CN108641137A - 一种共享单车用高耐磨车胎材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种共享单车用高耐磨车胎材料，涉及车胎材料相关技术领域；本发明共享单车用高耐磨车胎材料包括如下组分：易混槽黑、发泡调节剂DLF、凡士林、轻质碳酸钙、三氧化二锑、豆蔻酸锌、烃基安息香酸盐、水杨酸、陶土、角叉菜胶、硅藻泥、活性炭、纳米改性醇酸树脂、抗冲改性剂ACM、聚乙烯蜡、烃基安息香酸盐、抗老化剂、丁吡橡胶、促进剂TMTM、N‑环己基‑2‑苯并噻唑次磺酰胺、N‑苯基‑1‑萘胺；本发明制备的车胎材料，高效耐冲击、高耐磨，制备中使用设备简单、操作简便、制备成本低，制备成的车胎材料，具有很高的实用价值，适合长期暴露于环境中的车胎长期使用，轻便，耐磨损等。

Description

一种共享单车用高耐磨车胎材料及制备方法
技术领域：
本发明涉及橡胶材料相关技术领域，具体涉及一种共享单车用高耐磨车 胎材料及制备方法。
背景技术：
共享单车上色彩鲜艳的轮胎给人以耗费体力的骑行体验，这是因为它们 是特殊橡胶制成的免充气实心轮胎，未来是否有望使用尼龙轮胎，不仅轻便， 还具有更高的强度和耐磨性。而可能用到尼龙的结构还包括车座、挡泥板、 把手、反光灯、变速器、指拨、低端刹把、脚踏、尾灯、轮胎等。
在共享单车中，使用材料除了上述的材料外，可以制备一种车胎材料，既 可以经久耐用，又可以耐风吹日晒，耐磨，轻便。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种共享单车用高耐磨车胎材料， 制备的车胎耐冲击、高耐磨、高耐热性、轻便。
使用本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种共享单车用高耐磨车胎材料，包括具体技术方案如下：本发明提供 的共享单车用车胎材料，包括如下质量份数组分：易混槽黑9-15份、发泡调节 剂DLF 2-5份、凡士林8-17份、轻质碳酸钙4-11份、三氧化二锑9-13份、豆蔻 酸锌8-13份、烃基安息香酸盐6-15份、水杨酸9-17份、陶土3-7份、角叉菜胶5-15 份、硅藻泥5-14份、活性炭12-19份、纳米改性醇酸树脂6-13份、抗冲改性剂ACM3-8份、聚乙烯蜡0.5-1份、烃基安息香酸盐0.5-0.7份、抗老化剂1-4份、丁 吡橡胶37-54份、促进剂TMTM 4-12份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1-3份、 N-苯基-1-萘胺16-19份。
发泡调节剂DLF为DLF100。
抗冲改性剂ACM为ACM01。
所述发泡调节剂DLF：抗冲改性剂ACM：所述抗老化剂的配比重量关系为 1：3-4：2-3。
所述抗老化剂为复合稳定剂、抗氧化剂的混合物。
所述复合稳定剂为新型的复合铅盐热稳定剂，所述抗氧化剂为抗氧化剂 1076。
所述抗老化剂包括复合稳定剂：0.8-1份，抗氧化剂1076：0.6-0.8份。
所述轻质碳酸钙的粒度为1000-1500目。
轻质碳酸钙：轻质碳酸钙是车胎材料中的一种重要的无机填料，在车胎 材料中能起到骨架作用，提高车胎材料尺寸的稳定性和硬度，并提高车胎材 料的表面平整性，由于碳酸钙白度在90％以上，因此碳酸钙还可部分取代昂 贵的白色颜料。
发泡调节剂DLF：发泡调节剂DLF为车胎材料加工助剂，用于促进车胎材 料的软化和塑化；并提高车胎材料发泡物料的熔体强度和流动性，防止气泡 的合并，以得到均匀发泡、具有良好的外观的车胎材料。
抗冲改性剂ACM：抗冲改性剂也为车胎材料的加工助剂，抗冲改性剂的 主要作用是削弱车胎材料聚合物分子之间的次价健，即范德华力，从而增加 了车胎材料聚合物分子链的移动性，降低了车胎材料聚合物分子链的结晶性， 增加车胎材料聚合物的塑性，最终作用表现为车胎材料制品硬度、模量、软 化温度和脆化温度下降，而伸长率、曲挠性、加工性能和柔韧性提高。
所述纳米改性醇酸树脂由醇酸树脂改性而成，其改性方法为：向15-20份 醇酸树脂中加入3-11份松节油、2-9份阳离子已烷乙二醇和1-7份聚二甲基环己 胺，充分混合后于微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5min，再加入 1-11份氢化蓖麻油、2-9份聚苯乙烯磺酸钠和1-9份聚乙二醇，混合均匀后继续 微波处理5min，微波处理结束后立即转入0-5℃环境中密封静置3h，然后加热 至90-130℃保温混合15min，向所得混合物中加入6-8份0-5℃冷水，充分混合 后静置1h，随后加热至回流状态保温混合30min，并自然冷却至室温，最后 送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒即为纳米改性醇酸树脂。
本发明还提供了一种共享单车用高耐磨车胎材料的制备方法，包括以下 步骤：
(1)将丁吡橡胶、纳米改性醇酸树脂加入到其重量80-100倍的混酸溶液中， 所述的混酸是由质量比为3-4：1的60-70％的碳酸和87-90％的盐酸溶液组成， 在50-60℃下超声17-20分钟，过滤，将沉淀水洗2-3次，70-76℃下真空干燥30-40 分钟，得酸化改性丁吡橡胶；
(2)取上述酸化改性丁吡橡胶重量的47-50％，与易混槽黑、发泡调节剂DLF、 凡士林、轻质碳酸钙、三氧化二锑、豆蔻酸锌混合，加入到混合料重量70-80 倍的N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺中，超声100-120分钟，送入反应釜中，通 入氮气，升高温度为120-127℃，保温反应35-40小时，出料，将产物抽滤，用 丙酮洗涤3-4次，置于70-80℃的烘箱中干燥至恒重，得物料Ⅰ；
(3)将剩余的酸化改性丁吡橡胶、抗冲改性剂AC、聚乙烯蜡、烃基安息香 酸盐、抗老化剂、促进剂TMTM混合，加入到混合料重量6-7倍的水杨酸中， 超声100-110分钟，送入反应釜中，通入氮气，升高温度为68-70℃，保温反应 35-40小时，出料，将产物抽滤，用丙酮洗涤3-4次，置于70-80℃的烘箱中干 燥至恒重，得物料Ⅱ；
(4)取烃基安息香酸盐、陶土、角叉菜胶、硅藻泥、活性炭，加入其重量 17-20％的甲醛溶液中，搅拌混合20-30分钟，滴加浓度为3-6mol/l的盐酸，调节 pH为2-3，通入氮气，加热至沸腾，保持沸腾57-60分钟，出料，冷却至常温， 得物料Ⅲ；
(5)将上述物料Ⅰ、物料Ⅱ、物料Ⅲ混合，在87-90℃下预热4-6分钟，升高 温度为155-160℃，保温搅拌3-4分钟，过滤除去大的杂质物料得高耐磨车胎材 料基础底料；
(6)将上述高耐磨车胎材料基础底料与剩余各原料混合，搅拌均匀，匀质， 乳化，高温炉内加温100-160℃热炼2-5h即得高耐磨车胎材料混合原料；
(7)将步骤6制备的高耐磨车胎材料混合原料投入制备机中，将原料制成不 同厚度和宽度的车胎材料，冷却后即得高耐磨车胎材料。
优选的车胎材料厚度0.8-2cm。
本发明共享单车用高耐磨车胎材料优点和有益效果是：
1、本发明针对现有共享单车的需求，制备一种共享单车用高耐磨车胎材 料，车胎材料中加入抗冲改性剂ACM，可显著增加车胎材料聚合物的塑性， 最终作用表现为车胎材料制品硬度、模量、软化温度和脆化温度下降，而伸 长率、曲挠性、加工性能和柔韧性提高。
2、本发明车胎材料通过加入轻质碳酸钙，发泡调节剂DLF作为物料，使 基体中的微观疏松结构趋于致密，进一步提高车胎材料材质的强韧性。此外， 发泡调节剂DLF为车胎材料加工助剂，用于促进车胎材料的塑化；并提高车胎 材料发泡物料的熔体强度和流动性，防止气泡的合并，以得到均匀发泡、具 有良好的外观的车胎材料，可显著提高车胎材料的抗磨损和使用寿命。
3、本发明所采用工艺环保，使用设备简单、操作简便、制备成本低，制 备成的车胎材料，具有很高的实用价值，为长期暴露于环境中的车胎长期使 用，轻便，耐磨损等；
4、本发明制备的车胎材料，高效耐冲击、高耐磨、高耐热性、韧性。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了 解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种共享单车用高耐磨车胎材料及制备方法；
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种共享单车用高耐磨车胎材料，包括具体技术方案如下：本发明提供 的共享单车用高耐磨车胎材料，包括如下质量份数组分：易混槽黑9份、发泡 调节剂DLF 4份、凡士林8份、轻质碳酸钙9份、三氧化二锑10份、豆蔻酸锌10 份、烃基安息香酸盐11份、水杨酸10份、陶土7份、角叉菜胶7份、硅藻泥14 份、活性炭12份、纳米改性醇酸树脂8份、抗冲改性剂ACM6份、聚乙烯蜡1 份、烃基安息香酸盐0.5份、抗老化剂3份、丁吡橡胶37份、促进剂TMTM 8份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺2份、N-苯基-1-萘胺16份。
发泡调节剂DLF为DLF100。
抗冲改性剂ACM为ACM01。
所述发泡调节剂DLF：抗冲改性剂ACM：所述抗老化剂的配比重量关系为 1：3：2。
所述抗老化剂为复合稳定剂、抗氧化剂的混合物。
所述复合稳定剂为新型的复合铅盐热稳定剂，所述抗氧化剂为抗氧化剂 1076。
所述抗老化剂包括复合稳定剂：0.8份，抗氧化剂1076：0.6份。
所述轻质碳酸钙的粒度为1000-1200目。
所述纳米改性醇酸树脂由醇酸树脂改性而成，其改性方法为：向15份醇 酸树脂中加入6份松节油、5份阳离子已烷乙二醇和6份聚二甲基环己胺，充分 混合后于微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5min，再加入10份氢化 蓖麻油、7份聚苯乙烯磺酸钠和6份聚乙二醇，混合均匀后继续微波处理5min， 微波处理结束后立即转入0-5℃环境中密封静置3h，然后加热至100℃保温混 合15min，向所得混合物中加入6份0-5℃冷水，充分混合后静置1h，随后加热 至回流状态保温混合30min，并自然冷却至室温，最后送入喷雾干燥机中，干 燥所得颗粒即为纳米改性醇酸树脂。
本发明还提供了一种共享单车用高耐磨车胎材料的制备方法，包括以下 步骤：
(1)将丁吡橡胶、纳米改性醇酸树脂加入到其重量80倍的混酸溶液中，所 述的混酸是由质量比为3：1的60％的碳酸和88％的盐酸溶液组成，在50℃下超 声17分钟，过滤，将沉淀水洗2次，70℃下真空干燥30分钟，得酸化改性丁吡 橡胶；
(2)取上述酸化改性丁吡橡胶重量的47％，与易混槽黑、发泡调节剂DLF、 凡士林、轻质碳酸钙、三氧化二锑、豆蔻酸锌混合，加入到混合料重量70倍 的N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺中，超声100分钟，送入反应釜中，通入氮气， 升高温度为125℃，保温反应35小时，出料，将产物抽滤，用丙酮洗涤3次， 置于70-80℃的烘箱中干燥至恒重，得物料Ⅰ；
(3)将剩余的酸化改性丁吡橡胶、抗冲改性剂AC、聚乙烯蜡、烃基安息香 酸盐、抗老化剂、促进剂TMTM混合，加入到混合料重量6倍的水杨酸中，超 声100分钟，送入反应釜中，通入氮气，升高温度为68℃，保温反应35小时， 出料，将产物抽滤，用丙酮洗涤3次，置于75℃的烘箱中干燥至恒重，得物料 Ⅱ；
(4)取烃基安息香酸盐、陶土、角叉菜胶、硅藻泥、活性炭，加入其重量 17％的甲醛溶液中，搅拌混合25分钟，滴加浓度为4mol/l的盐酸，调节pH为3， 通入氮气，加热至沸腾，保持沸腾57分钟，出料，冷却至常温，得物料Ⅲ；
(5)将上述物料Ⅰ、物料Ⅱ、物料Ⅲ混合，在87-90℃下预热5分钟，升高 温度为155℃，保温搅拌4分钟，过滤除去大的杂质物料得高耐磨车胎材料基 础底料；
(6)将上述高耐磨车胎材料基础底料与剩余各原料混合，搅拌均匀，匀质， 乳化，高温炉内加温140℃热炼2h即得高耐磨车胎材料混合原料；
(7)将步骤6制备的高耐磨车胎材料混合原料投入制备机中，将原料制成不 同厚度和宽度的高耐磨车胎材料，冷却后即得高耐磨车胎材料。
实施例2：
一种共享单车用高耐磨车胎材料，包括具体技术方案如下：本发明提供 的共享单车用高耐磨车胎材料，包括如下质量份数组分：易混槽黑15份、发 泡调节剂DLF 5份、凡士林10份、轻质碳酸钙9份、三氧化二锑10份、豆蔻酸 锌11份、烃基安息香酸盐9份、水杨酸8份、陶土4份、角叉菜胶7份、硅藻泥 12份、活性炭13份、纳米改性醇酸树脂11份、抗冲改性剂ACM7份、聚乙烯蜡 1份、烃基安息香酸盐0.5份、抗老化剂3份、丁吡橡胶40份、促进剂TMTM11份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺2.5份、N-苯基-1-萘胺16份。
发泡调节剂DLF为DLF100。
抗冲改性剂ACM为ACM01。
所述发泡调节剂DLF：抗冲改性剂ACM：所述抗老化剂的配比重量关系为 1：3.5：2.5。
所述抗老化剂为复合稳定剂、抗氧化剂的混合物。
所述复合稳定剂为新型的复合铅盐热稳定剂，所述抗氧化剂为抗氧化剂 1076。
所述抗老化剂包括复合稳定剂：1份，抗氧化剂1076：0.8份。
所述轻质碳酸钙的粒度为1500目。
所述纳米改性醇酸树脂由醇酸树脂改性而成，其改性方法为：向16份醇 酸树脂中加入9份松节油、6份阳离子已烷乙二醇和5份聚二甲基环己胺，充分 混合后于微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5min，再加入8份氢化蓖 麻油、4份聚苯乙烯磺酸钠和3份聚乙二醇，混合均匀后继续微波处理5min， 微波处理结束后立即转入0-5℃环境中密封静置3h，然后加热至100-120℃保 温混合15min，向所得混合物中加入6份0-5℃冷水，充分混合后静置1h，随后 加热至回流状态保温混合30min，并自然冷却至室温，最后送入喷雾干燥机中， 干燥所得颗粒即为纳米改性醇酸树脂。
本发明还提供了一种共享单车用高耐磨车胎材料的制备方法，包括以下 步骤：
(1)将丁吡橡胶、纳米改性醇酸树脂加入到其重量80倍的混酸溶液中，所 述的混酸是由质量比为4：1的65％的碳酸和90％的盐酸溶液组成，在60℃下超 声20分钟，过滤，将沉淀水洗3次，76℃下真空干燥30分钟，得酸化改性丁吡 橡胶；
(2)取上述酸化改性丁吡橡胶重量的47％，与易混槽黑、发泡调节剂DLF、 凡士林、轻质碳酸钙、三氧化二锑、豆蔻酸锌混合，加入到混合料重量70倍 的N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺中，超声120分钟，送入反应釜中，通入氮气， 升高温度为127℃，保温反应35小时，出料，将产物抽滤，用丙酮洗涤3次， 置于70℃的烘箱中干燥至恒重，得物料Ⅰ；
(3)将剩余的酸化改性丁吡橡胶、抗冲改性剂AC、聚乙烯蜡、烃基安息香 酸盐、抗老化剂、促进剂TMTM混合，加入到混合料重量6倍的水杨酸中，超 声110分钟，送入反应釜中，通入氮气，升高温度为70℃，保温反应40小时， 出料，将产物抽滤，用丙酮洗涤3次，置于80℃的烘箱中干燥至恒重，得物料 Ⅱ；
(4)取烃基安息香酸盐、陶土、角叉菜胶、硅藻泥、活性炭，加入其重量 20％的甲醛溶液中，搅拌混合30分钟，滴加浓度为4mol/l的盐酸，调节pH为3， 通入氮气，加热至沸腾，保持沸腾57分钟，出料，冷却至常温，得物料Ⅲ；
(5)将上述物料Ⅰ、物料Ⅱ、物料Ⅲ混合，在87℃下预热5分钟，升高温度 为160℃，保温搅拌4分钟，过滤除去大的杂质物料得高耐磨车胎材料基础底 料；
(6)将上述高耐磨车胎材料基础底料与剩余各原料混合，搅拌均匀，匀质， 乳化，高温炉内加温160℃热炼3h即得高耐磨车胎材料混合原料；
(7)将步骤6制备的高耐磨车胎材料混合原料投入制备机中，将原料制成不 同厚度和宽度的高耐磨车胎材料，冷却后即得高耐磨车胎材料。
对本发明提供的实施例中分别进行试验考察，将实施例1和实施例2制备 高耐磨车胎材料进行考察，分别普通的市售车胎材料为对比，其结果如表1所 示；
表1合车胎材料考察结果
耐碱性：0.1mol/ml氢氧化钠溶液浸泡，样品无变化；
耐酸性：0.1mol/ml盐酸溶液浸泡，样品无变化；
由以上结果显示：
本发明制备的车胎材料，应用于制备车胎时，车胎材料高效耐冲击、高 耐磨、高耐热性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行 业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明 书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下， 本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范 围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种共享单车用高耐磨车胎材料，其特征在于：包括如下质量份数组分：易混槽黑9-15份、发泡调节剂DLF 2-5份、凡士林8-17份、轻质碳酸钙4-11份、三氧化二锑9-13份、豆蔻酸锌8-13份、烃基安息香酸盐6-15份、水杨酸9-17份、陶土3-7份、角叉菜胶5-15份、硅藻泥5-14份、活性炭12-19份、纳米改性醇酸树脂6-13份、抗冲改性剂ACM3-8份、聚乙烯蜡0.5-1份、烃基安息香酸盐0.5-0.7份、抗老化剂1-4份、丁吡橡胶37-54份、促进剂TMTM 4-12份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1-3份、N-苯基-1-萘胺16-19份。
2.根据权利要求1所述的共享单车用高耐磨车胎材料，其特征在于：制备方法包括以下步骤：
(1)将丁吡橡胶、纳米改性醇酸树脂加入到其重量80-100倍的混酸溶液中，所述的混酸是由质量比为3-4：1的60-70％的碳酸和87-90％的盐酸溶液组成，在50-60℃下超声17-20分钟，过滤，将沉淀水洗2-3次，70-76℃下真空干燥30-40分钟，得酸化改性丁吡橡胶；
(2)取上述酸化改性丁吡橡胶重量的47-50％，与易混槽黑、发泡调节剂DLF、凡士林、轻质碳酸钙、三氧化二锑、豆蔻酸锌混合，加入到混合料重量70-80倍的N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺中，超声100-120分钟，送入反应釜中，通入氮气，升高温度为120-127℃，保温反应35-40小时，出料，将产物抽滤，用丙酮洗涤3-4次，置于70-80℃的烘箱中干燥至恒重，得物料Ⅰ；
(3)将剩余的酸化改性丁吡橡胶、抗冲改性剂AC、聚乙烯蜡、烃基安息香酸盐、抗老化剂、促进剂TMTM混合，加入到混合料重量6-7倍的水杨酸中，超声100-110分钟，送入反应釜中，通入氮气，升高温度为68-70℃，保温反应35-40小时，出料，将产物抽滤，用丙酮洗涤3-4次，置于70-80℃的烘箱中干燥至恒重，得物料Ⅱ；
(4)取烃基安息香酸盐、陶土、角叉菜胶、硅藻泥、活性炭，加入其重量17-20％的甲醛溶液中，搅拌混合20-30分钟，滴加浓度为3-6mol/l的盐酸，调节pH为2-3，通入氮气，加热至沸腾，保持沸腾57-60分钟，出料，冷却至常温，得物料Ⅲ；
(5)将上述物料Ⅰ、物料Ⅱ、物料Ⅲ混合，在87-90℃下预热4-6分钟，升高温度为155-160℃，保温搅拌3-4分钟，过滤除去大的杂质物料得高耐磨车胎材料基础底料；
(6)将上述高耐磨车胎材料基础底料与剩余各原料混合，搅拌均匀，匀质，乳化，高温炉内加温100-160℃热炼2-5h即得高耐磨车胎材料混合原料；
(7)将步骤6制备的高耐磨车胎材料混合原料投入制备机中，将原料制成不同厚度和宽度的车胎材料，冷却后即得高耐磨车胎材料。
3.根据权利要求1所述的共享单车用高耐磨车胎材料，其特征在于：发泡调节剂DLF为DLF100。
4.根据权利要求1所述的共享单车用高耐磨车胎材料，其特征在于：抗冲改性剂ACM为ACM01。
5.根据权利要求1所述的共享单车用高耐磨车胎材料，其特征在于：所述复合稳定剂为新型的复合铅盐热稳定剂，所述抗氧化剂为抗氧化剂1076。
6.根据权利要求5所述的共享单车用高耐磨车胎材料，其特征在于：所述抗老化剂包括复合稳定剂：0.8-1份，抗氧化剂1076：0.6-0.8份。
7.根据权利要求1所述的共享单车用高耐磨车胎材料，其特征在于：所述纳米改性醇酸树脂由醇酸树脂改性而成，其改性方法为：向15-20份醇酸树脂中加入3-11份松节油、2-9份阳离子已烷乙二醇和1-7份聚二甲基环己胺，充分混合后于微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5min，再加入1-11份氢化蓖麻油、2-9份聚苯乙烯磺酸钠和1-9份聚乙二醇，混合均匀后继续微波处理5min，微波处理结束后立即转入0-5℃环境中密封静置3h，然后加热至90-130℃保温混合15min，向所得混合物中加入6-8份0-5℃冷水，充分混合后静置1h，随后加热至回流状态保温混合30min，并自然冷却至室温，最后送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒即为纳米改性醇酸树脂。
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