CN109485929A - 用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶及其制备方法,属于胎面胶技术领域,该胎面胶包括按重量份计的如下组分:基体橡胶0~80份、湿法混合胶30~153份、活性剂2~8份、炭黑0~50份、白炭黑0~20份、硅烷偶联剂0~4份、促进剂1~3份、防老剂3~6份、硫化剂1~2份;其中,所述湿法混合胶由0.1~3份碳纳米管、0.1~1份石墨烯、10~50份裂解炭黑与20~100份天然橡胶通过湿法混炼获得;所述湿法混合胶中的天然橡胶与所述基体橡胶总份数为100份。该胎面胶具有优异的材料力学性能、良好的加工工艺性能,生产成本低,有利于促进废旧轮胎的循环利用。

Description

用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶及其制备方法
技术领域
本发明属于胎面胶技术领域,尤其涉及一种用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶及其制备方法。
背景技术
近年来,随着全球汽车工业快速发展,各国汽车拥有量与日俱增,随之而来的是汽车废旧轮胎越积越多,严重危害人类赖以生存的环境,破坏生态平衡,世界各国已开始关注废旧轮胎的回收处理。目前,对废旧轮胎回收循环利用最有效、最环保的方法就是采用热裂解技术处理废旧轮胎,热裂解废旧轮胎经过粉碎、除杂、高温热裂解、去除裂解产生的油气,再经过浮选去除钢丝等杂质,即可得到高碳素物质——裂解炭黑。
目前,裂解炭黑主要以部分取代炭黑的方式应用于轮胎橡胶组合物中,然而,由于废旧轮胎热裂解炭黑的灰分较高,表面活性基团被掩埋,与橡胶的界面结合作用差,补强性差,限制了裂解炭黑的应用,尤其是在胎面胶中,由于胎面胶要求耐磨,需表面积与结构较高的炭黑,较不适合裂解炭黑取代。专利CN106928518A公开了一种碳纳米管复合高性能轮胎用胎面胶,其采用裂解炭黑的同时,复合了碳纳米管,获得胎面胶的耐磨性和导热系数高,滚动阻力和耐久生热低。然而,为了达到胎面补强要求,碳纳米管的使用量较大,生产成本较高。此外,由于裂解炭黑粉尘易飞扬,给生产带来极大不便。
因而,如何在低成本下将裂解炭黑应用于胎面胶,同时保证胎面胶具有良好的使用性能,从而拓宽裂解炭黑的应用,更好的实现废旧轮胎的循环利用,是当前急需解决的一项技术问题。
发明内容
本发明针对上述的技术问题,提出一种用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶及其制备方法,将裂解炭黑、碳纳米管和石墨烯以湿法混合胶的形式作为胎面胶的组分,获得的胎面胶具有优异的材料力学性能、良好的加工工艺性能,同时,该胎面胶的生产成本低,有利于促进废旧轮胎的循环利用。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为:
本发明提供了一种用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,包括按重量份计的如下组分:基体橡胶0~80份、湿法混合胶30~153份、活性剂2~8份、炭黑0~50份、白炭黑0~20份、硅烷偶联剂0~4份、促进剂1~3份、防老剂3~6份、硫化剂1~2份;其中,所述湿法混合胶由0.1~3份碳纳米管、0.1~1份石墨烯、10~50份裂解炭黑与20~100份天然橡胶通过湿法混炼获得;所述湿法混合胶中的天然橡胶与所述基体橡胶总份数为100份。
作为优选,所述基体橡胶为天然橡胶。
作为优选,所述基体橡胶由天然橡胶和顺丁橡胶组成,其中,天然橡胶为0~60份,其余为顺丁橡胶;所述顺丁橡胶的顺式含量在96%以上。
作为优选,所述湿法混合胶中,所述天然橡胶、裂解炭黑、碳纳米管和石墨烯的重量比为100:50:2:1。
作为优选,所述碳纳米管的管径为30~50nm,长度为0.5~2μm。
作为优选,所述石墨烯的片层厚度为1~4nm,二维尺寸为100~400nm。
作为优选,所述裂解炭黑为废旧轮胎热裂解炭黑,其邻苯二甲酸二丁酯吸收值为(80~100)×10-5m3/kg、吸碘值为80~130g/kg、比表面积为60~80m2/g、125℃下加热减量为0.5%~1.5%。
作为优选,所述活性剂由纳米氧化锌和硬脂酸组成;其中,所述纳米氧化锌为1~5份,其余为硬脂酸;所述纳米氧化锌包括80%粒径为100nm以下的一次粒子和20%粒径为100nm以上的一次粒子。
作为优选,所述白炭黑为高分散型沉淀法白炭黑;所述白炭黑的比表面积为120~200m2/g,邻苯二甲酸二丁酯吸收值为2.00~3.50cm3/g;当所述白炭黑分散在水中形成5%的水溶液时,其pH值为5.0~8.0。
作为优选,所述硅烷偶联剂为液体硅烷偶联剂Si-69。
作为优选,所述促进剂为促进剂CBS。
作为优选,所述防老剂为防老剂6PPD及防老剂RD并用。
作为优选,所述硫化剂为硫黄。
本发明还提供了一种上述任一项技术方案所述的用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶的制备方法,包括如下步骤:
制备湿法混合胶:通过超声处理将碳纳米管、石墨烯和裂解炭黑分散在水中形成填料水浆,将所述填料水浆通过高压射流方式与天然橡胶混合,并置于凝聚反应器中进行凝聚,凝聚后脱水、干燥,得湿法混合胶;
三段混炼:将上述湿法混合胶与基体橡胶、活性剂、炭黑、白炭黑、硅烷偶联剂和防老剂一并加入密炼机混炼,得一段母炼胶;将所述一段母炼胶加入密炼机混炼,得二段母炼胶;将所述二段母炼胶、促进剂和硫化剂加入密炼机混炼,得终炼胶;用开炼机将所述终炼胶压成胶片,硫化后得胎面胶。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于:
1、本发明提供的用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,碳纳米管、石墨烯和裂解炭黑以湿法混合胶的形式加入,通过碳纳米管和石墨烯的协同作用可增强裂解炭黑表面的反应活性点,有利于促进包容胶的形成,可弥补裂解炭黑的补强性,获得的胎面胶具备优异的材料力学性能和良好的加工工艺性能,可以满足全钢载重子午线轮胎胎面的使用要求,同时具有废旧资源循环利用的经济和社会效益;
2、本发明提供的用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,裂解炭黑、碳纳米管和石墨烯以湿法混合胶的形式加入,避免了石墨烯的团聚以及碳纳米管的缠结,可提高碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性和利用率,碳纳米管和石墨烯的用量少,在改善胶料的性能的同时并未造成生产成本的升高;
3、本发明提供的用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶中,将裂解炭黑、碳纳米管和石墨烯以湿法混合胶的形式加入,能够避免粉尘的飞扬,有利于改善车间环境,而且有利于降低能耗,降低生产成本;
4、本发明提供的用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,以裂解炭黑替代商业炭黑,实现了废旧资源循环利用,变“黑污染”为“黑金”,符合国家倡导的绿色环保理念,有利于推进裂解炭黑在轮胎中的大批量应用。
具体实施方式
下面将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。
本发明实施例提供了一种用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,包括按重量份计的如下组分:基体橡胶0~80份、湿法混合胶30~153份、活性剂2~8份、炭黑0~50份、白炭黑0~20份、硅烷偶联剂0~4份、促进剂1~3份、防老剂3~6份、硫化剂1~2份;其中,所述湿法混合胶由0.1~3份碳纳米管、0.1~1份石墨烯、10~50份裂解炭黑与20~100份天然橡胶通过湿法混炼获得;所述湿法混合胶中的天然橡胶与所述基体橡胶总份数为100份。
需要说明的是,上述用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶中,各组分的加入重量份数可在上述范围内进行合理调整。特别需要注意的是,上述用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶中,可以不加入基体橡胶、炭黑和白炭黑,仅加入湿法混合胶,以湿法混合胶中的裂解炭黑替代商业的炭黑和白炭黑,有利于降低成本,同时有利于促进废旧轮胎的循环利用。
上述用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶中,碳纳米管、石墨烯和裂解炭黑以湿法混合胶的形式加入,其中,碳纳米管具有中空管状结构,石墨烯具有二维周期蜂窝状点阵结构,二者借助π-π键和范德华力的作用得到新型的三维碳纳米杂化材料,通过二者的协同作用可增强裂解炭黑表面的反应活性点,有利于促进包容胶的形成,可弥补裂解炭黑的补强性,获得的胎面胶具备优异的材料力学性能和良好的加工工艺性能,可以满足全钢载重子午线轮胎胎面的使用要求,同时具有废旧资源循环利用的经济和社会效益。上述用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶中,将裂解炭黑、碳纳米管和石墨烯以湿法混合胶的形式加入,避免了石墨烯的团聚以及碳纳米管的缠结,可提高碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性,提高碳纳米管和石墨烯的利用率,仅使用少量的碳纳米管和石墨烯,即可通过石墨烯与碳纳米管的协同作用弥补裂解炭黑的补强性,改善胶料的性能,轮胎的材料成本并未升高,反而有所降低。此外,将裂解炭黑、碳纳米管和石墨烯以湿法混合胶的形式加入,能够避免粉尘的飞扬,有利于改善车间环境。
在一可选实施例中,所述基体橡胶为天然橡胶。采用天然橡胶作为基体橡胶,更有利于与湿法混合胶相配合,获得性能优良的胎面胶。
在另一可选实施例中,所述基体橡胶由天然橡胶和顺丁橡胶组成,其中,天然橡胶为0~60份,其余为顺丁橡胶;所述顺丁橡胶的顺式含量在96%以上。在天然橡胶中添加顺丁橡胶,有利于提高胎面胶的耐屈挠疲劳性能,而且,当顺式含量在96%以上时,获得的胎面胶的耐屈挠疲劳性能更好。
在一优选实施例中,所述湿法混合胶中,所述天然橡胶、裂解炭黑、碳纳米管和石墨烯的重量比为100:50:2:1。本优选实施例给出了湿法混合胶中各组分的最佳配比,采用该最佳配比有利于充分发挥湿法混合胶中各组分的协同作用。
在一优选实施例中,所述碳纳米管的管径为30~50nm,长度为0.5~2μm;所述石墨烯的片层厚度为1~4nm,二维尺寸为100~400nm。本优选实施例具体限定了湿法混合胶中碳纳米管和石墨烯的优选尺寸,采用上述尺寸的碳纳米管和石墨烯配合,更有利于充分发挥碳纳米管和石墨烯的协同作用。
在一优选实施例中,所述裂解炭黑为废旧轮胎热裂解炭黑,其邻苯二甲酸二丁酯吸收值为(80~100)×10-5m3/kg、吸碘值为80~130g/kg、比表面积为60~80m2/g、125℃下加热减量为0.5%~1.5%。需要说明的是,裂解炭黑的比表面积是采用低温氮吸附测定的BET比表面积。本优选实施例具体限定了废旧轮胎热裂解炭黑的技术指标参数,采用这种优选的裂解炭黑,更有利于与碳纳米管和石墨烯配合,获得性能优异的胎面胶。
在一优选实施例中,所述活性剂由纳米氧化锌和硬脂酸组成;其中,所述纳米氧化锌为1~5份,其余为硬脂酸;所述纳米氧化锌包括80%粒径为100nm以下的一次粒子和20%粒径为100nm以上的一次粒子。本优选实施例具体限定了活性剂的种类和组成,有利于提高胎面胶的使用性能。
在一优选实施例中,所述白炭黑为高分散型沉淀法白炭黑;所述白炭黑的比表面积为120~200m2/g,邻苯二甲酸二丁酯吸收值为2.00~3.50cm3/g;当所述白炭黑分散在水中形成5%的水溶液时,其pH值为5.0~8.0。需要说明的是,白炭黑的比表面积是采用低温氮吸附测定的BET比表面积。本优选实施例具体限定了白炭黑的种类和技术指标参数,有利于与裂解炭黑相配合,提供胎面胶的耐磨性能。
在一优选实施例中,所述硅烷偶联剂为液体硅烷偶联剂Si-69;所述促进剂为促进剂CBS;所述防老剂为防老剂6PPD及防老剂RD并用;所述硫化剂为硫黄。本优选实施例具体限定了硅烷偶联剂、促进剂、防老剂和硫化剂的种类,当然,所选种类并不局限于上述所列举的,本领域技术人员均可根据需要进行调节或等同替换使用。
此外,还需要说明的是,上述用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶中,除了上述限定的组分外,还可以添加其他加工助剂,例如:增粘树脂、增塑剂,也可以添加其他防护材料,例如:抗氧化剂、抗臭氧剂、防护蜡等。
本发明实施例还提供了上述用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶的制备方法,包括如下步骤:
S1制备湿法混合胶:通过超声处理将碳纳米管、石墨烯和裂解炭黑分散在水中形成填料水浆,将所述填料水浆通过高压射流方式与天然橡胶混合,并置于凝聚反应器中进行凝聚,凝聚后脱水、干燥,得湿法混合胶;
S2三段混炼:将上述湿法混合胶与基体橡胶、活性剂、炭黑、白炭黑、硅烷偶联剂和防老剂一并加入密炼机混炼,得一段母炼胶;将所述一段母炼胶加入密炼机混炼,得二段母炼胶;将所述二段母炼胶、促进剂和硫化剂加入密炼机混炼,得终炼胶;用开炼机将所述终炼胶压成胶片,硫化后得胎面胶。在本步骤中,需要说明的是,一段混炼时间为3~4min,在150~160℃下排胶得一段母炼胶;二段混炼时间为2~3min,在140~150℃下排胶得二段母炼胶;三段混炼时间为2~3min,在90~105℃下排胶得终炼胶;硫化温度为145~160℃,硫化时间为20~40min。
在上述制备方法中,首先将裂解炭黑、碳纳米管、石墨烯和天然橡胶采用湿法混炼工艺混炼,一方面能够避免制备时粉尘的飞扬,保障了车间安全,改善了车间工人的工作环境,另一方面有利于降低能耗,降低生产成本。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶及其制备方法,下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1
用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,包括按重量份计的如下组分:
表1实施例1中胎面胶的各组分配比
其中,碳纳米管的管径为30~50nm,长度为0.5~2μm;石墨烯的片层厚度为1~4nm,二维尺寸为100~400nm;裂解炭黑为废旧轮胎热裂解炭黑,其邻苯二甲酸二丁酯吸收值为(80~100)×10-5m3/kg、吸碘值为80~130g/kg、比表面积为60~80m2/g、125℃下加热减量为0.5%~1.5%;纳米氧化锌包括80%粒径为100nm以下的一次粒子和20%粒径为100nm以上的一次粒子;白炭黑的比表面积为120~200m2/g,邻苯二甲酸二丁酯吸收值为2.00~3.50cm3/g;该白炭黑分散在水中形成5%的水溶液时,其pH值为5.0~8.0。
上述用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备湿法混合胶:通过超声处理将碳纳米管、石墨烯和裂解炭黑分散在水中形成填料水浆,将填料水浆通过高压射流方式与天然橡胶20#混合,并置于凝聚反应器中进行凝聚,凝聚后脱水、干燥,得湿法混合胶;
(2)三段混炼:将上述湿法混合胶与活性剂、白炭黑、硅烷偶联剂和防老剂一并加入密炼机混炼3~4min,在150~160℃下排胶,得一段母炼胶;将一段母炼胶加入密炼机混炼2~3min,在140~150℃下排胶,得二段母炼胶;将二段母炼胶、促进剂和硫黄加入密炼机混炼2~3min,在90~105℃下排胶,得终炼胶;用开炼机将终炼胶压成2.0mm厚的胶片,停放4小时后,用蒸汽平板硫化机硫化,得胎面胶试样,硫化条件:温度为151℃,时间分别为20min、30min、40min。
实施例2
用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,包括按重量份计的如下组分:
表2实施例2中胎面胶的各组分配比
其中,顺丁橡胶的顺式含量在96%以上;其他各组分的选择同实施例1。
上述用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备湿法混合胶:通过超声处理将碳纳米管、石墨烯和裂解炭黑分散在水中形成填料水浆,将填料水浆通过高压射流方式与天然橡胶20#混合,并置于凝聚反应器中进行凝聚,凝聚后脱水、干燥,得湿法混合胶;
(2)三段混炼:将上述湿法混合胶与基体橡胶、活性剂、炭黑N234、白炭黑、硅烷偶联剂和防老剂一并加入密炼机混炼3~4min,在150~160℃下排胶,得一段母炼胶;将一段母炼胶加入密炼机混炼2~3min,在140~150℃下排胶,得二段母炼胶;将二段母炼胶、促进剂和硫黄加入密炼机混炼2~3min,在90~105℃下排胶,得终炼胶;用开炼机将终炼胶压成2.0mm厚的胶片,停放4小时后,用蒸汽平板硫化机硫化,得胎面胶试样,硫化条件:温度为151℃,时间分别为20min、30min、40min。
实施例3
用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,包括按重量份计的如下组分:
表3实施例3中胎面胶的各组分配比
其中,各组分的选择同实施例2。
上述用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备湿法混合胶:通过超声处理将碳纳米管、石墨烯和裂解炭黑分散在水中形成填料水浆,将填料水浆通过高压射流方式与天然橡胶20#混合,并置于凝聚反应器中进行凝聚,凝聚后脱水、干燥,得湿法混合胶;
(2)三段混炼:将上述湿法混合胶与基体橡胶、活性剂、炭黑N234和防老剂一并加入密炼机混炼3~4min,在150~160℃下排胶,得一段母炼胶;将一段母炼胶加入密炼机混炼2~3min,在140~150℃下排胶,得二段母炼胶;将二段母炼胶、促进剂和硫黄加入密炼机混炼2~3min,在90~105℃下排胶,得终炼胶;用开炼机将终炼胶压成2.0mm厚的胶片,停放4小时后,用蒸汽平板硫化机硫化,得胎面胶试样,硫化条件:温度为151℃,时间分别为20min、30min、40min。
实施例4
用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,包括按重量份计的如下组分:
表4实施例4中胎面胶的各组分配比
其中,各组分的选择同实施例2。
上述用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备湿法混合胶:通过超声处理将碳纳米管、石墨烯和裂解炭黑分散在水中形成填料水浆,将填料水浆通过高压射流方式与天然橡胶20#混合,并置于凝聚反应器中进行凝聚,凝聚后脱水、干燥,得湿法混合胶;
(2)三段混炼:将上述湿法混合胶与基体橡胶、活性剂、炭黑N234、白炭黑、硅烷偶联剂和防老剂一并加入密炼机混炼3~4min,在150~160℃下排胶,得一段母炼胶;将一段母炼胶加入密炼机混炼2~3min,在140~150℃下排胶,得二段母炼胶;将二段母炼胶、促进剂和硫黄加入密炼机混炼2~3min,在90~105℃下排胶,得终炼胶;用开炼机将终炼胶压成2.0mm厚的胶片,停放4小时后,用蒸汽平板硫化机硫化,得胎面胶试样,硫化条件:温度为151℃,时间分别为20min、30min、40min。
对比例1
用于全钢载重子午线轮胎的传统胎面胶,包括按重量份计的如下组分:
表5传统胎面胶的各组分配比
上述传统胎面胶采用传统的三段混炼方法制备,具体参数的选择同实施例1中制备方法的第(2)步。
对比例2
与实施例1的区别在于:湿法混合胶中未添加石墨烯,其他同实施例1。
对比例3
与实施例1的区别在于:湿法混合胶中未添加碳纳米管,其他同实施例1。
性能测试
对实施例1-4及对比例1-3获得的胎面胶试样进行性能测试,其中,动态性能测试采用EPLEXOR 500N型动态热机械分析仪,测试时采用温度扫描模式,频率10Hz,预拉伸7%,动应变0.25%,温度范围-60~80℃,升温速率2℃·min-1;其他性能测试按照国家标准进行。具体性能测试结果见表6。

Claims (10)

1.用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,其特征在于,包括按重量份计的如下组分:基体橡胶0~80份、湿法混合胶30~153份、活性剂2~8份、炭黑0~50份、白炭黑0~20份、硅烷偶联剂0~4份、促进剂1~3份、防老剂3~6份、硫化剂1~2份;其中,所述湿法混合胶由0.1~3份碳纳米管、0.1~1份石墨烯、10~50份裂解炭黑与20~100份天然橡胶通过湿法混炼获得;所述湿法混合胶中的天然橡胶与所述基体橡胶总份数为100份。
2.根据权利要求1所述的用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,其特征在于:所述基体橡胶为天然橡胶。
3.根据权利要求1所述的用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,其特征在于:所述基体橡胶由天然橡胶和顺丁橡胶组成,其中,天然橡胶为0~60份,其余为顺丁橡胶;所述顺丁橡胶的顺式含量在96%以上。
4.根据权利要求1所述的用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,其特征在于:所述湿法混合胶中,所述天然橡胶、裂解炭黑、碳纳米管和石墨烯的重量比为100:50:2:1。
5.根据权利要求4所述的用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,其特征在于:所述碳纳米管的管径为30~50nm,长度为0.5~2μm;所述石墨烯的片层厚度为1~4nm,二维尺寸为100~400nm。
6.根据权利要求4所述的用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,其特征在于:所述裂解炭黑为废旧轮胎热裂解炭黑,其邻苯二甲酸二丁酯吸收值为(80~100)×10-5m3/kg、吸碘值为80~130g/kg、比表面积为60~80m2/g、125℃下加热减量为0.5%~1.5%。
7.根据权利要求1所述的用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,其特征在于:所述活性剂由纳米氧化锌和硬脂酸组成;其中,所述纳米氧化锌为1~5份,其余为硬脂酸;所述纳米氧化锌包括80%粒径为100nm以下的一次粒子和20%粒径为100nm以上的一次粒子。
8.根据权利要求1所述的用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,其特征在于:所述白炭黑为高分散型沉淀法白炭黑;所述白炭黑的比表面积为120~200m2/g,邻苯二甲酸二丁酯吸收值为2.00~3.50cm3/g;当所述白炭黑分散在水中形成5%的水溶液时,其pH值为5.0~8.0。
9.根据权利要求1所述的用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶,其特征在于:所述硅烷偶联剂为液体硅烷偶联剂Si-69;所述促进剂为促进剂CBS;所述防老剂为防老剂6PPD及防老剂RD并用;所述硫化剂为硫黄。
10.权利要求1-9任一项所述的用于全钢载重子午线轮胎的胎面胶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
制备湿法混合胶:通过超声处理将碳纳米管、石墨烯和裂解炭黑分散在水中形成填料水浆,将所述填料水浆通过高压射流方式与天然橡胶混合,并置于凝聚反应器中进行凝聚,凝聚后脱水、干燥,得湿法混合胶;
三段混炼:将上述湿法混合胶与基体橡胶、活性剂、炭黑、白炭黑、硅烷偶联剂和防老剂一并加入密炼机混炼,得一段母炼胶;将所述一段母炼胶加入密炼机混炼,得二段母炼胶;将所述二段母炼胶、促进剂和硫化剂加入密炼机混炼,得终炼胶;用开炼机将所述终炼胶压成胶片,硫化后得胎面胶。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110564016A (zh) * 2019-08-27 2019-12-13 山东大展纳米材料有限公司 一种高补强橡胶胶乳湿法混炼复合材料及其制备工艺
CN110845770A (zh) * 2019-11-06 2020-02-28 陕西省石油化工研究设计院 一种石墨烯复合减震橡胶材料及其制备方法
CN111393723A (zh) * 2020-05-28 2020-07-10 江苏通用科技股份有限公司 一种全钢驱动轮胎胎面胶及其制备方法
CN112159555A (zh) * 2020-10-09 2021-01-01 山东玲珑轮胎股份有限公司 一种高耐磨全钢载重子午线轮胎胎面胶
CN113150400A (zh) * 2021-01-21 2021-07-23 山东宏建高分子材料科技有限公司 一种高导热橡胶材料及其制备方法
CN113308030A (zh) * 2021-04-28 2021-08-27 中国化工株洲橡胶研究设计院有限公司 橡胶纺织轮胶料及制备方法和应用
CN113999437A (zh) * 2021-11-23 2022-02-01 彤程化学(中国)有限公司 一种用于制备胎面的组合物、胶料及其制备方法、轮胎
CN114213721A (zh) * 2021-12-29 2022-03-22 青岛双星轮胎工业有限公司 一种橡胶组合物及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2207530A1 (en) * 1996-06-12 1997-12-12 Joachim Bertrand Rubber mixture for tire treads
CN106928518A (zh) * 2017-04-20 2017-07-07 山东宝力科技有限公司 碳纳米管复合高性能轮胎用胎面胶及其应用
CN107266733A (zh) * 2017-08-10 2017-10-20 青岛科技大学 一种碳碳/橡胶复合材料制备方法
CN107383459A (zh) * 2016-09-27 2017-11-24 钟光 一种碳纳米环保橡胶复合材料及其制备方法
CN107457933A (zh) * 2017-08-10 2017-12-12 青岛科技大学 一种填料/橡胶复合材料制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2207530A1 (en) * 1996-06-12 1997-12-12 Joachim Bertrand Rubber mixture for tire treads
CN107383459A (zh) * 2016-09-27 2017-11-24 钟光 一种碳纳米环保橡胶复合材料及其制备方法
CN106928518A (zh) * 2017-04-20 2017-07-07 山东宝力科技有限公司 碳纳米管复合高性能轮胎用胎面胶及其应用
CN107266733A (zh) * 2017-08-10 2017-10-20 青岛科技大学 一种碳碳/橡胶复合材料制备方法
CN107457933A (zh) * 2017-08-10 2017-12-12 青岛科技大学 一种填料/橡胶复合材料制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨铁军主编: "《产业专利分析报告 第42册 高性能子午线轮胎》", 30 June 2016, 知识产权出版社 *
黄义钢等: "碳纳米材料在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用", 《万力杯-第20届中国轮胎技术研讨会论文集》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110564016A (zh) * 2019-08-27 2019-12-13 山东大展纳米材料有限公司 一种高补强橡胶胶乳湿法混炼复合材料及其制备工艺
CN110845770A (zh) * 2019-11-06 2020-02-28 陕西省石油化工研究设计院 一种石墨烯复合减震橡胶材料及其制备方法
CN111393723A (zh) * 2020-05-28 2020-07-10 江苏通用科技股份有限公司 一种全钢驱动轮胎胎面胶及其制备方法
CN112159555A (zh) * 2020-10-09 2021-01-01 山东玲珑轮胎股份有限公司 一种高耐磨全钢载重子午线轮胎胎面胶
WO2022073488A1 (zh) * 2020-10-09 2022-04-14 山东玲珑轮胎股份有限公司 一种高耐磨全钢载重子午线轮胎胎面胶
CN113150400A (zh) * 2021-01-21 2021-07-23 山东宏建高分子材料科技有限公司 一种高导热橡胶材料及其制备方法
CN113308030A (zh) * 2021-04-28 2021-08-27 中国化工株洲橡胶研究设计院有限公司 橡胶纺织轮胶料及制备方法和应用
CN113999437A (zh) * 2021-11-23 2022-02-01 彤程化学(中国)有限公司 一种用于制备胎面的组合物、胶料及其制备方法、轮胎
CN114213721A (zh) * 2021-12-29 2022-03-22 青岛双星轮胎工业有限公司 一种橡胶组合物及其制备方法

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