本發(fā)明涉及輪胎胎面膠料技術領域，具體涉及一種實心輪胎胎面膠及其制備方法。

背景技術：

實心輪胎是與充氣輪胎（空心輪胎）對應的一種輪胎，其胎體是實心的，不用簾線作骨架，不必充氣，故不需內胎或氣密層。最早的輪胎就是實心輪胎。實心輪胎目前僅用于低速行駛的高負荷車輛或機械，也用于固定位置的機械。滾動阻力、抗?jié)窕院湍湍バ允禽喬サ摹叭笮旭傂阅堋保椥阅苤g相互影響、制約，很難實現三者之間的平衡優(yōu)化。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提供一種實心輪胎胎面膠及其制備方法，適用于實心輪胎，使得輪胎輪胎耐磨、抗老化性好、滾動阻力低、抗?jié)窕院?，另外廢料可回收利用，制備成本低，具有較高的經濟效益。

本發(fā)明提供了如下的技術方案：一種實心輪胎胎面膠，包括以下份計的原料：橡膠組分80~90份、高性能硫化膠粉55~65份、爐渣粉45~50份、季銨鹽25~30份、硫黃20~25份、炭黑15~20份、石墨烯15~20份、云母10~15份、粘土10~15份和助劑8~10份；

所述橡膠組分包括以下份計的原料：天然橡膠35~40份、丁苯橡膠15~25份和順丁橡膠15~20份；

所述助劑包括以下份計的原料：防老劑2~4份、擴鏈劑2~3份、交聯(lián)劑1~2份和促進劑1~2份。

優(yōu)選地，包括以下份計的原料：橡膠組分85份、高性能硫化膠粉60份、爐渣粉47份、季銨鹽27份、硫黃22份、炭黑17份、石墨烯17份、云母12份、粘土12份和助劑9份；

所述橡膠組分包括以下份計的原料：天然橡膠37份、丁苯橡膠20份和順丁橡膠17份；

所述助劑包括以下份計的原料：防老劑3份、擴鏈劑2.5份、交聯(lián)劑1.5份和促進劑1.5份。

優(yōu)選地，所述天然橡膠為氯化天然橡膠、氫氯化天然橡膠、環(huán)氧化天然橡膠、銀菊膠、古塔波膠、巴拉塔膠、杜仲膠、齊葛耳膠和吉爾通膠中的至少一種。

優(yōu)選地，所述季銨鹽為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨和十八烷基三甲基氯化銨中的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述炭黑為炭黑n330、炭黑n234、炭黑n110和炭黑n220中的至少一種，所述高性能硫化膠粉目數為130~150目。

優(yōu)選地，所述石墨烯為單層片，單層片的厚度為0.3~0.35nm，長度為0.1~50μm。

優(yōu)選地，所述防老劑為6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2二氫化喹啉、2，2，4-三甲基1，2-二氫化喹聚合體、二芳基仲胺類防老劑和對苯二胺類中的至少一種，所述擴鏈劑為1,4丁二醇、乙二醇、二乙二醇或對苯二酚二羥乙基醚中的一種或幾種的混合物，所述交聯(lián)劑為甘油、二乙醇胺和三乙醇胺中的一種或幾種的混合物，所述促進劑為促進劑nobs。

本發(fā)明還提供一種實心輪胎胎面膠的制備方法，包括以下步驟：

（1）、一段混煉

首先按照配比稱取橡膠組分、云母、粘土、炭黑和季銨鹽，依次加入密煉機中進行混煉，然后在155～165℃溫度下排膠得到一段混煉膠，備用；

（2）二段混煉

將一段混煉膠和爐渣粉、石墨烯和助劑依次加入密煉機進行混煉，然后在145～155℃溫度下排膠得到二段混煉膠，備用；

（3）三段混煉

將二段混煉膠、高性能硫化膠粉和硫黃依次加入密煉機進行混煉，然后在95～105℃溫度下排膠得到三段混煉膠即為所述實心輪胎胎面膠。

優(yōu)選地，所述步驟（1）中一段混煉中密煉機的轉速為40~60r/min，所述步驟（2）中二段混煉中密煉機的轉速為30~40r/min，所述步驟（3）中三段混煉中密煉機的轉速為20~30r/min。

本發(fā)明的有益效果：適用于實心輪胎，使得輪胎輪胎耐磨、抗老化性好，抗?jié)窕院?，另外廢料可回收利用，制備成本低，具有較高的經濟效益，具體如下：

（1）、本發(fā)明中添加季銨鹽，用于替代傳統(tǒng)胎面膠中的氧化鋅，由于鋅的釋放會對人體健康，尤其對水生生物造成不利影響，廢舊輪胎中氧化鋅對水源的污染會造成后果，因此用季銨鹽代替氧化鋅，提高本發(fā)明的環(huán)保和安全性能，季銨鹽是一類陽離子表面活性劑，與其他類型表面活性劑相容性好，并具有優(yōu)良的乳化、潤濕、增溶、洗滌、殺菌、柔軟、助染、固色、抗靜電等特點；

（2）、本發(fā)明中添加天然橡膠、丁苯橡膠和順丁橡膠作為橡膠組分，由于天然橡膠的耐老化性比丁苯橡膠和順丁橡膠差，因此，將天然橡膠、丁苯橡膠和順丁橡膠相結合，再加入了防老劑，提高了橡膠的防老化性能，用于實心輪胎，可以提高其耐磨性和抗老化性；另外，順丁橡膠玻璃化溫度低，可以很好的提升膠料的低溫性能，使用于實心輪胎使其具有很好的耐寒性，改善了輪胎在寒冷地區(qū)、寒冷季節(jié)易出現龜裂的問題，使成品輪胎在保持良好耐久性能的基礎上，提高了其在冰雪路面上的抗?jié)窕阅埽?/p>

（3）、本發(fā)明中添加石墨烯，均勻分散在胎面膠的膠料中，石墨烯像網一樣交叉分布在輪胎膠料里，可以起到提高輪胎的耐磨性、耐壓性和散熱性的作用，從而提高行駛的安全性；添加高性能硫化膠粉，由于硫化膠粉可以在輪胎胎面膠表面形成微通道，可以使輪胎在硫化過程中，膠料內部的微量氣體得到有效釋放，降低了輪胎在硫化過程中由于微量氣體而造成的外觀缺陷，提高產品外觀合格率；

（4）、本發(fā)明的實心輪胎胎面膠，具有優(yōu)越的耐磨性，較高的拉伸強度和撕裂強度，應用于實心輪胎后使其性能穩(wěn)定，材料環(huán)保，具有較低的滾動阻力、較高的抗?jié)窕院湍湍バ浴?/p>

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

實施例1

一種實心輪胎胎面膠，包括以下份計的原料：

橡膠組分80份；

高性能硫化膠粉55份；

爐渣粉45份；

季銨鹽25份；

硫黃20份；

炭黑15份；

石墨烯15份；

云母10份；

粘土10份；

助劑8份；

所述橡膠組分包括以下份計的原料：天然橡膠35份、丁苯橡膠15份和順丁橡膠15份；

所述助劑包括以下份計的原料：防老劑2份、擴鏈劑2份、交聯(lián)劑1份和促進劑1份。

其中，所述天然橡膠為氯化天然橡膠。

其中，所述季銨鹽為十六烷基三甲基溴化銨。

其中，所述炭黑為炭黑n330，所述高性能硫化膠粉目數為130目。

其中，所述石墨烯為單層片，單層片的厚度為0.3nm，長度為0.1μm。

其中，所述防老劑為6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2二氫化喹啉，所述擴鏈劑為1,4丁二醇，所述交聯(lián)劑為甘油，所述促進劑為促進劑nobs。

本實施例中還提供一種實心輪胎胎面膠的制備方法，包括以下步驟：

（1）、一段混煉

首先按照配比稱取橡膠組分、云母、粘土、炭黑和季銨鹽，依次加入密煉機中進行混煉，然后在155℃溫度下排膠得到一段混煉膠，備用；

（2）二段混煉

將一段混煉膠和爐渣粉、石墨烯和助劑依次加入密煉機進行混煉，然后在145℃溫度下排膠得到二段混煉膠，備用；

（3）三段混煉

將二段混煉膠、高性能硫化膠粉和硫黃依次加入密煉機進行混煉，然后在95℃溫度下排膠得到三段混煉膠即為所述實心輪胎胎面膠。

其中，所述步驟（1）中一段混煉中密煉機的轉速為40r/min，所述步驟（2）中二段混煉中密煉機的轉速為30r/min，所述步驟（3）中三段混煉中密煉機的轉速為20r/min。

實施例2

一種實心輪胎胎面膠，包括以下份計的原料：

橡膠組分90份；

高性能硫化膠粉65份；

爐渣粉50份；

季銨鹽30份；

硫黃25份；

炭黑20份；

石墨烯20份；

云母15份；

粘土15份；

助劑10份；

所述橡膠組分包括以下份計的原料：天然橡膠40份、丁苯橡膠25份和順丁橡膠20份；

所述助劑包括以下份計的原料：防老劑4份、擴鏈劑3份、交聯(lián)劑2份和促進劑2份。

其中，所述天然橡膠為環(huán)氧化天然橡膠。

其中，所述季銨鹽為十八烷基三甲基溴化銨。

其中，所述炭黑為炭黑n234，所述高性能硫化膠粉目數為150目。

其中，所述石墨烯為單層片，單層片的厚度為0.35nm，長度為50μm。

其中，所述防老劑為2，2，4-三甲基1，2-二氫化喹聚合體，所述擴鏈劑為乙二醇，所述交聯(lián)劑為二乙醇胺，所述促進劑為促進劑nobs。

本實施例中還提供一種實心輪胎胎面膠的制備方法，包括以下步驟：

（1）、一段混煉

首先按照配比稱取橡膠組分、云母、粘土、炭黑和季銨鹽，依次加入密煉機中進行混煉，然后在165℃溫度下排膠得到一段混煉膠，備用；

（2）二段混煉

將一段混煉膠和爐渣粉、石墨烯和助劑依次加入密煉機進行混煉，然后在155℃溫度下排膠得到二段混煉膠，備用；

（3）三段混煉

將二段混煉膠、高性能硫化膠粉和硫黃依次加入密煉機進行混煉，然后在105℃溫度下排膠得到三段混煉膠即為所述實心輪胎胎面膠。

其中，所述步驟（1）中一段混煉中密煉機的轉速為60r/min，所述步驟（2）中二段混煉中密煉機的轉速為40r/min，所述步驟（3）中三段混煉中密煉機的轉速為30r/min。

實施例3

一種實心輪胎胎面膠，包括以下份計的原料：

橡膠組分85份；

高性能硫化膠粉60份；

爐渣粉47份；

季銨鹽27份；

硫黃22份；

炭黑17份；

石墨烯17份；

云母12份；

粘土12份；

助劑9份；

所述橡膠組分包括以下份計的原料：天然橡膠37份、丁苯橡膠20份和順丁橡膠17份；

所述助劑包括以下份計的原料：防老劑3份、擴鏈劑2.5份、交聯(lián)劑1.5份和促進劑1.5份。

其中，所述天然橡膠為銀菊膠。

其中，所述季銨鹽為十八烷基三甲基溴化銨。

其中，所述炭黑為炭黑n220，所述高性能硫化膠粉目數為140目。

其中，所述石墨烯為單層片，單層片的厚度為0.32nm，長度為30μm。

其中，所述防老劑為對苯二胺類，所述擴鏈劑為二乙二醇，所述交聯(lián)劑為二乙醇胺，所述促進劑為促進劑nobs。

本實施例中還提供一種實心輪胎胎面膠的制備方法，包括以下步驟：

（1）、一段混煉

首先按照配比稱取橡膠組分、云母、粘土、炭黑和季銨鹽，依次加入密煉機中進行混煉，然后在160℃溫度下排膠得到一段混煉膠，備用；

（2）二段混煉

將一段混煉膠和爐渣粉、石墨烯和助劑依次加入密煉機進行混煉，然后在150℃溫度下排膠得到二段混煉膠，備用；

（3）三段混煉

將二段混煉膠、高性能硫化膠粉和硫黃依次加入密煉機進行混煉，然后在100℃溫度下排膠得到三段混煉膠即為所述實心輪胎胎面膠。

其中，所述步驟（1）中一段混煉中密煉機的轉速為50r/min，所述步驟（2）中二段混煉中密煉機的轉速為35r/min，所述步驟（3）中三段混煉中密煉機的轉速為25r/min。

參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。