本發(fā)明涉及汽車輪胎生產(chǎn)，尤其涉及一種新能源輪胎及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

1、新能源輪胎的花紋復(fù)雜、材質(zhì)較硬，并且新能源汽車的車身重量較大，因此新能源輪胎在高速行駛時(shí)，輪胎與路面摩擦產(chǎn)生的胎噪大，需要在新能源輪胎內(nèi)設(shè)置吸音層來降低胎噪，提高駕駛舒適性。

2、申請(qǐng)?zhí)枮?01910267714.1的專利公開了一種輪胎噪聲消減裝置及其生產(chǎn)方法，采取在輪胎內(nèi)部加裝具有交錯(cuò)排列布局的靜音層結(jié)構(gòu)，以吸收并削減因高速行駛而導(dǎo)致胎面與路面接觸形成的內(nèi)部空氣振動(dòng)噪聲。所述的輪胎噪聲削減裝置，包括有一基帶，在基帶上粘接有至少一組靜音層，每組靜音層沿基帶的縱向間隔均勻地排列；靜音層具有2層聚氨酯發(fā)泡材料疊加而成的結(jié)構(gòu)，在除與基帶粘接的其他端面上均勻地排列有羽毛尾緣狀鋸齒突起。靜音層的聚氨酯發(fā)泡材料本身具有的多孔洞結(jié)構(gòu)，而且靜音層具有數(shù)個(gè)大小不一的仿生棉塊，通過專門的耐高溫、阻燃的膠粘固定劑粘接在硫化后的胎胚內(nèi)側(cè)，從而能夠吸收內(nèi)腔空氣振動(dòng)產(chǎn)生的能量，達(dá)到噪聲削減的目的。但是該技術(shù)方案存在以下問題：

3、1.聚氨酯發(fā)泡材料能夠?qū)⒄駝?dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，吸音效果好，但是其導(dǎo)熱性差，輪胎在高速行駛時(shí)與路面摩擦產(chǎn)生的熱量疊加噪聲轉(zhuǎn)化為熱能的熱量，會(huì)使輪胎長(zhǎng)時(shí)間處于高溫狀態(tài)，影響輪胎的性能和使用壽命；

4、2.聚氨酯發(fā)泡材料自身的力學(xué)強(qiáng)度較低，當(dāng)其粘貼在輪胎內(nèi)部時(shí)，會(huì)降低輪胎的整體力學(xué)性能；

5、3.聚氨酯發(fā)泡材料直接暴露在空氣中，在輪胎行駛時(shí)持續(xù)受熱，極易黃變老化，使用壽命短，提高了輪胎的維護(hù)成本。

6、綜上所述，亟需提供一種吸音效果好、導(dǎo)熱性好、力學(xué)強(qiáng)度高、維護(hù)成本低的新能源輪胎。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題至少之一，本發(fā)明提供一種新能源輪胎，包括輪胎本體，所述輪胎本體的內(nèi)壁周向粘合設(shè)有吸音層，所述吸音層包括橡膠層和纖維織物層，所述橡膠層包覆在纖維織物層的表面，與所述輪胎本體貼合處圓周等距設(shè)有s型凹槽；所述纖維織物層包括中空的間位芳綸纖維和中空的聚氨酯纖維，所述橡膠層、中空的間位芳綸纖維和中空的聚氨酯纖維內(nèi)均含有氮化硼/氧化鋁微球，所述氮化硼/氧化鋁微球是以空心玻璃微珠為核，氮化硼/氧化鋁為殼的具有核殼結(jié)構(gòu)的空心微球。

2、上述技術(shù)方案中，輪胎本體可以直接采用現(xiàn)有技術(shù)中未貼合吸音棉的新能源輪胎基體；橡膠層的基體材料配方不限，優(yōu)選采用與輪胎的內(nèi)襯層接近的材料配方，橡膠層能夠密封纖維織物層，橡膠層上的s型凹槽能夠吸音降噪，橡膠層密封包覆在纖維織物層的表面，既能夠避免聚氨酯纖維被氧化降解，提高聚氨酯纖維使用壽命，又能夠使纖維織物層中的編織孔、間位芳綸的中空腔和聚氨酯纖維的中空腔形成密閉空腔，由于密閉空腔對(duì)低頻噪音的吸收效果遠(yuǎn)高于開放式空腔，而輪胎的胎噪以低頻噪音為主，因此可以大幅度提高吸音層對(duì)胎噪的吸收效果；中空的間位芳綸和中空的聚氨酯纖維可以采用現(xiàn)有技術(shù)中任意適宜的間位芳綸紡絲液和聚氨酯紡絲液搭配同軸紡絲技術(shù)制備，間位芳綸纖維具有優(yōu)異的力學(xué)機(jī)械性能，能夠大幅度提高吸音層的使用壽命，聚氨酯纖維具有優(yōu)異的吸音性能，能夠大幅度提高吸音層的吸音效果；橡膠層和纖維織物層內(nèi)的氮化硼/氧化鋁微球能夠吸音、導(dǎo)熱，提高吸音層的導(dǎo)熱系數(shù)，氮化硼/氧化鋁微球以空心玻璃微珠為核，可以獲得具有密閉空腔的核結(jié)構(gòu)，提高對(duì)胎噪的吸收效果，以氮化硼/氧化鋁為核，可以獲得具有高導(dǎo)熱性的殼結(jié)構(gòu)，此外，氮化硼和氧化鋁自身具有大量孔隙，能夠進(jìn)一步提高吸音效果。

3、優(yōu)選地，所述橡膠層包括內(nèi)層、外層和兩個(gè)側(cè)邊，所述s型凹槽沿所述內(nèi)層的寬度方向延伸，深度為內(nèi)層厚度的1?/2～2/3，寬度為1～3mm，相鄰兩個(gè)s型凹槽的距離為3～10mm；所述內(nèi)層、外層、側(cè)邊和纖維織物層的厚度比為（1～3）：1:1：（3～20），所述纖維織物層的編織孔的平均孔徑為2～200μm，密度為0.02～0.2g/cm3，所述中空的間位芳綸纖維和中空的聚氨酯纖維的質(zhì)量比為（1～3）:3；所述橡膠層、中空的間位芳綸纖維和中空的聚氨酯纖維內(nèi)分別含有5～20wt%的氮化硼/氧化鋁微球；所述氮化硼/氧化鋁微球中氮化硼、氧化鋁和空心玻璃微珠的質(zhì)量比為1:4：（3～4）。

4、本發(fā)明提供了一種新能源輪胎的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：

5、步驟s100.將橡膠基體、氮化硼/氧化鋁微球、氧化鋅、硬脂酸、防老劑和硫化劑混煉均勻，獲得混煉膠；

6、步驟s200.在間位芳綸紡絲液中加入氮化硼/氧化鋁微球，與間位芳綸支撐液共同進(jìn)行同軸紡絲，獲得中空的間位芳綸纖維；在聚氨酯紡絲液中加入氮化硼/氧化鋁微球，與聚氨酯支撐液共同進(jìn)行同軸紡絲，獲得中空的聚氨酯纖維；將中空的間位芳綸纖維和中空的聚氨酯纖維進(jìn)行編織，獲得纖維織物層；

7、步驟s300.將混煉膠包覆在纖維織物層的表面，放入具有s型凸起的模具中，熱壓硫化成型后獲得由橡膠層包覆纖維織物層的吸音層，橡膠層的內(nèi)層外端面上設(shè)有s型凹槽；

8、步驟s400.?在輪胎本體的周向內(nèi)壁噴涂粘合劑，然后將吸音層粘合在輪胎本體的內(nèi)壁上，獲得新能源輪胎。

9、上述技術(shù)方案中，橡膠基體的材料配方不限，可以采用現(xiàn)有技術(shù)中任意適宜的橡膠材料單獨(dú)或混合使用；混煉膠的混煉工藝不限，優(yōu)選采用二段混煉工藝；間位芳綸紡絲液、間位芳綸支撐液、聚氨酯紡絲液和聚氨酯支撐液的配方不限，可以采用現(xiàn)有技術(shù)中任意適宜的紡絲液和支撐液進(jìn)行同軸紡絲。

10、優(yōu)選地，步驟s100中，所述橡膠基體為天然橡膠、順丁橡膠、丁基橡膠、丁苯橡膠和丁腈橡膠中至少一種；所述防老劑為防老劑4020、防老劑h和防老劑d中至少一種；所述硫化劑為硫磺；

11、混煉時(shí)，先將橡膠基體、六方氮化硼、納米氧化鋁、氧化鋅、硬脂酸和防老劑在60～110℃下混煉10～15min，然后加入硫化劑，控制溫度在30℃～40℃，繼續(xù)混煉5～10min。

12、優(yōu)選地，步驟s100中，所述橡膠基體、氮化硼/氧化鋁微球、氧化鋅、硬脂酸、防老劑和硫化劑的質(zhì)量比為100：（6～26）：（1～2）：（1～3）：（1～2）：（1～2）；

13、步驟s200中，所述中空的間位芳綸纖維和中空的聚氨酯纖維的質(zhì)量比為（1～3）：3。

14、優(yōu)選地，步驟s100和步驟s200中，所述氮化硼/氧化鋁微球的制備包括以下步驟：

15、步驟s110.將空心玻璃微珠依次進(jìn)行多巴胺改性和銀離子改性，獲得二次改性微珠；

16、步驟s120.?將檸檬酸水溶液加入硝酸鋁水溶液中，攪拌均勻后加入氫氧化鈉水溶液，攪拌均勻后獲得第一分散液；在第一分散液中加入六方氮化硼和二次改性微珠，攪拌分散均勻后獲得第二分散液；將液體石蠟油加熱至55～65℃，然后在攪拌狀態(tài)下將第二分散液滴加至液體石蠟油中，滴加完畢后升溫至90℃，反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后，分離過濾獲得前驅(qū)體顆粒；

17、步驟s130.?將前驅(qū)體顆粒在450℃焙燒4h，然后升溫至700℃焙燒8h，最后在1200℃和氮?dú)獗Ｗo(hù)下焙燒2h，獲得氮化硼/氧化鋁微球。

18、上述技術(shù)方案中，空心玻璃微珠的多巴胺改性和銀離子改性可采用現(xiàn)有技術(shù)中任意適宜的改性工藝進(jìn)行改性，經(jīng)過改性后的空心玻璃微珠表面活性大幅度提高，能夠提高六方氮化硼和氧化鋁在其表面的附著穩(wěn)定性；將第二分散液滴加到液體石蠟油中進(jìn)行反應(yīng)，能夠形成粒徑均一的前驅(qū)體顆粒。

19、優(yōu)選地，步驟s110的具體步驟包括：

20、步驟s111.將空心玻璃微珠浸漬于ph值為8.5，濃度為2g/l的鹽酸多巴胺溶液中，在40℃下攪拌反應(yīng)24h，反應(yīng)結(jié)束后洗滌、過濾，獲得一次改性微珠；

21、步驟s112.將一次改性微珠浸漬于0.05mol/l?的硝酸銀溶液中，攪拌反應(yīng)1.5h，反應(yīng)結(jié)束后洗滌、過濾，獲得二次改性微珠。

22、優(yōu)選地，步驟s110中，所述空心玻璃微珠為k37、k90、k85、hx0.35、hx0.38中的至少一種；

23、步驟s120中，檸檬酸、硝酸鋁、氫氧化鈉、六方氮化硼和二次改性微珠的質(zhì)量比為10:18：8:?20：（15～20）；檸檬酸水溶液的濃度為40wt%，硝酸鋁水溶液的濃度為30wt%，氫氧化鈉水溶液的濃度為25wt%；第二分散液和液體石蠟的質(zhì)量比為1:（4～5）。

24、優(yōu)選地，步驟s200中，所述中空的間位芳綸纖維和中空的聚氨酯纖維的制備包括以下步驟：

25、步驟s210.在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將間苯二胺和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑加入至二甲基乙酰胺中，攪拌均勻獲得第一溶液；在-25～-15℃和氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將間苯二甲酰氯分多次加入到第一溶液中進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度低于60℃，反應(yīng)完畢后調(diào)節(jié)ph值至6～8，獲得芳綸聚合物溶液；

26、步驟s220.將芳綸聚合物溶液、氯化鈣、聚乙二醇2000、氮化硼/氧化鋁微球和二甲基乙酰胺攪拌混合均勻，真空脫泡后獲得間位芳綸紡絲液；將二甲基乙酰胺、乙醇和去離子水混合攪拌均勻，獲得間位芳綸支撐液；

27、步驟s230.?將間位芳綸紡絲液和間位芳綸支撐液分別加入帶有同軸針頭的注射器中，通過注射器注入60～80℃的凝固浴中進(jìn)行同軸紡絲，獲得芳綸初生纖維；將芳綸初生纖維洗滌、干燥后，獲得含有氮化硼/氧化鋁微球的中空的間位芳綸纖維；

28、步驟s240.將聚四氫呋喃醚二醇2000、聚碳酸酯二醇、1,4-丁二醇、雙(2-羥基乙基)二硫醚和異佛爾酮二異氰酸酯在60～90℃下攪拌反應(yīng)1～1.5小時(shí)，降溫至40～50℃后獲得預(yù)聚體；

29、步驟s250.將預(yù)聚體、聚碳化二亞胺、氮化硼/氧化鋁微球、聚乙烯吡咯烷酮和乙酸乙酯在20～40℃下攪拌反應(yīng)1～1.5小時(shí)，獲得聚氨酯紡絲液；將乙酸乙酯和聚乙烯吡咯烷酮混合攪拌均勻，獲得聚氨酯支撐液；

30、步驟s260.?將聚氨酯紡絲液和聚氨酯支撐液分別加入帶有同軸針頭的注射器中，通過注射器注入50～70℃的凝固浴中進(jìn)行同軸紡絲，獲得聚氨酯初生纖維；將聚氨酯初生纖維洗滌、干燥后，獲得含有氮化硼/氧化鋁微球的中空的聚氨酯纖維。

31、上述技術(shù)方案中，將間苯二胺、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和間苯二甲酰氯共同反應(yīng)，能夠獲得含有咪唑基團(tuán)的間位芳綸紡絲液，咪唑基團(tuán)能夠絡(luò)合氮化硼/氧化鋁微球，提高氮化硼/氧化鋁微球與間位芳綸的結(jié)合穩(wěn)定性，提高整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和導(dǎo)熱穩(wěn)定性；采用聚四氫呋喃醚二醇2000、聚碳酸酯二醇、1,4-丁二醇、雙(2-羥基乙基)二硫醚和異佛爾酮二異氰酸酯制備預(yù)聚體，能夠獲得具有自修復(fù)功能的聚氨酯纖維絲，提高聚氨酯纖維絲的使用壽命。

32、優(yōu)選地，步驟s210中，間苯二胺、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和二甲基乙酰胺的摩爾比為（6～7）：（3～4）：（60～80）；間苯二胺和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑的摩爾數(shù)之和與間苯二甲酰氯的摩爾比為1:1；芳綸聚合物溶液中芳綸聚合物的濃度為33～38wt%；

33、步驟s220中，芳綸聚合物溶液、氯化鈣、聚乙二醇2000、氮化硼/氧化鋁微球和二甲基乙酰胺的質(zhì)量比為15：1：1：（0.5～1.5）：（20～25）；二甲基乙酰胺、乙醇和去離子水的質(zhì)量比為60:10:30；

34、步驟s230中，同軸針頭型號(hào)為22g/17g，注入速度為0.03mm/s；凝固浴中含有20wt%的dmf和80wt%的去離子水；中空的間位芳綸纖維中含5～20wt%的氮化硼/氧化鋁微球；

35、步驟s240中，聚四氫呋喃醚二醇2000、聚碳酸酯二醇、1,4-丁二醇、雙(2-羥基乙基)二硫醚和異佛爾酮二異氰酸酯的質(zhì)量比為（60～70）:（5～10）:（0.5～1）:（1～3）:40；

36、步驟s250中，紡絲皮液的預(yù)聚體、聚碳化二亞胺、氮化硼/氧化鋁微球、聚乙烯吡咯烷酮和乙酸乙酯的質(zhì)量比為15:（0.5～1）：（1.5～4）：（1～2）:（20～30）；紡絲芯液的乙酸乙酯和聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量比為2:1；

37、步驟s260中，同軸針頭型號(hào)為22g/17g，注入速度為0.03mm/s；凝固浴為去離子水；中空的聚氨酯纖維中含5～20wt%的氮化硼/氧化鋁微球。

38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益技術(shù)效果：

39、1.新能源輪胎的吸音層由橡膠層和纖維織物層組成，在橡膠層和纖維織物層內(nèi)添加空心結(jié)構(gòu)的氮化硼/氧化鋁微球，氮化硼/氧化鋁微球能夠吸音、導(dǎo)熱，提高吸音層的吸音性能和導(dǎo)熱性能，提高駕駛舒適性，延長(zhǎng)輪胎的使用壽命；

40、2.纖維織物層由中空的間位芳綸纖維和中空的聚氨酯纖維編織而成，具有大量的編織孔，搭配間位芳綸纖維和聚氨酯纖維的中空結(jié)構(gòu)以及聚氨酯纖維自身的優(yōu)異吸音能力，能夠大幅度提高吸音層的吸音降噪效果；此外，間位芳綸纖維具有優(yōu)異的力學(xué)機(jī)械性能，與聚氨酯纖維編織后，能夠大幅度提高吸音層的力學(xué)性能和使用壽命；

41、3.橡膠層上的s型凹槽能夠吸音降噪，橡膠層密封包覆在纖維織物層的表面，既能夠使纖維織物層中的編織孔、間位芳綸的中空腔和聚氨酯纖維的中空腔形成密閉空腔，提高吸音層對(duì)胎噪的吸收效果，又能夠避免聚氨酯纖維被氧化降解，提高吸音層的使用壽命，降低維護(hù)成本；

42、綜上所述，本發(fā)明提供的新能源輪胎，吸音效果好、導(dǎo)熱性好、力學(xué)強(qiáng)度高、維護(hù)成本低。