CN111019286A - 一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体及其制备方法，热塑性弹性材料包括氢化苯乙烯类弹性体、环氧化橡胶、丁腈橡胶、导热树脂、聚烯烃树脂、填料、抗氧剂、润滑剂和助剂，本发明涉及热塑性弹性体制备技术领域。该助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体及其制备方法，通过将所述原料进行复配，制备的热塑性弹性材料耐高温、使用疲劳性能优异，更重要的是具有极佳的湿止滑性能，过选用环氧化橡胶和丁腈橡胶，保证了材料的湿止滑性能，具有优异的耐磨、耐疲劳性能，用在轮胎上保证了行车的安全性能，和充气轮胎湿止滑性能相当，由于没有加入增塑剂，提高了材料的耐热性能，抗UV剂的加入，提高了材料的耐臭氧性能。
Description
技术领域
本发明涉及热塑性弹性体制备技术领域，具体为一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体及其制备方法。
背景技术
《2019-2024年中国汽车零部件制造行业深度市场调研与投资前景预测分析报告》数据显示，私家车总量超过1.8亿辆，每百户家庭拥有42辆。统计数据显示，全国有40个城市的汽车保有量超过百万辆，北京、成都、深圳、上海、重庆、天津、苏州、郑州、杭州、广州、西安11个城市汽车保有量超过200万辆。我国汽车的巨大市场将会带动轮胎行业的旺盛需求。中汽协预测，2019年中国车市增速约或将为6%。到2025年中国机动车轮胎保有量估计达17亿个，其中高速轮胎市场11亿个，低速轮胎市场6亿个。机动车市场的旺盛需求将为高分子环保开式轮胎带来巨大的市场前景。
众所周知，橡胶轮胎发展至今已经100多年，其生产经过炭黑及芳香烃硫化后气味难闻，具有强致癌毒性，普通橡胶轮胎难降解，无论是其生产过程还是使用和废弃环节都会严重影响环境的保护。此外，废旧胎翻新使用安全系数低，不好回收利用且又不能降解，日积月累以后往哪堆，本专利材料制作成的轮胎相对现有轮胎环保性能以及防爆性能好，安全保障性高，因此市场前景广阔。
中国专利CN 105295216 A，介绍了一种抗疲劳、耐温免充气胎用热塑性弹性体材料及其制备方法，其是在超高分子量SEBS体系中添加白油、聚苯醚、聚烯烃、填料，再通过双螺杆挤出造粒制得免充气胎用热塑性弹性体，虽然克服了传统苯乙烯类热塑性弹性体材料长时间使用疲劳性差和高温使用耐温差的问题，但涉及到湿止滑方面没有做阐述，中国专利CN 108504026 A，介绍了一种用于制作免充气轮胎的热塑性弹性材料及其制备方法，其是在SEBS体系中添加白油、聚丙烯、三元乙丙橡胶和其他助剂，再通过双螺杆机挤出造粒制得免充气轮胎的热塑性弹性体，但其应用领域在自行车，在湿止滑和抗疲劳方面没有阐述。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体材料，该材料具有优异耐高温、使用疲劳性能，更重要的是具有极佳的湿止滑性能，保证了行车的安全性，本发明的另一个目的在于提供一种助力车免充气散热湿止滑轮胎用热塑性弹性体的制备方法，加工工艺简单、生产效率高。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，由如下组分按其重量百分比组成：
苯乙烯类弹性体 10-50%；
环氧化橡胶 10-50%；
丁腈橡胶 5-40%；
导热树脂 5-30%；
聚烯烃树脂 2-25%；
填料 10-15%；
抗氧剂 0.05-2%；
润滑剂 0.1-10%；
其它助剂 0.1-10%。
优选的，所述苯乙烯类弹性体为苯乙烯类嵌段共聚物，选自苯乙烯-乙烯-聚丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEPS）或苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEEPS）中的一种或几种。
优选的，所述环氧化橡胶为环氧化天然橡胶（NBR）、环氧化顺丁橡胶（EBR）或环氧化丁苯橡胶（SBR）中的一种或几种。
优选的，所述丁腈橡胶为33%丙烯腈含量的粉末丁腈橡胶。
优选的，所述导热树脂为聚苯醚树脂（PPO）、聚苯硫醚树脂（PPS）或聚己二酰丁二胺（PA46）中的一种或几种。
优选的，所述聚苯醚树脂为聚2，6-二甲基-1，4-苯醚树脂，其特性粘度为0.01-0.8dl/g。
优选的，所述聚苯硫醚树脂为导热PPS，其导热系数为2W/m-k。
优选的，所述聚己二酰丁二胺为导热PA46，其导热系数为3.4W/m-k。
优选的，所述聚烯烃树脂是由具有3-12碳原子的α-烯烃进行无规共聚获得的化合物，其为聚乙烯或聚丙烯中一种或两种。
优选的，所述填料为导热填料，SiC、Al2O3、Mg(OH)2或石墨的一种或几种。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的组合物。
优选的，所述润滑剂为硅酮类母粒、芥酸酰胺、硬脂酸或聚乙烯蜡中的一种。
优选的，所述其它助剂为光稳定剂或着色剂中的一种或两种，其中光稳定剂为UV-622、UV-790或UV791，着色剂为色粉或色母粒。
本发明还公开了一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、按照重量百分比组成准备好各种原料；
S2、将苯乙烯类弹性体与其它原料一起混合，搅拌5-8min，出料；
S3、将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆机的转速为300-600r/min，加工温度为180-260℃，挤出造粒，即为最终的助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体。
（三）有益效果
本发明提供了一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体及其制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
（1）、该助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体及其制备方法，通过选用环氧化橡胶和丁腈橡胶，保证了材料的湿止滑性能，具有优异的耐磨、耐疲劳性能，用在轮胎上保证了行车的安全性能，和充气轮胎湿止滑性能相当。
（2）、该助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体及其制备方法，通过添加导热树脂和导热填料，克服了高分子材料在重压下高速运转时产生内生热的散热难题，一般充气轮胎在80公里以上时速时会产生高温发热，导热材料的加入可以将产生的高温散发至空气中，延长了轮胎的使用寿命，保证了行车的安全。
（3）、该助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体及其制备方法，没有加入增塑剂，提高了材料的耐热性能，抗UV剂的加入，提高了材料的耐臭氧性能。
（4）、该助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体及其制备方法，通过采用热塑性弹性体作为基材，不需要通过硫化加工，加工工艺简单，可以重复利用，绿色环保，减少对环境的污染。
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。
本发明实施例提供一种技术方案：一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，由如下组分按其重量百分比组成：
苯乙烯类弹性体 10-50%；
环氧化橡胶 10-50%；
丁腈橡胶 5-40%；
导热树脂 5-30%；
聚烯烃树脂 2-25%；
填料 10-15%；
抗氧剂 0.05-2%；
润滑剂 0.1-10%；
其它助剂 0.1-10%。
本发明中，苯乙烯类弹性体为苯乙烯类嵌段共聚物，选自苯乙烯-乙烯-聚丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEPS）或苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEEPS）中的一种或几种。
本发明中，环氧化橡胶为环氧化天然橡胶（NBR）、环氧化顺丁橡胶（EBR）或环氧化丁苯橡胶（SBR）中的一种或几种。
本发明中，丁腈橡胶为33%丙烯腈含量的粉末丁腈橡胶。
本发明中，导热树脂为聚苯醚树脂（PPO）、聚苯硫醚树脂（PPS）或聚己二酰丁二胺（PA46）中的一种或几种，聚苯醚树脂为聚2，6-二甲基-1，4-苯醚树脂，其特性粘度为0.01-0.8dl/g，聚苯硫醚树脂为导热PPS，其导热系数为2W/m-k，聚己二酰丁二胺为导热PA46，其导热系数为3.4W/m-k。
本发明中，聚烯烃树脂是由具有3-12碳原子的α-烯烃进行无规共聚获得的化合物，其为聚乙烯或聚丙烯中一种或两种。
本发明中，填料为导热填料，SiC、Al2O3、Mg(OH)2或石墨的一种或几种。
本发明中，抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的组合物。
本发明中，润滑剂为硅酮类母粒、芥酸酰胺、硬脂酸或聚乙烯蜡中的一种。
本发明中，其它助剂为光稳定剂或着色剂中的一种或两种，其中光稳定剂为UV-622、UV-790或UV791，着色剂为色粉或色母粒。
实施例1-4所采用的组分按重量百分比组成不同，如表1所示，其制备方法均为以下步骤：
S1、按照表1记载的重量百分比组成准备好各种原料；
S2、将苯乙烯类弹性体与其它原料，搅拌3min，使原料混合均匀，出料；
S3、将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆机的转速为400r/min，加工温度为200℃，挤出造粒，即为最终的助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体。
对比例1-2所采用的组分按重量百分比组成不同，如表1所示，其制备方法均为以下步骤：
S1、按照表1记载的重量百分比组成准备好各种原料；
S2、将苯乙烯类弹性体与加入其它原料，搅拌3min，使原料混合均匀，出料；
S3、将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆机的转速为400r/min，加工温度为200℃，挤出造粒，即为最终的一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体。
表1 实施例与对比例配方表
将对比例1-2和实施例1-4制得的一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，对其理化性能进行结果测试，列于表2中。
表2 对比例1-2和实施例1-4的物理性能测试结果
由表2可知，本发明一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，制备方法简单，在配方体系中添加合适的环氧化橡胶、丁腈橡胶以及导热树脂和填料，可在使一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体具有优异的抗疲劳性能和湿止滑效果的同时，又对其他物性影响较小。
本发明的材料来源如表3所示。
表3 材料来源信息表
综上，本发明通过选用环氧化橡胶和丁腈橡胶，保证了材料的湿止滑性能，具有优异的耐磨、耐疲劳性能，用在轮胎上保证了行车的安全性能，和充气轮胎湿止滑性能相当，通过添加导热树脂和导热填料，克服了高分子材料在重压下高速运转时产生内生热的散热难题，一般充气轮胎在80公里以上时速时会产生高温发热，导热材料的加入可以将产生的高温散发至空气中，延长了轮胎的使用寿命，保证了行车的安全，没有加入增塑剂，提高了材料的耐热性能，抗UV剂的加入，提高了材料的耐臭氧性能，通过采用热塑性弹性体作为基材，不需要通过硫化加工，加工工艺简单，可以重复利用，绿色环保，减少对环境的污染。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (14)
1.一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，其特征在于：由如下组分按其重量百分比组成：
苯乙烯类弹性体 10-50%；
环氧化橡胶 10-50%；
丁腈橡胶 5-40%；
导热树脂 5-30%；
聚烯烃树脂 2-25%；
填料 10-15%；
抗氧剂 0.05-2%；
润滑剂 0.1-10%；
其它助剂 0.1-10%。
2.根据权利要求1所述的一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，其特征在于：所述苯乙烯类弹性体为苯乙烯类嵌段共聚物，选自苯乙烯-乙烯-聚丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，其特征在于：所述环氧化橡胶为环氧化天然橡胶、环氧化顺丁橡胶或环氧化丁苯橡胶中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，其特征在于：所述丁腈橡胶为33%丙烯腈含量的粉末丁腈橡胶。
5.根据权利要求1所述的一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，其特征在于：所述导热树脂为聚苯醚树脂、聚苯硫醚树脂或聚己二酰丁二胺中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，其特征在于：所述聚苯醚树脂为聚2，6-二甲基-1，4-苯醚树脂，其特性粘度为0.01-0.8dl/g。
7.根据权利要求5所述的一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，其特征在于：所述聚苯硫醚树脂为导热PPS，其导热系数为2W/m-k。
8.根据权利要求5所述的一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，其特征在于：所述聚己二酰丁二胺为导热PA46，其导热系数为3.4W/m-k。
9.根据权利要求1所述的一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，其特征在于：所述聚烯烃树脂是由具有3-12碳原子的α-烯烃进行无规共聚获得的化合物，其为聚乙烯或聚丙烯中一种或两种。
10.根据权利要求1所述的一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，其特征在于：所述填料为导热填料，SiC、Al2O3、Mg(OH)2或石墨的一种或几种。
11.根据权利要求1所述的一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的组合物。
12.根据权利要求1所述的一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，其特征在于：所述润滑剂为硅酮类母粒、芥酸酰胺、硬脂酸或聚乙烯蜡中的一种。
13.根据权利要求1所述的一种助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体，其特征在于：所述其它助剂为光稳定剂或着色剂中的一种或两种，其中光稳定剂为UV-622、UV-790或UV791，着色剂为色粉或色母粒。
14.一种制备如权利要求1-13任一项所述的助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、按照重量百分比组成准备好各种原料；
S2、将苯乙烯类弹性体与其它原料一起混合，搅拌5-8min，出料；
S3、将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆机的转速为300-600r/min，加工温度为180-260℃，挤出造粒，即为最终的助力轮胎用湿止滑热塑性弹性体。
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| CN109836756A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-06-04 | 广东祥利科技有限公司 | 一种抗静电型高效低烟无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法 |
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