CN109354725A - 一种雪天防滑轮胎的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雪天防滑轮胎，按照质量百分比计包括20～30％天然橡胶、15～20％顺丁橡胶、8～12％丁苯橡胶、10～15％炭黑、10～20％白碳黑、10～20％碳酸钙、1～2％防老剂4020、0.2～0.6％促进剂、1～2％辛基酚醛树脂、0.6～1％硫磺、0.5～1％硫化活性剂、0.8～1.2％纳米凝胶、0.4～0.6％竹炭粉和0.4～0.6％果壳活性炭，本发明还公开了一种雪天防滑轮胎的制备工艺，包括S1：混炼；S2：挤出；S3：定长裁断；S4：硫化。本发明利用纳米凝胶具有三维网状的特性，并在轮胎中添加竹炭粉和果壳活性炭，提高轮胎耐磨强度并增大轮胎对路面的粘附力，并通过采用氮气对硫化过程进行保压，提高了硫化压力，进而改善了轮胎整体均匀性。

Description

一种雪天防滑轮胎的制备工艺
技术领域
本发明涉及轮胎技术领域，具体为一种雪天防滑轮胎的制备工艺。
背景技术
车辆行驶依靠轮胎与地面的相互附着作用，路面状况好，附着因数较大，对轮胎性能要求不高，但在寒冷地区冬季常有雨雪天气，雨雪过后地面结冰，给人们的出行带来不便，特别是车辆在冰雪路面上行驶，由于一般车辆的轮胎多为干地设计，其与冰雪路面的摩擦系数较小，遇到紧急情况下车辆无法有效地制动，引发交通事故，造成生命和财产损失。
目前，轮胎的主要防滑技术为防滑链、防滑钉，但这些防滑措施都存在安装操作复杂、增加轮胎滚动阻力、影响轮胎使用寿命等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种雪天防滑轮胎的制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种雪天防滑轮胎，包括（按照质量百分比计）：20～30％天然橡胶、15～20％顺丁橡胶、8～12％丁苯橡胶、10～15％炭黑、10～20％白碳黑、10～20％碳酸钙、1～2％防老剂4020、0.2～0.6％促进剂、1～2％辛基酚醛树脂、0.6～1％硫磺、0.5～1％硫化活性剂、0.8～1.2％纳米凝胶、0.4～0.6％竹炭粉和0.4～0.6％果壳活性炭。
优选的，所述促进剂为硫化促进剂DM和胍类促进剂DPG的混合物，硫化促进剂DM和胍类促进剂DPG的质量比为2：1。
优选的，所述硫化活性剂为硬脂酸和氧化锌的混合物，硬脂酸和氧化锌的质量比为1：3。
优选的，所述纳米凝胶为聚（N-异丙基丙烯酰胺）纳米水凝胶。
优选的，所述竹炭粉的固定碳含量为85％，其灰分含量为2％，其平均粒径为200μm。
优选的，所述果壳活性炭采用椰子壳、核桃壳、杏核壳、胡桃壳中一种或以上为原料，经炭化、活化、精制加工而成，其微孔体积为90％。
一种雪天防滑轮胎的制备工艺，包括以下步骤：
S1：混炼，先将天然橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶加入密炼机中，控制机内温度为50～60℃，压力为0.5～0.6MPa，转子转速为50～70rpm，持续10～15min后，然后再加入炭黑、白碳黑、碳酸钙、防老剂4020、促进剂、辛基酚醛树脂、纳米凝胶、竹炭粉和果壳活性炭，控制机内温度为100～130℃，压力为0.3～0.5MPa，转子转速为30～50rpm，在100～160℃条件下排胶，得到胶料；
S2：挤出，将胶料从挤出机的机头喂进，从挤出机的口型板挤出，经冷却后得到胶片；
S3：定长裁断，将胶片进行裁断，得到半成品胶部件；
S4：硫化，将硫磺、硫化活性剂和半成品胶部件喂入双模定型硫化机，并通入氮气保压，在115～125℃的条件下进行硫化，连续硫化30min后，得到最终产品。
优选的，步骤二中，胶料从口型板挤出后采纯水冷却，冷却后胶片温度控制在38℃以下。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明科学合理，利用纳米凝胶具有三维网状的特性，并在轮胎中添加竹炭粉和果壳活性炭，提高轮胎耐磨强度并增大轮胎对路面的粘附力，并通过采用氮气对步骤四中硫化过程进行保压，提高了硫化压力，进而改善了轮胎整体均匀性，轮胎抗滑能力强，工艺简单，易于实现；
2.本发明通过采用氮气对步骤四中硫化过程进行保压，一方面高纯度的氮气易于获取，而且氮气容易控制，另一方面通过氮气的保护，使得硫化过程中不引入氧气，避免了轮胎老化、氧化。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供一种技术方案：一种雪天防滑轮胎，包括（按照质量百分比计）：30％天然橡胶、20％顺丁橡胶、8％丁苯橡胶、12％炭黑、10％白碳黑、15％碳酸钙、1％防老剂4020、0.2％促进剂、1％辛基酚醛树脂、0.6％硫磺、0.5％硫化活性剂、0.9％纳米凝胶、0.4％竹炭粉和0.4％果壳活性炭。
一种雪天防滑轮胎的制备工艺，包括以下步骤：
S1：混炼，先将天然橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶加入密炼机中，控制机内温度为50℃，压力为0.5MPa，转子转速为50rpm，持续10min后，然后再加入炭黑、白碳黑、碳酸钙、防老剂4020、促进剂、辛基酚醛树脂、纳米凝胶、竹炭粉和果壳活性炭，控制机内温度为100℃，压力为0.3MPa，转子转速为30rpm，在100℃条件下排胶，得到胶料；
S2：挤出，将胶料从挤出机的机头喂进，从挤出机的口型板挤出，经冷却后得到胶片；
S3：定长裁断，将胶片进行裁断，得到半成品胶部件；
S4：硫化，将硫磺、硫化活性剂和半成品胶部件喂入双模定型硫化机，并通入氮气保压，在115℃的条件下进行硫化，连续硫化30min后，得到最终产品。
其中，促进剂为硫化促进剂DM和胍类促进剂DPG的混合物，硫化促进剂DM和胍类促进剂DPG的质量比为2：1；硫化活性剂为硬脂酸和氧化锌的混合物，硬脂酸和氧化锌的质量比为1：3；纳米凝胶为聚（N-异丙基丙烯酰胺）纳米水凝胶；竹炭粉的固定碳含量为85％，其灰分含量为2％，其平均粒径为200μm；果壳活性炭采用椰子壳、核桃壳、杏核壳、胡桃壳中一种或以上为原料，经炭化、活化、精制加工而成，其微孔体积为90％；步骤二中，胶料从口型板挤出后采纯水冷却，冷却后胶片温度控制在38℃。
实施例2
本发明提供一种技术方案：一种雪天防滑轮胎，包括（按照质量百分比计）：25％天然橡胶、16％顺丁橡胶、10％丁苯橡胶、13炭黑、15白碳黑、15碳酸钙、1.5％防老剂4020、0.4％促进剂、0.5％辛基酚醛树脂、0.8％硫磺、0.7％硫化活性剂、1％纳米凝胶、0.5％竹炭粉和0.6％果壳活性炭。
一种雪天防滑轮胎的制备工艺，包括以下步骤：
S1：混炼，先将天然橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶加入密炼机中，控制机内温度为55℃，压力为0.5MPa，转子转速为60rpm，持续13min后，然后再加入炭黑、白碳黑、碳酸钙、防老剂4020、促进剂、辛基酚醛树脂、纳米凝胶、竹炭粉和果壳活性炭，控制机内温度为120℃，压力为0.4MPa，转子转速为40rpm，在140℃条件下排胶，得到胶料；
S2：挤出，将胶料从挤出机的机头喂进，从挤出机的口型板挤出，经冷却后得到胶片；
S3：定长裁断，将胶片进行裁断，得到半成品胶部件；
S4：硫化，将硫磺、硫化活性剂和半成品胶部件喂入双模定型硫化机，并通入氮气保压，在120℃的条件下进行硫化，连续硫化30min后，得到最终产品。
其中，促进剂为硫化促进剂DM和胍类促进剂DPG的混合物，硫化促进剂DM和胍类促进剂DPG的质量比为2：1；硫化活性剂为硬脂酸和氧化锌的混合物，硬脂酸和氧化锌的质量比为1：3；纳米凝胶为聚（N-异丙基丙烯酰胺）纳米水凝胶；竹炭粉的固定碳含量为85％，其灰分含量为2％，其平均粒径为200μm；果壳活性炭采用椰子壳、核桃壳、杏核壳、胡桃壳中一种或以上为原料，经炭化、活化、精制加工而成，其微孔体积为90％；步骤二中，胶料从口型板挤出后采纯水冷却，冷却后胶片温度控制在35℃。
实施例3
本发明提供一种技术方案：一种雪天防滑轮胎，包括（按照质量百分比计）：20％天然橡胶、15％顺丁橡胶、12％丁苯橡胶、18％炭黑、13％白碳黑、13％碳酸钙、2％防老剂4020、0.6％促进剂、2％辛基酚醛树脂、1％硫磺、1％硫化活性剂、1.2％纳米凝胶、0.6％竹炭粉和0.6％果壳活性炭。
一种雪天防滑轮胎的制备工艺，包括以下步骤：
S1：混炼，先将天然橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶加入密炼机中，控制机内温度为60℃，压力为0.6MPa，转子转速为70rpm，持续15min后，然后再加入炭黑、白碳黑、碳酸钙、防老剂4020、促进剂、辛基酚醛树脂、纳米凝胶、竹炭粉和果壳活性炭，控制机内温度为130℃，压力为0.5MPa，转子转速为50rpm，在160℃条件下排胶，得到胶料；
S2：挤出，将胶料从挤出机的机头喂进，从挤出机的口型板挤出，经冷却后得到胶片；
S3：定长裁断，将胶片进行裁断，得到半成品胶部件；
S4：硫化，将硫磺、硫化活性剂和半成品胶部件喂入双模定型硫化机，并通入氮气保压，在125℃的条件下进行硫化，连续硫化30min后，得到最终产品。
其中，促进剂为硫化促进剂DM和胍类促进剂DPG的混合物，硫化促进剂DM和胍类促进剂DPG的质量比为2：1；硫化活性剂为硬脂酸和氧化锌的混合物，硬脂酸和氧化锌的质量比为1：3；纳米凝胶为聚（N-异丙基丙烯酰胺）纳米水凝胶；竹炭粉的固定碳含量为85％，其灰分含量为2％，其平均粒径为200μm；果壳活性炭采用椰子壳、核桃壳、杏核壳、胡桃壳中一种或以上为原料，经炭化、活化、精制加工而成，其微孔体积为90％；步骤二中，胶料从口型板挤出后采纯水冷却，冷却后胶片温度控制在30℃。
峰附着系数 滑动附着系数
实施例1 0.51 0.40
实施例2 0.54 0.42
实施例3 0.42 0.39
表1
请参阅表1，表1为三组实施例中轮胎对相同雪地面的附着系数，通过上述的三组实施例均可以得到本发明的雪天防滑轮胎，其中实施例二得到轮胎的防滑性能最好，该轮胎对雪地面的峰附着系数为0.54，滑动附着系数为0.42，其对雪地面横向和纵向的抓力最强，利于推广使用。
本发明具有以下优点：本发明科学合理，利用纳米凝胶具有三维网状的特性，并在轮胎中添加竹炭粉和果壳活性炭，提高轮胎耐磨强度并增大轮胎对路面的粘附力，并通过采用氮气对步骤四中硫化过程进行保压，提高了硫化压力，进而改善了轮胎整体均匀性，轮胎抗滑能力强，工艺简单，易于实现；本发明通过采用氮气对步骤四中硫化过程进行保压，一方面高纯度的氮气易于获取，而且氮气容易控制，另一方面通过氮气的保护，使得硫化过程中不引入氧气，避免了轮胎老化、氧化。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种雪天防滑轮胎，其特征在于：按照质量百分比计包括20～30％天然橡胶、15～20％顺丁橡胶、8～12％丁苯橡胶、10～15％炭黑、10～20％白碳黑、10～20％碳酸钙、1～2％防老剂4020、0.2～0.6％促进剂、1～2％辛基酚醛树脂、0.6～1％硫磺、0.5～1％硫化活性剂、0.8～1.2％纳米凝胶、0.4～0.6％竹炭粉和0.4～0.6％果壳活性炭。
2.根据权利要求1所述的一种雪天防滑轮胎，其特征在于：所述促进剂为硫化促进剂DM和胍类促进剂DPG的混合物，硫化促进剂DM和胍类促进剂DPG的质量比为2：1。
3.根据权利要求1所述的一种雪天防滑轮胎，其特征在于：所述硫化活性剂为硬脂酸和氧化锌的混合物，硬脂酸和氧化锌的质量比为1：3。
4.根据权利要求1所述的一种雪天防滑轮胎，其特征在于：所述纳米凝胶为聚（N-异丙基丙烯酰胺）纳米水凝胶。
5.根据权利要求1所述的一种雪天防滑轮胎，其特征在于：所述竹炭粉的固定碳含量为85％，其灰分含量为2％，其平均粒径为200μm。
6.根据权利要求1所述的一种雪天防滑轮胎，其特征在于：所述果壳活性炭采用椰子壳、核桃壳、杏核壳、胡桃壳中一种或以上为原料，经炭化、活化、精制加工而成，其微孔体积为90％。
7.一种如权利要求1-6所述的雪天防滑轮胎的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：混炼，先将天然橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶加入密炼机中，控制机内温度为50～60℃，压力为0.5～0.6MPa，转子转速为50～70rpm，持续10～15min后，然后再加入炭黑、白碳黑、碳酸钙、防老剂4020、促进剂、辛基酚醛树脂、纳米凝胶、竹炭粉和果壳活性炭，控制机内温度为100～130℃，压力为0.3～0.5MPa，转子转速为30～50rpm，在100～160℃条件下排胶，得到胶料；
S2：挤出，将胶料从挤出机的机头喂进，从挤出机的口型板挤出，经冷却后得到胶片；
S3：定长裁断，将胶片进行裁断，得到半成品胶部件；
S4：硫化，将硫磺、硫化活性剂和半成品胶部件喂入双模定型硫化机，并通入氮气保压，在115～125℃的条件下进行硫化，连续硫化30min后，得到最终产品。
8.根据权利要求7所述的一种雪天防滑轮胎的制备工艺，其特征在于：步骤二中，胶料从口型板挤出后采纯水冷却，冷却后胶片温度控制在38℃以下。
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