基于增强玻璃纤维复合材料制造的轮胎胎圈的制作方法

本发明涉及新材料，具体为基于增强玻璃纤维复合材料制造的轮胎胎圈。

背景技术：

1、胎圈指轮胎安装在轮辋上的部分，由胎圈芯和胎圈包布等组成。它能承受因内压而产生的伸张力，同时还能克服轮胎在拐弯行驶中所受的横向力作用，使外胎不致脱出轮辋。因此它必须有很高的强力，结构应紧密坚固，不易发生变形；现有的胎圈是利用圆形镀铜钢丝通过一定工艺绕制成钢丝圈，以用于生产轮胎，而该种镀铜钢丝胎圈存在成本高、重量大的问题，已无法满足市场需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于增强玻璃纤维复合材料制造的轮胎胎圈，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于增强玻璃纤维复合材料制造的轮胎胎圈，包括玻璃纤维束、增强层、固化层和浸胶层，所述玻璃纤维束的外侧设置有增强层，增强层的外侧设置有固化层，固化层的外侧设置有浸胶层。

3、优选的，所述玻璃纤维束为玻璃纤维加捻制成，其截面形状包括但不限于长方形、正方形、圆形、u形和六角形。

4、优选的，所述增强层为碳纳米管涂布层，具体制备方法为：将碳纳米管加入固化剂溶液中，经超声处理后，加入环氧树脂进行混合，然后进行第二次超声处理，得到混合溶液，再将混合溶液涂布于玻璃纤维束上，干燥后即可在玻璃纤维束上形成增强层。

5、优选的，所述混合溶液中，碳纳米管的质量分数为0.3-0.8％，固化剂和环氧树脂的重量比为1∶2。

6、优选的，所述超声处理的超声功率为170-200w，超声频率为40-70khz。

7、优选的，所述固化层的制备方法为：将附着有增强层的玻璃纤维束放入模具中，加入环氧树脂和固化材料的混合物，使玻璃纤维束浸润，再通过热塑性固化工艺固化即可在增强层上形成固化层。

8、优选的，所述浸胶层的制备方法为：将附着固化层的玻璃纤维束连续浸渍在酚醛树脂中，干燥后即可在固化层表面形成浸胶层，浸渍时间为8-10s，附胶量为18-25％。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所设计的复合材料比重在1.7左右，是镀铜钢丝的1/4.6，比镀铜钢丝圈节省成本40-55％，轮胎成品重量减轻3-6％，通过利用玻璃纤维束代替镀铜钢丝制备出的轮胎胎圈，具有成本低、重量轻的优点。

技术特征：

1.基于增强玻璃纤维复合材料制造的轮胎胎圈，包括玻璃纤维束(1)、增强层(2)、固化层(3)和浸胶层(4)，其特征在于：所述玻璃纤维束(1)的外侧设置有增强层(2)，增强层(2)的外侧设置有固化层(3)，固化层(3)的外侧设置有浸胶层(4)。

2.根据权利要求1所述的基于增强玻璃纤维复合材料制造的轮胎胎圈，其特征在于：所述玻璃纤维束(1)为玻璃纤维加捻制成，其截面形状包括但不限于长方形、正方形、圆形、u形和六角形。

3.根据权利要求1所述的基于增强玻璃纤维复合材料制造的轮胎胎圈，其特征在于：所述增强层(2)为碳纳米管涂布层，具体制备方法为：将碳纳米管加入固化剂溶液中，经超声处理后，加入环氧树脂进行混合，然后进行第二次超声处理，得到混合溶液，再将混合溶液涂布于玻璃纤维束(1)上，干燥后即可在玻璃纤维束(1)上形成增强层(2)。

4.根据权利要求3所述的基于增强玻璃纤维复合材料制造的轮胎胎圈，其特征在于：所述混合溶液中，碳纳米管的质量分数为0.3-0.8％，固化剂和环氧树脂的重量比为1∶2。

5.根据权利要求3所述的基于增强玻璃纤维复合材料制造的轮胎胎圈，其特征在于：所述超声处理的超声功率为170-200w，超声频率为40-70khz。

6.根据权利要求1所述的基于增强玻璃纤维复合材料制造的轮胎胎圈，其特征在于：所述固化层(3)的制备方法为：将附着有增强层(2)的玻璃纤维束(1)放入模具中，加入环氧树脂和固化材料的混合物，使玻璃纤维束(1)浸润，再通过热塑性固化工艺固化即可在增强层(2)上形成固化层(3)。

7.根据权利要求1所述的基于增强玻璃纤维复合材料制造的轮胎胎圈，其特征在于：所述浸胶层(4)的制备方法为：将附着固化层(3)的玻璃纤维束(1)连续浸渍在酚醛树脂中，干燥后即可在固化层(3)表面形成浸胶层(4)，浸渍时间为8-10s，附胶量为18-25％。

技术总结
本发明公开了基于增强玻璃纤维复合材料制造的轮胎胎圈，包括玻璃纤维束、增强层、固化层和浸胶层，所述玻璃纤维束为玻璃纤维加捻制成，其截面形状包括但不限于长方形、正方形、圆形、U形和六角形；所述增强层为碳纳米管涂布层，具体制备方法为：将碳纳米管加入固化剂溶液中，经超声处理后，加入环氧树脂进行混合，然后进行第二次超声处理，得到混合溶液，再将混合溶液涂布于玻璃纤维束上，干燥后即可在玻璃纤维束上形成增强层；本发明所设计的复合材料比重在1.7左右，是镀铜钢丝的1/4.6，比镀铜钢丝圈节省成本40‑55％，轮胎成品重量减轻3‑6％，通过利用玻璃纤维束代替镀铜钢丝制备出的轮胎胎圈，具有成本低、重量轻的优点。

技术研发人员：张义明,王军平,张旭,张化磊,张光杰
受保护的技术使用者：张义明
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12