一種耐拉伸輪胎用復合橡膠材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及橡膠技術領域，尤其涉及一種耐拉伸輪胎用復合橡膠材料。
【背景技術】
[0002]橡膠材料是一種在大變形下能迅速恢復形變的高分子材料，它是國民經濟的重要基礎產業之一，為人們日常生活中不可或缺的日用、醫用提供輕工橡膠產品；為采掘、交通、建筑、機械、電子等重工業和新興產業提供各種橡膠制生產設備或橡膠部件，應用十分廣泛。近年來，橡膠工業的迅速發展，對橡膠制品提出了更高的要求，橡膠材料必須向著功能化、精細化和多元化的方向發展。傳統的單一橡膠材料已不能完全滿足迅速發展的使用要求。橡膠屬于彈性體缺乏結晶能力，分子間作用力小，自由體積大，所以其強度、硬度、耐磨及疲勞等性能不高，所以要對橡膠經過補強，提高其性能。橡膠工業最傳統的補強劑一直是炭黑和白炭黑，雖然具有一定的補強作用，但是這兩種補強劑都具有很低的視密度，在向橡膠中添加時，極易產生飛揚，加工污染性重，同時加工時間長，混煉能耗大，且炭黑補強制品為單一的黑色，而且這兩種補強劑很難賦予制品更高的硬度、更好的耐透氣性等等。
[0003]石墨是一種層狀材料，具有優良的潤滑性能，在剝離狀態下擁有非常高的形狀系數，石墨是比強度最高的材料之一，而且擁有獨特的功能特性，如導電性和導熱性等，并且成本低，作為橡膠的增強材料能夠提高其摩擦學性能，但是由于石墨材料本身的惰性性質及其層片間具有的范德華力，直接的加入到橡膠中會大大降低其機械性能，降低使用壽命。
【發明內容】
[0004]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種耐拉伸輪胎用復合橡膠材料。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種耐拉伸輪胎用復合橡膠材料，由以下重量份的原料制備制成:過氧乙酸1-2、促進劑DPG0.6-1、硅酮粉4-5、抗壞血酸2-3、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3_4、十二烷基硫酸鈉0.7-1、液體丁腈橡膠42-55、甲基丙烯酸0.6-1、丁腈橡膠52-60、丁苯橡膠20-25、防老劑D2-3、羧丙基甲基纖維素醚0.8_1、月桂酸1-1.5、膨脹珍珠巖15-17、聚甲醛
5-6、膨脹聚苯乙烯顆粒8-12、礦渣粉18-20。
[0006]所述一種耐拉伸輪胎用復合橡膠材料，由下列具體步驟制備制成:
(1)將聚甲醛加熱至熔融，然后加入膨脹珍珠巖、膨脹聚苯乙烯顆粒和礦渣粉混合攪拌均勻，自然冷卻后粉碎備用；
(2)將聚丙烯腈加到二甲基亞砜溶液中，進行攪拌打漿，濃度控制在16-18%，再加入甲基丙烯酸混合攪拌均勻，將石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥，按照固液比1:5-7加入去離子水，再加入十二烷基硫酸鈉繼續超聲攪拌均勻，取其上清液加到聚丙烯腈溶液中，室溫下攪拌2-3h，經過濾、靜置脫泡、紡絲、碳化得到聚丙烯腈復合纖維；
(3)將步驟(3)制得復合纖維短切后和步驟(1)制備的產物、液體丁腈橡膠混合，再加Λ lwt%的氯化鈣水溶液進行絮凝，經洗滌并在鼓風干燥箱中于50-70° C下干燥24-30h，冷卻后備用；
(4)將丁腈橡膠和丁苯橡膠加到密煉機中，升溫至90-100° C，以100-200r/min的速度密煉3-5min，加入步驟(3)制備的產物、硅酮粉和月桂酸，升溫至120-140° C，以400_600r/min的速度密煉10-15min，再加入其余剩余物質以200_400r/min的速度密煉5_7min，薄通4_6次，得到橡膠材料。
[0007]本發明的優點是:本發明采用具有比強度高、導熱、導電和減磨性能好的石墨作為增強材料，因直接加到橡膠中會大大降低機械性能，降低使用壽命，本發明將石墨加到聚丙烯腈的紡絲液中，通過紡絲、氧化、炭化的方式得到石墨負載的聚丙烯腈碳纖維，通過液體丁腈橡膠吸附附著在其表面，防止了過度的聚集，然后共混共沉得到橡膠母粒，再和生膠混煉得到的橡膠材料具有優良的強度、抗疲勞性、導熱、減磨、耐腐蝕等特性，添加的經處理的膨脹珍珠巖、膨脹聚苯乙烯顆粒和礦渣粉大大提高了橡膠材料的絕熱、絕緣、彈性、高韌等特性，本發明制備的橡膠材料，具有良好的穩定性、絕熱性能，同時彈性較好且具有一定的強度，用作汽車輪胎具有很高的安全系數。
【具體實施方式】
[0008]—種耐拉伸輪胎用復合橡膠材料，由以下重量份(公斤)的原料制備制成:過氧乙酸1、促進劑DPG0.6、硅酮粉4、抗壞血酸2、聚丙烯腈24、石墨12、粉煤灰微珠3、十二烷基硫酸鈉0.7、液體丁腈橡膠42、甲基丙烯酸0.6、丁腈橡膠52、丁苯橡膠20、防老劑D2、羧丙基甲基纖維素醚0.8、月桂酸1、膨脹珍珠巖15、聚甲醛5、膨脹聚苯乙烯顆粒8、礦渣粉18。
[0009]所述一種耐拉伸輪胎用復合橡膠材料，由下列具體步驟制備制成:
(1)將聚甲醛加熱至熔融，然后加入膨脹珍珠巖、膨脹聚苯乙烯顆粒和礦渣粉混合攪拌均勻，自然冷卻后粉碎備用；
(2)將聚丙烯腈加到二甲基亞砜溶液中，進行攪拌打漿，濃度控制在16%，再加入甲基丙烯酸混合攪拌均勻，將石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥，按照固液比1:5加入去離子水，再加入十二烷基硫酸鈉繼續超聲攪拌均勻，取其上清液加到聚丙烯腈溶液中，室溫下攪拌2h，經過濾、靜置脫泡、紡絲、碳化得到聚丙烯腈復合纖維；
(3)將步驟(3)制得復合纖維短切后和步驟(1)制備的產物、液體丁腈橡膠混合，再加入lwt%的氯化鈣水溶液進行絮凝，經洗滌并在鼓風干燥箱中于50 ° C下干燥24h，冷卻后備用;
(4)將丁腈橡膠和丁苯橡膠加到密煉機中，升溫至90°C，以lOOr/min的速度密煉3min，加入步驟(3)制備的產物、娃酮粉和月桂酸，升溫至120° C，以400r/min的速度密煉lOmin，再加入其余剩余物質以200r/min的速度密煉5min，薄通4次，得到橡膠材料。
[0010]按照實施例制備的橡膠材料對其進行性能測試，結果如下:
硬度(A):52，拉伸強度(MPa):3.2，100%定伸應力(MPa):1.1，斷裂伸長率(％):469，扯斷永久變形(％):6，撕裂強度(KN/m):33.4，摩擦系數:0.8，體積磨損量(mm3):6.6。
【主權項】
1.一種耐拉伸輪胎用復合橡膠材料，其特征在于，由以下重量份的原料制備制成:過氧乙酸1_2、促進劑DPG0.6-1、娃酬粉4-5、抗壞血酸2-3、聚丙稀臆24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3-4、十二烷基硫酸鈉0.7-1、液體丁腈橡膠42-55、甲基丙烯酸0.6_1、丁腈橡膠52-60、丁苯橡膠20-25、防老劑D2-3、羧丙基甲基纖維素醚0.8_1、月桂酸1-1.5、膨脹珍珠巖15-17、聚甲醛5-6、膨脹聚苯乙烯顆粒8-12、礦渣粉18-20。2.根據權利要求1所述一種耐拉伸輪胎用復合橡膠材料，其特征在于，由下列具體步驟制備制成: (1)將聚甲醛加熱至熔融，然后加入膨脹珍珠巖、膨脹聚苯乙烯顆粒和礦渣粉混合攪拌均勻，自然冷卻后粉碎備用； (2)將聚丙烯腈加到二甲基亞砜溶液中，進行攪拌打漿，濃度控制在16-18%，再加入甲基丙烯酸混合攪拌均勻，將石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥，按照固液比1:5-7加入去離子水，再加入十二烷基硫酸鈉繼續超聲攪拌均勻，取其上清液加到聚丙烯腈溶液中，室溫下攪拌2-3h，經過濾、靜置脫泡、紡絲、碳化得到聚丙烯腈復合纖維； (3)將步驟(3)制得復合纖維短切后和步驟(1)制備的產物、液體丁腈橡膠混合，再加入lwt%的氯化鈣水溶液進行絮凝，經洗滌并在鼓風干燥箱中于50-70° C下干燥24-30h，冷卻后備用； (4)將丁腈橡膠和丁苯橡膠加到密煉機中，升溫至90-100°C，以100-200r/min的速度密煉3-5min，加入步驟(3)制備的產物、硅酮粉和月桂酸，升溫至120-140° C，以400_600r/min的速度密煉10-15min，再加入其余剩余物質以200_400r/min的速度密煉5_7min，薄通4_6次，得到橡膠材料。
【專利摘要】本發明公開了一種耐拉伸輪胎用復合橡膠材料，由以下重量份的原料制備制成：過氧乙酸1-2、促進劑DPG0.6-1、硅酮粉4-5、抗壞血酸2-3、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3-4、十二烷基硫酸鈉0.7-1、液體丁腈橡膠42-55、甲基丙烯酸0.6-1、丁腈橡膠52-60、丁苯橡膠20-25、防老劑D2-3、羧丙基甲基纖維素醚0.8-1、月桂酸1-1.5、膨脹珍珠巖15-17、聚甲醛5-6、膨脹聚苯乙烯顆粒8-12、礦渣粉18-20；本發明制備的橡膠材料，具有良好的穩定性、絕熱性能，同時彈性較好且具有一定的強度，用作汽車輪胎具有很高的安全系數。
【IPC分類】C08K13/06, C08L59/00, C08L1/28, C08K3/04, C08K7/26, C08L25/06, C08K7/06, C08L9/06, C08L9/02
【公開號】CN105400014
【申請號】CN201510889052
【發明人】張慶
【申請人】安徽創奇樂智能游樂設備有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月2日