一種耐撕裂密封性好輪胎橡膠材料的製作方法

2023-12-04 02:25:21

本發明涉及橡膠輪胎技術領域，尤其涉及一種耐撕裂密封性好輪胎橡膠材料。

背景技術：

現在橡膠行業是國民經濟的重要基礎產業之一，它不僅為人們提供日常生活不可或缺的日用、醫用等輕工橡膠產品，而且向採掘、交通、建築、機械、電子等重工業和新興產業提供各種橡膠製生產設備或橡膠部件，橡膠越來越被廣泛的應用，但還是存在一些缺陷，因為近幾年隨著汽車的增多，橡膠的用量越來越多，輪胎的質量也隨之有所下降，然而輪胎常在複雜和苛刻的條件下使用，它在行駛時承受著各種擠壓、摩擦及高溫的影響，目前普通橡膠輪胎還滿足不了需求，亟待解決。

技術實現要素：

本發明提出了一種耐撕裂密封性好輪胎橡膠材料，耐撕裂性好，密封性能優異，且耐老化性好。

本發明提出的一種耐撕裂密封性好輪胎橡膠材料，其原料按重量份包括：丁腈橡膠15-25份，聚丁二烯橡膠4-12份，丁苯橡膠20-35份，氯磺化聚乙烯橡膠6-12份，抗氧劑A 0.5-1.7份，油酸0.5-1.5份，硬脂酸0.5-2.5份，重鉻酸銨0.15-0.45份，二硫化二苯並噻唑2-4份，改性竹纖維30-50份，納米炭黑4-12份，納米纖維素晶須8-16份，納米黏土45-65份，玉米秸稈纖維3-12份，辛基酚醛增粘樹脂1-2份，竹屑纖維4-12份，鄰苯二甲酸丁酯0.4-1.6份，癸二酸二辛酯0.7-1.3份，環氧脂肪酸甲酯0.6-1.2份。

優選地，改性竹纖維採用如下工藝製備：將竹纖維、氫氧化鈉溶液混合攪拌，攪拌溫度為60-69℃，過濾，洗滌至呈中性，加入鹽酸在溫度105-115℃攪拌，過濾，洗滌至呈中性，乾燥，加入茶皂素、丁二酸酐、碳酸鉀、N,N-二甲基甲醯胺混合攪拌，繼續加入癸酸醯氯繼續攪拌，加入水混合均勻，加入鹽酸調節體系pH至6.5-6.9，去除體系中N,N-二甲基甲醯胺，乾燥，粉碎，得到預處理竹纖維；將N，N-亞甲基雙丙烯醯胺、丙烯酸溶液、水混合攪拌，用氫氧化鉀溶液調節體系pH值為7.2-7.8，氮氣保護下加入預處理竹纖維微波處理，氮氣保護下在溫度60-70℃加入2-6份過硫酸銨、0.2-0.8份硝酸鈰銨攪拌，過濾，洗滌，乾燥，得到改性竹纖維。

優選地，過硫酸銨、硝酸鈰銨的重量比為2-6：0.2-0.8。

優選地，竹纖維、茶皂素、丁二酸酐、碳酸鉀、癸酸醯氯的重量比為15-25：1-3：2-8：1-4：2-8。

優選地，微波處理時間為35-65min，微波功率為200-350W。

優選地，丙烯酸溶液的濃度為50-58％，其中N，N-亞甲基雙丙烯醯胺、丙烯酸溶液的重量比為20-40：50-80。

優選地，改性竹纖維採用如下工藝製備：

按重量份將15-25份竹纖維、60-80份濃度為0.8-1.1mol/L氫氧化鈉溶液混合攪拌25-45min，攪拌溫度為60-69℃，過濾，洗滌至呈中性，加入50-90份濃度為2-2.6mol/L鹽酸在溫度105-115℃攪拌35-45min，過濾，洗滌至呈中性，乾燥，加入1-3份茶皂素、2-8份丁二酸酐、1-4份碳酸鉀、60-90份N,N-二甲基甲醯胺混合攪拌5-10h，攪拌溫度為65-75℃，繼續加入2-8份癸酸醯氯繼續攪拌70-90min，加入50-100份水混合均勻，加入鹽酸調節體系pH至6.5-6.9，去除體系中N,N-二甲基甲醯胺，乾燥，粉碎，得到預處理竹纖維；

按重量份將20-40份N，N-亞甲基雙丙烯醯胺、50-80份濃度為50-58％丙烯酸溶液、200-300份水混合攪拌3-6h，用濃度為1.5-2.5mol/L氫氧化鉀溶液調節體系pH值為7.2-7.8，氮氣保護下加入40-80份預處理竹纖維微波處理35-65min，微波功率為200-350W，氮氣保護下在溫度60-70℃加入2-6份過硫酸銨、0.2-0.8份硝酸鈰銨攪拌15-35min，過濾，洗滌，乾燥，得到改性竹纖維。

優選地，所述的耐撕裂密封性好輪胎橡膠材料，其原料按重量份包括：丁腈橡膠18-23份，聚丁二烯橡膠7-10份，丁苯橡膠31-33份，氯磺化聚乙烯橡膠7-10份，抗氧劑A 1.2-1.5份，油酸0.7-1.1份，硬脂酸1-1.7份，重鉻酸銨0.25-0.31份，二硫化二苯並噻唑2.2-2.7份，改性竹纖維42-46份，納米炭黑6-8份，納米纖維素晶須12-15份，納米黏土49-51份，玉米秸稈纖維5-7份，辛基酚醛增粘樹脂1.2-1.6份，竹屑纖維6-8份，鄰苯二甲酸丁酯0.5-0.8份，癸二酸二辛酯1.1-1.25份，環氧脂肪酸甲酯0.7-0.9份。

本發明的預處理竹纖維中，以竹纖維為基料經過氫氧化鈉鹼化與鹽酸處理後，與茶皂素配合在丁二酸酐、癸酸醯氯、碳酸鉀的作用下酯化反應，不僅表面活性極高，且有較好的增溶與乳化效果，具有極為優異的表面活性，氮氣保護下微波處理，在過硫酸銨、硝酸鈰銨的引發下與N，N-亞甲基雙丙烯醯胺、丙烯酸溶液配合作用，不僅力學性能極好，耐磨性能極為優異，且不易老化，與納米炭黑、納米纖維素晶須、納米黏土、玉米秸稈纖維、辛基酚醛增粘樹脂、竹屑纖維間分散性好，不僅填充性能優異，且製品力學性能進一步增強，耐磨、抗擠壓性能進一步增強，與丁腈橡膠、聚丁二烯橡膠、丁苯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠間分散性極好，經過重鉻酸銨、二硫化二苯並噻唑固化後形成網絡狀結構，製品極為密實，密封性極為優異，耐高溫性好，而鄰苯二甲酸丁酯、癸二酸二辛酯、環氧脂肪酸甲酯配合作用，可在保證橡膠材料硬度與韌性的均衡，在保證物理機械性能良好的同時，可有效增強制品熱氧穩定性及耐老化性能，進一步與抗氧劑AT-215、紫外光吸收劑UV-531及紫外光吸收劑TB75協同作用，製品耐撕裂及耐老化性能進一步增強。

具體實施方式

下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。

實施例1

一種耐撕裂密封性好輪胎橡膠材料，其原料按重量份包括：丁腈橡膠15份，聚丁二烯橡膠12份，丁苯橡膠20份，氯磺化聚乙烯橡膠12份，抗氧劑A 0.5份，油酸1.5份，硬脂酸0.5份，重鉻酸銨0.45份，二硫化二苯並噻唑2份，改性竹纖維50份，納米炭黑4份，納米纖維素晶須16份，納米黏土45份，玉米秸稈纖維12份，辛基酚醛增粘樹脂1份，竹屑纖維12份，鄰苯二甲酸丁酯0.4份，癸二酸二辛酯1.3份，環氧脂肪酸甲酯0.6份。

實施例2

一種耐撕裂密封性好輪胎橡膠材料，其原料按重量份包括：丁腈橡膠25份，聚丁二烯橡膠4份，丁苯橡膠35份，氯磺化聚乙烯橡膠6份，抗氧劑A 1.7份，油酸0.5份，硬脂酸2.5份，重鉻酸銨0.15份，二硫化二苯並噻唑4份，改性竹纖維30份，納米炭黑12份，納米纖維素晶須8份，納米黏土65份，玉米秸稈纖維3份，辛基酚醛增粘樹脂2份，竹屑纖維4份，鄰苯二甲酸丁酯1.6份，癸二酸二辛酯0.7份，環氧脂肪酸甲酯1.2份。

實施例3

一種耐撕裂密封性好輪胎橡膠材料，其原料按重量份包括：丁腈橡膠23份，聚丁二烯橡膠7份，丁苯橡膠33份，氯磺化聚乙烯橡膠7份，抗氧劑A 1.5份，油酸0.7份，硬脂酸1.7份，重鉻酸銨0.25份，二硫化二苯並噻唑2.7份，改性竹纖維42份，納米炭黑8份，納米纖維素晶須12份，納米黏土51份，玉米秸稈纖維5份，辛基酚醛增粘樹脂1.6份，竹屑纖維6份，鄰苯二甲酸丁酯0.8份，癸二酸二辛酯1.1份，環氧脂肪酸甲酯0.9份。

改性竹纖維採用如下工藝製備：

按重量份將15份竹纖維、80份濃度為0.8mol/L氫氧化鈉溶液混合攪拌45min，攪拌溫度為60℃，過濾，洗滌至呈中性，加入90份濃度為2mol/L鹽酸在溫度115℃攪拌35min，過濾，洗滌至呈中性，乾燥，加入3份茶皂素、2份丁二酸酐、4份碳酸鉀、60份N,N-二甲基甲醯胺混合攪拌10h，攪拌溫度為65℃，繼續加入8份癸酸醯氯繼續攪拌70min，加入100份水混合均勻，加入鹽酸調節體系pH至6.5，去除體系中N,N-二甲基甲醯胺，乾燥，粉碎，得到預處理竹纖維；

按重量份將40份N，N-亞甲基雙丙烯醯胺、50份濃度為58％丙烯酸溶液、200份水混合攪拌6h，用濃度為1.5mol/L氫氧化鉀溶液調節體系pH值為7.8，氮氣保護下加入40份預處理竹纖維微波處理65min，微波功率為200W，氮氣保護下在溫度70℃加入2份過硫酸銨、0.8份硝酸鈰銨攪拌15min，過濾，洗滌，乾燥，得到改性竹纖維。

實施例4

一種耐撕裂密封性好輪胎橡膠材料，其原料按重量份包括：丁腈橡膠18份，聚丁二烯橡膠10份，丁苯橡膠31份，氯磺化聚乙烯橡膠10份，抗氧劑A 1.2份，油酸1.1份，硬脂酸1份，重鉻酸銨0.31份，二硫化二苯並噻唑2.2份，改性竹纖維46份，納米炭黑6份，納米纖維素晶須15份，納米黏土49份，玉米秸稈纖維7份，辛基酚醛增粘樹脂1.2份，竹屑纖維8份，鄰苯二甲酸丁酯0.5份，癸二酸二辛酯1.25份，環氧脂肪酸甲酯0.7份。

改性竹纖維採用如下工藝製備：

按重量份將25份竹纖維、60份濃度為1.1mol/L氫氧化鈉溶液混合攪拌25min，攪拌溫度為69℃，過濾，洗滌至呈中性，加入50份濃度為2.6mol/L鹽酸在溫度105℃攪拌45min，過濾，洗滌至呈中性，乾燥，加入1份茶皂素、8份丁二酸酐、1份碳酸鉀、90份N,N-二甲基甲醯胺混合攪拌5h，攪拌溫度為75℃，繼續加入2份癸酸醯氯繼續攪拌90min，加入50份水混合均勻，加入鹽酸調節體系pH至6.9，去除體系中N,N-二甲基甲醯胺，乾燥，粉碎，得到預處理竹纖維；

按重量份將20份N，N-亞甲基雙丙烯醯胺、80份濃度為50％丙烯酸溶液、300份水混合攪拌3h，用濃度為2.5mol/L氫氧化鉀溶液調節體系pH值為7.2，氮氣保護下加入80份預處理竹纖維微波處理35min，微波功率為350W，氮氣保護下在溫度60℃加入6份過硫酸銨、0.2份硝酸鈰銨攪拌35min，過濾，洗滌，乾燥，得到改性竹纖維。

實施例5

一種耐撕裂密封性好輪胎橡膠材料，其原料按重量份包括：丁腈橡膠20份，聚丁二烯橡膠9份，丁苯橡膠32份，氯磺化聚乙烯橡膠9份，抗氧劑A 1.4份，油酸0.9份，硬脂酸1.4份，重鉻酸銨0.29份，二硫化二苯並噻唑2.6份，改性竹纖維44份，納米炭黑7份，納米纖維素晶須13份，納米黏土50份，玉米秸稈纖維6份，辛基酚醛增粘樹脂1.4份，竹屑纖維7份，鄰苯二甲酸丁酯0.6份，癸二酸二辛酯1.23份，環氧脂肪酸甲酯0.8份。

改性竹纖維採用如下工藝製備：

按重量份將18份竹纖維、75份濃度為0.95mol/L氫氧化鈉溶液混合攪拌38min，攪拌溫度為66℃，過濾，洗滌至呈中性，加入80份濃度為2.3mol/L鹽酸在溫度109℃攪拌42min，過濾，洗滌至呈中性，乾燥，加入2份茶皂素、6份丁二酸酐、2份碳酸鉀、82份N,N-二甲基甲醯胺混合攪拌8h，攪拌溫度為72℃，繼續加入6份癸酸醯氯繼續攪拌85min，加入85份水混合均勻，加入鹽酸調節體系pH至6.8，去除體系中N,N-二甲基甲醯胺，乾燥，粉碎，得到預處理竹纖維；

按重量份將35份N，N-亞甲基雙丙烯醯胺、75份濃度為56％丙烯酸溶液、265份水混合攪拌5h，用濃度為1.9mol/L氫氧化鉀溶液調節體系pH值為7.6，氮氣保護下加入65份預處理竹纖維微波處理45min，微波功率為320W，氮氣保護下在溫度67℃加入5份過硫酸銨、0.6份硝酸鈰銨攪拌30min，過濾，洗滌，乾燥，得到改性竹纖維。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。