本發(fā)明屬于輪胎制造技術領域，具體涉及一種碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠及其應用。
背景技術：
我國輪胎年產(chǎn)量居世界第一，但還不是輪胎強國，國外輪胎企業(yè)在高性能輪胎制造上實施技術和貿(mào)易壁壘，導致國產(chǎn)輪胎品質(zhì)只能達到中低端，企業(yè)利潤微薄。與此同時，我國每年有大量廢舊橡膠制品被當做廢品和垃圾處理，不僅造成大量的資源浪費，還造成的“黑色污染”成為日益嚴重的環(huán)境問題。而目前對廢舊輪胎的回收應用多集中在輪胎翻新、環(huán)保再生膠與膠粉生產(chǎn)等低檔次產(chǎn)品上。
碳納米管的硬度或模量與金剛石相當，楊氏模量約為1.8tpa；拉伸強度約為200gpa，是鋼的強度高100倍，重量卻只有后者的1/6到1/7。同時，碳納米管的彈性應變最高可達到12%左右，擁有像彈簧一樣良好的柔韌性。碳納米管的電導率可達到銅的1萬倍，導熱性也非常好。因此，碳納米管被稱為“超級纖維”。由于碳納米管具有與炭黑相似的表面結構和化學組成，是一種能夠用于橡膠復合材料的理想增強填料，賦予橡膠制品高強度、高耐磨、高導電、高導熱等性能，在航空航天、艦艇工業(yè)、交通運輸?shù)阮I域具有廣闊的應用前景。但是由于碳納米管具有極強的表面效應，非常容易發(fā)生團聚和纏結，并在橡膠中形成肉眼可見的疙瘩，進一步會造成橡膠制品力學性能的明顯降低。
隨著輪胎標簽法對輪胎滾動阻力及耐磨性要求的不斷提高，新的橡膠材料和補強材料不斷應用到輪胎材料中，如稀土順丁、溶聚丁苯等橡膠品種和碳納米管、石墨烯等新型補強材料。目前，國內(nèi)外不斷有“碳納米管輪胎”、“石墨烯輪胎”等新概念輪胎出現(xiàn)。這些新材料的應用確實提高了輪胎的性能，但由于價格昂貴原因，基本上仍處于實驗室宣傳階段，目前尚無工業(yè)化、商品化輪胎流通上市。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種耐磨性和導熱系數(shù)高、滾動阻力和耐久生熱低的碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠。
本發(fā)明還提供了該碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠的應用。
本發(fā)明的目的是通過如下技術方案實現(xiàn)的：
碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠，是由以下重量份的原料制得的：環(huán)保再生膠100份、碳納米管母膠50-60份、裂解炭黑40-60份、天然橡膠80-100份、氧化鋅15-25份、二丁基二氯化錫8-12份、偶聯(lián)劑5-9份、硫化劑8-12份；
所述碳納米管母膠是由碳納米管、天然橡膠和促進劑按照1：1-1.5：0.4-0.6的重量比混煉制得的。
優(yōu)選的，碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠，是由以下重量份的原料制得的：環(huán)保再生膠100份、碳納米管母膠55份、裂解炭黑50份、天然橡膠90份、氧化鋅20份、二丁基二氯化錫10份、偶聯(lián)劑7份、硫化劑10份。
優(yōu)選的，碳納米管母膠是由碳納米管、天然橡膠和促進劑按照1：1.3：0.5的重量比混煉制得的。
所述的，促進劑是由磺化聚丙烯酰胺、羥丙基二淀粉磷酸酯、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和2-乙基-4-甲基咪唑按照1：1-1.5：2-3：0.5-0.9的重量比制得的。
所述的，碳納米管為單壁碳納米管、多壁碳納米管或改性碳納米管粉。
所述的，磺化聚丙烯酰胺分子量在200萬-300萬之間，磺化度在20%-28%之間。
所述的，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁鋯偶聯(lián)劑。
所述的，硫化劑為硫磺。
該碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠在高性能輪胎胎面中的應用。
本發(fā)明還提供了一種輪胎，它包含上述碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠。
碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠各原料混合后依次經(jīng)過開煉機和精煉機精煉，自動卷片稱重切片，冷卻儲存；
所述的，開煉機輥筒的輥距離為0.4mm，輥溫為55℃；所述精煉機的輥距離為0.3mm，輥溫在45℃。
本發(fā)明的有益效果：
1.本發(fā)明的碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠中促進劑可促進碳納米管的分散，防止團聚和纏結。
2.本發(fā)明在發(fā)揮碳納米管優(yōu)異性能優(yōu)勢的同時有效降低輪胎的生產(chǎn)成本，具有耐磨性和導熱系數(shù)高、滾動阻力和耐久生熱低、生產(chǎn)成本低的優(yōu)異性能。
3.輪胎耐磨性的提高可以減少胎面磨損產(chǎn)生的橡膠粉屑，減少對大氣的污染；輪胎滾動阻力的降低也能減少汽油的消耗速度和二氧化碳排放量，具有極高的社會效益。
4.本發(fā)明的碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠無異味及有害物質(zhì)，對人體無害，顯著提高胎面膠的各項性能，可用于生產(chǎn)高性能輪胎，安全環(huán)保，具有廣闊的市場前景。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
本發(fā)明的環(huán)保再生膠購自山東某科技有限公司，拉伸強度為10-12mpa，斷裂伸長率為380-450%。
本發(fā)明的裂解炭黑購自山東某化工有限公司，為n990和n991。
實施例1
碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠，是由以下重量份的原料制得的：環(huán)保再生膠100份、碳納米管母膠60份、裂解炭黑40份、天然橡膠100份、氧化鋅15份、二丁基二氯化錫8份、偶聯(lián)劑5份、硫化劑12份；
所述碳納米管母膠是由碳納米管、天然橡膠和促進劑按照1：1：0.6的重量比混煉制得的。
所述的，促進劑是由磺化聚丙烯酰胺、羥丙基二淀粉磷酸酯、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和2-乙基-4-甲基咪唑按照1：1.5：2：0.9的重量比制得的。
所述的，碳納米管為單壁碳納米管。
所述的，磺化聚丙烯酰胺分子量在200萬-300萬之間，磺化度在20%-28%之間。
所述的，偶聯(lián)劑為鋁鋯偶聯(lián)劑。
所述的，硫化劑為硫磺。
該碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠在高性能輪胎胎面中的應用。
本發(fā)明還提供了一種輪胎，它包含上述碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠。
碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠各原料混合后依次經(jīng)過開煉機和精煉機精煉，自動卷片稱重切片，冷卻儲存；
所述的，開煉機輥筒的輥距離為0.4mm，輥溫為55℃；所述精煉機的輥距離為0.3mm，輥溫在45℃。
實施例2
碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠，是由以下重量份的原料制得的：環(huán)保再生膠100份、碳納米管母膠55份、裂解炭黑50份、天然橡膠90份、氧化鋅20份、二丁基二氯化錫10份、偶聯(lián)劑7份、硫化劑10份。
所述的，碳納米管母膠是由碳納米管、天然橡膠和促進劑按照1：1.3：0.5的重量比混煉制得的。
所述的，促進劑是由磺化聚丙烯酰胺、羥丙基二淀粉磷酸酯、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和2-乙基-4-甲基咪唑按照1：1.2：2.5：0.7的重量比制得的。
所述的，碳納米管為多壁碳納米管。
所述的，偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑。
其余同實施例1。
實施例3
碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠，是由以下重量份的原料制得的：環(huán)保再生膠100份、碳納米管母膠50份、裂解炭黑60份、天然橡膠80份、氧化鋅25份、二丁基二氯化錫12份、偶聯(lián)劑9份、硫化劑8份；
所述碳納米管母膠是由碳納米管、天然橡膠和促進劑按照1：1.5：0.4的重量比混煉制得的。
所述的，促進劑是由磺化聚丙烯酰胺、羥丙基二淀粉磷酸酯、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和2-乙基-4-甲基咪唑按照1：1：3：0.5的重量比制得的。
所述的，碳納米管為改性碳納米管粉。
所述的，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
其余同實施例1。
對比例
輪胎用胎面膠，是由以下重量份的原料制得的：環(huán)保再生膠100份、碳納米管母膠55份、裂解炭黑50份、天然橡膠90份、氧化鋅20份、二丁基二氯化錫10份、偶聯(lián)劑7份、硫化劑10份。
所述的，偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑。
其余同實施例1。
性能測試
將實施例1-3制備的碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠和對比例制備的輪胎用胎面膠生產(chǎn)的輪胎進行路試，結果表明，實施例1-3制備的輪胎較對比例制備的輪胎的耐磨性提高8-12%，滾動阻力降低4-6%，疲勞生熱降低10-15℃，導熱系數(shù)提高25%。
碳納米管復合高性能輪胎用胎面膠，將使一條輪胎（以11r22.5為例）的生產(chǎn)成本降低3%左右，以一條輪胎生產(chǎn)成本約700-800元計，年產(chǎn)300萬套該輪胎的公司將節(jié)約生產(chǎn)成本6300-7200萬元。
本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。