本发明涉及轮胎胎面胶料技术领域，具体涉及一种实心轮胎胎面胶及其制备方法。
背景技术：
实心轮胎是与充气轮胎（空心轮胎）对应的一种轮胎，其胎体是实心的，不用帘线作骨架，不必充气，故不需内胎或气密层。最早的轮胎就是实心轮胎。实心轮胎目前仅用于低速行驶的高负荷车辆或机械，也用于固定位置的机械。滚动阻力、抗湿滑性和耐磨性是轮胎的“三大行驶性能”，三项性能之间相互影响、制约，很难实现三者之间的平衡优化。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种实心轮胎胎面胶及其制备方法，适用于实心轮胎，使得轮胎轮胎耐磨、抗老化性好、滚动阻力低、抗湿滑性好，另外废料可回收利用，制备成本低，具有较高的经济效益。
本发明提供了如下的技术方案：一种实心轮胎胎面胶，包括以下份计的原料：橡胶组分80~90份、高性能硫化胶粉55~65份、炉渣粉45~50份、季铵盐25~30份、硫黄20~25份、炭黑15~20份、石墨烯15~20份、云母10~15份、粘土10~15份和助剂8~10份；
所述橡胶组分包括以下份计的原料：天然橡胶35~40份、丁苯橡胶15~25份和顺丁橡胶15~20份；
所述助剂包括以下份计的原料：防老剂2~4份、扩链剂2~3份、交联剂1~2份和促进剂1~2份。
优选地，包括以下份计的原料：橡胶组分85份、高性能硫化胶粉60份、炉渣粉47份、季铵盐27份、硫黄22份、炭黑17份、石墨烯17份、云母12份、粘土12份和助剂9份；
所述橡胶组分包括以下份计的原料：天然橡胶37份、丁苯橡胶20份和顺丁橡胶17份；
所述助剂包括以下份计的原料：防老剂3份、扩链剂2.5份、交联剂1.5份和促进剂1.5份。
优选地，所述天然橡胶为氯化天然橡胶、氢氯化天然橡胶、环氧化天然橡胶、银菊胶、古塔波胶、巴拉塔胶、杜仲胶、齐葛耳胶和吉尔通胶中的至少一种。
优选地，所述季铵盐为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵中的一种或几种。
优选地，所述炭黑为炭黑n330、炭黑n234、炭黑n110和炭黑n220中的至少一种，所述高性能硫化胶粉目数为130~150目。
优选地，所述石墨烯为单层片，单层片的厚度为0.3~0.35nm，长度为0.1~50μm。
优选地，所述防老剂为6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2二氢化喹啉、2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体、二芳基仲胺类防老剂和对苯二胺类中的至少一种，所述扩链剂为1,4丁二醇、乙二醇、二乙二醇或对苯二酚二羟乙基醚中的一种或几种的混合物，所述交联剂为甘油、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或几种的混合物，所述促进剂为促进剂nobs。
本发明还提供一种实心轮胎胎面胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）、一段混炼
首先按照配比称取橡胶组分、云母、粘土、炭黑和季铵盐，依次加入密炼机中进行混炼，然后在155～165℃温度下排胶得到一段混炼胶，备用；
（2）二段混炼
将一段混炼胶和炉渣粉、石墨烯和助剂依次加入密炼机进行混炼，然后在145～155℃温度下排胶得到二段混炼胶，备用；
（3）三段混炼
将二段混炼胶、高性能硫化胶粉和硫黄依次加入密炼机进行混炼，然后在95～105℃温度下排胶得到三段混炼胶即为所述实心轮胎胎面胶。
优选地，所述步骤（1）中一段混炼中密炼机的转速为40~60r/min，所述步骤（2）中二段混炼中密炼机的转速为30~40r/min，所述步骤（3）中三段混炼中密炼机的转速为20~30r/min。
本发明的有益效果：适用于实心轮胎，使得轮胎轮胎耐磨、抗老化性好，抗湿滑性好，另外废料可回收利用，制备成本低，具有较高的经济效益，具体如下：
（1）、本发明中添加季铵盐，用于替代传统胎面胶中的氧化锌，由于锌的释放会对人体健康，尤其对水生生物造成不利影响，废旧轮胎中氧化锌对水源的污染会造成后果，因此用季铵盐代替氧化锌，提高本发明的环保和安全性能，季铵盐是一类阳离子表面活性剂，与其他类型表面活性剂相容性好，并具有优良的乳化、润湿、增溶、洗涤、杀菌、柔软、助染、固色、抗静电等特点；
（2）、本发明中添加天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶作为橡胶组分，由于天然橡胶的耐老化性比丁苯橡胶和顺丁橡胶差，因此，将天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶相结合，再加入了防老剂，提高了橡胶的防老化性能，用于实心轮胎，可以提高其耐磨性和抗老化性；另外，顺丁橡胶玻璃化温度低，可以很好的提升胶料的低温性能，使用于实心轮胎使其具有很好的耐寒性，改善了轮胎在寒冷地区、寒冷季节易出现龟裂的问题，使成品轮胎在保持良好耐久性能的基础上，提高了其在冰雪路面上的抗湿滑性能；
（3）、本发明中添加石墨烯，均匀分散在胎面胶的胶料中，石墨烯像网一样交叉分布在轮胎胶料里，可以起到提高轮胎的耐磨性、耐压性和散热性的作用，从而提高行驶的安全性；添加高性能硫化胶粉，由于硫化胶粉可以在轮胎胎面胶表面形成微通道，可以使轮胎在硫化过程中，胶料内部的微量气体得到有效释放，降低了轮胎在硫化过程中由于微量气体而造成的外观缺陷，提高产品外观合格率；
（4）、本发明的实心轮胎胎面胶，具有优越的耐磨性，较高的拉伸强度和撕裂强度，应用于实心轮胎后使其性能稳定，材料环保，具有较低的滚动阻力、较高的抗湿滑性和耐磨性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种实心轮胎胎面胶，包括以下份计的原料：
橡胶组分80份；
高性能硫化胶粉55份；
炉渣粉45份；
季铵盐25份；
硫黄20份；
炭黑15份；
石墨烯15份；
云母10份；
粘土10份；
助剂8份；
所述橡胶组分包括以下份计的原料：天然橡胶35份、丁苯橡胶15份和顺丁橡胶15份；
所述助剂包括以下份计的原料：防老剂2份、扩链剂2份、交联剂1份和促进剂1份。
其中，所述天然橡胶为氯化天然橡胶。
其中，所述季铵盐为十六烷基三甲基溴化铵。
其中，所述炭黑为炭黑n330，所述高性能硫化胶粉目数为130目。
其中，所述石墨烯为单层片，单层片的厚度为0.3nm，长度为0.1μm。
其中，所述防老剂为6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2二氢化喹啉，所述扩链剂为1,4丁二醇，所述交联剂为甘油，所述促进剂为促进剂nobs。
本实施例中还提供一种实心轮胎胎面胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）、一段混炼
首先按照配比称取橡胶组分、云母、粘土、炭黑和季铵盐，依次加入密炼机中进行混炼，然后在155℃温度下排胶得到一段混炼胶，备用；
（2）二段混炼
将一段混炼胶和炉渣粉、石墨烯和助剂依次加入密炼机进行混炼，然后在145℃温度下排胶得到二段混炼胶，备用；
（3）三段混炼
将二段混炼胶、高性能硫化胶粉和硫黄依次加入密炼机进行混炼，然后在95℃温度下排胶得到三段混炼胶即为所述实心轮胎胎面胶。
其中，所述步骤（1）中一段混炼中密炼机的转速为40r/min，所述步骤（2）中二段混炼中密炼机的转速为30r/min，所述步骤（3）中三段混炼中密炼机的转速为20r/min。
实施例2
一种实心轮胎胎面胶，包括以下份计的原料：
橡胶组分90份；
高性能硫化胶粉65份；
炉渣粉50份；
季铵盐30份；
硫黄25份；
炭黑20份；
石墨烯20份；
云母15份；
粘土15份；
助剂10份；
所述橡胶组分包括以下份计的原料：天然橡胶40份、丁苯橡胶25份和顺丁橡胶20份；
所述助剂包括以下份计的原料：防老剂4份、扩链剂3份、交联剂2份和促进剂2份。
其中，所述天然橡胶为环氧化天然橡胶。
其中，所述季铵盐为十八烷基三甲基溴化铵。
其中，所述炭黑为炭黑n234，所述高性能硫化胶粉目数为150目。
其中，所述石墨烯为单层片，单层片的厚度为0.35nm，长度为50μm。
其中，所述防老剂为2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体，所述扩链剂为乙二醇，所述交联剂为二乙醇胺，所述促进剂为促进剂nobs。
本实施例中还提供一种实心轮胎胎面胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）、一段混炼
首先按照配比称取橡胶组分、云母、粘土、炭黑和季铵盐，依次加入密炼机中进行混炼，然后在165℃温度下排胶得到一段混炼胶，备用；
（2）二段混炼
将一段混炼胶和炉渣粉、石墨烯和助剂依次加入密炼机进行混炼，然后在155℃温度下排胶得到二段混炼胶，备用；
（3）三段混炼
将二段混炼胶、高性能硫化胶粉和硫黄依次加入密炼机进行混炼，然后在105℃温度下排胶得到三段混炼胶即为所述实心轮胎胎面胶。
其中，所述步骤（1）中一段混炼中密炼机的转速为60r/min，所述步骤（2）中二段混炼中密炼机的转速为40r/min，所述步骤（3）中三段混炼中密炼机的转速为30r/min。
实施例3
一种实心轮胎胎面胶，包括以下份计的原料：
橡胶组分85份；
高性能硫化胶粉60份；
炉渣粉47份；
季铵盐27份；
硫黄22份；
炭黑17份；
石墨烯17份；
云母12份；
粘土12份；
助剂9份；
所述橡胶组分包括以下份计的原料：天然橡胶37份、丁苯橡胶20份和顺丁橡胶17份；
所述助剂包括以下份计的原料：防老剂3份、扩链剂2.5份、交联剂1.5份和促进剂1.5份。
其中，所述天然橡胶为银菊胶。
其中，所述季铵盐为十八烷基三甲基溴化铵。
其中，所述炭黑为炭黑n220，所述高性能硫化胶粉目数为140目。
其中，所述石墨烯为单层片，单层片的厚度为0.32nm，长度为30μm。
其中，所述防老剂为对苯二胺类，所述扩链剂为二乙二醇，所述交联剂为二乙醇胺，所述促进剂为促进剂nobs。
本实施例中还提供一种实心轮胎胎面胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）、一段混炼
首先按照配比称取橡胶组分、云母、粘土、炭黑和季铵盐，依次加入密炼机中进行混炼，然后在160℃温度下排胶得到一段混炼胶，备用；
（2）二段混炼
将一段混炼胶和炉渣粉、石墨烯和助剂依次加入密炼机进行混炼，然后在150℃温度下排胶得到二段混炼胶，备用；
（3）三段混炼
将二段混炼胶、高性能硫化胶粉和硫黄依次加入密炼机进行混炼，然后在100℃温度下排胶得到三段混炼胶即为所述实心轮胎胎面胶。
其中，所述步骤（1）中一段混炼中密炼机的转速为50r/min，所述步骤（2）中二段混炼中密炼机的转速为35r/min，所述步骤（3）中三段混炼中密炼机的转速为25r/min。
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。