秒，温度110到130摄氏度，压力0.4到0.5MPa，第二阶段：橡胶开炼机的参数为炼胶时间100到200秒，温度150到180摄氏度，压力0.2到0.3MPa；
步骤④：步骤③获得混合物，通过螺杆挤出机挤出成型，即可得到本发明。
2.根据权利要求1所述的高抓地且剪切增硬型轮胎用橡胶复合材料的制造方法，其特征在于：所述的橡胶发泡剂为偶氮化合物或磺酞脱类化合物。
3.根据权利要求1所述的高抓地且剪切增硬型轮胎用橡胶复合材料的制造方法，其特征在于：所述的助剂重量份为20到25份，助剂的配方为：二氧化硅的重量份为10到15份，氧化锌的重量份为1到5份，硬脂酸的重量份为0.1到3份，其它助剂的重量份为3到6份，硫磺的重量份为1到6份，硫化促进剂的重量份为1.5到3份。
4.根据权利要求1所述的高抓地且剪切增硬型轮胎用橡胶复合材料的制造方法，其特征在于：所述的剪切增稠材料的配方为，高粘度聚乙二醇15~30重量份，纤维絮状物1~2重量份，纳米碳酸钙7~12重量份，纳米白炭黑5~8重量份，天然胶2~10重量份。
5.根据权利要求4所述的高抓地且剪切增硬型轮胎用橡胶复合材料的制造方法，其特征在于：所述的高粘度聚乙二醇的配方为，聚乙二醇200为1~3重量份，聚乙二醇400为2~10重量份，聚乙二醇1000为12~22重量份。
6.根据权利要求1所述的高抓地且剪切增硬型轮胎用橡胶复合材料的制造方法，其特征在于：所述的填充油料为环保型芳香烃油。
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