CN106928514A - 一种耐扎轮胎及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐扎轮胎，包括外胎体、内胎体和蜂窝结构，所述蜂窝结构设在外胎体和内胎体之间，所述外胎体、内胎体和蜂窝结构一体成型，所述外胎体表面设置有防滑凹槽，所述防滑凹槽呈环形阵列分布，所述外胎体厚度为2‑4cm，所述内胎体厚度为1cm；所述耐扎轮胎由以下重量份数配比的材料制成：丁苯橡胶45‑55份、溴化丁烯橡胶38‑44份、纳米陶土7‑12份、氧化锌2‑4份、二硫代氨基甲酸盐6‑10份、二氧化硅14‑18份、氨基甲酸乙酯20‑25份、硫黄3‑6份、4‑硝基邻苯二甲酸二甲酯18‑22份、沥青16‑20份、γ‑巯丙基三甲氧基硅烷15‑20份、石墨烯纤维32‑38份、石棉纤维7‑14份、高苯乙烯树脂5‑10份等。该轮胎结构强度高，抗老化，制造成本低，耐扎效果好。

Description

一种耐扎轮胎及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐扎轮胎及其制备方法。

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。汽车轮胎按胎体结构不同可分为充气轮胎和实心轮胎。现代汽车绝大多数采用充气轮胎。按胎内空气压力的高低，充气轮胎可分为高压胎、低压胎和超低压胎三种。各类汽车普遍采用低压胎。充气轮胎按组成结构不同，又分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种。轿车普遍采用无内胎轮胎。按轮胎内部帘布层和缓冲层的排列方式不同，轮胎又可分为子午线轮胎和斜交轮胎两种。汽车上普遍采用的是子午线轮胎。轮胎侧面均有标注。

轮胎通常由外胎、内胎、垫带3部分组成。也有不需要内胎的，其胎体内层有气密性好的橡胶层，且需配专用的轮辋。世界各国轮胎的结构，都向无内胎、子午线结构、扁平（轮胎断面高与宽的比值小）和轻量化的方向发展。外胎是由胎体、缓冲层（或称带束层）、胎面、胎侧和胎圈组成。 外胎断面可分成几个单独的区域：胎冠区、胎肩区(胎面斜坡)、屈挠区(胎侧区)、加强区和胎圈区。 ①胎体：又称胎身。通常指由一层或数层帘布层（具有强度、柔软性和弹性）与胎圈组成整体的(作为)充气轮胎的受力结构。

目前现有的轮胎内部含有钢丝，加工复杂，不抗老化，制造成本高，耐扎效果不好。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种结构强度高，抗老化，制造成本低，耐扎效果好的耐扎轮胎。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种耐扎轮胎，包括外胎体、内胎体和蜂窝结构，所述蜂窝结构设在外胎体和内胎体之间，所述外胎体、内胎体和蜂窝结构一体成型，所述外胎体表面设置有防滑凹槽，所述防滑凹槽呈环形阵列分布，所述外胎体厚度为2-4cm，所述内胎体厚度为1cm；所述耐扎轮胎由以下重量份数配比的材料制成：丁苯橡胶45-55份、溴化丁烯橡胶38-44份、纳米陶土7-12份、氧化锌2-4份、二硫代氨基甲酸盐6-10份、二氧化硅14-18份、氨基甲酸乙酯20-25份、硫黄3-6份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯18-22份、沥青16-20份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷15-20份、石墨烯纤维32-38份、石棉纤维7-14份、高苯乙烯树脂5-10份、N-苯基-β-萘胺6-7份、对苯二胺2-6份、二氧化硅6-8份、三乙醇胺9-11份和8-羟基喹啉13-18份。

作为优选，所述耐扎轮胎由以下重量份数配比的材料制成：丁苯橡胶45份、溴化丁烯橡胶38份、纳米陶土7份、氧化锌2份、二硫代氨基甲酸盐6份、二氧化硅14份、氨基甲酸乙酯20份、硫黄3份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯18份、沥青16份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷15份、石墨烯纤维32份、石棉纤维7份、高苯乙烯树脂5份、N-苯基-β-萘胺6份、对苯二胺2份、二氧化硅6份、三乙醇胺9份和8-羟基喹啉13份。

作为优选，所述耐扎轮胎由以下重量份数配比的材料制成：丁苯橡胶50份、溴化丁烯橡胶41份、纳米陶土9.5份、氧化锌3份、二硫代氨基甲酸盐8份、二氧化硅16份、氨基甲酸乙酯22.5份、硫黄4.5份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯20份、沥青18份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷17.5份、石墨烯纤维35份、石棉纤维10.5份、高苯乙烯树脂7.5份、N-苯基-β-萘胺6.5份、对苯二胺4份、二氧化硅7份、三乙醇胺10份和8-羟基喹啉15.5份。

作为优选，所述耐扎轮胎由以下重量份数配比的材料制成：丁苯橡胶55份、溴化丁烯橡胶44份、纳米陶土12份、氧化锌4份、二硫代氨基甲酸盐10份、二氧化硅18份、氨基甲酸乙酯25份、硫黄6份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯22份、沥青20份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷20份、石墨烯纤维38份、石棉纤维14份、高苯乙烯树脂10份、N-苯基-β-萘胺7份、对苯二胺6份、二氧化硅8份、三乙醇胺11份和8-羟基喹啉18份。

一种耐扎轮胎的制备方法，包括以下步骤：

1）将丁苯橡胶45份、溴化丁烯橡胶38份、纳米陶土7份、氧化锌2份、二硫代氨基甲酸盐6份、二氧化硅14份、氨基甲酸乙酯20份、硫黄3份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯18份、沥青16份投入到1%的硫酸溶液中浸泡5-10分钟，备用；

2）将步骤1）所得原料晾干投入到反应釜中，调节温度为55-85℃，搅拌速度为2000-2200r/min，反应时间为2-3分钟，备用；

3）将γ-巯丙基三甲氧基硅烷15-20份、石墨烯纤维32-38份、石棉纤维7-14份、高苯乙烯树脂5-10份、N-苯基-β-萘胺6-7份、对苯二胺2-6份、二氧化硅6-8份、三乙醇胺9-11份和8-羟基喹啉13-18份投入到高压釜中，调节气压为10-12倍大气压，温度为75-80℃，静置2-3小时，备用；

4）将步骤2）所得原料和步骤3）所得原料投入到密炼机中，辊距调到2mm，调节转速为100r/min，加热温度为100-120℃维持2分钟，再提升加热温度使得原料呈熔融状态，备用；

5）将步骤4）所得原料投入到注塑机中，注入模具中成型，即可。

本发明技术效果主要体现在以下方面：设置的外胎体、内胎体和蜂窝结构一体成型，使得加工方便，能够降低制造成本，蜂窝结构具有减震功能；添加的丁苯橡胶、溴化丁烯橡胶、纳米陶土、氧化锌、二硫代氨基甲酸盐、二氧化硅、氨基甲酸乙酯、硫黄、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯1、沥青、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、石墨烯纤维、石棉纤维使得材料结构强度高；添加的N-苯基-β-萘胺、对苯二胺、二氧化硅、三乙醇胺和8-羟基喹啉使得材料抗老化，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明一种耐扎轮胎的结构图。

具体实施方式

对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

实施例1

如图1所示，一种耐扎轮胎，包括外胎体1、内胎体2和蜂窝结构3，所述蜂窝结构3设在外胎体1和内胎体2之间，所述外胎体1、内胎体2和蜂窝结构3一体成型，所述外胎体1表面设置有防滑凹槽4，所述防滑凹槽4呈环形阵列分布，所述外胎体1厚度为2-4cm，所述内胎体2厚度为1cm；所述耐扎轮胎由以下重量份数配比的材料制成：丁苯橡胶45份、溴化丁烯橡胶38份、纳米陶土7份、氧化锌2份、二硫代氨基甲酸盐6份、二氧化硅14份、氨基甲酸乙酯20份、硫黄3份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯18份、沥青16份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷15份、石墨烯纤维32份、石棉纤维7份、高苯乙烯树脂5份、N-苯基-β-萘胺6份、对苯二胺2份、二氧化硅6份、三乙醇胺9份和8-羟基喹啉13份。

一种耐扎轮胎的制备方法，包括以下步骤：

1）将苯橡胶45份、溴化丁烯橡胶38份、纳米陶土7份、氧化锌2份、二硫代氨基甲酸盐6份、二氧化硅14份、氨基甲酸乙酯20份、硫黄3份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯18份、沥青16份投入到1%的硫酸溶液中浸泡5-10分钟，备用；

2）将步骤1）所得原料晾干投入到反应釜中，调节温度为55-85℃，搅拌速度为2000-2200r/min，反应时间为2-3分钟，备用；

3）将γ-巯丙基三甲氧基硅烷15份、石墨烯纤维32份、石棉纤维7份、高苯乙烯树脂5份、N-苯基-β-萘胺6份、对苯二胺2份、二氧化硅6份、三乙醇胺9份和8-羟基喹啉13份投入到高压釜中，调节气压为10-12倍大气压，温度为75-80℃，静置2-3小时，备用；

4）将步骤2）所得原料和步骤3）所得原料投入到密炼机中，辊距调到2mm，调节转速为100r/min，加热温度为100-120℃维持2分钟，再提升加热温度使得原料呈熔融状态，备用；

5）将步骤4）所得原料投入到注塑机中，注入模具中成型，即可。

实施例2

如图1所示，一种耐扎轮胎，包括外胎体1、内胎体2和蜂窝结构3，所述蜂窝结构3设在外胎体1和内胎体2之间，所述外胎体1、内胎体2和蜂窝结构3一体成型，所述外胎体1表面设置有防滑凹槽4，所述防滑凹槽4呈环形阵列分布，所述外胎体1厚度为2-4cm，所述内胎体2厚度为1cm；所述耐扎轮胎由以下重量份数配比的材料制成：丁苯橡胶50份、溴化丁烯橡胶41份、纳米陶土9.5份、氧化锌3份、二硫代氨基甲酸盐8份、二氧化硅16份、氨基甲酸乙酯22.5份、硫黄4.5份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯20份、沥青18份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷17.5份、石墨烯纤维35份、石棉纤维10.5份、高苯乙烯树脂7.5份、N-苯基-β-萘胺6.5份、对苯二胺4份、二氧化硅7份、三乙醇胺10份和8-羟基喹啉15.5份。

一种耐扎轮胎的制备方法，包括以下步骤：

1）将丁苯橡胶50份、溴化丁烯橡胶41份、纳米陶土9.5份、氧化锌3份、二硫代氨基甲酸盐8份、二氧化硅16份、氨基甲酸乙酯22.5份、硫黄4.5份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯20份、沥青18份投入到1%的硫酸溶液中浸泡5-10分钟，备用；

2）将步骤1）所得原料晾干投入到反应釜中，调节温度为55-85℃，搅拌速度为2000-2200r/min，反应时间为2-3分钟，备用；

3）将γ-巯丙基三甲氧基硅烷17.5份、石墨烯纤维35份、石棉纤维10.5份、高苯乙烯树脂7.5份、N-苯基-β-萘胺6.5份、对苯二胺4份、二氧化硅7份、三乙醇胺10份和8-羟基喹啉15.5份投入到高压釜中，调节气压为10-12倍大气压，温度为75-80℃，静置2-3小时，备用；

4）将步骤2）所得原料和步骤3）所得原料投入到密炼机中，辊距调到2mm，调节转速为100r/min，加热温度为100-120℃维持2分钟，再提升加热温度使得原料呈熔融状态，备用；

5）将步骤4）所得原料投入到注塑机中，注入模具中成型，即可。

实施例3

如图1所示，一种耐扎轮胎，包括外胎体1、内胎体2和蜂窝结构3，所述蜂窝结构3设在外胎体1和内胎体2之间，所述外胎体1、内胎体2和蜂窝结构3一体成型，所述外胎体1表面设置有防滑凹槽4，所述防滑凹槽4呈环形阵列分布，所述外胎体1厚度为2-4cm，所述内胎体2厚度为1cm；所述耐扎轮胎由以下重量份数配比的材料制成：丁苯橡胶55份、溴化丁烯橡胶44份、纳米陶土12份、氧化锌4份、二硫代氨基甲酸盐10份、二氧化硅18份、氨基甲酸乙酯25份、硫黄6份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯22份、沥青20份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷20份、石墨烯纤维38份、石棉纤维14份、高苯乙烯树脂10份、N-苯基-β-萘胺7份、对苯二胺6份、二氧化硅8份、三乙醇胺11份和8-羟基喹啉18份。

一种耐扎轮胎的制备方法，包括以下步骤：

1）将丁苯橡胶55份、溴化丁烯橡胶44份、纳米陶土12份、氧化锌4份、二硫代氨基甲酸盐10份、二氧化硅18份、氨基甲酸乙酯25份、硫黄6份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯22份、沥青20份投入到1%的硫酸溶液中浸泡5-10分钟，备用；

2）将步骤1）所得原料晾干投入到反应釜中，调节温度为55-85℃，搅拌速度为2000-2200r/min，反应时间为2-3分钟，备用；

3）将γ-巯丙基三甲氧基硅烷20份、石墨烯纤维38份、石棉纤维14份、高苯乙烯树脂10份、N-苯基-β-萘胺7份、对苯二胺6份、二氧化硅8份、三乙醇胺11份和8-羟基喹啉18份投入到高压釜中，调节气压为10-12倍大气压，温度为75-80℃，静置2-3小时，备用；

4）将步骤2）所得原料和步骤3）所得原料投入到密炼机中，辊距调到2mm，调节转速为100r/min，加热温度为100-120℃维持2分钟，再提升加热温度使得原料呈熔融状态，备用；

5）将步骤4）所得原料投入到注塑机中，注入模具中成型，即可。

实验例

实验对象：选取普通轮胎材料、特制轮胎材料与本发明的耐扎轮胎材料进行对比。

实验要求：上述的普通轮胎材料、特制轮胎材料与本发明的耐扎轮胎材料尺寸大小一致。

实验方法：抗老化时间通过老化试验箱进行检测，并且调节测试温度温度为120℃，相对湿度为85%，气压为106kPa，臭氧浓度为45%，紫外线光照强度为25uw/cm²，得到老化的时间；结构强度通过GB/T 529-1999标准采用抗压强度测试机进行测试；制造成本通过监控轮胎的整体生产流程，得到每条轮胎的造价。

具体结果如下表所示：

结合上表，对比不同的轮胎材料在相同的实验方法下所得的数据，本发明的耐扎轮胎材料的抗老化效果更好，抗压强度更高，制造成本更低。

本发明技术效果主要体现在以下方面：设置的外胎体、内胎体和蜂窝结构一体成型，使得加工方便，能够降低制造成本，蜂窝结构具有减震功能；添加的丁苯橡胶、溴化丁烯橡胶、纳米陶土、氧化锌、二硫代氨基甲酸盐、二氧化硅、氨基甲酸乙酯、硫黄、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯1、沥青、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、石墨烯纤维、石棉纤维使得材料结构强度高；添加的N-苯基-β-萘胺、对苯二胺、二氧化硅、三乙醇胺和8-羟基喹啉使得材料抗老化，使用寿命长。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种耐扎轮胎，其特征在于：包括外胎体、内胎体和蜂窝结构，所述蜂窝结构设在外胎体和内胎体之间，所述外胎体、内胎体和蜂窝结构一体成型，所述外胎体表面设置有防滑凹槽，所述防滑凹槽呈环形阵列分布，所述外胎体厚度为2-4cm，所述内胎体厚度为1cm；所述耐扎轮胎由以下重量份数配比的材料制成：丁苯橡胶45-55份、溴化丁烯橡胶38-44份、纳米陶土7-12份、氧化锌2-4份、二硫代氨基甲酸盐6-10份、二氧化硅14-18份、氨基甲酸乙酯20-25份、硫黄3-6份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯18-22份、沥青16-20份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷15-20份、石墨烯纤维32-38份、石棉纤维7-14份、高苯乙烯树脂5-10份、N-苯基-β-萘胺6-7份、对苯二胺2-6份、二氧化硅6-8份、三乙醇胺9-11份和8-羟基喹啉13-18份。

2.根据权利要求1所述的耐扎轮胎，其特征在于：所述耐扎轮胎由以下重量份数配比的材料制成：丁苯橡胶45份、溴化丁烯橡胶38份、纳米陶土7份、氧化锌2份、二硫代氨基甲酸盐6份、二氧化硅14份、氨基甲酸乙酯20份、硫黄3份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯18份、沥青16份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷15份、石墨烯纤维32份、石棉纤维7份、高苯乙烯树脂5份、N-苯基-β-萘胺6份、对苯二胺2份、二氧化硅6份、三乙醇胺9份和8-羟基喹啉13份。

3.根据权利要求1所述的耐扎轮胎，其特征在于：所述耐扎轮胎由以下重量份数配比的材料制成：丁苯橡胶50份、溴化丁烯橡胶41份、纳米陶土9.5份、氧化锌3份、二硫代氨基甲酸盐8份、二氧化硅16份、氨基甲酸乙酯22.5份、硫黄4.5份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯20份、沥青18份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷17.5份、石墨烯纤维35份、石棉纤维10.5份、高苯乙烯树脂7.5份、N-苯基-β-萘胺6.5份、对苯二胺4份、二氧化硅7份、三乙醇胺10份和8-羟基喹啉15.5份。

4.根据权利要求1所述的耐扎轮胎，其特征在于：所述耐扎轮胎由以下重量份数配比的材料制成：丁苯橡胶55份、溴化丁烯橡胶44份、纳米陶土12份、氧化锌4份、二硫代氨基甲酸盐10份、二氧化硅18份、氨基甲酸乙酯25份、硫黄6份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯22份、沥青20份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷20份、石墨烯纤维38份、石棉纤维14份、高苯乙烯树脂10份、N-苯基-β-萘胺7份、对苯二胺6份、二氧化硅8份、三乙醇胺11份和8-羟基喹啉18份。

5.一种耐扎轮胎的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将丁苯橡胶45份、溴化丁烯橡胶38份、纳米陶土7份、氧化锌2份、二硫代氨基甲酸盐6份、二氧化硅14份、氨基甲酸乙酯20份、硫黄3份、4-硝基邻苯二甲酸二甲酯18份、沥青16份投入到1%的硫酸溶液中浸泡5-10分钟，备用；

2）将步骤1）所得原料晾干投入到反应釜中，调节温度为55-85℃，搅拌速度为2000-2200r/min，反应时间为2-3分钟，备用；

3）将γ-巯丙基三甲氧基硅烷15-20份、石墨烯纤维32-38份、石棉纤维7-14份、高苯乙烯树脂5-10份、N-苯基-β-萘胺6-7份、对苯二胺2-6份、二氧化硅6-8份、三乙醇胺9-11份和8-羟基喹啉13-18份投入到高压釜中，调节气压为10-12倍大气压，温度为75-80℃，静置2-3小时，备用；

4）将步骤2）所得原料和步骤3）所得原料投入到密炼机中，辊距调到2mm，调节转速为100r/min，加热温度为100-120℃维持2分钟，再提升加热温度使得原料呈熔融状态，备用；

5）将步骤4）所得原料投入到注塑机中，注入模具中成型，即可。