CN113174093B - 一种抗湿滑性轮胎及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗湿滑性轮胎及其制备方法，涉及新材料技术领域。本发明先将铝粉与氧化镍粉末和尿素混合，制得混合粉末，将混合粉末经冷压、煅烧、还原后，再与氩气和乙炔气体反应，制得添加剂坯料，将添加剂坯料与马来酸酐混合反应后，再在引发剂的作用下与环氧大豆油反应，制得添加剂，最后将丁苯橡胶与硬脂酸、白炭黑、氧化锌、防老剂、硫化剂、促进剂和添加剂混合于密炼机中混炼，得混合料，将混合料硫化成型后，得抗湿滑性轮胎。本发明制备的抗湿滑性轮胎具备良好的力学性能和抗湿滑性能。
Description
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，具体为一种抗湿滑性轮胎及其制备方法。
背景技术
随着汽车工业的发展，乘用车已经越来越成为人民生活中不可或缺的交通工具。轮胎是汽车上的非常重要的零部件，是汽车唯一与地面接触的部件，汽车的各种性能，比如驱动制动性能，燃油经济性能、乘坐舒适性能，操纵稳定性能、安全性能等完全靠轮胎与地面之间的相互作用来实现，轮胎性能的好坏对汽车是极端重要的。尤其是，对于在天气状况不好的条件下，轮胎的性能对汽车的安全具有至关重要的意义，因此，研发具有高抗湿滑性的汽车轮胎具有广泛的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗湿滑性轮胎及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
一种抗湿滑性轮胎，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：70～90份丁苯橡胶，1～3份硬脂酸，50～60份白炭黑，2～4份氧化锌，1～3份防老剂，1～3份硫化剂，2～4份促进剂和10～15份添加剂；
所述添加剂中包含泡沫铝、碳纳米管、马来酸酐和环氧大豆油。
作为优化，所述防老剂为防老剂MB或防老剂DNP中任意一种。
作为优化，所述硫化剂为N，N'-间苯撑双马来酰亚胺；所述促进剂为二甲基二硫代氨基甲酸锌。
作为优化，所述抗湿滑性轮胎主要包括以下重量份数的原料组分：80份丁苯橡胶，2份硬脂酸，50份白炭黑，3份氧化锌，2份防老剂，2份硫化剂，3份促进剂和12份添加剂。
作为优化，一种抗湿滑性轮胎的制备方法，主要包括以下制备步骤：
(1)将铝粉与氧化镍粉末混合球磨，得混合粉末坯料，将混合粉末坯料与尿素混合，并加入乙醇，搅拌混合后，过滤，得混合粉末；
(2)将步骤(1)所得混合粉末注模，冷压，脱模，得预处理混合粉末，将预处理混合粉末煅烧，得泡沫铝，将泡沫铝于惰性气体中加热后，先通入氢气，再通入氩气和乙炔气体，混合反应后，出料，得添加剂坯料；
(3)步骤(2)所得添加剂坯料与马来酸酐混合，加热搅拌反应后，洗涤，得预处理添加剂坯料，将预处理添加剂坯料与环氧大豆油混合，并加入引发剂，搅拌反应后，过滤，干燥，得添加剂；
(4)按质量分数剂，依次称取：70～90份丁苯橡胶，1～3份硬脂酸，50～60份白炭黑，2～4份氧化锌，1～3份防老剂，1～3份硫化剂，2～4份促进剂和10～15份添加剂，将丁苯橡胶与硬脂酸、白炭黑、氧化锌、防老剂、硫化剂、促进剂和添加剂混合于密炼机中混炼，得混合料，将混合料硫化成型后，得抗湿滑性轮胎。
作为优化，所述抗湿滑性轮胎的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将铝粉与氧化镍粉末按质量比3:1～5:1混合球磨，得混合粉末坯料，将混合粉末坯料与尿素按质量比5:1～5:2混合于烧杯中，并向烧杯中加入混合粉末坯料质量10～15倍的乙醇，于温度为30～50℃，转速为300～500r/min的条件下搅拌混合30～50min后，过滤，得混合粉末；
(2)将步骤(1)所得混合粉末注模，于压力为250～400MPa的条件下冷压0.5min后，脱模，得预处理混合粉末，将预处理混合粉末于温度为400℃的条件下煅烧6min后，得泡沫铝，将泡沫铝加入管式炉中，于氩气保护下加热至400℃后，先以200mL/min的速率向管式炉中通入氢气，反应30～60min后，将管式炉中温度升高至450℃，并同时以400mL/min的速率通入氩气，以20mL/min的速率通入乙炔气体，混合反应1h后，出料，得添加剂坯料；
(3)步骤(2)所得添加剂坯料与马来酸酐按质量比1:2～1:5混合，加热至120℃，并于转速为300r/min的条件下搅拌反应24～25h后，用丙酮洗涤5～8次后，得预处理添加剂坯料，将预处理添加剂坯料与环氧大豆油按质量比3:1～5:1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入环氧大豆油质量0.3～0.5倍的过氧化苯甲酰，于温度为70℃，转速为200～500r/min的条件下搅拌反应2～4h后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为80℃的条件下干燥2～4h，得添加剂；
(4)按质量分数剂，依次称取：80份丁苯橡胶，2份硬脂酸，50份白炭黑，3份氧化锌，2份防老剂，2份硫化剂，3份促进剂和12份添加剂，将丁苯橡胶与硬脂酸、白炭黑、氧化锌、防老剂、硫化剂、促进剂和添加剂混合于密炼机中混炼，得混合料，将混合料硫化成型后，得抗湿滑性轮胎。
作为优化，步骤(1)所述混合球磨的条件为球料比10:1，球磨转速200r/min，球磨时间20min。
作为优化，步骤(4)所述混炼条件为混炼温度135～140℃，混炼时间70～90min；所述硫化条件为硫化温度150～190℃，硫化时间10～30min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在制备具有抗湿滑性轮胎时加入添加剂。
本发明使用添加剂中包含泡沫铝、碳纳米管、马来酸酐和环氧大豆油；首先，泡沫铝具备由丰富的空隙，因此泡沫铝具备良好的吸声性能，从而在加入产品中后可使得轮胎在行驶时发出的噪音降低，提高产品的使用的舒适性；其次，在产品使用过程中，泡沫铝由于孔隙丰富，因此，在道路积水的条件下可吸附一定量的水，从而加速轮胎快速与路面接触，提高轮胎在湿滑条件下与路面的附着力，进而提高产品的耐湿滑性能，再者，本发明加入的添加剂中还含有碳纳米管，碳纳米管的加入可在泡沫铝中作为支架，从而提高泡沫铝的强度，并且，由于碳纳米管弯曲的吸附于泡沫铝的孔壁上，因此，可使泡沫铝在产品使用过程中吸附积水中的颗粒物，从而加速轮胎与地面的接触，进一步提高产品的耐湿滑性能；
本发明在添加剂中还加入马来酸酐和环氧大豆油，马来酸酐的加入可将环氧大豆油接枝于泡沫铝中的碳纳米管上，从而在加入产品中后，添加剂可在环氧大豆油的作用下均匀分散于橡胶中，进而进一步提高产品的强度和耐湿滑性能，并且，由于环氧大豆油的接枝可使泡沫铝表面在没有颗粒的作用下保持密封性，从而降低产品出现漏气的概率。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的抗湿滑性轮胎的各指标测试方法如下：
物理测试：测量各实施例所得具有抗湿滑性轮胎与对比例产品的邵尔A型硬度，拉伸强度和断裂伸长率。
耐湿滑性能：测量各实施例所得抗湿滑性轮胎与对比例产品在0℃和60℃的损耗因子(tanδ)。
实施例1
一种抗湿滑性轮胎，按重量份数计，主要包括：80份丁苯橡胶，2份硬脂酸，50份白炭黑，3份氧化锌，2份防老剂MB，2份硫化剂N，N'-间苯撑双马来酰亚胺，3份促进剂二甲基二硫代氨基甲酸锌和12份添加剂。
一种抗湿滑性轮胎的制备方法，所述抗湿滑性轮胎的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将铝粉与氧化镍粉末按质量比4:1混合球磨，得混合粉末坯料，将混合粉末坯料与尿素按质量比5:1混合于烧杯中，并向烧杯中加入混合粉末坯料质量10倍的乙醇，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合40min后，过滤，得混合粉末；
(2)将步骤(1)所得混合粉末注模，于压力为300MPa的条件下冷压0.5min后，脱模，得预处理混合粉末，将预处理混合粉末于温度为400℃的条件下煅烧6min后，得泡沫铝，将泡沫铝加入管式炉中，于氩气保护下加热至400℃后，先以200mL/min的速率向管式炉中通入氢气，反应40min后，将管式炉中温度升高至450℃，并同时以400mL/min的速率通入氩气，以20mL/min的速率通入乙炔气体，混合反应1h后，出料，得添加剂坯料；
(3)步骤(2)所得添加剂坯料与马来酸酐按质量比1:4混合，加热至120℃，并于转速为300r/min的条件下搅拌反应24h后，用丙酮洗涤6次后，得预处理添加剂坯料，将预处理添加剂坯料与环氧大豆油按质量比4:1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入环氧大豆油质量0.4倍的过氧化苯甲酰，于温度为70℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应3h后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为80℃的条件下干燥3h，得添加剂；
(4)按质量分数剂，依次称取：80份丁苯橡胶，2份硬脂酸，50份白炭黑，3份氧化锌，2份防老剂，2份硫化剂，3份促进剂和12份添加剂，将丁苯橡胶与硬脂酸、白炭黑、氧化锌、防老剂、硫化剂、促进剂和添加剂混合于密炼机中混炼，得混合料，将混合料硫化成型后，得抗湿滑性轮胎。
作为优化，步骤(1)所述混合球磨的条件为球料比10:1，球磨转速200r/min，球磨时间20min。
作为优化，步骤(4)所述混炼条件为混炼温度140℃，混炼时间80min；所述硫化条件为硫化温度160℃，硫化时间25min。
实施例2
一种抗湿滑性轮胎，按重量份数计，主要包括：80份丁苯橡胶，2份硬脂酸，50份白炭黑，3份氧化锌，2份防老剂MB，2份硫化剂N，N'-间苯撑双马来酰亚胺，3份促进剂二甲基二硫代氨基甲酸锌和12份添加剂。
一种抗湿滑性轮胎的制备方法，所述抗湿滑性轮胎的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将铝粉与氧化镍粉末按质量比4:1混合球磨，得混合粉末坯料，将混合粉末坯料与尿素按质量比5:1混合于烧杯中，并向烧杯中加入混合粉末坯料质量10倍的乙醇，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合40min后，过滤，得混合粉末；
(2)将步骤(1)所得混合粉末注模，于压力为300MPa的条件下冷压0.5min后，脱模，得预处理混合粉末，将预处理混合粉末于温度为400℃的条件下煅烧6min后，得泡沫铝；
(3)步骤(2)所得泡沫铝与马来酸酐按质量比1:4混合，加热至120℃，并于转速为300r/min的条件下搅拌反应24h后，用丙酮洗涤6次后，得预处理泡沫铝，将预处理泡沫铝与环氧大豆油按质量比4:1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入环氧大豆油质量0.4倍的过氧化苯甲酰，于温度为70℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应3h后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为80℃的条件下干燥3h，得添加剂；
(4)按质量分数剂，依次称取：80份丁苯橡胶，2份硬脂酸，50份白炭黑，3份氧化锌，2份防老剂，2份硫化剂，3份促进剂和12份添加剂，将丁苯橡胶与硬脂酸、白炭黑、氧化锌、防老剂、硫化剂、促进剂和添加剂混合于密炼机中混炼，得混合料，将混合料硫化成型后，得抗湿滑性轮胎。
作为优化，步骤(1)所述混合球磨的条件为球料比10:1，球磨转速200r/min，球磨时间20min。
作为优化，步骤(4)所述混炼条件为混炼温度140℃，混炼时间80min；所述硫化条件为硫化温度160℃，硫化时间25min。
实施例3
一种抗湿滑性轮胎，按重量份数计，主要包括：80份丁苯橡胶，2份硬脂酸，50份白炭黑，3份氧化锌，2份防老剂MB，2份硫化剂N，N'-间苯撑双马来酰亚胺，3份促进剂二甲基二硫代氨基甲酸锌和12份添加剂。
一种抗湿滑性轮胎的制备方法，所述抗湿滑性轮胎的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将铝粉与氧化镍粉末按质量比4:1混合球磨，得混合粉末坯料，将混合粉末坯料与尿素按质量比5:1混合于烧杯中，并向烧杯中加入混合粉末坯料质量10倍的乙醇，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合40min后，过滤，得混合粉末；
(2)将步骤(1)所得混合粉末注模，于压力为300MPa的条件下冷压0.5min后，脱模，得预处理混合粉末，将预处理混合粉末于温度为400℃的条件下煅烧6min后，得泡沫铝，将泡沫铝加入管式炉中，于氩气保护下加热至400℃后，先以200mL/min的速率向管式炉中通入氢气，反应40min后，将管式炉中温度升高至450℃，并同时以400mL/min的速率通入氩气，以20mL/min的速率通入乙炔气体，混合反应1h后，出料，得添加剂坯料；
(3)步骤(2)所得添加剂坯料与马来酸酐按质量比1:4混合，加热至120℃，并于转速为300r/min的条件下搅拌反应24h后，用丙酮洗涤6次后，得添加剂；
(4)按质量分数剂，依次称取：80份丁苯橡胶，2份硬脂酸，50份白炭黑，3份氧化锌，2份防老剂，2份硫化剂，3份促进剂和12份添加剂，将丁苯橡胶与硬脂酸、白炭黑、氧化锌、防老剂、硫化剂、促进剂和添加剂混合于密炼机中混炼，得混合料，将混合料硫化成型后，得抗湿滑性轮胎。
作为优化，步骤(1)所述混合球磨的条件为球料比10:1，球磨转速200r/min，球磨时间20min。
作为优化，步骤(4)所述混炼条件为混炼温度140℃，混炼时间80min；所述硫化条件为硫化温度160℃，硫化时间25min。
对比例
一种抗湿滑性轮胎，按重量份数计，主要包括：80份丁苯橡胶，2份硬脂酸，50份白炭黑，3份氧化锌，2份防老剂MB，2份硫化剂N，N'-间苯撑双马来酰亚胺，3份促进剂二甲基二硫代氨基甲酸锌和12份添加剂。
一种抗湿滑性轮胎的制备方法，所述抗湿滑性轮胎的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将铝粉与氧化镍粉末按质量比4:1混合球磨，得混合粉末坯料，将混合粉末坯料与尿素按质量比5:1混合于烧杯中，并向烧杯中加入混合粉末坯料质量10倍的乙醇，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合40min后，过滤，得混合粉末；
(2)将步骤(1)所得混合粉末注模，于压力为300MPa的条件下冷压0.5min后，脱模，得预处理混合粉末，将预处理混合粉末于温度为400℃的条件下煅烧6min后，得泡沫铝；
(3)步骤(2)所得泡沫铝与马来酸酐按质量比1:4混合，加热至120℃，并于转速为300r/min的条件下搅拌反应24h后，用丙酮洗涤6次后，得添加剂；
(4)按质量分数剂，依次称取：80份丁苯橡胶，2份硬脂酸，50份白炭黑，3份氧化锌，2份防老剂，2份硫化剂，3份促进剂和12份添加剂，将丁苯橡胶与硬脂酸、白炭黑、氧化锌、防老剂、硫化剂、促进剂和添加剂混合于密炼机中混炼，得混合料，将混合料硫化成型后，得抗湿滑性轮胎。
作为优化，步骤(1)所述混合球磨的条件为球料比10:1，球磨转速200r/min，球磨时间20min。
作为优化，步骤(4)所述混炼条件为混炼温度140℃，混炼时间80min；所述硫化条件为硫化温度160℃，硫化时间25min。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例的抗湿滑性轮胎的性能分析结果。
表1
从表1中实施例1与对比例的实验数据比较可发现，在制备抗湿滑性轮胎时加入添加剂可有效提高产品的力学性能和抗湿滑性；从实施例1与实施例2的实验数据比较可发现，当在制备添加剂时不制备碳纳米管，添加剂强度偏低，且无法与环氧大豆油有效结合，进而有效产品的性能；从实施例1与实施例3的实验数据比较可发现，当在制备添加剂时不加入环氧大豆油，添加剂的分散性较差，导致产品的性能较差。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (4)
1.一种抗湿滑性轮胎的制备方法，其特征在于，所述抗湿滑性轮胎主要包括以下重量份数的原料组分：70~90份丁苯橡胶，1~3份硬脂酸，50~60份白炭黑，2~4份氧化锌，1~3份防老剂，1~3份硫化剂，2~4份促进剂和10~15份添加剂；
所述添加剂中包含泡沫铝、碳纳米管、马来酸酐和环氧大豆油；
所述防老剂为防老剂MB或防老剂DNP中任意一种；
所述硫化剂为N，N'-间苯撑双马来酰亚胺；所述促进剂为二甲基二硫代氨基甲酸锌；
所述抗湿滑性轮胎的制备方法，主要包括以下制备步骤：
（1）将铝粉与氧化镍粉末混合球磨，得混合粉末坯料，将混合粉末坯料与尿素混合，并加入乙醇，搅拌混合后，过滤，得混合粉末；
（2）将步骤（1）所得混合粉末注模，冷压，脱模，得预处理混合粉末，将预处理混合粉末煅烧，得泡沫铝，将泡沫铝于惰性气体中加热后，先通入氢气，再通入氩气和乙炔气体，混合反应后，出料，得添加剂坯料；
（3）步骤（2）所得添加剂坯料与马来酸酐混合，加热搅拌反应后，洗涤，得预处理添加剂坯料，将预处理添加剂坯料与环氧大豆油混合，并加入引发剂，搅拌反应后，过滤，干燥，得添加剂；
（4）按质量分数计 ，依次称取：70~90份丁苯橡胶，1~3份硬脂酸，50~60份白炭黑，2~4份氧化锌，1~3份防老剂，1~3份硫化剂，2~4份促进剂和10~15份添加剂，将丁苯橡胶与硬脂酸、白炭黑、氧化锌、防老剂、硫化剂、促进剂和添加剂混合于密炼机中混炼，得混合料，将混合料硫化成型后，得抗湿滑性轮胎。
2.根据权利要求1所述的一种抗湿滑性轮胎的制备方法，其特征在于，所述抗湿滑性轮胎的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）将铝粉与氧化镍粉末按质量比3:1~5:1混合球磨，得混合粉末坯料，将混合粉末坯料与尿素按质量比5:1~5:2混合于烧杯中，并向烧杯中加入混合粉末坯料质量10~15倍的乙醇，于温度为30~50℃，转速为300~500r/min的条件下搅拌混合30~50min后，过滤，得混合粉末；
（2）将步骤（1）所得混合粉末注模，于压力为250~400MPa的条件下冷压0.5min后，脱模，得预处理混合粉末，将预处理混合粉末于温度为400℃的条件下煅烧6min后，得泡沫铝，将泡沫铝加入管式炉中，于氩气保护下加热至400℃后，先以200mL/min的速率向管式炉中通入氢气，反应30~60min后，将管式炉中温度升高至450℃，并同时以400mL/min的速率通入氩气，以20mL/min的速率通入乙炔气体，混合反应1h后，出料，得添加剂坯料；
（3）步骤（2）所得添加剂坯料与马来酸酐按质量比1:2~1:5混合，加热至120℃，并于转速为300r/min的条件下搅拌反应24~25h后，用丙酮洗涤5~8次后，得预处理添加剂坯料，将预处理添加剂坯料与环氧大豆油按质量比3:1~5:1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入环氧大豆油质量0.3~0.5倍的过氧化苯甲酰，于温度为70℃，转速为200~500r/min的条件下搅拌反应2~4h后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为80℃的条件下干燥2~4h，得添加剂；
（4）按质量分数计 ，依次称取：80份丁苯橡胶，2份硬脂酸，50份白炭黑，3份氧化锌，2份防老剂，2份硫化剂，3份促进剂和12份添加剂，将丁苯橡胶与硬脂酸、白炭黑、氧化锌、防老剂、硫化剂、促进剂和添加剂混合于密炼机中混炼，得混合料，将混合料硫化成型后，得抗湿滑性轮胎。
3.根据权利要求1所述的一种抗湿滑性轮胎的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述混合球磨的条件为球料比10:1，球磨转速200r/min，球磨时间20min。
4.根据权利要求1所述的一种抗湿滑性轮胎的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述混炼条件为混炼温度135~140℃，混炼时间70~90min；所述硫化条件为硫化温度150~190℃，硫化时间10~30min。
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