CN108530706A - 一种耐腐蚀防滑型胎面胶材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐腐蚀防滑型胎面胶材料的制备方法，属于橡胶材料技术领域。本发明技术方案通过以多孔陶瓷材料为基体，并包覆改性陶瓷材料，通过对材料表面喷涂改性，由于本发明技术方案采用的是复合金属焊丝材料，氧化铁和铝复合丝是药芯结构，将四氧化三铁粉与铝粉按一定比例混合后装入铝管，喷涂时，在电弧热源作用下，丝材的端部受热温度上升，在某一时刻，氧化铁和铝药芯丝材中的氧化铁会与铝发生化合反应，从而在基体表面的涂层中形成了复合涂层，同时反应同时放出大量的热，进一步改善材料表面涂层的密实结构，提高防滑颗粒的耐腐蚀性能。

Description

一种耐腐蚀防滑型胎面胶材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐腐蚀防滑型胎面胶材料的制备方法，属于橡胶材料技术领域。
背景技术
我国的汽车行业和离速公路发展迅猛，行驶安全性越来越得到人们的高度重视。近几十年来，关于提高胎面的胶性能研究越来越多，研究的重点主要集中在抗湿滑性、滚动损失和耐磨性等方面，这三大性能称为汽车轮胎的三大行驶性能。从轮胎结构设计方面来提高其性能的潜力有限，因此研巧人员目前的研究重点己从轮胎结构设计转向材料的选用和配方的设汁上。胎面是与路面直接接触的部分，胎面与路面之间的摩擦力是轮胎产生动力和制动力的根源，同样也是滚动阻力产生的主要源泉，因此提高胎面胶的相关性能成为改善轮质量的关键内容。胎面胶的抗干滑性能没有明确的定义，但是参照对抗湿滑性能的定义，可将其定义为：在粗髓的干燥路面上，轮胎的表面产生的摩擦损失。可见抗干滑性能即为轮胎在干路面上的抓着性能，干摩擦力越大，抗干滑性能越好。
胎面是轮胎重要的构成部件，也是轮胎运动过程中提供动力和产生阻力的主要位置，其主要性能包括抗滑性能、滚动阻力、抗干滑性能等。从轮胎结构设计方面来优化轮胎的性能有限，所以通过调整胎面胶组分是改善其性能的主要方法。但调整胎面胶组分的方法往往导致性能之间的不平衡，例如増加软化剂用量，虽然胎面胶的抗湿滑性提高，但滚动阻为增大、耐磨性下降；白炭黑制备的绿色胎面胶在抗湿淆性和滚动阻力的表现都较为优异，但白炭黑粒子的附聚力强，在橡胶基体中分散较差，需要在偶联剂的作用下对白炭黑表面进行改性处理，并旦改性胶料的加工性能差，同时现有的填料颗粒使用时耐腐蚀性能较差，在长期使用环境中耐久性不高，所以如何提高防滑型胎面胶材料的耐腐蚀性能，是现有制备胎面胶材料的重中之重。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有胎面胶防滑采用的填料颗粒使用时耐腐蚀性能较差，在长期使用环境中耐久性不高的问题，提供了一种耐腐蚀防滑型胎面胶材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）按质量比1:15，将H2C2O4溶液滴加至ZrOCl2溶液中，搅拌混合得凝胶液，按重量份数计，分别称量45～50份200目氧化铝粉末、10～15份质量分数5％硅酸钠溶液和10～15份凝胶液置于搅拌机中，搅拌混合并研磨分散，得分散浆液；
（2）将分散浆液浇注至模具中，静置固化并干燥，收集得坯料并升温加热、保温煅烧，静置冷却至室温，破碎并球磨过筛，制备得多孔基体粉末材料；
（3）按质量比1:4，将四氧化三铁与铝混合球磨，得球磨粉末并置于双丝电弧喷涂装置中，对多孔基体粉末材料进行喷涂处理，静置冷却至室温，球磨过筛，得改性填充颗粒；
（4）按重量份数计，分别称量45～50份丁腈橡胶、3～5份氧化锌、1～2份硬脂酸、0.5～1.0份促进剂CZ和10～15份改性填充颗粒置于密炼机中，密炼处理，出料并收集混合料并置于双辊开炼机中，按质量比1:50，将S添加至混合料中，混炼均匀停放处理，得停放胶并置于平板硫化机上，压制成型，静置冷却至室温，即可制备得所述的耐腐蚀防滑型胎面胶材料。
步骤（1）所述的H2C2O4溶液滴加速率为2～3mL/min。
步骤（3）所述的喷涂处理为控制电压为30V、电流为200A，空气压力为0.35MPa，在焊枪距离50～80mm处，按500～800mm·min-1速率移动焊枪，进行喷涂处理。
步骤（4）所述的压制成型为在150～160℃、5～10MPa下压制10～15min。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明技术方案通过以多孔陶瓷材料为基体，并包覆改性陶瓷材料，通过对材料表面喷涂改性，由于本发明技术方案采用的是复合金属焊丝材料，氧化铁和铝复合丝是药芯结构，将四氧化三铁粉与铝粉按一定比例混合后装入铝管，喷涂时，在电弧热源作用下，丝材的端部受热温度上升，在某一时刻，氧化铁和铝药芯丝材中的氧化铁会与铝发生化合反应，从而在基体表面的涂层中形成了复合涂层，同时反应同时放出大量的热，进一步改善材料表面涂层的密实结构，提高防滑颗粒的耐腐蚀性能；
（2）本发明技术方案通过对防滑颗粒涂覆改性，通过涂覆改性的填充颗粒具有优异的表面粗糙性能和较好的界面结合性能，一方面涂覆薄膜与基体颗粒负载紧密，另一方面填充颗粒能够增大胎面胶的模量，胎面胶微观粗糙度、润湿能力、
宏观模量和微观模量的提高能够降低水膜厚度、破坏水膜，从而提高胎面胶的
抗湿滑性能，进一步改善材料的防滑性能。
具体实施方式
按质量比1:15，将质量分数1％H2C2O4溶液滴加至质量分数1％ZrOCl2溶液中，控制溶液滴加速率为2～3mL/min，待滴加完成后搅拌混合并置于45～50℃下静置3～5h，得凝胶液；按重量份数计，分别称量45～50份200目氧化铝粉末、10～15份质量分数5％硅酸钠溶液和10～15份凝胶液置于搅拌机中，搅拌混合并研磨分散，得分散浆液，将分散浆液浇注至模具中，静置固化并置于75～85℃下干燥1～2h，收集得坯料并按5℃/min升温至1350～1500℃，保温煅烧1～2h后，静置冷却至室温，破碎并球磨过筛，制备得多孔基体粉末材料；按质量比1:4，将四氧化三铁与铝混合球磨，过200目筛得球磨粉末并置于PARXAIR-9935型双丝电弧喷涂装置中，对多孔基体粉末材料进行喷涂处理，控制电压为30V、电流为200A，空气压力为0.35MPa，在焊枪距离50～80mm处，按500～800mm·min-1速率移动焊枪，进行喷涂处理，静置冷却至室温，球磨过500目筛，得改性填充颗粒；按重量份数计，分别称量45～50份丁腈橡胶、3～5份氧化锌、1～2份硬脂酸、0.5～1.0份促进剂CZ和10～15份改性填充颗粒置于密炼机中，密炼处理10～15min后，出料并收集混合料并置于双辊开炼机中，按质量比1:50，将S添加至混合料中，混炼均匀并薄通5次，停放20～24h，得停放胶并置于平板硫化机上，在150～160℃、5～10MPa下压制10～15min，静置冷却至室温，即可制备得所述的耐腐蚀防滑型胎面胶材料。
实例1
按质量比1:15，将质量分数1％H2C2O4溶液滴加至质量分数1％ZrOCl2溶液中，控制溶液滴加速率为2mL/min，待滴加完成后搅拌混合并置于45℃下静置3h，得凝胶液；按重量份数计，分别称量45份200目氧化铝粉末、10份质量分数5％硅酸钠溶液和10份凝胶液置于搅拌机中，搅拌混合并研磨分散，得分散浆液，将分散浆液浇注至模具中，静置固化并置于75℃下干燥1h，收集得坯料并按5℃/min升温至1350℃，保温煅烧1h后，静置冷却至室温，破碎并球磨过筛，制备得多孔基体粉末材料；按质量比1:4，将四氧化三铁与铝混合球磨，过200目筛得球磨粉末并置于PARXAIR-9935型双丝电弧喷涂装置中，对多孔基体粉末材料进行喷涂处理，控制电压为30V、电流为200A，空气压力为0.35MPa，在焊枪距离50mm处，按500mm·min-1速率移动焊枪，进行喷涂处理，静置冷却至室温，球磨过500目筛，得改性填充颗粒；按重量份数计，分别称量45份丁腈橡胶、3份氧化锌、1份硬脂酸、0.5份促进剂CZ和10份改性填充颗粒置于密炼机中，密炼处理10min后，出料并收集混合料并置于双辊开炼机中，按质量比1:50，将S添加至混合料中，混炼均匀并薄通5次，停放20h，得停放胶并置于平板硫化机上，在150℃、5Pa下压制10min，静置冷却至室温，即可制备得所述的耐腐蚀防滑型胎面胶材料。
实例2
按质量比1:15，将质量分数1％H2C2O4溶液滴加至质量分数1％ZrOCl2溶液中，控制溶液滴加速率为2mL/min，待滴加完成后搅拌混合并置于47℃下静置4h，得凝胶液；按重量份数计，分别称量47份200目氧化铝粉末、12份质量分数5％硅酸钠溶液和12份凝胶液置于搅拌机中，搅拌混合并研磨分散，得分散浆液，将分散浆液浇注至模具中，静置固化并置于77℃下干燥2h，收集得坯料并按5℃/min升温至1420℃，保温煅烧2h后，静置冷却至室温，破碎并球磨过筛，制备得多孔基体粉末材料；按质量比1:4，将四氧化三铁与铝混合球磨，过200目筛得球磨粉末并置于PARXAIR-9935型双丝电弧喷涂装置中，对多孔基体粉末材料进行喷涂处理，控制电压为30V、电流为200A，空气压力为0.35MPa，在焊枪距离65mm处，按720mm·min-1速率移动焊枪，进行喷涂处理，静置冷却至室温，球磨过500目筛，得改性填充颗粒；按重量份数计，分别称量47份丁腈橡胶、4份氧化锌、2份硬脂酸、0.7份促进剂CZ和12份改性填充颗粒置于密炼机中，密炼处理12min后，出料并收集混合料并置于双辊开炼机中，按质量比1:50，将S添加至混合料中，混炼均匀并薄通5次，停放22h，得停放胶并置于平板硫化机上，在155℃、7MPa下压制12min，静置冷却至室温，即可制备得所述的耐腐蚀防滑型胎面胶材料。
实例3
按质量比1:15，将质量分数1％H2C2O4溶液滴加至质量分数1％ZrOCl2溶液中，控制溶液滴加速率为3mL/min，待滴加完成后搅拌混合并置于50℃下静置5h，得凝胶液；按重量份数计，分别称量50份200目氧化铝粉末、15份质量分数5％硅酸钠溶液和15份凝胶液置于搅拌机中，搅拌混合并研磨分散，得分散浆液，将分散浆液浇注至模具中，静置固化并置于85℃下干燥2h，收集得坯料并按5℃/min升温至1500℃，保温煅烧2h后，静置冷却至室温，破碎并球磨过筛，制备得多孔基体粉末材料；按质量比1:4，将四氧化三铁与铝混合球磨，过200目筛得球磨粉末并置于PARXAIR-9935型双丝电弧喷涂装置中，对多孔基体粉末材料进行喷涂处理，控制电压为30V、电流为200A，空气压力为0.35MPa，在焊枪距离80mm处，按800mm·min-1速率移动焊枪，进行喷涂处理，静置冷却至室温，球磨过500目筛，得改性填充颗粒；按重量份数计，分别称量50份丁腈橡胶、5份氧化锌、2份硬脂酸、1.0份促进剂CZ和15份改性填充颗粒置于密炼机中，密炼处理15min后，出料并收集混合料并置于双辊开炼机中，按质量比1:50，将S添加至混合料中，混炼均匀并薄通5次，停放24h，得停放胶并置于平板硫化机上，在160℃、10MPa下压制15min，静置冷却至室温，即可制备得所述的耐腐蚀防滑型胎面胶材料。
将本发明制备的实例1，2，3进行性能测试，具体测试结果如下表表1所示：
表1 性能测试表
由上表可知，本发明指标的胎面胶材料具有优异的力学性能和耐久性能。

Claims (4)

1.一种耐腐蚀防滑型胎面胶材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按质量比1:15，将H2C2O4溶液滴加至ZrOCl2溶液中，搅拌混合得凝胶液，按重量份数计，分别称量45～50份200目氧化铝粉末、10～15份质量分数5％硅酸钠溶液和10～15份凝胶液置于搅拌机中，搅拌混合并研磨分散，得分散浆液；
（2）将分散浆液浇注至模具中，静置固化并干燥，收集得坯料并升温加热、保温煅烧，静置冷却至室温，破碎并球磨过筛，制备得多孔基体粉末材料；
（3）按质量比1:4，将四氧化三铁与铝混合球磨，得球磨粉末并置于双丝电弧喷涂装置中，对多孔基体粉末材料进行喷涂处理，静置冷却至室温，球磨过筛，得改性填充颗粒；
（4）按重量份数计，分别称量45～50份丁腈橡胶、3～5份氧化锌、1～2份硬脂酸、0.5～1.0份促进剂CZ和10～15份改性填充颗粒置于密炼机中，密炼处理，出料并收集混合料并置于双辊开炼机中，按质量比1:50，将S添加至混合料中，混炼均匀停放处理，得停放胶并置于平板硫化机上，压制成型，静置冷却至室温，即可制备得所述的耐腐蚀防滑型胎面胶材料。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀防滑型胎面胶材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的H2C2O4溶液滴加速率为2～3mL/min。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀防滑型胎面胶材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的喷涂处理为控制电压为30V、电流为200A，空气压力为0.35MPa，在焊枪距离50～80mm处，按500～800mm·min-1速率移动焊枪，进行喷涂处理。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀防滑型胎面胶材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的压制成型为在150～160℃、5～10MPa下压制10～15min。
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