CN114163703A - 一种耐久实心轮胎及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及实心轮胎领域，具体公开了一种耐久实心轮胎及其制备方法。耐久实心轮胎包括轮胎内胆和胎面胶，轮胎内胆包括如下组分：氯丁橡胶、再生胶、天然橡胶、防老剂、硫磺、促进剂；胎面胶包括如下原料：顺丁橡胶、氯丁橡胶、再生胶、炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌、硫磺、硬脂酸；其制备方法为：S1.轮胎内胆的制备；S2.胎面胶的制备；S3.实心轮胎的制备。本申请采用酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，提高了胎面胶的导热性能，并通过其结构中的酯基和酰胺基之间形成氢键阻碍链段运动，提高了胎面胶的耐磨性，延长了轮胎的使用寿命，在轮胎内胆及胎面胶中加入再生胶，可减少天然橡胶的使用，具有一定的节能环保效果。
Description
技术领域
本申请涉及实心轮胎的领域，更具体地说，它涉及一种耐久实心轮胎及其制备方法。
背景技术
轮胎是汽车行驶的承载部件，通常安装在金属轮毂上以承载来自汽车的负荷并缓冲外界冲击，实现与路面的接触并保证车辆行驶于路面上。
耐久力性能是轮胎的一项重要指标，特别是针对载重车来说更是至关重要，载重车需长时间行驶于路面上以运送货物，工作强度大，轮胎磨损快，导致轮胎的性能快速下降，缩短了轮胎的使用寿命，不利于载重车的长期工作，有待改进。
发明内容
为了改善轮胎的使用寿命较短的问题，本申请提供一种耐久实心轮胎及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种耐久实心轮胎，采用如下的技术方案：
一种耐久实心轮胎，包括轮胎内胆和位于所述轮胎内胆外周的胎面胶，所述轮胎内胆包括如下重量份数的组分：40-50份氯丁橡胶；20-30份再生胶；15-20份天然橡胶；1-2份防老剂；1-2份硫磺；0.3-0.5份促进剂；
所述胎面胶包括如下重量份数的原料：30-40份顺丁橡胶；15-20份氯丁橡胶；15-20份再生胶；10-15份炭黑；8-10份酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯；1-2份氧化锌；1-2份硫磺；0.3-0.6份硬脂酸。
通过采用上述技术方案，在轮胎内胆及胎面胶中加入再生胶，可减少天然橡胶的使用，缓解天然橡胶的资源紧张，且再生胶属于二次利用资源，价格低廉，减少了资源的过度使用，从而在一定程度上减少了污染排放，具有一定的节能环保效果。
氯丁橡胶的耐臭氧、耐热、耐日光性能优良，且机械性能良好，采用氯丁橡胶作为轮胎内胆及胎面胶的基料，可抑制轮胎内胆及胎面胶的老化，更长久的维持轮胎内胆及胎面胶的性能稳定，并使得轮胎内胆及胎面胶具有较好的强度，提高了轮胎内胆及胎面胶的耐磨性。
顺丁橡胶具有优异的耐磨性能，与氯丁橡胶混合后可进一步提高胎面胶的耐磨性，且顺丁橡胶动负荷下发热少，减少了胎面胶与摩擦面摩擦过程中的产热，从而减少了高温对轮胎性能的影响，提高了轮胎的稳定性。
聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶度较高，其内部具有有序晶体结构，混合后可促进胎面胶内部的热量传递，提高胎面胶的导热性能，从而可加速胎面胶运动过程中因摩擦产生的热量的散失，抑制了胎面胶的温度升高，同时抑制了热量过多的传递至轮胎内胆，进一步减少了高温对轮胎性能的影响，提高了轮胎性能的稳定性。
酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子结构中接入酰胺基，使得酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯分子结构上的酯基和酰胺基之间会形成氢键阻碍链段运动，从而减小了胎面胶的磨损，提高了胎面胶的耐磨性。
轮胎内胆的组分中以氯丁橡胶为主，可使轮胎内胆具有较好的机械性能，以提高轮胎整体的承载能力，胎面胶的原料中以顺丁橡胶和氯丁橡胶配合为主，以综合提高胎面胶的耐磨性，减少了胎面胶在轮胎运动过程中的磨损，有利于延长轮胎的使用寿命。
通过轮胎内胆和胎面胶的综合作用，抑制了轮胎的老化，提高了轮胎的耐磨性和整体性能稳定性，从而提高了轮胎的耐久性，延长了轮胎的使用寿命。
优选的，按所述原料的重量份数计，所述酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法为：将3-5份对苯二甲酸二甲酯、4-6份1,3-丙二胺和0.1-0.2份催化剂A加入15-19份溶剂中搅拌反应，至白色沉淀不再析出，过滤，重结晶，洗涤制得原料A，将原料A、15-17份对苯二甲酸二甲酯、20-30份乙二醇、0.2-0.4份催化剂B在氮气保护下，升温至180-220℃搅拌反应，至甲醇馏出量达90%，继续升温至260-280℃，抽真空（真空度＜40Pa），搅拌30-40min制得。
通过采用上述技术方案，通过在聚对苯二甲酸乙二醇酯的合成过程中引入带有酰胺基的原料A，以得到所需分子结构中同时含有酰胺基和酯基的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。
优选的，按所述原料的重量份数计，所述原料还包括6-10份碳酸钙晶须。
通过采用上述技术方案，碳酸钙晶须具有高模量和高强度，加入胎面胶的其他原料中混合后在胎面胶内形成立体网络，当胎面胶受磨时，碳酸钙晶须相互之间分散胎面胶的受力，减少了应力集中，进而可减少裂纹的产生，有利于减少胎面胶的磨损，提高了轮胎的耐磨性。
轮胎在长时间受磨后其表面会产生静电现象积聚大量静电荷，当静电荷积累过多时，静电荷会使空气中的氧变成活性更高的臭氧，进而加速胎面胶表面的氧化破坏，降低胎面胶的耐磨性，碳酸钙晶须具有良好的抗静电功能，借助碳酸钙晶须在胎面胶内构建的立体网络，可及时分散摩擦过程中产生的静电荷，减少臭氧的形成，抑制胎面胶表面的氧化破坏，有利于提高轮胎的耐磨性，使得轮胎的耐久性能更佳。
优选的，按所述原料的重量份数计，所述原料还包括1-2份乙烯基三甲氧基硅烷，所述乙烯基三甲氧基硅烷用于改性碳酸钙晶须。
通过采用上述技术方案，乙烯基三甲氧基硅烷和橡胶的相容性较好，且乙烯基三甲氧基硅烷的分子结构上含有硅氧基，硅氧基可与碳酸钙晶须发生键合，从而对碳酸钙晶须进行改性，提高了碳酸钙晶须在橡胶内的相容性，有利于碳酸钙晶须立体网络的搭建，进一步抑制了胎面胶内部裂纹的形成和发展，从而进一步提高了轮胎的耐磨性，延长了轮胎的使用寿命。
优选的，按所述原料的重量份数计，所述原料还包括5-7份改性泡沸石，所述改性泡沸石的制备方法为：将0.2-0.4份偶联剂加入8-10份水-乙醇溶液中，在Ph为5-6的条件下水解30-40min，然后加入4-5份泡沸石搅拌1-1.5h，过滤，用水洗涤2-3次，烘干制得。
通过采用上述技术方案，泡沸石是一种内部具有三维孔道的无机刚性微粒，混合后可对胎面胶进行补强，提高胎面胶的耐磨性，且橡胶分子能挤入泡沸石的孔道内部，形成局部嵌入结构，进而提高胎面胶的拉伸强度。
利用偶联剂对泡沸石进行改性，减低了泡沸石的表面极性和表面能，提高了泡沸石和橡胶之间的界面相容性，减少了泡沸石对促进剂和硫磺的吸附，有利于提高橡胶的硫化效率，提高橡胶的交联程度，从而进一步提高了轮胎的耐磨性，有利于轮胎更长久的稳定运动。
优选的，按所述原料的重量份数计，所述原料还包括3-5份油酸酰胺。
通过采用上述技术方案，油酸酰胺的加入可提高橡胶分子之间的界面润滑性，有助于炭黑在橡胶内分散均匀，从而间接提高胎面胶的耐磨性，延长轮胎的使用寿命。
第二方面，本申请提供一种耐久实心轮胎的制备方法，采用如下的技术方案：
一种耐久实心轮胎的制备方法，包括以下步骤：
S1.轮胎内胆的制备：将氯丁橡胶、天然橡胶和再生胶在60-70℃下混炼5-10min，再加入防老剂混炼5-10min，接着加入硫磺和促进剂升温至160-180℃混炼5-10min，制得混炼胶A，将混炼胶A注入模具中，保温30-50min，出模制得轮胎内胆；
S2.胎面胶的制备：将顺丁橡胶、氯丁橡胶和再生胶在60-70℃下混炼5-6min，再加入炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯和氧化锌混炼5-10min，然后加入硬脂酸混炼2-3min，接着加入硫磺升温至160-180℃混炼5-6min，制得混炼胶B，将混炼胶B注入模具中，保温30-50min，出模制得胎面胶；
S3.实心轮胎的制备：将胎面胶粘接于轮胎内胆外侧，在45-60℃下保温2-4h，然后置于模具中在120-140℃下硫化2-3h，制得实心轮胎。
优选的，按所述原料的重量份数计，所述原料还包括6-10份碳酸钙晶须、1-2份乙烯基三甲氧基硅烷、5-7份改性泡沸石和3-5份油酸酰胺；
所述S2中，将乙烯基三甲氧基硅烷溶于20-25份丙酮中，加入碳酸钙晶须搅拌30-40min，过滤，用丙酮洗涤，真空干燥12-14h，研磨过200目筛，得到产物A；
将顺丁橡胶、氯丁橡胶和再生胶在60-70℃下混炼5-6min，再加入炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌、产物A、改性泡沸石和油酸酰胺混炼5-10min，然后加入硬脂酸混炼2-3min，接着加入硫磺升温至160-180℃混炼5-6min，制得混炼胶B，将混炼胶B注入模具中，保温30-50min，出模制得胎面胶。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶度较高，混合后可提高胎面胶的导热性能，加速胎面胶的热量散失，减少了高温对轮胎性能的影响，酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子结构中接入酰胺基，其分子结构中的酯基和酰胺基之间会形成氢键阻碍链段运动，减小了胎面胶的磨损，提高了胎面胶的耐磨性，通过轮胎内胆和胎面胶的综合作用，抑制了轮胎的老化，提高了轮胎的耐磨性和整体性能稳定性，从而提高了轮胎的耐久性，延长了轮胎的使用寿命。
2、本申请中优选采用碳酸钙晶须，碳酸钙晶须混合后在胎面胶内形成立体网络，当胎面胶受磨时，可减少应力集中和裂纹产生，有利于减少胎面胶的磨损，且碳酸钙晶须具有良好的抗静电功能，可及时分散摩擦过程中产生的静电荷，抑制胎面胶表面的氧化破坏，有利于提高轮胎的耐磨性，使得轮胎的耐久性能更佳。
3、本申请中优选采用改性泡沸石，泡沸石混合后可对胎面胶进行补强，且橡胶分子能挤入泡沸石的孔道内部形成局部嵌入结构，提高胎面胶的拉伸强度，利用偶联剂对泡沸石进行改性，提高了泡沸石和橡胶之间的界面相容性，有利于提高橡胶的硫化效率，进一步提高了轮胎的耐磨性，有利于轮胎更长久的稳定运动。
4、本申请的轮胎内胆的组分中以氯丁橡胶为主，可使轮胎内胆具有较好的机械性能，以提高轮胎整体的承载能力，胎面胶的原料中以顺丁橡胶和氯丁橡胶配合为主，综合提高了胎面胶的耐磨性，减少胎面胶的磨损，可最大化的发挥轮胎内胆和胎面胶的功能，提高对各组分和原料的功能利用。
5.在轮胎内胆及胎面胶中加入再生胶，可减少天然橡胶的使用，缓解天然橡胶的资源紧张，减少了资源的过度使用，在一定程度上减少了污染排放，具有一定的节能环保效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
氯丁橡胶购于佛山市南海区詹林化工原料有限公司，型号为CR121；再生胶购于沧州鑫鼎橡胶制品有限公司，邵氏硬度为50度，环保级别为ROHS；天然橡胶购于东莞市鑫合成橡胶有限公司，型号为3L；防老剂购于广州昌彧化工有限公司，型号为防老剂264；促进剂采用TMTD；顺丁橡胶购于东莞市坤和塑胶化工有限公司，型号为Br9000；炭黑购于灵寿金源矿业实力供应商，货号为63223；对苯二甲酸二甲酯购于上海徕银实力供应商，货号为120-61-6；溶剂采用质量比为1:1的甲醇和甲苯；催化剂A采用对甲苯磺酸；催化剂B采用钛酸丁酯；碳酸钙晶须购于石家庄利尚矿产品加工有限公司，货号为325；乙烯基三甲氧基硅烷购于南京轩浩新材料科技有限公司，型号为KH-171；泡沸石购于天津市西金纳环保材料科技有限公司，型号为13X，颗粒度为3-5mm；偶联剂采用硅烷偶联剂KH-570，购于广东康锦化工专营店；油酸酰胺购于蕴合新材料科技实力供应商，货号为F03.0081-025-00，型号为FINAWAX-O；聚对苯二甲酸乙二醇酯购于济宁市裕泽工业科技有限公司，牌号为FR530 NC010；准稳态法比热导热系数测定仪由北京精测电子有限公司生产，型号为JO-ZKY-BRDR。
需要指出的是，%（v/v）指的是体积百分比。
以下实施方式中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
原料的制备例
制备例1
酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备：将30g对苯二甲酸二甲酯、40g1,3-丙二胺和1g催化剂A加入150g溶剂中搅拌反应，至白色沉淀不再析出，过滤，重结晶，洗涤制得原料A，将原料A、150g对苯二甲酸二甲酯、200g乙二醇、2g催化剂B在氮气保护下，升温至180℃搅拌反应，至甲醇馏出量达90%，继续升温至260℃，抽真空（真空度＜40Pa），搅拌-40min制得。
制备例2
酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备：将50g对苯二甲酸二甲酯、60g1,3-丙二胺和2g催化剂A加入190g溶剂中搅拌反应，至白色沉淀不再析出，过滤，重结晶，洗涤制得原料A，将原料A、170g对苯二甲酸二甲酯、300g乙二醇、4g催化剂B在氮气保护下，升温至220℃搅拌反应，至甲醇馏出量达90%，继续升温至280℃，抽真空（真空度＜40Pa），搅拌30min制得。
制备例3
酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备：将40g对苯二甲酸二甲酯、50g1,3-丙二胺和2g催化剂A加入170g溶剂中搅拌反应，至白色沉淀不再析出，过滤，重结晶，洗涤制得原料A，将原料A、160g对苯二甲酸二甲酯、250g乙二醇、3g催化剂B在氮气保护下，升温至200℃搅拌反应，至甲醇馏出量达90%，继续升温至270℃，抽真空（真空度＜40Pa），搅拌35min制得。
制备例4
改性泡沸石的制备：将2g偶联剂加入80g 50%（v/v）水-乙醇溶液中，在Ph为5的条件下水解30min，然后加入40g泡沸石搅拌1h，过滤，用水洗涤2次，80℃烘干制得。
制备例5
改性泡沸石的制备：将4g偶联剂加入100g 50%（v/v）水-乙醇溶液中，在Ph为6的条件下水解40min，然后加入50g泡沸石搅拌1.5h，过滤，用水洗涤3次，80℃烘干制得。
制备例6
改性泡沸石的制备：将3g偶联剂加入90g水-乙醇溶液中，在Ph为6的条件下水解35min，然后加入45g泡沸石搅拌1.5h，过滤，用水洗涤3次，80℃烘干制得。
实施例
实施例1
本申请公开了一种耐久实心轮胎，包括轮胎内胆和位于轮胎内胆外周的胎面胶，轮胎内胆包括如下原料：氯丁橡胶、再生胶、天然橡胶、防老剂、硫磺、促进剂；胎面胶包括如下原料：顺丁橡胶、氯丁橡胶、再生胶、炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌、硫磺、硬脂酸，其中，酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯由制备例1获得，各组分含量如下表1-1、2-1所示。
耐久实心轮胎的制备方法包括以下步骤：
S1.轮胎内胆的制备：将氯丁橡胶、天然橡胶和再生胶送入开炼机在60℃下混炼10min，再加入防老剂混炼10min，接着加入硫磺和促进剂升温至160℃混炼10min，制得混炼胶A，将混炼胶A注入模具中，模具温度为130℃，保温30min，出模制得轮胎内胆；
S2.胎面胶的制备：将顺丁橡胶、氯丁橡胶和再生胶送入开炼机在60℃下混炼6min，再加入炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯和氧化锌混炼10min，然后加入硬脂酸混炼3min，接着加入硫磺升温至160℃混炼6min，制得混炼胶B，将混炼胶B注入模具中，模具温度为130℃，保温30min，出模制得轮胎内胆；
S3.实心轮胎的制备：将胎面胶粘接于轮胎内胆外侧，在45℃下保温4h，然后置于模具中在120℃下硫化3h，制得实心轮胎。
实施例2
本申请公开了一种耐久实心轮胎，包括轮胎内胆和位于轮胎内胆外周的胎面胶，轮胎内胆包括如下原料：氯丁橡胶、再生胶、天然橡胶、防老剂、硫磺、促进剂；胎面胶包括如下原料：顺丁橡胶、氯丁橡胶、再生胶、炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌、硫磺、硬脂酸，其中，酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯由制备例2获得，各组分含量如下表1-1、2-1所示。
耐久实心轮胎的制备方法包括以下步骤：
S1.轮胎内胆的制备：将氯丁橡胶、天然橡胶和再生胶送入开炼机在70℃下混炼5min，再加入防老剂混炼5min，接着加入硫磺和促进剂升温至180℃混炼5min，制得混炼胶A，将混炼胶A注入模具中，模具温度为130℃，保温50min，出模制得轮胎内胆；
S2.胎面胶的制备：将顺丁橡胶、氯丁橡胶和再生胶送入开炼机在70℃下混炼5min，再加入炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯和氧化锌混炼5min，然后加入硬脂酸混炼2min，接着加入硫磺升温至180℃混炼5min，制得混炼胶B，将混炼胶B注入模具中，模具温度为130℃，保温50min，出模制得轮胎内胆；
S3.实心轮胎的制备：将胎面胶粘接于轮胎内胆外侧，在60℃下保温2h，然后置于模具中在140℃下硫化2h，制得实心轮胎。
实施例3
本申请公开了一种耐久实心轮胎，包括轮胎内胆和位于轮胎内胆外周的胎面胶，轮胎内胆包括如下原料：氯丁橡胶、再生胶、天然橡胶、防老剂、硫磺、促进剂；胎面胶包括如下原料：顺丁橡胶、氯丁橡胶、再生胶、炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌、硫磺、硬脂酸，其中，酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯由制备例3获得，各组分含量如下表1-1、2-1所示。
耐久实心轮胎的制备方法包括以下步骤：
S1.轮胎内胆的制备：将氯丁橡胶、天然橡胶和再生胶送入开炼机在65℃下混炼7min，再加入防老剂混炼7min，接着加入硫磺和促进剂升温至170℃混炼7min，制得混炼胶A，将混炼胶A注入模具中，模具温度为130℃，保温40min，出模制得轮胎内胆；
S2.胎面胶的制备：将顺丁橡胶、氯丁橡胶和再生胶送入开炼机在65℃下混炼6min，再加入炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯和氧化锌混炼7min，然后加入硬脂酸混炼3min，接着加入硫磺升温至170℃混炼6min，制得混炼胶B，将混炼胶B注入模具中，模具温度为130℃，保温40min，出模制得轮胎内胆；
S3.实心轮胎的制备：将胎面胶粘接于轮胎内胆外侧，在53℃下保温3h，然后置于模具中在130℃下硫化3h，制得实心轮胎。
实施例4
与实施例1的区别在于，胎面胶的原料中加入碳酸钙晶须，各组分含量如下表1-1、2-1所示。
S2.胎面胶的制备：将顺丁橡胶、氯丁橡胶和再生胶送入开炼机在60℃下混炼6min，再加入炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌和碳酸钙晶须混炼10min，然后加入硬脂酸混炼3min，接着加入硫磺升温至160℃混炼6min，制得混炼胶B，将混炼胶B注入模具中，模具温度为130℃，保温30min，出模制得轮胎内胆。
实施例5
与实施例4的区别在于，胎面胶的原料中加入乙烯基三甲氧基硅烷，各组分含量如下表1-1、2-1所示。
S2.胎面胶的制备：将乙烯基三甲氧基硅烷溶于丙酮中，加入碳酸钙晶须搅拌30min，过滤，用丙酮洗涤2次，真空干燥12h，研磨过200目筛，得到产物A；
将顺丁橡胶、氯丁橡胶和再生胶送入开炼机在60℃下混炼6min，再加入炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌和产物A混炼10min，然后加入硬脂酸混炼3min，接着加入硫磺升温至160℃混炼6min，制得混炼胶B，将混炼胶B注入模具中，模具温度为130℃，保温30min，出模制得轮胎内胆。
实施例6
与实施例1的区别在于，胎面胶的原料中加入改性泡沸石，改性泡沸石由制备例4制得，各组分含量如下表1-1、2-1所示。
S2.胎面胶的制备：将顺丁橡胶、氯丁橡胶和再生胶送入开炼机在60℃下混炼6min，再加入炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌和改性泡沸石混炼10min，然后加入硬脂酸混炼3min，接着加入硫磺升温至160℃混炼6min，制得混炼胶B，将混炼胶B注入模具中，模具温度为130℃，保温30min，出模制得轮胎内胆。
实施例7
与实施例1的区别在于，胎面胶的原料中加入油酸酰胺，各组分含量如下表1-1、2-1所示。
S2.胎面胶的制备：将顺丁橡胶、氯丁橡胶和再生胶送入开炼机在60℃下混炼6min，再加入炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌和油酸酰胺混炼10min，然后加入硬脂酸混炼3min，接着加入硫磺升温至160℃混炼6min，制得混炼胶B，将混炼胶B注入模具中，模具温度为130℃，保温30min，出模制得轮胎内胆。
实施例8
本申请公开了一种耐久实心轮胎，包括轮胎内胆和位于轮胎内胆外周的胎面胶，轮胎内胆包括如下原料：氯丁橡胶、再生胶、天然橡胶、防老剂、硫磺、促进剂；胎面胶包括如下原料：顺丁橡胶、氯丁橡胶、再生胶、炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌、硫磺、硬脂酸、碳酸钙晶须、乙烯基三甲氧基硅烷、改性泡沸石、油酸酰胺，其中，酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯由制备例1获得，改性泡沸石由制备例4获得，各组分含量如下表1-1、2-1所示。
耐久实心轮胎的制备方法包括以下步骤：
S1.轮胎内胆的制备：将氯丁橡胶、天然橡胶和再生胶送入开炼机在60℃下混炼10min，再加入防老剂混炼10min，接着加入硫磺和促进剂升温至160℃混炼10min，制得混炼胶A，将混炼胶A注入模具中，模具温度为130℃，保温30min，出模制得轮胎内胆；
S2.胎面胶的制备：将乙烯基三甲氧基硅烷溶于丙酮中，加入碳酸钙晶须搅拌30min，过滤，用丙酮洗涤2次，真空干燥12h，研磨过200目筛，得到产物A；
将顺丁橡胶、氯丁橡胶和再生胶在60℃下混炼6min，再加入炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌、产物A、改性泡沸石和油酸酰胺混炼10min，然后加入硬脂酸混炼3min，接着加入硫磺升温至160℃混炼6min，制得混炼胶B，将混炼胶B注入模具中，模具温度为130℃，保温30min，出模制得胎面胶；
S3.实心轮胎的制备：将胎面胶粘接于轮胎内胆外侧，在45℃下保温4h，然后置于模具中在120℃下硫化3h，制得实心轮胎。
实施例9
本申请公开了一种耐久实心轮胎，包括轮胎内胆和位于轮胎内胆外周的胎面胶，轮胎内胆包括如下原料：氯丁橡胶、再生胶、天然橡胶、防老剂、硫磺、促进剂；胎面胶包括如下原料：顺丁橡胶、氯丁橡胶、再生胶、炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌、硫磺、硬脂酸、碳酸钙晶须、乙烯基三甲氧基硅烷、改性泡沸石、油酸酰胺，其中，酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯由制备例2获得，改性泡沸石由制备例5获得，各组分含量如下表1-1、2-1所示。
耐久实心轮胎的制备方法包括以下步骤：
S1.轮胎内胆的制备：将氯丁橡胶、天然橡胶和再生胶送入开炼机在70℃下混炼5min，再加入防老剂混炼5min，接着加入硫磺和促进剂升温至180℃混炼5min，制得混炼胶A，将混炼胶A注入模具中，模具温度为130℃，保温50min，出模制得轮胎内胆；
S2.胎面胶的制备：将乙烯基三甲氧基硅烷溶于丙酮中，加入碳酸钙晶须搅拌40min，过滤，用丙酮洗涤2次，真空干燥14h，研磨过200目筛，得到产物A；
将顺丁橡胶、氯丁橡胶和再生胶在70℃下混炼5min，再加入炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌、产物A、改性泡沸石和油酸酰胺混炼5min，然后加入硬脂酸混炼2min，接着加入硫磺升温至180℃混炼5min，制得混炼胶B，将混炼胶B注入模具中，模具温度为130℃，保温50min，出模制得胎面胶
S3.实心轮胎的制备：将胎面胶粘接于轮胎内胆外侧，在60℃下保温2h，然后置于模具中在140℃下硫化2h，制得实心轮胎。
实施例10
本申请公开了一种耐久实心轮胎，包括轮胎内胆和位于轮胎内胆外周的胎面胶，轮胎内胆包括如下原料：氯丁橡胶、再生胶、天然橡胶、防老剂、硫磺、促进剂；胎面胶包括如下原料：顺丁橡胶、氯丁橡胶、再生胶、炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌、硫磺、硬脂酸、碳酸钙晶须、乙烯基三甲氧基硅烷、改性泡沸石、油酸酰胺，其中，酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯由制备例3获得，改性泡沸石由制备例6获得，各组分含量如下表1-2、2-2所示。
耐久实心轮胎的制备方法包括以下步骤：
S1.轮胎内胆的制备：将氯丁橡胶、天然橡胶和再生胶送入开炼机在65℃下混炼7min，再加入防老剂混炼7min，接着加入硫磺和促进剂升温至170℃混炼7min，制得混炼胶A，将混炼胶A注入模具中，模具温度为130℃，保温40min，出模制得轮胎内胆；
S2.胎面胶的制备：将乙烯基三甲氧基硅烷溶于丙酮中，加入碳酸钙晶须搅拌35min，过滤，用丙酮洗涤2次，真空干燥13h，研磨过200目筛，得到产物A；
将顺丁橡胶、氯丁橡胶和再生胶在65℃下混炼6min，再加入炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌、产物A、改性泡沸石和油酸酰胺混炼7min，然后加入硬脂酸混炼3min，接着加入硫磺升温至170℃混炼6min，制得混炼胶B，将混炼胶B注入模具中，模具温度为130℃，保温40min，出模制得胎面胶。
S3.实心轮胎的制备：将胎面胶粘接于轮胎内胆外侧，在53℃下保温3h，然后置于模具中在130℃下硫化3h，制得实心轮胎。
实施例11
与实施例4的区别在于，将碳酸钙晶须替换为玻璃纤维，各组分含量如下表1-2、2-2所示。
实施例12
与实施例5的区别在于，将乙烯基三甲氧基硅烷替换为四正丙基锆酸酯，各组分含量如下表1-2、2-2所示。
实施例13
与实施例6的区别在于，将改性泡沸石替换为泡沸石，各组分含量如下表1-2、2-2所示。
实施例14
与实施例7的区别在于，将油酸酰胺替换为油酸乙酯，各组分含量如下表1-2、2-2所示。
对比例
对比例1
与实施例1的区别在于，以原料中未添加酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的胎面胶作为空白对照组。
对比例2
与实施例1的区别在于，将酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯替换为聚对苯二甲酸乙二醇酯，各组分含量如下表1-2、2-2所示。
表1-1 轮胎内胆的组分含量表（单位：g）
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | |
| 氯丁橡胶 | 400 | 500 | 450 | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 |
| 再生胶 | 200 | 300 | 250 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
| 天然橡胶 | 150 | 200 | 175 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 |
| 防老剂 | 10 | 20 | 15 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 硫磺 | 10 | 20 | 15 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 促进剂 | 3 | 5 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
表1-2 轮胎内胆的组分含量表（单位：g）
| 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | 对比例2 | |
| 氯丁橡胶 | 500 | 450 | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 |
| 再生胶 | 300 | 250 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
| 天然橡胶 | 200 | 175 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 |
| 防老剂 | 20 | 15 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 硫磺 | 20 | 15 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 促进剂 | 5 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
表2-1 胎面胶的组分含量表（单位：g）
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | |
| 顺丁橡胶 | 300 | 400 | 350 | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 |
| 氯丁橡胶 | 150 | 200 | 175 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 |
| 再生胶 | 150 | 200 | 175 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 |
| 炭黑 | 100 | 150 | 125 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯 | 80 | 100 | 90 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| 氧化锌 | 10 | 20 | 15 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 硫磺 | 10 | 20 | 15 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 硬脂酸 | 3 | 6 | 5 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 碳酸钙晶须/玻璃纤维 | / | / | / | 60 | 60 | 300 | 300 | 60 |
| 乙烯基三甲氧基硅烷/四正丙基锆酸酯 | / | / | / | / | 10 | / | / | 10 |
| 改性泡沸石/泡沸石 | / | / | / | / | / | 50 | / | 50 |
| 油酸酰胺/油酸乙酯 | / | / | / | / | / | / | 30 | 30 |
| 丙酮 | / | / | / | / | 200 | / | / | 200 |
表2-2 胎面胶的组分含量表（单位：g）
| 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | 对比例2 | |
| 顺丁橡胶 | 400 | 350 | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 |
| 氯丁橡胶 | 200 | 175 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 |
| 再生胶 | 200 | 175 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 |
| 炭黑 | 150 | 125 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯 | 100 | 90 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| 氧化锌 | 20 | 15 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 硫磺 | 20 | 15 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 硬脂酸 | 6 | 5 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 碳酸钙晶须/玻璃纤维 | 100 | 80 | 60 | 60 | 300 | 300 | / |
| 乙烯基三甲氧基硅烷/四正丙基锆酸酯 | 20 | 15 | / | 10 | / | / | / |
| 改性泡沸石/泡沸石 | 70 | 60 | / | / | 50 | / | / |
| 油酸酰胺/油酸乙酯 | 50 | 40 | / | / | / | 30 | / |
| 丙酮 | 250 | 220 | / | 200 | / | / | / |
性能检测试验
按照实施例1-14和对比例1-2的制备方法制得100mm×100mm×20mm的胎面胶作为试样，需要指出的是，除测试标准中有明确限定试样的规格，其余试样均按照100mm×100mm×20mm的规格制备。
（1）耐磨性测试：将实施例1-14和对比例1-2的试样根据ASTMD1630-2006《橡胶耐磨特性的标准试验方法》对胎面胶的耐磨性能进行测试，测试结果如下表3所示。
（2）导热性测试（以导热系数表征导热性能）：采用准稳态法比热导热系数测定仪测定实施例1和对比例1-2的试样的导热系数，导热系数越高，导热性越好，测试结果如下表3所示。
（3）抗静电性测试（以电阻表征抗静电性）：将实施例1、4-5、11-12的试样按照标准GB/T 11210-2014《硫化橡胶或热塑性橡胶 抗静电和导电制品 电阻的测定》测定电阻，试验环境温度为（23±2）℃，相对湿度为（50±5）%，电阻越小，抗静电性越好，测试结果如下表3所示。
（4）拉伸强度：将实施例1、6、13按照标准GB/T 528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》测试拉伸强度，测试结果如下表3所示。
表3 各实施例和对比例的测试结果表
| 磨耗（mm<sup>3</sup>） | 导热系数（W/m·K） | 电阻（Ω） | 拉伸强度（Mpa） | |
| 实施例1 | 45 | 2.47 | 1.8×10<sup>7</sup> | 23.7 |
| 实施例2 | 44 | / | / | / |
| 实施例3 | 45 | / | / | / |
| 实施例4 | 39 | / | 3.4×10<sup>6</sup> | / |
| 实施例5 | 37 | / | 2.9×10<sup>6</sup> | / |
| 实施例6 | 41 | / | / | 26.8 |
| 实施例7 | 42 | / | / | / |
| 实施例8 | 34 | / | / | / |
| 实施例9 | 33 | / | / | / |
| 实施例10 | 33 | / | / | / |
| 实施例11 | 40 | / | 1.3×10<sup>7</sup> | / |
| 实施例12 | 38 | / | 3.6×10<sup>6</sup> | / |
| 实施例13 | 43 | / | / | 24.6 |
| 实施例14 | 44 | / | / | / |
| 对比例1 | 49 | 2.03 | / | / |
| 对比例2 | 47 | 2.35 | / | / |
综上所述，可以得出以下结论：
1.结合实施例1-3和对比例1-2并结合表3可以看出，在胎面胶的原料中加入酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯可提高轮胎的耐磨性和导热性，进而可提高轮胎的耐久性，其原因可能是：
聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶度较高，混合后可促进胎面胶内部的热量传递，提高胎面胶的导热性能，进而加速胎面胶的热量散失，提高了轮胎性能的稳定性，酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子结构中接入酰胺基，其分子结构上的酯基和酰胺基之间会形成氢键阻碍链段运动，减小了胎面胶的磨损，提高了胎面胶的耐磨性。
2.结合实施例1、4、11并结合表3可以看出，在胎面胶的原料中加入碳酸钙晶须能够提高轮胎的耐磨性和抗静电性，进而可提高轮胎的耐久性，其原因可能是：
碳酸钙晶须具有高模量和高强度，与其他原料混合后在胎面胶内形成立体网络，当胎面胶受磨时，可分散胎面胶的受力，减少应力集中，进而可减少裂纹的产生，有利于减少胎面胶的磨损，且碳酸钙晶须具有良好的抗静电功能，可及时分散摩擦过程中产生的静电荷，抑制胎面胶表面的氧化破坏，使得轮胎的耐久性能更佳。
3.结合实施例1、4-5、11-12并结合表3可以看出，在胎面胶的原料中共同加入碳酸钙晶须和乙烯基三甲氧基硅烷有利于进一步提高轮胎的耐磨性和抗静电性，进而可提高轮胎的耐久性，其原因可能是：乙烯基三甲氧基硅烷对碳酸钙晶须进行改性，提高了碳酸钙晶须在橡胶内的相容性，抑制了胎面胶内部裂纹的形成和发展，从而进一步提高了轮胎的耐磨性和抗静电性。
4.结合实施例1、6、13并结合表3可以看出，在胎面胶的原料中添加改性泡沸石有利于提高轮胎的耐磨性和拉伸强度，进而可提高轮胎的耐久性，其原因可能是：改性泡沸石混合后可对胎面胶进行补强，提高胎面胶的耐磨性，且橡胶分子能挤入泡沸石的孔道内部，形成局部嵌入结构，进而提高胎面胶的拉伸强度。
5.结合实施例1、7、14并结合表3可以看出，在胎面胶的原料中添加油酸酰胺有利于提高轮胎的耐磨性，进而可提高轮胎的耐久性，其原因可能是：油酸酰胺的加入可提高橡胶分子之间的界面润滑性，有助于炭黑在橡胶内分散均匀，从而间接提高胎面胶的耐磨性，延长轮胎的使用寿命。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种耐久实心轮胎，包括轮胎内胆和位于所述轮胎内胆外周的胎面胶，其特征在于，所述轮胎内胆包括如下重量份数的组分：40-50份氯丁橡胶；20-30份再生胶；15-20份天然橡胶；1-2份防老剂；1-2份硫磺；0.3-0.5份促进剂；
所述胎面胶包括如下重量份数的原料：30-40份顺丁橡胶；15-20份氯丁橡胶；15-20份再生胶；10-15份炭黑；8-10份酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯；1-2份氧化锌；1-2份硫磺；0.3-0.6份硬脂酸。
2.根据权利要求1所述的耐久实心轮胎，其特征在于：按所述原料的重量份数计，所述酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法为：将3-5份对苯二甲酸二甲酯、4-6份1,3-丙二胺和0.1-0.2份催化剂A加入15-19份溶剂中搅拌反应，至白色沉淀不再析出，过滤，重结晶，洗涤制得原料A，将原料A、15-17份对苯二甲酸二甲酯、20-30份乙二醇、0.2-0.4份催化剂B在氮气保护下，升温至180-220℃搅拌反应，至甲醇馏出量达90%，继续升温至260-280℃，抽真空（真空度＜40Pa），搅拌30-40min制得。
3.根据权利要求1所述的耐久实心轮胎，其特征在于：按所述原料的重量份数计，所述原料还包括6-10份碳酸钙晶须。
4.根据权利要求3所述的耐久实心轮胎，其特征在于：按所述原料的重量份数计，所述原料还包括1-2份乙烯基三甲氧基硅烷，所述乙烯基三甲氧基硅烷用于改性碳酸钙晶须。
5.根据权利要求1所述的耐久实心轮胎，其特征在于：按所述原料的重量份数计，所述原料还包括5-7份改性泡沸石，所述改性泡沸石的制备方法为：将0.2-0.4份偶联剂加入8-10份水-乙醇溶液中，在Ph为5-6的条件下水解30-40min，然后加入4-5份泡沸石搅拌1-1.5h，过滤，用水洗涤2-3次，烘干制得。
6.根据权利要求1所述的耐久实心轮胎，其特征在于：按所述原料的重量份数计，所述原料还包括3-5份油酸酰胺。
7.一种制备权利要求1所述的耐久实心轮胎的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.轮胎内胆的制备：将氯丁橡胶、天然橡胶和再生胶在60-70℃下混炼5-10min，再加入防老剂混炼5-10min，接着加入硫磺和促进剂升温至160-180℃混炼5-10min，制得混炼胶A，将混炼胶A注入模具中，保温30-50min，出模制得轮胎内胆；
S2.胎面胶的制备：将顺丁橡胶、氯丁橡胶和再生胶在60-70℃下混炼5-6min，再加入炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯和氧化锌混炼5-10min，然后加入硬脂酸混炼2-3min，接着加入硫磺升温至160-180℃混炼5-6min，制得混炼胶B，将混炼胶B注入模具中，保温30-50min，出模制得胎面胶；
S3.实心轮胎的制备：将胎面胶粘接于轮胎内胆外侧，在45-60℃下保温2-4h，然后置于模具中在120-140℃下硫化2-3h，制得实心轮胎。
8.根据权利要求7所述的耐久实心轮胎的制备方法，其特征在于：按所述原料的重量份数计，所述原料还包括6-10份碳酸钙晶须、1-2份乙烯基三甲氧基硅烷、5-7份改性泡沸石和3-5份油酸酰胺；
所述S2中，将乙烯基三甲氧基硅烷溶于20-25份丙酮中，加入碳酸钙晶须搅拌30-40min，过滤，用丙酮洗涤，真空干燥12-14h，研磨过200目筛，得到产物A；
将顺丁橡胶、氯丁橡胶和再生胶在60-70℃下混炼5-6min，再加入炭黑、酰胺基接枝改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化锌、产物A、改性泡沸石和油酸酰胺混炼5-10min，然后加入硬脂酸混炼2-3min，接着加入硫磺升温至160-180℃混炼5-6min，制得混炼胶B，将混炼胶B注入模具中，保温30-50min，出模制得胎面胶。
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