[发明专利]一种耐热型轮胎橡胶材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种耐热型轮胎橡胶材料的制备方法，属于橡胶材料技术领域。本发明将废胶粉和聚氨酯弹性材料、丙烯酰胺进行接枝改性，插层于纳米粘土层间，炭黑作为补强填料，结合防老剂、硫化剂等助剂，制备出一种耐热型轮胎橡胶材料；以1，5‑萘二异氰酸酯为硬段，聚酯多元醇为软段，小分子多元醇为扩链剂，制备的聚氨酯弹性材料具有良好的动态疲劳性能和耐磨性能，使得改性后的废胶粉具有良好的耐热性、抗冲击性和力学性能，因此制备的轮胎橡胶材料内生热低、耐热性能好、硬度高、回弹性及耐磨性能好，在运行过程中，热损失减少，从而使用寿命大大提高；本发明使得制备的轮胎橡胶材料具有良好的抗冲击性和力学性能。

技术领域

本发明涉及一种耐热型轮胎橡胶材料的制备方法，属于橡胶材料技术领域。

背景技术

绿色轮胎是通过改变配方及轮胎花纹，使用白炭黑作为主要填料，制备的节油性能好、抗湿滑性能优异，同时噪声污染和污染排放均明显减少的轮胎。

绿色节油轮胎需要优异的动态性能，这需要从橡胶基体的分子链结构及促进填料在橡胶基体中的良好分散来实现。溶聚丁苯橡胶与乳聚丁苯橡胶相比，耐磨性和滞后损失、动态生热等优异，通过采用硅烷偶联剂改性处理的白炭黑作为填料补强，可以使橡胶复合材料获得良好的动态性能。

顺丁橡胶应用广泛，性能方面具有高弹性、高耐磨性、低生热、低滞后损失的特点，应用广泛，并可以与天然橡胶及丁苯橡胶并用用于轮胎中。钕系顺丁橡胶是采用稀土元素钕作为催化剂，又称为稀土顺丁橡胶，稀土顺丁橡胶的结构规整性高，分子链线性结构强，与传统的顺丁橡胶相比，在加工性能、力学性能、生热、滚动阻力、耐磨性能等方面有优势，因此更加适用于轮胎方面。

橡胶作为一种具有独特性能的髙分子材料，最早被发现时因为没有补强所以应用范围很窄，19世纪人们发现炭黑作为一种补强填料加入到天然橡胶后可良好地提高橡胶的性能，自此轮胎橡胶材料主要采取炭黑来进行补强。我们知道，填料补强的效率主要与填料自身的粒子尺寸、比表面积、表面活性、粒子结构等有关。炭黑表面具有较多的非极性化学基团，并且炭黑可以通过力的作用束缚橡胶，从而可以与橡胶形成较好的界面结合。

炭黑作为橡胶补强填料用于轮胎中，主要有滞后损耗大、动态生热高、滚动阻力大的缺点，不能满足消费者越来越高的需求，因此需要一种有别于炭黑的新型补强填料出现，90年代初，白炭黑开始被用于补强橡胶材料，获得很好的效果，用白炭黑替代炭黑后，轮胎橡胶材料的滚动阻力明显减小，提髙抗湿滑及抗冰滑能力，并且耐磨性方面变化不大，因此白炭黑成为轮胎行业十分重要的增强填料体系。白炭黑在轮胎关键性能（抗湿滑、抗雪/冰滑、滚动阻力）上明显优于炭黑。不仅如此，由于炭黑是黑色填料，生产出的橡胶制品都是黑色的，白炭黑作为白色增强剂，可以制备其他颜色的橡胶制品，增大了橡胶复合材料的应用范围。

巨型工程轮胎，顾名思义，尺寸很大，一般指的是轮胎外径要大于2000mm，同时轮胎轮辋外径大于等于33英寸，并且负荷量也有要求，一条轮胎的载重量要大于2万公斤的工程轮胎，它的应用范围也主要在一些大型的工程车或矿车上。

之前巨型工程轮胎的主要生产商都是国外大的轮胎企业，价格普遍较离，随着国内需求量的持续增加，国内轮胎企业也开始尝试生产巨型工程轮胎，但这种巨型工程轮胎面临的最主要问题是轮胎热积累很严重，运行过程中生热很大，为防止轮胎爆裂，只能经常停车休息，这极大地影响了企业生产效率，如果不及时停车，轮胎会发生热损伤，使用寿命大大缩短。这是因为橡胶存在动态粘弹性，在动态工况下容易产生热量，并且由于橡胶本身是热的不良导体，产生的热量不容易排出，热量的积累会造成热损伤。巨型工程轮胎的橡胶部件很厚，热损伤更加严重，这已成为工程轮胎早期破坏的主要问题。