本发明涉及实心轮胎技术领域，具体涉及一种抗静电耐磨实心轮胎胎心及制备方法。
背景技术：
轮胎作为汽车的主要配件，在使用过程中磨损、扎破后漏气是不可避免的，特别是在高速行驶的汽车发生轮胎爆胎情况，极易造成车毁人亡的严重事故。因此各生产家对轮胎的安全性、环保性、节能性要求在不断提高。为了防止轮胎发生爆炸，现有汽车都普遍使用无内胎车辆轮，载重车辆国家要求逐步推广使用无内胎车辆轮。实心轮胎一般都在高负荷下使用，要求胶料有足够的耐压性和耐磨性，具有足够高的定伸应力、较高的硬度、低的永久变形和良好的耐磨性，而随着社会的不断发展，人们对轮胎的多功能、高安全性要求越来越高，其中轮胎的抗静电性成为人们关注的重点之一，有效提高轮胎的抗静电性和电磁屏蔽作用对于汽车的安全使用具有重要意义。
因此，研究开发一种具有较好的耐磨性能，又具有较好的抗静电作用的实心轮胎具有重要意义，也符合目前市场的需求，具有较好的应用前景。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种抗静电耐磨实心轮胎胎心及制备方法，所述轮胎胎心不仅具有较好的耐磨性能，大大提高了轮胎的使用寿命，还具有较好的抗静电效果，为汽车的安全使用提供了保障。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种抗静电耐磨实心轮胎胎心，包括如下重量份的各原料：丁腈橡胶30~50份、丁苯橡胶20~40份、天然橡胶25~50份、丙烯酸树脂30~45份、硅烷偶联剂10~20份、石墨烯3~10份、白炭黑33~46份、炭黑5~12份、玻璃纤维8~16份、竹炭纤维11~15份、纳米二氧化硅14~22份、活性氧化锌10~15份、防老剂6~9份、促进剂5~10份、硫化剂8~13份、填充剂15~25份。
优选地，所述丁腈橡胶45份、丁苯橡胶36份、天然橡胶44份、丙烯酸树脂35份、硅烷偶联剂16份、石墨烯8份、白炭黑40份、炭黑6份、玻璃纤维12份、竹炭纤维14份、纳米二氧化硅20份、活性氧化锌13份、防老剂8份、促进剂7份、硫化剂10份、填充剂20份。
优选地，所述填充剂为纳米碳酸钙、高粘凹凸棒石粘土，其中两者的重量比为1：0.5~1.5。
优选地，所述高粘凹凸棒土为将天然凹凸棒石粘土进行提纯、热活化之后得到的产物。
本发明还涉及一种制备抗静电耐磨实心轮胎胎心的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取丁腈橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶，并将其置于密炼机中混炼2分钟以上，然后将竹炭纤维、白炭黑、炭黑加入到密炼机中继续混炼30~40秒后，再加入石墨烯、丙烯酸酯、硅烷偶联剂继续混炼80~90秒，然后再加入氧化锌、纳米二氧化硅、玻璃纤维、防老剂和填充剂进行混炼80~90秒，空气中冷却至室温；
（2）将步骤（1）中的混炼胶加入到密炼机中，再加入促进剂、硫化剂，混炼50~55秒，提砣5~10秒，压砣混炼35~45秒，完成混炼后进行排胶，再倒入成型模具进行成型，得到成型轮胎；（3）将步骤（2）的成型轮胎在常温下进行打磨，清除异物，即得所述实心轮胎胎心。
优选地，所述步骤（1）中混炼温度为120~130℃。
优选地，所述步骤（2）中提砣前的混炼胶温度为125~135℃，压砣后的混炼温度为150~160℃。
优选地，所述步骤（2）中填充剂中高粘凹凸棒石粘土的制备方法为：
取天然凹凸棒土进行粉碎并过200目筛，加入凹凸棒土质量10~20倍的水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000~5000转/min的离心机中离心处理5~10min，真空抽滤；将滤饼干燥并置于800℃~900℃的马弗炉中焙烧3~4h，冷却，即得所述高粘凹凸棒石粘土。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的抗静电耐磨实心轮胎胎心，不仅具有较好的耐磨性能，大大提高了轮胎的使用寿命，还具有较好的抗静电效果及静电屏蔽作用，为汽车的安全使用提供了保障。
（2）本发明所述的抗静电耐磨实心轮胎胎心中添加有高粘凹凸棒石粘土，具有较好的粘性和可塑性，能够有效提高各原料之间的粘结均匀性，提高了轮胎的牢固性。
（3）本发明所述抗静电耐磨实心轮胎胎心中添加有石墨烯成分，由于石墨烯具有片层共轭结构，层层叠加形成致密的防腐层，能够有效抑制水对涂层的浸润与渗透；此外，由于石墨烯优异的力学性能及电磁学性能，使得改性后的橡胶聚合物不仅具有较好的防腐蚀、防透水作用，还具有较好的耐磨、耐刮擦性能及较好的电磁屏蔽效果，石墨烯的加入还有效解决了白炭黑填充材料静电积累的问题，提高了轮胎的抗静电效果。
（4）本发明所述抗静电耐磨实心轮胎胎心的制备工艺简单、条件温和，适合工业化推广生产。
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。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如sambrook等分子克隆：实验室手册（newyork:coldspringharborlaboratorypress,1989）中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1：
本发明优选实施例的一种抗静电耐磨实心轮胎胎心及制备方法；
所述抗静电耐磨实心轮胎胎心，由如下重量份数的各原料制备而成：
丁腈橡胶45份、丁苯橡胶36份、天然橡胶44份、丙烯酸树脂35份、硅烷偶联剂16份、石墨烯8份、白炭黑40份、炭黑6份、玻璃纤维12份、竹炭纤维14份、纳米二氧化硅20份、活性氧化锌13份、防老剂8份、促进剂7份、硫化剂10份、填充剂20份。
所述填充剂为纳米碳酸钙、高粘凹凸棒石粘土，其中两者的重量比为1：1.2。
所述高粘凹凸棒土为将天然凹凸棒石粘土进行提纯、热活化之后得到的产物。
本发明制备抗静电耐磨实心轮胎胎心的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取丁腈橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶，并将其置于密炼机中混炼2分钟以上，然后将竹炭纤维、白炭黑、炭黑加入到密炼机中继续混炼30秒后，再加入石墨烯、丙烯酸酯、硅烷偶联剂继续混炼80秒，然后再加入氧化锌、纳米二氧化硅、玻璃纤维、防老剂和填充剂进行混炼80秒，空气中冷却至室温；
（2）将步骤（1）中的混炼胶加入到密炼机中，再加入促进剂、硫化剂，混炼50秒，提砣10秒，压砣混炼40秒，完成混炼后进行排胶，再倒入成型模具进行成型，得到成型轮胎；（3）将步骤（2）的成型轮胎在常温下进行打磨，清除异物，即得所述实心轮胎胎心。
步骤（1）中混炼温度为125℃。
步骤（2）中提砣前的混炼胶温度为130℃，压砣后的混炼温度为150℃。
步骤（2）中填充剂中高粘凹凸棒石粘土的制备方法为：
取天然凹凸棒土进行粉碎并过200目筛，加入凹凸棒土质量15倍的水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于4000转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤；将滤饼干燥并置于800℃的马弗炉中焙烧4h，冷却，即得所述高粘凹凸棒石粘土。
实施例2：
本发明优选实施例的一种抗静电耐磨实心轮胎胎心及制备方法；
所述抗静电耐磨实心轮胎胎心，由如下重量份数的各原料制备而成：
丁腈橡胶30份、丁苯橡胶20份、天然橡胶25份、丙烯酸树脂30份、硅烷偶联剂10份、石墨烯3份、白炭黑33份、炭黑5份、玻璃纤维8份、竹炭纤维11份、纳米二氧化硅14份、活性氧化锌10份、防老剂6份、促进剂5份、硫化剂8份、填充剂15份。
所述填充剂为纳米碳酸钙、高粘凹凸棒石粘土，其中两者的重量比为1：0.5。
所述高粘凹凸棒土为将天然凹凸棒石粘土进行提纯、热活化之后得到的产物。
本发明制备抗静电耐磨实心轮胎胎心的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取丁腈橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶，并将其置于密炼机中混炼2分钟以上，然后将竹炭纤维、白炭黑、炭黑加入到密炼机中继续混炼30秒后，再加入石墨烯、丙烯酸酯、硅烷偶联剂继续混炼80秒，然后再加入氧化锌、纳米二氧化硅、玻璃纤维、防老剂和填充剂进行混炼80秒，空气中冷却至室温；
（2）将步骤（1）中的混炼胶加入到密炼机中，再加入促进剂、硫化剂，混炼50秒，提砣5秒，压砣混炼35秒，完成混炼后进行排胶，再倒入成型模具进行成型，得到成型轮胎；（3）将步骤（2）的成型轮胎在常温下进行打磨，清除异物，即得所述实心轮胎胎心。
步骤（1）中混炼温度为120℃。
步骤（2）中提砣前的混炼胶温度为125℃，压砣后的混炼温度为150℃。
步骤（2）中填充剂中高粘凹凸棒石粘土的制备方法为：
取天然凹凸棒土进行粉碎并过200目筛，加入凹凸棒土质量10倍的水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理5min，真空抽滤；将滤饼干燥并置于800℃的马弗炉中焙烧4h，冷却，即得所述高粘凹凸棒石粘土。
实施例3：
本发明优选实施例的一种抗静电耐磨实心轮胎胎心及制备方法；
所述抗静电耐磨实心轮胎胎心，由如下重量份数的各原料制备而成：
丁腈橡胶50份、丁苯橡胶40份、天然橡胶50份、丙烯酸树脂45份、硅烷偶联剂20份、石墨烯10份、白炭黑46份、炭黑12份、玻璃纤维16份、竹炭纤维15份、纳米二氧化硅22份、活性氧化锌15份、防老剂9份、促进剂10份、硫化剂13份、填充剂25份。
所述填充剂为纳米碳酸钙、高粘凹凸棒石粘土，其中两者的重量比为1：1.5。
所述高粘凹凸棒土为将天然凹凸棒石粘土进行提纯、热活化之后得到的产物。
本发明制备抗静电耐磨实心轮胎胎心的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取丁腈橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶，并将其置于密炼机中混炼2分钟以上，然后将竹炭纤维、白炭黑、炭黑加入到密炼机中继续混炼40秒后，再加入石墨烯、丙烯酸酯、硅烷偶联剂继续混炼90秒，然后再加入氧化锌、纳米二氧化硅、玻璃纤维、防老剂和填充剂进行混炼90秒，空气中冷却至室温；
（2）将步骤（1）中的混炼胶加入到密炼机中，再加入促进剂、硫化剂，混炼55秒，提砣10秒，压砣混炼45秒，完成混炼后进行排胶，再倒入成型模具进行成型，得到成型轮胎；（3）将步骤（2）的成型轮胎在常温下进行打磨，清除异物，即得所述实心轮胎胎心。
步骤（1）中混炼温度为130℃。
步骤（2）中提砣前的混炼胶温度为135℃，压砣后的混炼温度为160℃。
步骤（2）中填充剂中高粘凹凸棒石粘土的制备方法为：
取天然凹凸棒土进行粉碎并过200目筛，加入凹凸棒土质量20倍的水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于5000转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤；将滤饼干燥并置于900℃的马弗炉中焙烧3h，冷却，即得所述高粘凹凸棒石粘土。
综上所述，本发明所述的抗静电耐磨实心轮胎胎心，不仅具有较好的耐磨性能，大大提高了轮胎的使用寿命，还具有较好的抗静电效果及静电屏蔽作用，为汽车的安全使用提供了保障。本发明所述抗静电耐磨实心轮胎胎心的制备工艺简单、条件温和，适合工业化推广生产。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。