本发明涉及橡胶材料技术领域，具体的说，涉及了一种挖掘机轮胎用橡胶材料及其制备方法。
背景技术：
挖掘机是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。挖掘机挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及经过预松后的土壤和岩石。从近几年工程机械的发展来看，挖掘机的发展相对较快，挖掘机已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。挖掘机最重要的三个参数：操作重量、发动机功率和铲斗斗容。
轮胎是在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品，通常安装在金属轮辋上，能支承车身，缓冲外界冲击，实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能。轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用，因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能，同时，还要求具备高耐磨性和耐屈挠性，以及低的滚动阻力与生热性。世界耗用橡胶量的一半用于轮胎生产，可见轮胎耗用橡胶的能力。
挖掘机质量大，对轮胎的要求更高，目前的挖掘机用轮胎存在着耐磨性不足，易打滑，滚动时阻力大的问题。
在公开号为cn106519324a的专利文件中，公开了一种轮胎用耐磨耐滑橡胶材料及其制备方法，所述轮胎用耐磨耐滑橡胶材料，按照重量份的主要原料为：天然橡胶30-40份、聚异戊二烯15-25份、聚丙烯酰胺9-15份、秸秆纤维5-10份、聚四氢呋喃醚二醇5-12份、二氧化钛0.8-1.5份、助剂4-6份、硫化剂1-3份、碳酸钙2-4份；所述助剂包括聚乙烯吡咯烷酮5-10份、氧化锡2-4份、三（羟甲基）氨基甲烷5-10份、硅酸锌2-4份、2-巯基苯并咪唑锌盐8-10份、n-乙酰甘氨酸6-12份；所述硫化剂为三唑二巯基胺盐。该发明制备的橡胶材料具备高弹性、耐老化、高耐磨、耐油性各项优异性能，同时又具备了自主的高性能比重轻、耐曲折、高抗压等特点；但该橡胶材料的性能仍然需要提高用以满足挖掘机的要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种挖掘机轮胎用橡胶材料及其制备方法，制备简单，强度高，具有较佳地耐磨性，不易打滑，滚动阻力小。
本发明提供的一种挖掘机轮胎用橡胶材料，包括以下重量份的原料：
天然橡胶10-20份、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物30-40份、乙烯基聚丁二烯橡胶25-35份、硅酸铝纤维12-15份、聚酰胺纤维6-8份、碳酸钙15-17份、二氧化钛4-6份、硅油2-4份、芳烃油3-5份、淀粉5-7份、硬脂酸锌4-6份、氧化锌5-7份、炭黑12-16份、白炭黑6-8份、硫黄2-5份、硅烷偶联剂1-3份、促进剂1-2份、防老剂1-2份、防焦剂2-4份、抗硫化返原剂1-2份。
作为优选，碳酸钙的目数为600-800目，氧化锌的目数为500-600目。
作为优选，硅烷偶联剂为烷氧基硅烷双（三乙基硅烷基丙基）四硫化物和双（三乙氧基硅烷基丙基）二硫化物的混合物，两者之间的重量比为2:1。
作为优选，促进剂为四甲基二硫化秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑的一种或二种以上的混合物。
作为优选，防老剂为n-苯基-β-萘胺和对苯二胺的混合物，两者之间的重量比为1:1。
作为优选，防焦剂为草酸、琥珀酸、乳酸、邻苯二甲酸酐、水杨酸、苯甲酸、油酸的一种或二种以上的混合物；抗硫化返原剂为六甲撑-1,6双硫代硫酸钠二水合物。
本发明还提供了一种挖掘机轮胎用橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将天然橡胶、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物、乙烯基聚丁二烯橡胶、硅酸铝纤维、聚酰胺纤维、碳酸钙、二氧化钛、硅油、芳烃油、淀粉、硬脂酸锌、氧化锌、炭黑、白炭黑、硅烷偶联剂、防焦剂加入到反应釜内熔融，搅拌5-10min，得到混合物；
（3）、将上述混合物加入密炼机密炼20-25min，控制温度在90-110℃，得到混炼胶；
（4）、将混炼胶、硫黄、促进剂、防老剂、抗硫化返原剂加入到密炼机密炼10-15min，然后加入造粒机内造粒，即可。
其中，
步骤（2）中搅拌速度为300-400r/min。
步骤（4）中的密炼机温度为70-150℃。
本发明的一种挖掘机轮胎用橡胶材料及其制备方法，制备简单，强度高，具有较佳地耐磨性，不易打滑，滚动阻力小，具体的有益效果如下：
（1）、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物简称sibr，是一种绿色橡胶，具有优异的物理性能和动态力学性能，能够兼顾滚动阻力、抗湿滑性和耐磨性；乙烯基聚丁二烯橡胶的耐磨性优异，有较低地滚动阻力，抗撕裂强度佳；苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物、乙烯基聚丁二烯橡胶和天然橡胶的混合使得轮胎具有较佳地耐磨性，不易打滑，滚动阻力小；硅酸铝纤维和聚酰胺纤维能赋予轮胎高撕裂强度、高抗刺扎性、耐溶胀、抗蠕变、耐高温等优良性能；
（2）、二氧化钛能提高耐高温能力；硅油具有卓越的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性，可作为流平剂，能加强轮胎的各种性能；炭黑和白炭黑能作为补强剂，使轮胎具有较佳地物理强度；淀粉能降低轮胎的滚动阻力；硬脂酸锌和氧化锌为活性剂，能改善耐磨性、抗撕裂强度；
（3）、硅烷偶联剂能有效提高橡胶和填料的相容性，改善耐老化能力和硫化还原性；防老剂能增加橡胶的使用寿命；促进剂能提高橡胶的硫化速率、交联密度和定伸应力；防焦剂能防止橡胶胶料在加工过程中产生早期硫化现象；抗硫化返原剂可以稳定橡胶硫化过程，使橡胶的综合性能得到提高；
（4）、本发明各种原料之间对应比例的混合使得橡胶材料强度高，具有较佳地耐磨性，不易打滑，滚动阻力小；制备方法能有效地将各种原料结合在一起。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1
本实施例的一种挖掘机轮胎用橡胶材料，包括以下重量份的原料：
天然橡胶10份、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物30份、乙烯基聚丁二烯橡胶25份、硅酸铝纤维12份、聚酰胺纤维6份、碳酸钙15份、二氧化钛4份、硅油2份、芳烃油3份、淀粉5份、硬脂酸锌4份、氧化锌5份、炭黑12份、白炭黑6份、硫黄2份、硅烷偶联剂1份、促进剂1份、防老剂1份、防焦剂2份、抗硫化返原剂1份。
本实施例中，碳酸钙的目数为600目，氧化锌的目数为500目。
本实施例中，硅烷偶联剂为烷氧基硅烷双（三乙基硅烷基丙基）四硫化物和双（三乙氧基硅烷基丙基）二硫化物的混合物，两者之间的重量比为2:1。
本实施例中，促进剂为四甲基二硫化秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑的混合物。
本实施例中，防老剂为n-苯基-β-萘胺和对苯二胺的混合物，两者之间的重量比为1:1。
本实施例中，防焦剂为草酸、琥珀酸、乳酸、邻苯二甲酸酐、水杨酸、苯甲酸、油酸的混合物；抗硫化返原剂为六甲撑-1,6双硫代硫酸钠二水合物。
本实施例还提供了一种挖掘机轮胎用橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将天然橡胶、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物、乙烯基聚丁二烯橡胶、硅酸铝纤维、聚酰胺纤维、碳酸钙、二氧化钛、硅油、芳烃油、淀粉、硬脂酸锌、氧化锌、炭黑、白炭黑、硅烷偶联剂、防焦剂加入到反应釜内熔融，搅拌5min，得到混合物；
（3）、将上述混合物加入密炼机密炼20min，控制温度在90℃，得到混炼胶；
（4）、将混炼胶、硫黄、促进剂、防老剂、抗硫化返原剂加入到密炼机密炼10min，然后加入造粒机内造粒，即可。
其中，
步骤（2）中搅拌速度为300r/min。
步骤（4）中的密炼机温度为70℃。
实施例2
本实施例的一种挖掘机轮胎用橡胶材料，包括以下重量份的原料：
天然橡胶15份、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物35份、乙烯基聚丁二烯橡胶30份、硅酸铝纤维14份、聚酰胺纤维7份、碳酸钙16份、二氧化钛5份、硅油3份、芳烃油4份、淀粉6份、硬脂酸锌5份、氧化锌6份、炭黑14份、白炭黑7份、硫黄4份、硅烷偶联剂2份、促进剂1.5份、防老剂1.5份、防焦剂3份、抗硫化返原剂1.5份。
本实施例中，碳酸钙的目数为700目，氧化锌的目数为550目。
本实施例中，硅烷偶联剂为烷氧基硅烷双（三乙基硅烷基丙基）四硫化物和双（三乙氧基硅烷基丙基）二硫化物的混合物，两者之间的重量比为2:1。
本实施例中，促进剂为四甲基二硫化秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑的混合物。
本实施例中，防老剂为n-苯基-β-萘胺和对苯二胺的混合物，两者之间的重量比为1:1。
本实施例中，防焦剂为草酸、琥珀酸、乳酸、邻苯二甲酸酐、水杨酸、苯甲酸、油酸的混合物；抗硫化返原剂为六甲撑-1,6双硫代硫酸钠二水合物。
本实施例还提供了一种挖掘机轮胎用橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将天然橡胶、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物、乙烯基聚丁二烯橡胶、硅酸铝纤维、聚酰胺纤维、碳酸钙、二氧化钛、硅油、芳烃油、淀粉、硬脂酸锌、氧化锌、炭黑、白炭黑、硅烷偶联剂、防焦剂加入到反应釜内熔融，搅拌8min，得到混合物；
（3）、将上述混合物加入密炼机密炼23min，控制温度在100℃，得到混炼胶；
（4）、将混炼胶、硫黄、促进剂、防老剂、抗硫化返原剂加入到密炼机密炼13min，然后加入造粒机内造粒，即可。
其中，
步骤（2）中搅拌速度为350r/min。
步骤（4）中的密炼机温度为110℃。
实施例3
本实施例的一种挖掘机轮胎用橡胶材料，包括以下重量份的原料：
天然橡胶20份、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物40份、乙烯基聚丁二烯橡胶35份、硅酸铝纤维15份、聚酰胺纤维8份、碳酸钙17份、二氧化钛6份、硅油4份、芳烃油5份、淀粉7份、硬脂酸锌6份、氧化锌7份、炭黑16份、白炭黑8份、硫黄5份、硅烷偶联剂3份、促进剂2份、防老剂2份、防焦剂4份、抗硫化返原剂2份。
本实施例中，碳酸钙的目数为800目，氧化锌的目数为600目。
本实施例中，硅烷偶联剂为烷氧基硅烷双（三乙基硅烷基丙基）四硫化物和双（三乙氧基硅烷基丙基）二硫化物的混合物，两者之间的重量比为2:1。
本实施例中，促进剂为四甲基二硫化秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑的混合物。
本实施例中，防老剂为n-苯基-β-萘胺和对苯二胺的混合物，两者之间的重量比为1:1。
本实施例中，防焦剂为草酸、琥珀酸、乳酸、邻苯二甲酸酐、水杨酸、苯甲酸、油酸的混合物；抗硫化返原剂为六甲撑-1,6双硫代硫酸钠二水合物。
本实施例还提供了一种挖掘机轮胎用橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将天然橡胶、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物、乙烯基聚丁二烯橡胶、硅酸铝纤维、聚酰胺纤维、碳酸钙、二氧化钛、硅油、芳烃油、淀粉、硬脂酸锌、氧化锌、炭黑、白炭黑、硅烷偶联剂、防焦剂加入到反应釜内熔融，搅拌5-10min，得到混合物；
（3）、将上述混合物加入密炼机密炼25min，控制温度在110℃，得到混炼胶；
（4）、将混炼胶、硫黄、促进剂、防老剂、抗硫化返原剂加入到密炼机密炼15min，然后加入造粒机内造粒，即可。
其中，
步骤（2）中搅拌速度为400r/min。
步骤（4）中的密炼机温度为150℃。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。