專(zhuān)利名稱(chēng)：一種提高輪胎整體性能的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高輪胎整體性能的工藝方法。屬于橡膠制品材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今相關(guān)、類(lèi)似材料的缺點(diǎn)如下現(xiàn)今相關(guān)橡膠輪胎產(chǎn)品，主要采用鋼絲簾線(xiàn)、聚酯簾線(xiàn)、錦綸簾線(xiàn)作為輪胎的骨架 結(jié)構(gòu)材料。鋼絲簾線(xiàn)制成的輪胎存在的主要問(wèn)題是重量大，生產(chǎn)制備工藝復(fù)雜，胎壁厚度較 大，導(dǎo)致輪胎的滾動(dòng)阻力增大。聚酯、錦綸簾線(xiàn)制成的輪胎存在的主要問(wèn)題是重量大，簾線(xiàn)層數(shù)多，生熱大，強(qiáng)度 相對(duì)低。導(dǎo)致輪胎速度級(jí)別較低，滾動(dòng)阻力較大。又因?yàn)殄\綸簾線(xiàn)各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)相對(duì) 較低，容易在外力突然作用下，導(dǎo)致輪胎的爆裂，而造成事故。輪胎胎面膠料、胎肩膠料一般采用化學(xué)制劑配方的調(diào)整，來(lái)提高輪胎的耐磨性；降 低輪胎的壓縮生熱；以及維系輪胎胎面花紋的整體工作性能，但由于橡膠的基本特性所致， 在上述問(wèn)題的解決過(guò)程中，很難有大的突破。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是采取以下的措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的采用物理方法和化學(xué)方法進(jìn)行芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維表面、輪胎膠料的鈍化和 粘結(jié)性處理，提高芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維表面與橡膠的粘結(jié)性能；在輪胎帶束層、切邊 帶束層、折疊邊帶束層、胎體層、冠帶層、胎圈包布、胎圈芯采用芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維全 部、部分或單項(xiàng)替代鋼絲、錦綸簾布，完成輪胎制作。芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維表面、輪胎膠料的鈍化和粘結(jié)性處理內(nèi)容包括如下方 法1、通過(guò)包括粘結(jié)、刻蝕、浸漬的方法，使得芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維光滑的表面達(dá) 到鈍化處理的效果；然后調(diào)整輪胎膠料化學(xué)配方，使其能夠通過(guò)第三種粘結(jié)介質(zhì)將鈍化處 理過(guò)的芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維調(diào)整配方后的輪胎膠料達(dá)到理想的復(fù)合粘結(jié)強(qiáng)度。2、采用特種粘接劑直接對(duì)表面處理過(guò)的芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維與輪胎膠料進(jìn) 行粘合。3、將表面鈍化處理過(guò)的芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維，和調(diào)整膠料化學(xué)配方后的輪胎 膠料，直接進(jìn)行復(fù)合，達(dá)到芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維與輪胎膠料復(fù)合后的抗剝離強(qiáng)度要求。在帶束層膠料、胎面膠料、胎肩膠料中分別加入0. 0001-5% (重量比)的芳綸漿 粕，把輪胎帶束層膠料和胎面膠料、胎肩膠料與芳綸漿粕混合，或者只在胎面膠料、胎肩膠 料或帶束層膠料中與芳綸漿粕混合，在塑煉或者混煉過(guò)程中完全均勻復(fù)合，然后制成輪胎?；蛘卟捎胠_2cm的短切芳綸纖維或短切芳綸復(fù)合纖維，纖維表面必須經(jīng)過(guò)物理或 化學(xué)方法鈍化處理，然后與芳綸漿粕一同與輪胎帶束層膠料、胎面膠料、胎肩膠料進(jìn)行塑煉或者混煉，完全均勻復(fù)合。芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維、芳綸漿粕總重量比不超過(guò)總膠料重量 的 0. 0001-5% ο發(fā)明的效果1、本發(fā)明在輪胎帶束層、切邊帶束層、折疊邊帶束層、胎體層、冠帶層、胎圈包布、 胎圈芯采用芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維全部或者部分替代鋼絲或者聚酯和錦綸簾布，可減小 和增強(qiáng)材料體積，減輕輪胎重量，滾動(dòng)阻力降低，增強(qiáng)輪胎散熱，增加速度級(jí)別，減少生產(chǎn)工 藝的繁雜制備，廢舊胎容易處理，間接減少汽車(chē)尾氣排放，利于環(huán)保。2、本發(fā)明使芳綸漿粕與帶束層膠料、胎面膠料、胎肩膠料復(fù)合制成輪胎后，具有優(yōu) 異的尺寸穩(wěn)定性，強(qiáng)度高、滯后損失小，生熱低。耐熱性好，耐磨損、抗撕裂，耐腐蝕，還可以 減薄輪胎壁厚，減輕輪胎重量。
四、實(shí)施例下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施詳細(xì)描述芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維、芳綸漿粕屬于新型的人工合成纖維，具有高強(qiáng)度、高抗 剪、高模量、耐高溫、耐腐蝕、密度較低、延展率較低的優(yōu)良特性。芳綸拉伸強(qiáng)度是鋼絲的 6-10倍，而重量確是鋼絲的1/6 ；所以在輪胎帶束層、切邊帶束層、折疊邊帶束層、胎體層、 冠帶層、胎圈包布、胎圈芯都采用芳綸纖維全部、部分或單項(xiàng)替代鋼絲、聚酯或者錦綸簾布。芳綸纖維表面比較光滑，直接與輪胎橡膠進(jìn)行復(fù)合會(huì)導(dǎo)致二者粘結(jié)性能差，抗剝 離強(qiáng)度較低，采用物理方法和化學(xué)方法進(jìn)行芳綸纖維表面、輪胎膠料的鈍化和粘結(jié)性處理， 提高芳綸纖維表面與橡膠的粘結(jié)性能。采用芳綸復(fù)合纖維能夠提高纖維和輪胎膠料的粘結(jié) 性能，仍可采用以下處理方法進(jìn)行表面處理，或者利用芳綸復(fù)合纖維中其他纖維的表面粘 接特性，來(lái)按照傳統(tǒng)方法直接進(jìn)行纖維與輪胎膠料的復(fù)合。芳綸纖維表面、輪胎膠料的鈍化和粘結(jié)性處理內(nèi)容包括如下方法1、通過(guò)包括粘結(jié)、刻蝕、浸漬的方法，使得芳綸纖維光滑的表面達(dá)到鈍化處理的效 果；然后調(diào)整輪胎膠料化學(xué)配方，使其能夠通過(guò)第三種粘結(jié)介質(zhì)將鈍化處理過(guò)的芳綸纖維、 調(diào)整配方后的輪胎膠料達(dá)到理想的復(fù)合粘結(jié)強(qiáng)度。2、采用特種粘接劑直接對(duì)表面處理過(guò)的芳綸纖維與輪胎膠料進(jìn)行粘合。3、將表面鈍化處理過(guò)的芳綸纖維，和調(diào)整膠料化學(xué)配方后的輪胎膠料，直接進(jìn)行 復(fù)合，達(dá)到芳綸與輪胎膠料復(fù)合后的抗剝離強(qiáng)度要求。利用芳綸漿粕相對(duì)復(fù)合粘結(jié)性能較高的特性，在帶束層膠料、胎面膠料、胎肩膠料 中分別加入0.0001-5% (重量比)的芳綸漿粕，使得芳綸漿粕與輪胎帶束層膠料、胎面膠 料、胎肩膠料在塑煉或者混煉過(guò)程中完全均勻復(fù)合，然后制成輪胎。另一種方法是預(yù)先把芳 綸漿粕與其他橡膠軟化劑、表面活性劑、偶聯(lián)劑等改性添加的化工原料；完全、部分或單項(xiàng) 預(yù)先混合，然后與輪胎橡膠、膠料進(jìn)行塑煉或者混煉復(fù)合。利用芳綸漿粕纖維材料較好的 抗剪切性能、耐磨性能，通過(guò)與胎面膠、帶束層膠料的復(fù)合，提高輪胎耐磨性能，減少滾動(dòng)阻 力?；蛘卟捎胠-2cm長(zhǎng)的芳綸短切纖維或者芳綸短切復(fù)合纖維，纖維表面需經(jīng)過(guò)物理 或化學(xué)方法鈍化，然后與芳綸漿粕、輪胎膠料或者改性輪胎膠料進(jìn)行塑煉或者混煉，完全均
勾見(jiàn)合。
芳綸纖維或者芳綸復(fù)合纖維、芳綸漿粕總重量比不超過(guò)總膠料重量的 0. 0001-5%。塑煉或者混煉后的膠料，可以提高生膠的強(qiáng)度，保證部件的尺寸穩(wěn)定性，提高 硫化膠的物理性能。塑煉或者混煉膠料后制成的輪胎，增加了輪胎的耐磨性，減薄輪胎壁 厚，減輕輪胎重量20-40%，降低輪胎生熱。芳綸漿粕添加后，可適當(dāng)減少各種功能性碳黑和其他增強(qiáng)、補(bǔ)強(qiáng)材料的添加。軟化劑、填料的過(guò)量添加，會(huì)損失橡膠的拉伸強(qiáng)度和影響橡膠的部分性能，而芳綸 纖維或芳綸復(fù)合纖維的添加，給其他非補(bǔ)強(qiáng)材料的添加留存了更大的空間，從而可以對(duì)輪 胎橡膠的彈性和原料膠，根據(jù)性能要求進(jìn)行調(diào)整，使得橡膠的使用，橡膠配方的調(diào)整有了更 為廣闊的空間。芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維的加入，使得范德華力增大，相當(dāng)于分子間形成了鏈?zhǔn)?物理交聯(lián)點(diǎn)，比表面積越大，結(jié)構(gòu)性越高，補(bǔ)強(qiáng)效果越好，而且，芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維有 效地補(bǔ)強(qiáng)輪胎花紋結(jié)構(gòu)形狀導(dǎo)致的易撕裂部位強(qiáng)度的增大，控制橡膠出于裂紋或裂口受力 時(shí)迅速擴(kuò)大而導(dǎo)致胎面破壞，從而使得整體輪胎帶束層、胎面膠料、胎肩膠料、胎面花紋膠 料的抗拉強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度進(jìn)一步得到提高，可以減少輪胎表面花紋掉塊、花紋溝烈、劈縫現(xiàn) 象的產(chǎn)生，提高耐刺穿性能。胎面膠隨著使用磨損，由于芳綸纖維耐磨性能優(yōu)于橡膠，輪胎與陸地接觸表面會(huì) 形成戎狀芳綸纖維表層，又由于芳綸纖維自身耐磨性能較優(yōu)越，所以，會(huì)大大提高輪胎的耐 磨性能。帶束層膠料添加芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維后，可以增強(qiáng)輪胎帶束層的拉伸強(qiáng)度和 耐刺穿性能，減少滾動(dòng)阻力和抗蠕變性，還有在全鋼子午胎帶束層采用帶有芳綸漿粕復(fù)合 的膠料，可以有效的填充鋼絲帶束層鋼絲之間的間隙，并且部分抵御了鋼絲帶束層沿輪胎 圓周兩側(cè)邊緣斷面線(xiàn)狀集中應(yīng)力，從而可以適當(dāng)減少帶束層，甚至輪胎胎體鋼絲斷面的直 徑。在全鋼子午胎采用芳綸簾布只替代鋼絲簾布作為帶束層時(shí)，可以適當(dāng)增寬帶束層寬度， 減薄輪胎厚度，在上述方案中，會(huì)減輕輪胎重量，減少部分原材料的成本，大幅度提高輪胎 抗沖擊的各種使用性能，而不會(huì)降低輪胎的使用壽命。在全鋼子午胎采用芳綸簾布替代鋼絲簾布作為胎圈包布、胎圈芯時(shí)，輪胎子口橫 截?cái)嗝媾c全鋼子午胎子口橫截?cái)嗝嫦啾瓤s小3/4以上，由于芳綸簾布比表面積增加，范德 華力增大，不會(huì)出現(xiàn)子口抽絲爆現(xiàn)象，也不易產(chǎn)生輪胎子口爆破現(xiàn)象。減輕了重量，增強(qiáng)了 輪胎的散熱能力，提高了強(qiáng)度等級(jí)和輪胎的速度等級(jí)。本發(fā)明解決1、帶束層、切邊帶束層、折疊邊帶束層、胎體層、冠帶層、胎圈包布、胎圈芯單項(xiàng)、部 分或全部采用芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維替代后，可以減少尤其是鋼絲簾線(xiàn)輪胎的工藝制 備。2、芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維復(fù)合制成輪胎的高速性能超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3個(gè)速度級(jí) 別以上，耐久性、脫圈阻力和強(qiáng)度性能都能達(dá)到且高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。且耐腐蝕性能好，加 大了輪胎翻新率。3、帶束層膠料、胎面膠料、胎肩膠料中添加芳綸纖維，輪胎尺寸穩(wěn)定性好，均勻性 好，高速性能好，牽引和制動(dòng)性能最佳，耐磨性和耐刺扎性能好，減少現(xiàn)有輪胎質(zhì)量通病。4、價(jià)格較高是阻礙芳綸纖維材料在輪胎中應(yīng)用的主要矛盾，由于采用芳綸纖維材
5料可減少輪胎其他材料的使用量，大幅度的減少輪胎制造質(zhì)量問(wèn)題，增強(qiáng)了輪胎的使用性 能，所以使用芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維材料的經(jīng)濟(jì)成本可以通過(guò)采用部分輪胎骨架材料使 用芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維材料替代的辦法；還有使用芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維本身市的 輪胎自身的材料使用重量得以降低，本身也減少了部分成本，芳綸作為輪胎骨架材料，廢次 品率降低，后續(xù)質(zhì)量胎發(fā)生概率降低，也在輪胎成本中占有相當(dāng)高的比重，芳綸輪胎骨架的 應(yīng)用，會(huì)提升產(chǎn)品質(zhì)量，相應(yīng)的也會(huì)降低產(chǎn)品成本，所以增加部分的材料成本，會(huì)逐步得到 市場(chǎng)的認(rèn)同。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以減輕輪胎重量5_30%，降低輪胎生熱，減少輪胎質(zhì)量病象，延長(zhǎng)輪胎使用壽 命，提高輪胎使用性能，間接減少車(chē)輛燃油消耗5%-15%。利于環(huán)保節(jié)能減排。帶束層膠 料、胎面膠料、胎肩膠料中添加芳綸纖維簡(jiǎn)便易行，卻可以大幅度的提高輪胎性能和使用壽 命，減少傳統(tǒng)輪胎質(zhì)量通病，降低廢次輪胎概率，節(jié)能減排，利于環(huán)保。
權(quán)利要求
1.一種提高輪胎整體性能的工藝方法，其特征在于采用物理方法和化學(xué)方法進(jìn)行芳 綸纖維或芳綸復(fù)合纖維表面、輪胎膠料的鈍化和粘結(jié)性處理，提高芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖 維表面與橡膠的粘結(jié)性能；在輪胎帶束層、切邊帶束層、折疊邊帶束層、胎體層、冠帶層、胎 圈包布、胎圈芯采用芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維全部、部分或單項(xiàng)替代鋼絲、錦綸簾布，完成 輪胎制作。
2.一種提高輪胎整體性能的工藝方法，其特征在于在帶束層膠料、胎面膠料、胎肩膠 料中分別加入0. 0001-5% (重量比)的芳綸漿粕，把輪胎帶束層膠料和胎面膠料、胎肩膠料 與芳綸漿粕混合，或者只在胎面膠料、胎肩膠料或帶束層膠料中與芳綸漿粕混合，在塑煉或 者混煉過(guò)程中完全均勻復(fù)合，然后制成輪胎。
3.一種提高輪胎整體性能的工藝方法，其特征在于或者采用l_2cm的短切芳綸纖維 或短切芳綸復(fù)合纖維，纖維表面必須經(jīng)過(guò)物理或化學(xué)方法鈍化處理，然后與芳綸漿粕一同 與輪胎帶束層膠料、胎面膠料、胎肩膠料進(jìn)行塑煉或者混煉，完全均勻復(fù)合；芳綸纖維或芳 綸復(fù)合纖維、芳綸漿粕總重量比不超過(guò)總膠料重量的0. 0001-5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的一種提高輪胎整體性能的工藝方法，其特征在于通過(guò)包括 粘結(jié)、刻蝕、浸漬的方法，使得芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維光滑的表面達(dá)到鈍化處理的效果； 然后調(diào)整輪胎膠料化學(xué)配方，使其能夠通過(guò)第三種粘結(jié)介質(zhì)將鈍化處理過(guò)的芳綸纖維或芳 綸復(fù)合纖維調(diào)整配方后的輪胎膠料達(dá)到理想的復(fù)合粘結(jié)強(qiáng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的一種提高輪胎整體性能的工藝方法，其特征在于采用特種 粘接劑直接對(duì)表面處理過(guò)的芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維與輪胎膠料進(jìn)行粘合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的一種提高輪胎整體性能的工藝方法，其特征在于將表面鈍 化處理過(guò)的芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維，和調(diào)整膠料化學(xué)配方后的輪胎膠料，直接進(jìn)行復(fù)合， 達(dá)到芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維與輪胎膠料復(fù)合后的抗剝離強(qiáng)度要求。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高輪胎整體性能的工藝方法。特點(diǎn)是將芳綸纖維或芳綸復(fù)合纖維表面鈍化處理，替代鋼絲、聚酯或者錦綸簾布，完成輪胎制作。在帶束層膠料、胎面膠料、胎肩膠料中加入芳綸漿粕，在塑煉或者混煉過(guò)程中完全均勻復(fù)合，然后制成輪胎。該工藝方法可以減輕輪胎重量，降低輪胎生熱，提高耐久性能，提高輪胎使用性能，利于環(huán)保節(jié)能減排。
文檔編號(hào)B60C1/00GK102114754SQ20101000147
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月5日
發(fā)明者潘旭鵬 申請(qǐng)人:潘旭鵬