一種輪胎用耐撕裂橡膠材料的製作方法

2023-08-06 20:45:11 1

本發明涉及橡膠輪胎技術領域，尤其涉及一種輪胎用耐撕裂橡膠材料。

背景技術：

當今社會，使用的輪胎大致分為兩大類：一類為大部分時間在公路上使用的輪胎，另一類為大部分時間在非公路上使用的輪胎。隨著工程車輛技術的不斷進步，現代採礦、建築等領域使用的工程機械車輛不斷向噸位、高載荷、高強度工作使用的方向發展，隨著車輛載荷與工作強度不斷提高，車輛的輪胎在長時間使用後容易導致爆胎，造成了安全隱患。因此為解決上述問題，如何提供一種耐磨性能好，耐撕裂，耐老化的輪胎用橡膠材料成為目前需要解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明提出了一種輪胎用耐撕裂橡膠材料，耐磨及耐撕裂性能好，抗老化性能優異。

本發明提出的一種輪胎用耐撕裂橡膠材料，其原料按重量份包括：溴化丁基橡膠20-30份，氟橡膠10-20份，二元乙丙橡膠10-20份，二硫化四甲基秋蘭姆1-2份，氧化鋅1-2份，氧化鎂0.5-1.5份，改性高嶺石5-15份，三氧化銻10-20份，硫化鋅5-13份，沸石粉2-5份，滑石粉2-10份，蒙脫石2-8份，大豆蛋白纖維2-8份，3-氨丙基三甲氧基矽烷1-3份，聚乙烯蠟1-2份，瀝青1-2份，鄰苯二甲酸二辛酯0.5-1.5份，癸二酸二辛酯0.5-1.5份，脂肪酸1-2份，硬脂酸1-2份，616防老劑2-4份，亞磷酸酯2-4份。

優選地，改性高嶺石採用如下工藝製備：將茶皂素、水混合攪拌，攪拌溫度為75-85℃，加入氯化鋅攪拌，噴霧乾燥，加入高嶺石、水混合攪拌，攪拌速度為200-300r/min，取上層渾濁液加入雙氧水在溫度85-90℃攪拌，抽濾，固體物在溫度80-88℃乾燥至恆重，加入甲苯混合攪拌，攪拌速度為500-800r/min，加入3-氨丙基三乙氧基矽烷在溫度125-135℃繼續攪拌，洗滌，加入順丁烯二酸酐、甲苯超聲處理，氮氣保護下在溫度130-145℃攪拌，抽濾，洗滌，真空乾燥，粉碎，得到改性高嶺石。

優選地，茶皂素、氯化鋅的重量比為15-25：2-8。

優選地，高嶺石、雙氧水的重量比為30-60：60-100。

優選地，3-氨丙基三乙氧基矽烷、順丁烯二酸酐的重量比為1-3：4-10。

優選地，真空乾燥溫度為85-95℃。

優選地，改性高嶺石採用如下工藝製備：按重量份將15-25份茶皂素、60-80份水混合攪拌60-100min，攪拌溫度為75-85℃，加入2-8份氯化鋅攪拌0.5-1.5h，噴霧乾燥，加入30-60份高嶺石、100-200份水混合攪拌60-100min，攪拌速度為200-300r/min，取上層渾濁液加入60-100份雙氧水在溫度85-90℃攪拌2-6h，抽濾，固體物在溫度80-88℃乾燥至恆重，加入100-200份甲苯混合攪拌30-60min，攪拌速度為500-800r/min，加入1-3份3-氨丙基三乙氧基矽烷在溫度125-135℃繼續攪拌2-8h，洗滌，加入4-10份順丁烯二酸酐、80-120份甲苯超聲處理15-35min，氮氣保護下在溫度130-145℃攪拌40-100min，抽濾，洗滌，在溫度85-95℃真空乾燥，粉碎，得到改性高嶺石。

優選地，所述的輪胎用耐撕裂橡膠材料，其原料按重量份包括：溴化丁基橡膠24-27份，氟橡膠14-17份，二元乙丙橡膠16-18份，二硫化四甲基秋蘭姆1.2-1.5份，氧化鋅1.1-1.3份，氧化鎂0.6-0.9份，改性高嶺石10-13份，三氧化銻14-17份，硫化鋅8-10份，沸石粉3-4份，滑石粉3-5份，蒙脫石3-6份，大豆蛋白纖維4-6份，3-氨丙基三甲氧基矽烷1-2份，聚乙烯蠟1.2-1.6份，瀝青1.5-1.8份，鄰苯二甲酸二辛酯1-1.2份，癸二酸二辛酯0.6-1份，脂肪酸1.2-1.6份，硬脂酸1.2-1.6份，616防老劑2.5-3份，亞磷酸酯2.5-3份。

本發明的改性高嶺石中，以茶皂素為原料，在一定條件下經過氯化鋅處理，抗菌快速高效，且與高嶺石的混溶性好，採用雙氧水氧化處理後，3-氨丙基三乙氧基矽烷可接枝在其表面，另外3-氨丙基三乙氧基矽烷上的氨基與順丁烯二酸酐反應，可有效增強高嶺石與溴化丁基橡膠、氟橡膠、二元乙丙橡膠的相容性，分散性好，配合二硫化四甲基秋蘭姆、氧化鋅、氧化鎂交聯固化後，製品耐磨、耐撕裂性能極為優異。

溴化丁基橡膠、氟橡膠及二元乙丙橡膠在乙烯蠟、瀝青、苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯配合，共混相容性極好，且可使膠料具有較好的韌性，壓縮變形小，且耐老化及耐油性能好，與3-氨丙基三甲氧基矽烷協同作用，與改性高嶺石、三氧化銻、硫化鋅、沸石粉、滑石粉、蒙脫石、大豆蛋白纖維結合力強好，製品耐磨及耐撕裂性能進一步增強，配合616防老劑、亞磷酸酯作用，耐老化性好；本發明配方科學合理，確保了橡膠的耐磨、耐撕裂效果，在使用過程中大大提高了安全性能，大大延長了輪胎的使用壽命，不添加炭黑，有效避免了炭黑對操作人員呼吸系統的危害。

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

一種輪胎用耐撕裂橡膠材料，其原料按重量份包括：溴化丁基橡膠30份，氟橡膠10份，二元乙丙橡膠20份，二硫化四甲基秋蘭姆1份，氧化鋅2份，氧化鎂0.5份，改性高嶺石15份，三氧化銻10份，硫化鋅13份，沸石粉2份，滑石粉10份，蒙脫石2份，大豆蛋白纖維8份，3-氨丙基三甲氧基矽烷1份，聚乙烯蠟2份，瀝青1份，鄰苯二甲酸二辛酯1.5份，癸二酸二辛酯0.5份，脂肪酸2份，硬脂酸1份，616防老劑4份，亞磷酸酯2份。

實施例2

一種輪胎用耐撕裂橡膠材料，其原料按重量份包括：溴化丁基橡膠20份，氟橡膠20份，二元乙丙橡膠10份，二硫化四甲基秋蘭姆2份，氧化鋅1份，氧化鎂1.5份，改性高嶺石5份，三氧化銻20份，硫化鋅5份，沸石粉5份，滑石粉2份，蒙脫石8份，大豆蛋白纖維2份，3-氨丙基三甲氧基矽烷3份，聚乙烯蠟1份，瀝青2份，鄰苯二甲酸二辛酯0.5份，癸二酸二辛酯1.5份，脂肪酸1份，硬脂酸2份，616防老劑2份，亞磷酸酯4份。

實施例3

一種輪胎用耐撕裂橡膠材料，其原料按重量份包括：溴化丁基橡膠27份，氟橡膠14份，二元乙丙橡膠18份，二硫化四甲基秋蘭姆1.2份，氧化鋅1.3份，氧化鎂0.6份，改性高嶺石13份，三氧化銻14份，硫化鋅10份，沸石粉3份，滑石粉5份，蒙脫石3份，大豆蛋白纖維6份，3-氨丙基三甲氧基矽烷1份，聚乙烯蠟1.6份，瀝青1.5份，鄰苯二甲酸二辛酯1.2份，癸二酸二辛酯0.6份，脂肪酸1.6份，硬脂酸1.2份，616防老劑3份，亞磷酸酯2.5份。

改性高嶺石採用如下工藝製備：按重量份將25份茶皂素、60份水混合攪拌100min，攪拌溫度為75℃，加入8份氯化鋅攪拌0.5h，噴霧乾燥，加入60份高嶺石、100份水混合攪拌100min，攪拌速度為200r/min，取上層渾濁液加入100份雙氧水在溫度85℃攪拌6h，抽濾，固體物在溫度80℃乾燥至恆重，加入200份甲苯混合攪拌30min，攪拌速度為800r/min，加入1份3-氨丙基三乙氧基矽烷在溫度135℃繼續攪拌2h，洗滌，加入10份順丁烯二酸酐、80份甲苯超聲處理35min，氮氣保護下在溫度130℃攪拌100min，抽濾，洗滌，在溫度85℃真空乾燥，粉碎，得到改性高嶺石。

實施例4

一種輪胎用耐撕裂橡膠材料，其原料按重量份包括：溴化丁基橡膠24份，氟橡膠17份，二元乙丙橡膠16份，二硫化四甲基秋蘭姆1.5份，氧化鋅1.1份，氧化鎂0.9份，改性高嶺石10份，三氧化銻17份，硫化鋅8份，沸石粉4份，滑石粉3份，蒙脫石6份，大豆蛋白纖維4份，3-氨丙基三甲氧基矽烷2份，聚乙烯蠟1.2份，瀝青1.8份，鄰苯二甲酸二辛酯1份，癸二酸二辛酯1份，脂肪酸1.2份，硬脂酸1.6份，616防老劑2.5份，亞磷酸酯3份。

改性高嶺石採用如下工藝製備：按重量份將15份茶皂素、80份水混合攪拌60min，攪拌溫度為85℃，加入2份氯化鋅攪拌1.5h，噴霧乾燥，加入30份高嶺石、200份水混合攪拌60min，攪拌速度為300r/min，取上層渾濁液加入60份雙氧水在溫度90℃攪拌2h，抽濾，固體物在溫度88℃乾燥至恆重，加入100份甲苯混合攪拌60min，攪拌速度為500r/min，加入3份3-氨丙基三乙氧基矽烷在溫度125℃繼續攪拌-8h，洗滌，加入4份順丁烯二酸酐、120份甲苯超聲處理15min，氮氣保護下在溫度145℃攪拌40min，抽濾，洗滌，在溫度95℃真空乾燥，粉碎，得到改性高嶺石。

實施例5

一種輪胎用耐撕裂橡膠材料，其原料按重量份包括：溴化丁基橡膠26份，氟橡膠16份，二元乙丙橡膠17份，二硫化四甲基秋蘭姆1.4份，氧化鋅1.2份，氧化鎂0.8份，改性高嶺石12份，三氧化銻16份，硫化鋅9份，沸石粉3.4份，滑石粉4份，蒙脫石5份，大豆蛋白纖維5份，3-氨丙基三甲氧基矽烷1.6份，聚乙烯蠟1.4份，瀝青1.6份，鄰苯二甲酸二辛酯1.15份，癸二酸二辛酯0.9份，脂肪酸1.5份，硬脂酸1.4份，616防老劑2.8份，亞磷酸酯2.8份。

改性高嶺石採用如下工藝製備：按重量份將22份茶皂素、72份水混合攪拌80min，攪拌溫度為82℃，加入6份氯化鋅攪拌1h，噴霧乾燥，加入55份高嶺石、160份水混合攪拌80min，攪拌速度為230r/min，取上層渾濁液加入80份雙氧水在溫度88℃攪拌4h，抽濾，固體物在溫度83℃乾燥至恆重，加入140份甲苯混合攪拌50min，攪拌速度為640r/min，加入2份3-氨丙基三乙氧基矽烷在溫度128℃繼續攪拌6h，洗滌，加入6份順丁烯二酸酐、110份甲苯超聲處理26min，氮氣保護下在溫度142℃攪拌65min，抽濾，洗滌，在溫度92℃真空乾燥，粉碎，得到改性高嶺石。

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。