本发明涉及橡胶材料生产制造技术领域,具体是一种轮胎用耐老化且剪切增硬型橡胶复合材料的制造方法。
背景技术:
目前轮胎和地面的接触面积主要通过轮胎内部的气压进行调节,胎内气压高,轮胎和地面的接触面积小,胎内气压降低,轮胎和地面的接触面积增大。在车辆行驶过程中,轮胎和地面接触面积大,有利于抓地和制动,但是不利于降低轮胎的阻力;反之,如果轮胎和地面接触面积小,虽然有利于降低轮胎的阻力,但是不利于抓地和制动。由此可见,现有轮胎不能够动态改变轮胎和地面的接触面积。目前这种轮胎的特性来自于橡胶的特性,橡胶作为一种弹性体,其内部应力形变正比于所施加的应力,其内部的形变不能随着滚动速度的变化而变化,胎面橡胶的形变主要和轮胎承压有关,因此,往往这种形变不能动态地改变。
因此需要一种新型橡胶,可以根据轮胎的转速改变橡胶的硬度,并改变轮胎和地面的接触面积。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种轮胎用耐老化且剪切增硬型橡胶复合材料的制造方法。
为解决上述技术问题,本发明提供以下技术方案:一种轮胎用耐老化且剪切增硬型橡胶复合材料的制造方法,其具体步骤如下:
步骤①:利用现有的开炼技术将橡胶混合物加入到橡胶开炼机,橡胶混合物的配方为:三元乙丙橡胶重量份为15到26份,顺丁胶重量份为15到24份,天然胶重量份为10到20份,助剂重量份为20到25份,有机/无机混合颜料重量份为1到3份,片状纳米碳黑重量份为5到13份,橡胶开炼机的参数为炼胶时间400到500秒,温度140到150摄氏度,压力0.5到0.7MPa;
步骤②:向步骤①获得的混合物中添加橡胶发泡剂,发泡剂的重量份为10到15份,所得混合物再加入到橡胶开炼机,橡胶开炼机的参数为炼胶时间600到800秒,温度100到110摄氏度,压力0.3到0.4MPa;
步骤③:向步骤②中的混合物中添加剪切增稠材料,剪切增稠材料的重量份为50份,所得混合物再加入到橡胶开炼机,第一阶段:橡胶开炼机的参数为炼胶时间1000到1200秒,温度110到130摄氏度,压力0.4到0.5MPa,第二阶段:橡胶开炼机的参数为炼胶时间100到200秒,温度150到180摄氏度,压力0.2到0.3MPa;
步骤④:将步骤③获得混合物,通过螺杆挤出机挤出成型,即可得到本发明。
优选的,橡胶发泡剂为偶氮化合物或磺酞脱类化合物。
优选的,助剂重量份为20到25份,助剂的配方为:二氧化硅的重量份为10到15份,氧化锌的重量份为1到5份,硬脂酸的重量份为0.1到3份,其它助剂的重量份为3到6份,硫磺的重量份为1到6份,硫化促进剂的重量份为1.5到3份。
优选的,剪切增稠材料的配方为,高粘度聚乙二醇15~30重量份,纤维絮状物1~2重量份,纳米碳酸钙7~12重量份,纳米白炭黑5~8重量份,天然胶2~10重量份。
优选的,高粘度聚乙二醇的配方为,聚乙二醇200为1~3重量份,聚乙二醇400为2~10重量份,聚乙二醇1000为12~22重量份。
优选的,有机/无机混合颜料的配方为:纳米铁红的重量份为0.5到1.2份,肽青蓝的重量份为0.5到1.2份,脂肪酸钙盐类的增塑剂的重量份为0.4到2.1份。
优选的,片状纳米碳黑的纳米碳黑的宽度尺寸范围为20纳米到50纳米,长度为400纳米到800纳米
本发明的实现原理是,通过橡胶材料和橡胶发泡剂的混合,在开炼机中相互混合并且使得橡胶发泡剂产生发泡作用,使得在橡胶材料中产生大量的发泡结构,然后再混合剪切增稠材料,剪切增稠材料进入发泡结构中的空洞,产生填充,进而形成橡胶/剪切增稠复合材料的复合结构,剪切增稠材料,也就是非牛顿流体材料,具有在高速剪切运动作用下保持原来形状的特性,同时,在低速剪切运动作用下可以变形,将剪切增稠材料复合进入橡胶材料并形成橡胶/剪切增稠复合材料的复合结构,起到支撑的作用,这样,在轮胎低速转动的时候,橡胶/剪切增稠复合材料中的剪切增稠材料可以流动变形,致使橡胶/剪切增稠复合材料较大的形变,导致橡胶/剪切增稠复合材料变软;当轮胎快速旋转的时候,橡胶/剪切增稠复合材料中的剪切增稠材料因剪切增稠变硬,不可以流动,致使橡胶/剪切增稠复合材料较小的形变,导致橡胶/剪切增稠复合材料变硬;聚乙二醇是常用的剪切增稠材料的配方材料,低分子聚乙二醇流动性好、固液分散性好,但是剪切增稠强度较差,高分子聚乙二醇流动性差、固液分散性差,但是剪切增稠强度高,各种分子量的聚乙二醇混合,有利于固液分散,同时剪切增稠强度高;剪切增稠材料中添加少量天然胶,有利于增加剪切增稠强度,同时有利于剪切增稠材料和橡胶材料的复合。本发明与现有技术相比具有的有益效果是:在轮胎低速转动的时候,橡胶/剪切增稠复合材料中的剪切增稠材料可以流动变形,致使橡胶/剪切增稠复合材料较大的形变,导致橡胶/剪切增稠复合材料变软,轮胎下沉程度增大,导致轮胎和地面接触面积增大,增大轮胎的抓地力;当轮胎快速旋转的时候,橡胶/剪切增稠复合材料中的剪切增稠材料因剪切增稠变硬,不可以流动,致使橡胶/剪切增稠复合材料较小的形变,导致橡胶/剪切增稠复合材料变硬,轮胎下沉程度减小,导致轮胎和地面接触面积减少,减少轮胎的抓地力,降低轮胎的滚动阻力。配方中添加适量的有机/无机混合颜料,使轮本发明材料的吸收紫外线能力得到较大提升,同时保持鲜艳的颜色,片状纳米碳黑的加入可以增加橡胶分子的空间密封效果,可以很好地阻隔臭氧和紫外线的慢性侵蚀,增加橡胶的耐老化性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
一种轮胎用耐老化且剪切增硬型橡胶复合材料的制造方法,其具体步骤如下:
步骤①:利用现有的开炼技术将橡胶混合物加入到橡胶开炼机,橡胶混合物的配方为:三元乙丙橡胶重量份为16份,顺丁胶重量份为18份,天然胶重量份为12份,助剂重量份为23份,有机/无机混合颜料重量份为3份,片状纳米碳黑重量份为10份,橡胶开炼机的参数为炼胶时间500秒,温度145摄氏度,压力0.6 MPa;
步骤②:向步骤①获得的混合物中添加橡胶发泡剂,发泡剂的重量份为12份,所得混合物再加入到橡胶开炼机,橡胶开炼机的参数为炼胶时间700秒,温度110摄氏度,压力0.3 MPa;
步骤③:向步骤②中的混合物中添加剪切增稠材料,剪切增稠材料的重量份为50份,所得混合物再加入到橡胶开炼机,第一阶段:橡胶开炼机的参数为炼胶时间1000秒,温度110摄氏度,压力0.4 MPa,第二阶段:橡胶开炼机的参数为炼胶时间100秒,温度170摄氏度,压力0.2 MPa;
步骤④:将步骤③获得混合物,通过螺杆挤出机挤出成型,即可得到本实施例。
本实施例中的橡胶发泡剂为偶氮化合物。
本实施例中的助剂重量份为23份,助剂的配方为:二氧化硅的重量份为12份,氧化锌的重量份为2份,硬脂酸的重量份为0.8份,其它助剂的重量份为4.2份,硫磺的重量份为2份,硫化促进剂的重量份为2份。
本实施例中的剪切增稠材料的配方为,高粘度聚乙二醇30重量份,纤维絮状物1重量份,纳米碳酸钙7重量份,纳米白炭黑8重量份,天然胶4重量份。
本实施例中的高粘度聚乙二醇的配方为,聚乙二醇200为3重量份,聚乙二醇400为10重量份,聚乙二醇1000为17重量份。
本实施例中的有机/无机混合颜料的配方为:纳米铁红的重量份为0.8份,肽青蓝的重量份为1.2份,脂肪酸钙盐类的增塑剂的重量份为1份。
本实施例中的片状纳米碳黑的纳米碳黑的宽度尺寸范围为20纳米到50纳米,长度为400纳米到800纳米。
实施例2
一种轮胎用耐老化且剪切增硬型橡胶复合材料的制造方法,其具体步骤如下:
步骤①:利用现有的开炼技术将橡胶混合物加入到橡胶开炼机,橡胶混合物的配方为:三元乙丙橡胶重量份为22份,顺丁胶重量份为22份,天然胶重量份为10份,助剂重量份为25份,有机/无机混合颜料重量份为3份,片状纳米碳黑重量份为10份,橡胶开炼机的参数为炼胶时间500秒,温度150摄氏度,压力0.7MPa;
步骤②:向步骤①获得的混合物中添加橡胶发泡剂,发泡剂的重量份为15份,所得混合物再加入到橡胶开炼机,橡胶开炼机的参数为炼胶时间600秒,温度110摄氏度,压力0.4MPa;
步骤③:向步骤②中的混合物中添加剪切增稠材料,剪切增稠材料的重量份为50份,所得混合物再加入到橡胶开炼机,第一阶段:橡胶开炼机的参数为炼胶时间1000秒,温度120摄氏度,压力0.4 MPa,第二阶段:橡胶开炼机的参数为炼胶时间100秒,温度180摄氏度,压力0.3MPa;
步骤④:将步骤③获得混合物,通过螺杆挤出机挤出成型,即可得到本实施例。
本实施例中的橡胶发泡剂为偶氮化合物。
本实施例中的助剂重量份为25份,助剂的配方为:二氧化硅的重量份为10份,氧化锌的重量份为5份,硬脂酸的重量份为1份,其它助剂的重量份为5份,硫磺的重量份为2份,硫化促进剂的重量份为2份。
本实施例中的剪切增稠材料的配方为,高粘度聚乙二醇25重量份,纤维絮状物2重量份,纳米碳酸钙12重量份,纳米白炭黑8重量份,天然胶3重量份。
本实施例中的高粘度聚乙二醇的配方为,聚乙二醇200为3重量份,聚乙二醇400为10重量份,聚乙二醇1000为12重量份。
本实施例中的有机/无机混合颜料的配方为:纳米铁红的重量份为0.8份,肽青蓝的重量份为1.2份,脂肪酸钙盐类的增塑剂的重量份为1份。
本实施例中的片状纳米碳黑的纳米碳黑的宽度尺寸范围为20纳米到50纳米,长度为400纳米到800纳米。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。