一种汽车轮胎用橡胶复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车轮胎用橡胶复合材料的制备方法，该方法采用将石墨、铝矾土、聚丙烯纤维球磨；将芳纶短纤维、二苯基甲烷二异氰酸酯浸没于酸液中超声处理、分离得到离心沉积物，洗涤后转移至高压搅拌反应釜中，加入植物油搅拌反应得到高压搅拌反应物；将磷酸三氯丙酯、聚酯树脂加入到蒸馏水中搅拌均匀形成混合液，随后升温并加入三甲基硅氧烷经静置保温处理得到保温处理混合液；最后将上述产物混合后密炼塑化，再将得到的混合密炼胶与异戊橡胶、聚氨酯橡胶共同混炼、硫化成型、干燥，得成品橡胶复合材料。制备而成的橡胶复合材料，其耐磨性能优异、拉伸性能好，在汽车轮胎制造上具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车轮胎用橡胶复合材料的制备方法
本专利技术涉及橡胶材料
，具体涉及一种汽车轮胎用橡胶复合材料的制备方法。
技术介绍
轮胎是在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品。通常安装在金属轮辋上，能支承车身，缓冲外界冲击，实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能。轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用，因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能。同时，还要求具备高耐磨性和耐屈挠性，以及低的滚动阻力与生热性。天然橡胶为线性的天然高分子化合物，化学成分主要是顺-1,4-聚异戊二烯，其中含有大量的不饱和双键，在加工、使用或贮存过程中，当受到热、光、臭氧氧化或金属离子的催化作用时，容易进行自动催化反应、分子断链或过度交联，从而表面会逐渐发生变色、喷霜、发粘、变硬发脆、裂纹等现象，同时其力学性能也会出现明显下降，甚至丧失使用价值，再加上其作为有机高分子材料，阻燃性不是很理想，现有的天然橡胶复合材料在轮胎上使用时往往存在耐老化性欠佳、耐磨性、抗冲击性不是很理想的缺陷，从而限制了天然橡胶轮胎材料的应用。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种汽车轮胎用橡胶复合材料的制备方法，该方法采用将石墨、铝矾土、聚丙烯纤维球磨；将芳纶短纤维、二苯基甲烷二异氰酸酯浸没于酸液中超声处理、分离得到离心沉积物，将离心沉积物洗涤后转移至高压搅拌反应釜中，加入植物油搅拌反应得到高压搅拌反应物；将磷酸三氯丙酯、聚酯树脂加入到蒸馏水中搅拌均匀形成混合液，随后升温并加入三甲基硅氧烷经静置保温处理得到保温处理混合液；最后将上述产物混合后密炼塑化，再将得到的混合密炼胶与异戊橡胶、聚氨酯橡胶共同混炼、硫化成型、干燥，得成品橡胶复合材料。制备而成的橡胶复合材料，其耐磨性能优异、拉伸性能好，在汽车轮胎制造上具有良好的应用前景。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种汽车轮胎用橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将石墨6-8份、铝矾土3-5份、聚丙烯纤维3-5份投入行星式球磨机中进行球磨处理，得到球磨粉末；（2）将芳纶短纤维22-24份、二苯基甲烷二异氰酸酯16-20份浸没于浓度为0.1mol/L的HCl溶液中进行超声处理，随后将超声处理混合液用氢氧化钠溶液中和至中性，再经高速离心分离出离心沉积物，将离心沉积物用蒸馏水洗涤2-4次并转移至高压搅拌反应釜中，加入植物油5-9份，设定高压搅拌反应釜的压力为15MPa、温度为150℃，在250-260转/分钟的速率下搅拌反应30分钟，得到高压搅拌反应物；（3）将磷酸三氯丙酯15-25份、聚酯树脂16-18份加入到60-80倍质量的蒸馏水中按照80-100转/分钟的速率搅拌均匀形成混合液，将混合液温度缓慢升高至80-90℃，加入三甲基硅氧烷6-8份，静置保温处理30分钟，得到保温处理混合液；（4）将步骤（1）-（3）得到的球磨粉末、高压搅拌反应物和保温处理混合液转移至加压式密炼机中，设定加压式密炼机的温度为80-90℃，密炼塑化10-15分钟，随后加入防老剂1-3份、硫化剂1-3份继续密炼塑化6-8分钟，出胶后得到混合密炼胶；（5）将步骤（4）得到的混合密炼胶与异戊橡胶55-65份、聚氨酯橡胶50-60份共同投入开炼机中，设定开炼机的辊距为3mm，开炼机温度为50-60℃，混炼时间为18-20分钟，薄通2-3次后冷却得到终混合胶；（6）将步骤（5）得到的终混合胶置于平板硫化机上硫化成型，随后将硫化产物在120℃下鼓风干燥80-100分钟，经冷却至室温后，得到成品橡胶复合材料。进一步的，所述步骤（1）中球磨机的球料比为15:1，球磨机转速为200-220转/分钟，球磨时间为8-10小时。进一步的，所述步骤（2）中超声处理的频率为12-16kHz，超声处理的功率为180-200W，超声处理的时间为50-60分钟。进一步的，所述步骤（4）中的防老剂选自N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺、4,4’-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚）、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸镍中的任意一种。进一步的，所述步骤（4）中的硫化剂选自甲苯二异氰酸酯二聚体、四硫化二吗啡啉、双叔丁基过氧异丙基苯中的任意一种。进一步的，所述步骤（6）中平板硫化机的硫化温度为135-145℃，硫化压力为7-9MPa，硫化时间为35-45分钟。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：（1）本专利技术的汽车轮胎用橡胶复合材料的制备方法采用将石墨、铝矾土、聚丙烯纤维球磨；将芳纶短纤维、二苯基甲烷二异氰酸酯浸没于酸液中超声处理、分离得到离心沉积物，将离心沉积物洗涤后转移至高压搅拌反应釜中，加入植物油搅拌反应得到高压搅拌反应物；将磷酸三氯丙酯、聚酯树脂加入到蒸馏水中搅拌均匀形成混合液，随后升温并加入三甲基硅氧烷经静置保温处理得到保温处理混合液；最后将上述产物混合后密炼塑化，再将得到的混合密炼胶与异戊橡胶、聚氨酯橡胶共同混炼、硫化成型、干燥，得成品橡胶复合材料。制备而成的橡胶复合材料，其耐磨性能优异、拉伸性能好，在汽车轮胎制造上具有良好的应用前景。（2）本专利技术采用了芳纶短纤维、二苯基甲烷二异氰酸酯、磷酸三氯丙酯、聚酯树脂等原料参与制备汽车轮胎用橡胶复合材料，对橡胶复合材料进行了有效的性能提升，虽然这些材料并非首次应用于橡胶复合材料中，但按照一定配比量组合后，辅以相应的处理方式，给最后制备得到的橡胶复合材料带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本专利技术的技术效果起到了决定性的作用。具体实施方式下面结合具体实施例对专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1（1）将石墨6份、铝矾土3份、聚丙烯纤维3份投入行星式球磨机中进行球磨处理，球磨机的球料比为15:1，球磨机转速为200转/分钟，球磨时间为8小时，得到球磨粉末；（2）将芳纶短纤维22份、二苯基甲烷二异氰酸酯16份浸没于浓度为0.1mol/L的HCl溶液中进行超声处理，超声处理的频率为12kHz，超声处理的功率为180W，超声处理的时间为50分钟，随后将超声处理混合液用氢氧化钠溶液中和至中性，再经高速离心分离出离心沉积物，将离心沉积物用蒸馏水洗涤2次并转移至高压搅拌反应釜中，加入植物油5份，设定高压搅拌反应釜的压力为15MPa、温度为150℃，在250转/分钟的速率下搅拌反应30分钟，得到高压搅拌反应物；（3）将磷酸三氯丙酯15份、聚酯树脂16份加入到60倍质量的蒸馏水中按照80转/分钟的速率搅拌均匀形成混合液，将混合液温度缓慢升高至80℃，加入三甲基硅氧烷6份，静置保温处理30分钟，得到保温处理混合液；（4）将步骤（1）-（3）得到的球磨粉末、高压搅拌反应物和保温处理混合液转移至加压式密炼机中，设定加压式密炼机的温度为80℃，密炼塑化10分钟，随后加入N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺1份、甲苯二异氰酸酯二聚体1份继续密炼塑化6分钟，出胶后得到混合密炼胶；（5）将步骤（4）得到的混合密炼胶与异戊橡胶55份、聚氨酯橡胶50份共同投入开炼机中，设定开炼机的辊距为3mm，开炼机温度为50℃，混炼时间为18分钟，薄通2-3次后冷却得到终混合胶；（6）将步骤（5）得到的终混合胶置于平板硫化机上硫化成型，平板硫化机的硫化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车轮胎用橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将石墨6‑8份、铝矾土3‑5份、聚丙烯纤维3‑5份投入行星式球磨机中进行球磨处理，得到球磨粉末；（2）将芳纶短纤维22‑24份、二苯基甲烷二异氰酸酯16‑20份浸没于浓度为0.1 mol/L的HCl溶液中进行超声处理，随后将超声处理混合液用氢氧化钠溶液中和至中性，再经高速离心分离出离心沉积物，将离心沉积物用蒸馏水洗涤2‑4次并转移至高压搅拌反应釜中，加入植物油5‑9份，设定高压搅拌反应釜的压力为15 MPa、温度为150℃，在250‑260转/分钟的速率下搅拌反应30分钟，得到高压搅拌反应物；（3）将磷酸三氯丙酯15‑25份、聚酯树脂16‑18份加入到60‑80倍质量的蒸馏水中按照80‑100转/分钟的速率搅拌均匀形成混合液，将混合液温度缓慢升高至80‑90℃，加入三甲基硅氧烷6‑8份，静置保温处理30分钟，得到保温处理混合液；（4）将步骤（1）‑（3）得到的球磨粉末、高压搅拌反应物和保温处理混合液转移至加压式密炼机中，设定加压式密炼机的温度为80‑90℃，密炼塑化10‑15分钟，随后加入防老剂1‑3份、硫化剂1‑3份继续密炼塑化6‑8分钟，出胶后得到混合密炼胶；（5）将步骤（4）得到的混合密炼胶与异戊橡胶55‑65份、聚氨酯橡胶50‑60份共同投入开炼机中，设定开炼机的辊距为3 mm，开炼机温度为50‑60℃，混炼时间为18‑20分钟，薄通2‑3次后冷却得到终混合胶；（6）将步骤（5）得到的终混合胶置于平板硫化机上硫化成型，随后将硫化产物在120℃下鼓风干燥80‑100分钟，经冷却至室温后，得到成品橡胶复合材料。...

【技术特征摘要】
1.一种汽车轮胎用橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将石墨6-8份、铝矾土3-5份、聚丙烯纤维3-5份投入行星式球磨机中进行球磨处理，得到球磨粉末；（2）将芳纶短纤维22-24份、二苯基甲烷二异氰酸酯16-20份浸没于浓度为0.1mol/L的HCl溶液中进行超声处理，随后将超声处理混合液用氢氧化钠溶液中和至中性，再经高速离心分离出离心沉积物，将离心沉积物用蒸馏水洗涤2-4次并转移至高压搅拌反应釜中，加入植物油5-9份，设定高压搅拌反应釜的压力为15MPa、温度为150℃，在250-260转/分钟的速率下搅拌反应30分钟，得到高压搅拌反应物；（3）将磷酸三氯丙酯15-25份、聚酯树脂16-18份加入到60-80倍质量的蒸馏水中按照80-100转/分钟的速率搅拌均匀形成混合液，将混合液温度缓慢升高至80-90℃，加入三甲基硅氧烷6-8份，静置保温处理30分钟，得到保温处理混合液；（4）将步骤（1）-（3）得到的球磨粉末、高压搅拌反应物和保温处理混合液转移至加压式密炼机中，设定加压式密炼机的温度为80-90℃，密炼塑化10-15分钟，随后加入防老剂1-3份、硫化剂1-3份继续密炼塑化6-8分钟，出胶后得到混合密炼胶；（5）将步骤（4）得到的混合密炼胶与异戊橡胶55-65份、聚氨酯橡胶50-60份共同投入开炼机中，设定开炼机的辊距为3mm，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪明，
申请(专利权)人：苏州耐思特塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32