本發(fā)明涉及輪胎
技術(shù)領(lǐng)域：
。更具體地說，本發(fā)明涉及一種劍麻增強(qiáng)橡膠輪胎及其制備方法。
背景技術(shù)：
：輪胎是汽車的重要部件之一，直接與路面接觸，和汽車懸架共同緩和汽車行駛時所受到的沖擊，保證汽車有良好的行駛平穩(wěn)性。汽車輪胎應(yīng)具備氣密性、彈性、耐高溫、抗老化等特點。丁基橡膠一般被應(yīng)用在制作汽車輪胎上，但其存在硫化速度慢、與其他橡膠相容性差、不耐磨、承載力小等問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。本發(fā)明還有一個目的是提供一種劍麻增強(qiáng)橡膠輪胎及其制備方法，其具有優(yōu)秀的硬度、斷裂延伸率、耐磨性和拉伸強(qiáng)度。為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種劍麻增強(qiáng)橡膠輪胎，包括以下重量份數(shù)的原料：改性橡膠復(fù)配物140份、改性劍麻纖維5份、硫磺5份、芳烴油25份、乙酸乙烯酯1份、水合硅酸鎂5份、云母氧化鐵灰3份、醋酸纖維素5份、空心玻璃微珠2份、炭黑15份、硼砂10份、偏苯三酸三辛酯6份、填料20份；改性橡膠復(fù)配物的制備方法為：將質(zhì)量比為3:2:2的丁苯橡膠、順丁橡膠、溴化丁基橡膠切成片狀，在離子液體中浸泡10h，用丙酮清洗表面，烘干，應(yīng)用等離子體浸沒離子注入裝置對丁苯橡膠、順丁橡膠、溴化丁基橡膠進(jìn)行碳離子注入，電壓25kv，脈沖寬度20μs，脈沖重復(fù)頻率150hz，放電電流1.3a，工作氣體壓力3×10-2pa，注入時間1h，即得；改性劍麻纖維的制備方法為：將劍麻纖維置于0.1mol/l氫氧化濃溶液，控制溫度為70℃、頻率為60hz，超聲輻射10min，在離子液體中浸泡10h，用丙酮清洗表面，烘干，即得；填料的制備方法為：將質(zhì)量比5:10:1:1:1的鉀長石、螢石、黑曜石、綠簾石、透輝石洗滌、粉碎、烘干、混合，于1000℃下煅燒1h，冷卻至室溫，得到第一混合物，將質(zhì)量比為5:1:2:1的高嶺土、活性炭、松針土、脫水污泥混合、過篩，紫外線輻射10h，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的鹽酸溶液中浸泡10h，清洗ph至7，干燥，得到第二混合物，將質(zhì)量比為1:2的第一混合物、第二混合物混合，加入適量水與三甲基十六烷基溴化銨，在100r/min下分散，加入熔融的尼龍66，在300℃混煉30min，烘干粉碎成納米粉末，即得。優(yōu)選的是，所述的劍麻增強(qiáng)橡膠輪胎，劍麻纖維為直徑不大于200nm、長度不大于2μm的短纖維。優(yōu)選的是，所述的劍麻增強(qiáng)橡膠輪胎，高嶺土、活性炭、松針土的平均粒徑不大于200nm。優(yōu)選的是，所述的劍麻增強(qiáng)橡膠輪胎，離子源為純度98％以上的石墨。優(yōu)選的是，所述的劍麻增強(qiáng)橡膠輪胎，離子液體為[bmim]+[pf6]-。優(yōu)選的是，所述的劍麻增強(qiáng)橡膠輪胎的制備方法，將上述重量份數(shù)的改性橡膠復(fù)配物于30℃下預(yù)混煉20min，加入上述重量份數(shù)的改性劍麻纖維，繼續(xù)混煉10min，再加入上述重量份數(shù)的其余原料，繼續(xù)混煉10min，成型，于平板硫化機(jī)中進(jìn)行硫化，控制溫度100℃、壓力5mpa，保持30min，即得。本發(fā)明至少包括以下有益效果：本發(fā)明通過在橡膠中添加劍麻，提高輔料的分散性，以及輪胎的拉伸強(qiáng)度、硬度，無毒無污染；通過對橡膠改性，提高輪胎的滾動阻力；通過對劍麻改性，提高分子取向，以及彈性和斷裂伸長率；通過添加填料，增加內(nèi)胎的氣密性，提高補(bǔ)強(qiáng)性能，增加與橡膠親和力，具有綠色、環(huán)保的作用。本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。需要說明的是，下述實施方案中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法，所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。<實施例1>一種劍麻增強(qiáng)橡膠輪胎，包括以下重量份數(shù)的原料：改性橡膠復(fù)配物140份、改性劍麻纖維5份、硫磺5份、芳烴油25份、乙酸乙烯酯1份、水合硅酸鎂5份、云母氧化鐵灰3份、醋酸纖維素5份、空心玻璃微珠2份、炭黑15份、硼砂10份、偏苯三酸三辛酯6份、填料20份；改性橡膠復(fù)配物的制備方法為：將質(zhì)量比為3:2:2的丁苯橡膠、順丁橡膠、溴化丁基橡膠切成片狀，在離子液體[bmim]+[pf6]-中浸泡10h，用丙酮清洗表面，烘干，應(yīng)用等離子體浸沒離子注入裝置對丁苯橡膠、順丁橡膠、溴化丁基橡膠進(jìn)行碳離子注入，離子源為純度98％以上的石墨，電壓25kv，脈沖寬度20μs，脈沖重復(fù)頻率150hz，放電電流1.3a，工作氣體壓力3×10-2pa，注入時間1h，即得；改性劍麻纖維的制備方法為：將劍麻纖維置于0.1mol/l氫氧化濃溶液，控制溫度為70℃、頻率為60hz，超聲輻射10min，在離子液體[bmim]+[pf6]-中浸泡10h，用丙酮清洗表面，烘干，即得，其中，劍麻纖維為直徑不大于200nm、長度不大于2μm的短纖維；填料的制備方法為：將質(zhì)量比5:10:1:1:1的鉀長石、螢石、黑曜石、綠簾石、透輝石洗滌、粉碎、烘干、混合，于1000℃下煅燒1h，冷卻至室溫，得到第一混合物，將質(zhì)量比為5:1:2:1的高嶺土、活性炭、松針土、脫水污泥混合、過篩，紫外線輻射10h，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的鹽酸溶液中浸泡10h，清洗ph至7，干燥，得到第二混合物，將質(zhì)量比為1:2的第一混合物、第二混合物混合，加入適量水與三甲基十六烷基溴化銨，在100r/min下分散，加入熔融的尼龍66，在300℃混煉30min，烘干粉碎成納米粉末，即得；其中，高嶺土、活性炭、松針土的平均粒徑不大于200nm。一種劍麻增強(qiáng)橡膠輪胎的制備方法，將上述重量份數(shù)的改性橡膠復(fù)配物于30℃下預(yù)混煉20min，加入上述重量份數(shù)的改性劍麻纖維，繼續(xù)混煉10min，再加入上述重量份數(shù)的其余原料，繼續(xù)混煉10min，成型，于平板硫化機(jī)中進(jìn)行硫化，控制溫度100℃、壓力5mpa，保持30min，即得。<對比例1>一種劍麻增強(qiáng)橡膠輪胎，配方及制備方法同實施例1，不同的是，改性橡膠復(fù)配物140份替換為質(zhì)量比為3:2:2的丁苯橡膠、順丁橡膠、溴化丁基橡膠的混合物，不經(jīng)過改性處理。<對比例2>一種劍麻增強(qiáng)橡膠輪胎，配方及制備方法同實施例1，不同的是，改性劍麻纖維5份替換為劍麻纖維5份，不經(jīng)過改性處理。<對比例3>一種劍麻增強(qiáng)橡膠輪胎，配方及制備方法同實施例1，不同的是，不添加填料。<對比例4>一種劍麻增強(qiáng)橡膠輪胎，配方及制備方法同實施例1，不同的是，不添加改性劍麻纖維。<橡膠改性研究試驗>對實施例1與對比例1制備的輪胎進(jìn)行滾動阻力測試，通過使用滾動阻力測試儀，在內(nèi)部壓力為230kpa、載荷為49n、速度為80km/h測試條件下，轉(zhuǎn)動測試輪胎進(jìn)行滾動阻力測試，將各試驗組的滾動阻力以指數(shù)的形式表示，滾動阻力指數(shù)越大，滾動阻力越低，表示性能越出色。滾假設(shè)對比例1的滾動阻力指數(shù)為100，滾動阻力指數(shù)＝對比例1的滾動阻力/實施例1的滾動阻力×100，結(jié)果如表1所示。表1滾動阻力實施例1165對比例1100表1的結(jié)果說明，改性處理后的橡膠制備的輪胎，滾動阻力性能得到提高，性能更優(yōu)。<劍麻纖維改性研究試驗>對改性劍麻纖維與天然劍麻纖維進(jìn)行拉伸性能、壓縮彈性的測試，結(jié)果如表2所示。表2斷裂伸長率/％彈性模量/kg/mm2壓縮回彈率/％回復(fù)功百分率/％改性劍麻纖維4.8516.2910.7711.36天然劍麻纖維3.0255.989.587.38表2的結(jié)果說明，改性處理后的劍麻纖維的彈性模量下降，斷裂伸長率增加，壓縮回彈力、回復(fù)功百分率增加，說明化學(xué)成分、微細(xì)結(jié)構(gòu)均有所改善。<填料粘合強(qiáng)力研究試驗>對實施例1與對比例4制備的輪胎胎身與膠座氣門嘴底座進(jìn)行粘合強(qiáng)力測試，結(jié)果如表3所示。表3粘合強(qiáng)力/n實施例1400對比例4150表3的結(jié)果說明，添加有填料的橡膠制備的胎身與膠座氣門嘴底座的粘合強(qiáng)力提高，增加內(nèi)胎的氣密性，提高補(bǔ)強(qiáng)性能。<輪胎性能研究試驗>對實施例1、對比例1～4進(jìn)行耐磨性、硬度、拉伸強(qiáng)度、斷裂延伸率測試，結(jié)果如表4所示。①耐摩耗性：astmd5963-2010，測試環(huán)境溫度為23±2℃；采用din53516磨耗試驗機(jī)；耐摩耗指數(shù)＝對比例耐摩耗強(qiáng)度/實施例1耐摩耗強(qiáng)度×100②硬度：邵氏a硬度：astmd2240-2010，采用德國zwick公司的z3130硬度計；硬度指數(shù)＝對比例硬度/實施例1硬度×100③拉伸強(qiáng)度：astmd412-2006，測試速度為500mm/min，測試環(huán)境溫度是23±2℃；采用德國zwickz010拉力試驗機(jī)；拉伸強(qiáng)度指數(shù)＝對比例拉伸強(qiáng)度/實施例1拉伸強(qiáng)度×100表4耐磨性硬度拉伸強(qiáng)度實施例1100100100對比例1878582對比例2908977對比例3888885對比例4858271由表4可以看出，對比例1由于沒有對橡膠改性，其硬度、拉伸強(qiáng)度均明顯降低，說明橡膠改性可以有效增強(qiáng)輪胎的硬度、拉伸強(qiáng)度，對比例2由于沒有對劍麻纖維改性、對比例4由于沒有添加劍麻纖維，輪胎的拉伸強(qiáng)度明顯降低，說明劍麻纖維能夠增強(qiáng)拉伸強(qiáng)度，改性的劍麻纖維能夠顯著增強(qiáng)拉伸強(qiáng)度，對比例3由于沒有添加填料，耐磨性、硬度、拉伸強(qiáng)度均有一定程度降低，說明本申請的填料可以有效增強(qiáng)傳送帶的機(jī)械性能。這里說明的設(shè)備數(shù)量和處理規(guī)模是用來簡化本發(fā)明的說明的。對本發(fā)明的應(yīng)用、修改和變化對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的實施例。當(dāng)前第1頁12