CN107163309A - 一种防滑耐磨载重车用轮胎橡胶及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防滑耐磨载重车用轮胎橡胶及制备方法，所述橡胶包括如下组分：天然橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、氧化石墨烯、纳米二氧化钛、纳米碳化硅、炭黑、氧化锌、增粘剂、防老剂、硫化剂、促进剂。制备方法包括：首先利用氧化石墨烯对橡胶进行改性处理；然后加入纳米二氧化钛、纳米碳化硅和氧化锌，混炼、降温后加入炭黑、增粘剂、防老剂，密炼10~15min，然后加入硫化剂和促进剂，硫化1~2h，然后挤出、造粒即得所述轮胎橡胶。所述橡胶应用于载重车辆，不仅具有较好的防滑、耐磨性能，提高了轮胎的使用安全性，避免了由于防滑、耐磨不达标导致的安全隐患，还延长了轮胎的使用寿命，降低了轮胎使用成本，具有较好的使用价值。

Description

一种防滑耐磨载重车用轮胎橡胶及制备方法
技术领域
本发明涉及轮胎制备技术领域，具体涉及一种防滑耐磨载重车用轮胎橡胶及制备方法。
背景技术
随着汽车向高速、安全、节能、舒适化方向的发展，对轮胎高性能化的要求也逐年提高，这就对轮胎的防滑、耐磨性能等提出更高的要求。而现有的普通轮胎在防滑、耐磨性能方面较差，尤其对于载重车辆的轮胎，如果防滑、耐磨性能不能达标，容易造成严重的安全隐患，主要原因是普通轮胎胎面硬度高，弹性低，耐磨性差，轮胎使用年限大大降低，因而有必要在提高防滑性能的同时提高其耐磨性。
因此，研究开发一种具有较好防滑、耐磨性能的适用于载重车辆的轮胎用橡胶具有重要意义，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防滑耐磨载重车用轮胎橡胶及制备方法，所述橡胶应用于载重车辆，不仅具有较好的防滑、耐磨性能，提高了轮胎的使用安全性，避免了由于防滑、耐磨不达标导致的安全隐患，还延长了轮胎的使用寿命，降低了轮胎使用成本，具有较好的使用价值。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种防滑耐磨载重车用轮胎橡胶，包括如下重量份的各原料：天然橡胶20~40份、氯丁橡胶10~15份、三元乙丙橡胶12~19份、氧化石墨烯1.3~2.6份、纳米二氧化钛6~15份、纳米碳化硅5~12份、炭黑7~13份、氧化锌3~10份、增粘剂5~10份、防老剂2~6份、硫化剂3~8份、促进剂5~9份。
优选地，所述天然橡胶35份、氯丁橡胶12份、三元乙丙橡胶17份、氧化石墨烯2.1份、纳米二氧化钛10份、纳米碳化硅8份、炭黑10份、氧化锌7份、增粘剂8份、防老剂5份、硫化剂6份、促进剂8份。
优选地，所述增粘剂为高粘凹凸棒石粘土。
优选地，所述防老剂为防老剂4010、防老剂AW、防老剂D中的任一种。
优选地，所述硫化剂为硫磺、硫化剂PDM中的任一种。
优选地，所述促进剂为促进剂TMTD、促进剂NS、促进剂DETU、促进剂M中的任一种。
本发明还涉及一种制备防滑耐磨载重车用轮胎橡胶的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取天然橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶加入密炼机中，混炼5~10min，升温至80~90℃，加入氧化石墨烯，继续混炼5~10min，得到产物a1；
（2）向产物a1中加入配比量的纳米二氧化钛、纳米碳化硅和氧化锌，于120~135℃，继续混炼3~8min得到产物a2；
（3）将产物a2降温至80~90℃，边搅拌边加入炭黑、增粘剂、防老剂，密炼10~15min，然后加入硫化剂和促进剂，硫化1~2h，然后挤出、造粒即得所述轮胎橡胶。
优选地，所述步骤（3）中挤出后经过水冷却，然后在造粒处理。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的防滑耐磨载重车用轮胎橡胶，应用于载重车辆，不仅具有较好的防滑、耐磨性能，提高了轮胎的使用安全性，避免了由于防滑、耐磨不达标导致的安全隐患，还延长了轮胎的使用寿命，降低了轮胎使用成本，具有较好的使用价值。
（2）本发明所述的防滑耐磨载重车用轮胎橡胶中添加有石墨烯，首先对橡胶进行石墨烯改性处理，由于石墨烯具有优异的力学性能，从而使得改性后的橡胶具有较好的耐磨、耐刮擦的力学性能及较好的化学稳定性，由于石墨烯独特的层状结构，层层叠加形成一层致密的保护膜，使得改性之后的橡胶具有较好的防水、防腐蚀性能，大大延长了橡胶轮胎的使用寿命。
（3）本发明所述的防滑耐磨载重车用轮胎橡胶中添加有高粘凹凸棒石粘土作为增粘剂，一方面能够有效提高各组分之间的粘结性能，另一方面，以无机物代替原有的增粘剂，降低了使用成本的同时，也降低了环境污染，符合环境友好型产品的要求。
（4）本发明所述防滑耐磨载重车用轮胎橡胶的制备工艺简单、条件温和、设备投资少，且所述防护剂的制备原料易得，成本较低，且生产过程安全、无污染，适合工业化推广生产，具有较好的应用前景。
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防滑耐磨载重车用轮胎橡胶及制备方法；
所述防滑耐磨载重车用轮胎橡胶，由如下重量份数的各原料制备而成：
天然橡胶 35份；
氯丁橡胶 12份；
三元乙丙橡胶 17份；
氧化石墨烯 2.1份；
纳米二氧化钛 10份；
纳米碳化硅 8份；
炭黑 10份；
氧化锌 7份；
增粘剂 8份；
防老剂 5份；
硫化剂 6份；
促进剂 8份。
所述增粘剂为高粘凹凸棒石粘土。
选用高粘凹凸棒石粘土作为增粘剂，一方面能够有效提高各组分之间的粘结性能，另一方面，以无机物代替原有的增粘剂，降低了使用成本的同时，也降低了环境污染，符合环境友好型产品的要求。
所述防老剂为防老剂4010。
所述硫化剂为硫磺。
所述促进剂为促进剂TMTD。
本发明制备防滑耐磨载重车用轮胎橡胶的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取天然橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶加入密炼机中，混炼5min，升温至90℃，加入氧化石墨烯，继续混炼10min，得到产物a1；
（2）向产物a1中加入配比量的纳米二氧化钛、纳米碳化硅和氧化锌，于130℃，继续混炼5min得到产物a2；
（3）将产物a2降温至80~90℃，边搅拌边加入炭黑、增粘剂、防老剂，密炼10min，然后加入硫化剂和促进剂，硫化1.5h，然后挤出、造粒即得所述轮胎橡胶。
步骤（3）中挤出后经过水冷却，然后在造粒处理。
实施例2：
本发明优选实施例的一种防滑耐磨载重车用轮胎橡胶及制备方法；
所述防滑耐磨载重车用轮胎橡胶，由如下重量份数的各原料制备而成：
天然橡胶 20份；
氯丁橡胶 10份；
三元乙丙橡胶 12份；
氧化石墨烯 1.3份；
纳米二氧化钛 6份；
纳米碳化硅 5份；
炭黑 7份；
氧化锌 3份；
增粘剂 5份；
防老剂 2份；
硫化剂 3份；
促进剂 5份。
所述增粘剂为高粘凹凸棒石粘土。
所述防老剂为防老剂AW。
所述硫化剂为硫化剂PDM。
所述促进剂为促进剂NS。
本发明制备防滑耐磨载重车用轮胎橡胶的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取天然橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶加入密炼机中，混炼5min，升温至80℃，加入氧化石墨烯，继续混炼5min，得到产物a1；
（2）向产物a1中加入配比量的纳米二氧化钛、纳米碳化硅和氧化锌，于120℃，继续混炼8min得到产物a2；
（3）将产物a2降温至80℃，边搅拌边加入炭黑、增粘剂、防老剂，密炼15min，然后加入硫化剂和促进剂，硫化1h，然后挤出、造粒即得所述轮胎橡胶。
步骤（3）中挤出后经过水冷却，然后在造粒处理。
实施例3：
本发明优选实施例的一种防滑耐磨载重车用轮胎橡胶及制备方法；
所述防滑耐磨载重车用轮胎橡胶，由如下重量份数的各原料制备而成：
天然橡胶 40份；
氯丁橡胶 15份；
三元乙丙橡胶 19份；
氧化石墨烯 2.6份；
纳米二氧化钛 15份；
纳米碳化硅 12份；
炭黑 13份；
氧化锌 10份；
增粘剂 10份；
防老剂 6份；
硫化剂 8份；
促进剂 9份。
所述增粘剂为高粘凹凸棒石粘土。
所述防老剂为防老剂D。
所述硫化剂为硫磺。
所述促进剂为促促进剂DETU。
本发明制备防滑耐磨载重车用轮胎橡胶的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取天然橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶加入密炼机中，混炼10min，升温至90℃，加入氧化石墨烯，继续混炼10min，得到产物a1；
（2）向产物a1中加入配比量的纳米二氧化钛、纳米碳化硅和氧化锌，于135℃，继续混炼3min得到产物a2；
（3）将产物a2降温至90℃，边搅拌边加入炭黑、增粘剂、防老剂，密炼10min，然后加入硫化剂和促进剂，硫化2h，然后挤出、造粒即得所述轮胎橡胶。
步骤（3）中挤出后经过水冷却，然后在造粒处理。
综上所述，本发明所述的防滑耐磨载重车用轮胎橡胶，应用于载重车辆，不仅具有较好的防滑、耐磨性能，提高了轮胎的使用安全性，避免了由于防滑、耐磨不达标导致的安全隐患，还延长了轮胎的使用寿命，降低了轮胎使用成本，具有较好的使用价值。
本发明所述防滑耐磨载重车用轮胎橡胶的制备工艺简单、条件温和、设备投资少，且所述防护剂的制备原料易得，成本较低，且生产过程安全、无污染，适合工业化推广生产，具有较好的应用前景。
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)

1.一种防滑耐磨载重车用轮胎橡胶，其特征在于：包括如下重量份的各原料：天然橡胶20~40份、氯丁橡胶10~15份、三元乙丙橡胶12~19份、氧化石墨烯1.3~2.6份、纳米二氧化钛6~15份、纳米碳化硅5~12份、炭黑7~13份、氧化锌3~10份、增粘剂5~10份、防老剂2~6份、硫化剂3~8份、促进剂5~9份。
2.根据权利要求1所述的防滑耐磨载重车用轮胎橡胶，其特征在于：所述天然橡胶35份、氯丁橡胶12份、三元乙丙橡胶17份、氧化石墨烯2.1份、纳米二氧化钛10份、纳米碳化硅8份、炭黑10份、氧化锌7份、增粘剂8份、防老剂5份、硫化剂6份、促进剂8份。
3.根据权利要求1所述的防滑耐磨载重车用轮胎橡胶，其特征在于：所述增粘剂为高粘凹凸棒石粘土。
4.根据权利要求1所述的防滑耐磨载重车用轮胎橡胶，其特征在于：所述防老剂为防老剂4010、防老剂AW、防老剂D中的任一种。
5.根据权利要求1所述的防滑耐磨载重车用轮胎橡胶，其特征在于：所述硫化剂为硫磺、硫化剂PDM中的任一种。
6.根据权利要求1所述的防滑耐磨载重车用轮胎橡胶，其特征在于：所述促进剂为促进剂TMTD、促进剂NS、促进剂DETU、促进剂M中的任一种。
7.一种制备如权利要求1~6任一项所述的防滑耐磨载重车用轮胎橡胶的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取天然橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶加入密炼机中，混炼5~10min，升温至80~90℃，加入氧化石墨烯，继续混炼5~10min，得到产物a1；
（2）向产物a1中加入配比量的纳米二氧化钛、纳米碳化硅和氧化锌，于120~135℃，继续混炼3~8min得到产物a2；
（3）将产物a2降温至80~90℃，边搅拌边加入炭黑、增粘剂、防老剂，密炼10~15min，然后加入硫化剂和促进剂，硫化1~2h，然后挤出、造粒即得所述轮胎橡胶。
8.根据权利要求7所述的防滑耐磨载重车用轮胎橡胶的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中挤出后经过水冷却，然后在造粒处理。
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