[发明专利]一种耐切割型胎面胶材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐切割型胎面胶材料的制备方法，属于胎面胶技术领域。

背景技术

在橡胶中，尤其是在合成的橡胶材料中，加入炭黑能够显著提升硫化橡胶的、拉伸强度、定伸强度、撕裂强度、耐磨性，并延长橡胶符合材料的使用寿命，这种种现象被称为补强。在天然橡胶符合材料中双相填料的使用有助于耐切割和抗裂纹增长性能的提高。在轮胎胎面胶中添加石油树脂可以明显提高耐切割性能。在农用的轮胎胎面胶中使用充油的丁苯橡胶使耐切割性有显著的改善。硫化时通过调整轮胎胎面胶的网络结构来提升交联密度, 用此来改善轮胎性能和寿命。在NR/BR复合的轮胎胎面胶中使用非结晶的白炭黑代替炭黑可以提升胎面胶的耐切割性能。

随着经济的增长，工业水平的提高，轮胎在国民经济发展中扮演着越来越重要的角色，并且成为制约我国经济发展的重大阻力，在大型工程机械轮胎方面我们子午线轮胎的寿命偏短，超大型子午线轮胎不能生产，技术上必须有大的改进，才能成为奠定我国工程机械轮胎在行业内的地位。耐切割和耐刺穿是工程机械轮胎不得不考虑的重要因素，由于工程机械轮胎的制造成本高，使用条件苛刻，所以提高工程胎的耐切割性能是现有制备机械轮胎工作中的重要一环。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有的机械轮胎耐切割性能较差，导致轮胎材料寿命较短的问题，提供了一种耐切割型胎面胶材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）分别取碳纤维纱和玻璃纤维纱分别置于同一平面内，交替排列并经缝编织机编织成圈，收集碳纤维纱和玻璃纤维纱的混合纤维，按质量比1:3，将混合纤维浸泡至环氧树脂中，浸泡3～5h后，将浸泡后的混合纤维取出并静置固化，收集改性混合纤维；

（2）将改性混合纤维置于管式气氛炉中，通氩气排除空气，待通入完成后，升温加热并保温煅烧，静置冷却至室温，收集煅烧物并剪切，得剪切纤维；

（3）按重量份数计，分别称量55～60份天然橡胶、3～5份炭黑和10～15份剪切纤维置于橡胶密炼机中，密炼5～10min后，收集得改性母胶；

（4）将改性母胶置于双辊开炼机中，混炼处理后再置于平板硫化机下压制成型，静置冷却至室温，即可制备得一种耐切割型胎面胶材料。

步骤（1）所述的碳纤维纱和玻璃纤维纱直径均为1mm。

步骤（1）所述的环氧树脂为环氧树脂E-51、环氧树脂E-41和环氧树脂E-44中的任意一种。

步骤（2）所述的氩气通入速率为50mL/min。

步骤（3）所述的密炼机转速为80r/min。

步骤（4）所述的混炼处理速比为1:1.22。

步骤（4）所述的平板硫化机压制成型压强为5～10MPa。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

本发明通过将碳纤维和玻璃纤维复合缠结并纺织成线，通过玻璃纤维与碳纤维缠结交织成网状交织的结构形态，再将本发明制备的网状交织形态的复合材料填充至橡胶胎面胶内部后，由于在受到切割应力作用下，交织的网状结构提供具有可以卸载切割力度的形态并有效卸力，在胎面胶内部形成环形相扣的链甲，有效改善胎面胶材料耐切割性能，同时本发明技术方案采用炭黑进行二次补强，在受到拉应力的作用时，炭黑含量高的复合材料分子链段能够更快发生取向，产生应变诱导结晶，起到阻碍裂纹的扩展的作用，提高胎面胶缺口断裂伸长率和耐切割性能。

具体实施方式

分别取直径均为1mm碳纤维纱和玻璃纤维纱分别置于同一平面内，交替排列并经缝编织机编织成圈，收集碳纤维纱和玻璃纤维纱的混合纤维，按质量比1:3，将混合纤维浸泡至环氧树脂中，浸泡3～5h后，将浸泡后的混合纤维取出并置于45～50℃下静置固化6～8h，收集改性混合纤维并置于管式气氛炉中，通氩气排除空气，控制氩气通入速率为50mL/min，待通入完成后，按5℃/min升温至550～600℃，保温煅烧1～2h后，静置冷却至室温，收集煅烧物并剪切至1～2mm长的剪切纤维，按重量份数计，分别称量55～60份天然橡胶、3～5份炭黑和10～15份剪切纤维置于橡胶密炼机中，控制密炼机转速为80r/min，密炼5～10min后，收集得改性母胶，将改性母胶置于双辊开炼机中，控制速比为1:1.22，混炼5～10min后，再在140～150℃、5～10MPa平板硫化机下压制成厚度为2mm的薄片，静置冷却至室温，即可制备得一种耐切割型胎面胶材料；所述的环氧树脂为环氧树脂E-51、环氧树脂E-41和环氧树脂E-44中的任意一种。