CN106957463A - 一种压配式实心轮胎用胎面胶及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压配式实心轮胎用胎面胶及制备方法，所述胎面胶包括如下组分：天然橡胶、丁苯橡胶、石墨烯、硬脂酸、芳烃油、炭黑、硫化剂、促进剂、增强剂、填充剂、防老剂。制备方法包括：首先将天然橡胶、丁苯橡胶加入到反应釜中，升温至熔融，然后加入石墨烯改性处理；将混合物加入到密炼机中，依次加入剩余组分，密炼、排胶，即得到所述胎面胶。所述胎面胶应用于实心轮胎，不仅使得轮胎具有较好的耐磨、抗撕裂性能，还具有一定的阻燃、防腐蚀性能，大大延长了实心轮胎的使用寿命。

Description

一种压配式实心轮胎用胎面胶及制备方法
技术领域
本发明涉及实心轮胎技术领域，具体涉及一种压配式实心轮胎用胎面胶及制备方法。
背景技术
实心橡胶轮胎是一种用于高负荷、苛刻使用条件下运行的工业车辆轮胎，广泛用于各种工业车辆、军事车辆、建筑机械及空中列车等。但是，在车辆行驶过程中，实心橡胶轮胎温升明显，存在高温爆裂、崩花掉块等现象，尤其在越野及矿用路面，实心轮胎胎面胶存在抗切割能力差问题。实心轮胎胎面胶材料必须具有高模量、低生热、高导热、高疲劳、高强度、抗撕裂等综合优异性能，方能满足使用需求。
随着工业车辆和其它特殊用途车辆的发展，对轮胎性能的要求越来越高。实心轮胎因具有较高的负荷能力、行驶平稳、耐扎刺、无需经常修补等特点而被广泛应用于工程车辆等低速车辆上。受到广大消费者的青睐，为实心轮胎市场带来无限商机。我国汽车工业、采矿业、采煤业、金属冶炼行业的迅猛发展和消防、隔离易燃物品等方面的需要，对橡胶产品的阻燃导电性能提出了更高要求，对其需求量呈现出快速增长态势。但目前大多数的合成橡胶都是可燃或易燃胶种，耐磨性不好，由此带来了潜在的火灾危害性，给生产生活带来了诸多不便。
因此，研究开发一种适用于既具有较好的耐磨、抗撕裂性能，又具有一定的阻燃、防腐蚀性能的实心轮胎胎面胶具有重要意义，也符合目前市场的需求，具有较好的应用前景。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种压配式实心轮胎用胎面胶及制备方法，所述胎面胶应用于实心轮胎，不仅使得轮胎具有较好的耐磨、抗撕裂性能，还具有一定的阻燃、防腐蚀性能，大大延长了实心轮胎的使用寿命。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种压配式实心轮胎用胎面胶，包括如下重量份的各原料：天然橡胶20~36份、丁苯橡胶12~25份、石墨烯1.5~4.5份、硬脂酸10~15份、芳烃油8~17份、炭黑15~22份、硫化剂3~10份、促进剂6~11份、增强剂8~16份、填充剂12~18份、防老剂3~8份。
优选地，所述天然橡胶32份、丁苯橡胶20份、石墨烯3份、硬脂酸12份、芳烃油15份、炭黑18份、硫化剂7份、促进剂9份、增强剂12份、填充剂16份、防老剂5份。
优选地，所述硫化剂为硫磺和硫化剂DTDM，其中两者的质量比为1:0.8~2。
优选地，所述促进剂为促进剂NOBS、促进剂TBBS中的任一种。
优选地，所述增强剂为模量增强剂HMZ。
优选地，所述填充剂为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、超细滑石粉中的一种或多种混合。
本发明还涉及一种制备压配式实心轮胎用胎面胶的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取天然橡胶、丁苯橡胶加入到反应釜中，升温至熔融，然后向混合物中加入石墨烯，混合反应0.5~2h，得到混合物a1；
（2）将混合物a1 加入到密炼机中，然后加入硬脂酸、芳烃油、硫化剂、促进剂密炼2~3min，然后再加入炭黑、增强剂、填充剂和防老剂，继续密炼4~5min，于120~130℃排胶，即得到所述胎面胶。
优选地，所述步骤（2）中密炼温度为100~110℃。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的压配式实心轮胎用胎面胶，应用于实心轮胎，不仅使得轮胎具有较好的耐磨、抗撕裂性能，还具有一定的阻燃、防腐蚀性能，大大延长了实心轮胎的使用寿命。
（2）本发明所述的压配式实心轮胎用胎面胶中添加有石墨烯，由于石墨烯具有片层共轭结构，层层叠加形成致密的防腐层，能够有效抑制水对橡胶的浸润与渗透；此外，由于石墨烯优异的力学性能及电磁学性能，使得改性后的橡胶聚合物不仅具有较好的防腐蚀、防透水作用，还具有较好的耐磨、耐刮擦性能及较好的电磁屏蔽效果，使得利用本发明制备得到的轮胎具有较好的抗静电和耐磨耐刮擦的效果。
（3）本发明所述压配式实心轮胎用胎面胶中添加有模量增强剂，能够有效提高胎面胶的抗压强度和耐磨强度。
（4）本发明所述压配式实心轮胎用胎面胶的制备工艺简单、条件温和，适合工业化推广生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如Sambrook等分子克隆：实验室手册（New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989）中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1：
本发明优选实施例的一种压配式实心轮胎用胎面胶及制备方法；
所述压配式实心轮胎用胎面胶，由如下重量份数的各原料制备而成：
天然橡胶 32份；
丁苯橡胶 20份；
石墨烯 3份；
硬脂酸 12份；
芳烃油 15份；
炭黑 18份；
硫化剂 7份；
促进剂 9份；
增强剂 12份；
填充剂 16份；
防老剂 5份。
所述硫化剂为硫磺和硫化剂DTDM，其中两者的质量比为1:1.5。
所述促进剂为促进剂NOBS。
所述增强剂为模量增强剂HMZ。
所述填充剂为纳米二氧化硅、纳米氧化铝的混合。
本发明制备压配式实心轮胎用胎面胶的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取天然橡胶、丁苯橡胶加入到反应釜中，升温至熔融，然后向混合物中加入石墨烯，混合反应1.5h，得到混合物a1；
（2）将混合物a1 加入到密炼机中，然后加入硬脂酸、芳烃油、硫化剂、促进剂密炼2min，然后再加入炭黑、增强剂、填充剂和防老剂，继续密炼4min，于125℃排胶，即得到所述胎面胶。
步骤（2）中密炼温度为110℃。
实施例2：
本发明优选实施例的一种压配式实心轮胎用胎面胶及制备方法；
所述压配式实心轮胎用胎面胶，由如下重量份数的各原料制备而成：
天然橡胶 20份；
丁苯橡胶 12份；
石墨烯 1.5份；
硬脂酸 10份；
芳烃油 8份；
炭黑 15份；
硫化剂 3份；
促进剂 6份；
增强剂 8份；
填充剂 12份；
防老剂 3份。
所述硫化剂为硫磺和硫化剂DTDM，其中两者的质量比为1:0.8。
所述促进剂为促进剂TBBS。
所述增强剂为模量增强剂HMZ。
所述填充剂为纳米二氧化硅、超细滑石粉的混合。
本发明制备压配式实心轮胎用胎面胶的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取天然橡胶、丁苯橡胶加入到反应釜中，升温至熔融，然后向混合物中加入石墨烯，混合反应0.5h，得到混合物a1；
（2）将混合物a1 加入到密炼机中，然后加入硬脂酸、芳烃油、硫化剂、促进剂密炼2min，然后再加入炭黑、增强剂、填充剂和防老剂，继续密炼4min，于120℃排胶，即得到所述胎面胶。
步骤（2）中密炼温度为100℃。
实施例3：
本发明优选实施例的一种压配式实心轮胎用胎面胶及制备方法；
所述压配式实心轮胎用胎面胶，由如下重量份数的各原料制备而成：
天然橡胶 36份；
丁苯橡胶 25份；
石墨烯 4.5份；
硬脂酸 15份；
芳烃油 17份；
炭黑 22份；
硫化剂 10份；
促进剂 11份；
增强剂 16份；
填充剂 18份；
防老剂 8份。
所述硫化剂为硫磺和硫化剂DTDM，其中两者的质量比为1: 2。
所述促进剂为促进剂NOBS。
所述增强剂为模量增强剂HMZ。
所述填充剂为纳米氧化铝。
本发明制备压配式实心轮胎用胎面胶的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取天然橡胶、丁苯橡胶加入到反应釜中，升温至熔融，然后向混合物中加入石墨烯，混合反应2h，得到混合物a1；
（2）将混合物a1 加入到密炼机中，然后加入硬脂酸、芳烃油、硫化剂、促进剂密炼3min，然后再加入炭黑、增强剂、填充剂和防老剂，继续密炼5min，于130℃排胶，即得到所述胎面胶。
步骤（2）中密炼温度为110℃。
综上所述，本发明所述的压配式实心轮胎用胎面胶，应用于实心轮胎，不仅使得轮胎具有较好的耐磨、抗撕裂性能，还具有一定的阻燃、防腐蚀性能，大大延长了实心轮胎的使用寿命。所述压配式实心轮胎用胎面胶的制备工艺简单、条件温和，适合工业化推广生产。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种压配式实心轮胎用胎面胶，其特征在于：包括如下重量份的各原料：天然橡胶20~36份、丁苯橡胶12~25份、石墨烯1.5~4.5份、硬脂酸10~15份、芳烃油8~17份、炭黑15~22份、硫化剂3~10份、促进剂6~11份、增强剂8~16份、填充剂12~18份、防老剂3~8份。
2.根据权利要求1所述的压配式实心轮胎用胎面胶，其特征在于：所述天然橡胶32份、丁苯橡胶20份、石墨烯3份、硬脂酸12份、芳烃油15份、炭黑18份、硫化剂7份、促进剂9份、增强剂12份、填充剂16份、防老剂5份。
3.根据权利要求1所述的压配式实心轮胎用胎面胶，其特征在于：所述硫化剂为硫磺和硫化剂DTDM，其中两者的质量比为1:0.8~2。
4.根据权利要求1所述的压配式实心轮胎用胎面胶，其特征在于：所述促进剂为促进剂NOBS、促进剂TBBS中的任一种。
5.根据权利要求1所述的压配式实心轮胎用胎面胶，其特征在于：所述增强剂为模量增强剂HMZ。
6.根据权利要求1所述的压配式实心轮胎用胎面胶，其特征在于：所述填充剂为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、超细滑石粉中的一种或多种混合。
7.一种制备如权利要求1~6任一项所述的压配式实心轮胎用胎面胶的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取天然橡胶、丁苯橡胶加入到反应釜中，升温至熔融，然后向混合物中加入石墨烯，混合反应0.5~2h，得到混合物a1；
（2）将混合物a1 加入到密炼机中，然后加入硬脂酸、芳烃油、硫化剂、促进剂密炼2~3min，然后再加入炭黑、增强剂、填充剂和防老剂，继续密炼4~5min，于120~130℃排胶，即得到所述胎面胶。
8.根据权利要求7所述的压配式实心轮胎用胎面胶的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中密炼温度为100~110℃。
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