一种轮胎用磁性抗扎防爆材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及轮胎抗扎防爆材料制备技术领域，具体涉及一种轮胎用磁性抗扎防爆材料的制备方法。本发明专利技术向自制金属离子水溶液中加入氨水与碳酸铵得到沉淀物，将磁性纳米粉体与丁腈橡胶粉置于双辊混料机中混料，经过微波辐照反应得到辐照处理粉料，将混炼胶放入不锈钢模具中硫化得到硫化胶，经过充磁后得到轮胎用磁性抗扎防爆材料，氧化锶和氧化铁可微溶于氯化钠，有利于降低前驱体的熔点，提升抗扎防爆材料的内聚力，从而提高其拉伸性能，具有较好的防扎刺效果，辐照处理促进丁腈橡胶粉中部分S‑S键断裂，提高了无机磁性粉体与混炼胶界面的相容性，在汽车行驶过程中就能够封堵修补裂口，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种轮胎用磁性抗扎防爆材料的制备方法
本专利技术涉及轮胎抗扎防爆材料制备
，具体涉及一种轮胎用磁性抗扎防爆材料的制备方法。
技术介绍
随着经济的发展和人们收入的提高，行驶在公路上的车辆越来越多。车辆使用的车辆轮胎分为有内胎车辆轮胎和无内胎车辆轮胎。目前所乘用车辆中基本全部使用的是无内胎车辆轮，载重车辆国家要求逐步推广使用无内胎车辆轮。无内胎车辆轮具有良好的散热性、柔软性及乘坐舒适性能好、充气使用间隔时间长等优点。在日常的驾驶过程中，轮胎的橡胶中的微细孔以及无内胎轮胎与轮辋的接触可能会造成车胎慢泄气。车辆在行驶中，轮胎会被路面上的钉子或尖硬物质扎破。遇到这类情况，轻者使车辆抛锚，重者会发生翻车等重大事故。防扎防漏轮胎是近几年来发展起来的一种功能性产品。目前市场上大致可分为：（1）轮胎结构改变型（如在轮胎中加薄钢板）；（2）液态型（采用压敏热熔胶体系，其作用是在轮胎刺穿后，自封胶料膨胀回弹阻塞破口，并在轮胎内压下发生粘合）。从可行性和可靠性上来评价，轮胎结构改变型必须在轮胎制造时将钢板放入，对大多数轮胎厂家来说未必可行；液态型存在以下缺陷：（1）仅限单独使用于乘用车半钢轮胎，究其原因在于其拉伸强度和韧性比较小；（2）随温度升高降低较快，尤其对于全钢轮胎其内腔温度常年高于60℃，在此温度下传统自封胶料仅能抵抗直径6mm以下的钉子刺扎，不能起到有效的防爆效果，因此需要填充一定量内聚力强的聚合物来改善上述问题，而添加内聚力更强的聚合物同时又会降低胶料低温性能，且会增加喷出雾化难度。因此，设计一种性能良好的轮胎用抗扎防爆材料，对进一步拓展其应用领域意义重大。专利
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对目前由于轮胎工作时内腔温度常年高于60℃，在此温度下抗扎防爆材料受到扎刺时，处于内部的抗扎防爆材料内聚力低，拉伸弹性差，不能及时恢复原状，不能起到有效防爆效果的缺陷，提供了一种轮胎用磁性抗扎防爆材料的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种轮胎用磁性抗扎防爆材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将硝酸钙溶液、硝酸铁溶液、碳酸锶溶液混合得到金属离子水溶液，向300～450mL金属离子水溶液中滴加30～35mL氨水和80～100mL碳酸铵溶液，搅拌10～20min得到悬浮液，将悬浮液置于高速离心机中离心处理2～3h，分离去除上层液，收集下层沉淀物；（2）将上述沉淀物置于真空干燥机中，真空干燥4～5h，得到前驱体样品，将前驱体样品与氯化钠混合置于破碎机中破碎处理4～5h，得到前驱体粉末，将40～50g前驱体粉末分散于100～120mL聚乙烯醇中，得到前驱体液，将前驱体液倒入坩埚中，再将坩埚置于马弗炉中，加热升温，保温焙烧，得到焙烧固体，将焙烧固体置于机械球磨机中粉碎20～24h，得到磁性纳米粉体；（3）将上述磁性纳米粉体与丁腈橡胶粉混合，置于双辊混料机中以200～400r/min的转速混合10～24h，得到混合粉料，将混合粉料平铺于石英托盘中，放入于微波反应器中辐照反应，得到辐照处理粉料；（4）按重量份数计，将70～80份辐照处理粉料放入开炼机中，依次加入20～25份硫磺、10～15份硬脂酸、5～8份氧化锌、10～15份磁粉、10～12份炭黑，混炼得到混炼胶；（5）将混炼胶放入预热的不锈钢模具中，将不锈钢模具置于平板硫化机上，加热升温，加压，保温保压，取出模具，开模后冷却至室温出料，得到硫化胶，将硫化胶置于电容充磁机中充磁20～25min，得到轮胎用磁性抗扎防爆材料。步骤（1）所述的硝酸钙溶液、硝酸铁溶液、碳酸锶溶液的混合体积比为1︰2︰3，质量分数分别为12%、22%、23%，碳酸铵溶液的质量分数为25%，高速离心转速为3000～4000r/min。步骤（2）所述的真空干燥温度为70～80℃，前驱体样品与氯化钠混合质量比为4︰1，马弗炉加热升温后温度为900～950℃，保温焙烧时间为1～4h。步骤（3）所述的磁性纳米粉体与丁腈橡胶粉混合质量比为4∶1，微波反应器中辐照反应时间为4～5min，控制辐射频率为2～3GHz，辐照功率为400～500W。步骤（4）所述的控制开炼机温度为150～200℃，混炼时间为30～35min。步骤（5）所述的不锈钢模具预热后温度为100～150℃，平板硫化机加热升温后温度为200～220℃，加压后压力为15～20MPa，保温保压时间为4～5h，充磁时控制充磁磁场强度为1.2～1.6Tesla。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术以硝酸钙溶液、硝酸铁溶液、碳酸锶溶液为原料，按一定比例配制得到金属离子水溶液，向金属离子水溶液中加入氨水与碳酸铵，得到悬浮液，经过离心分离得到下层沉淀物，将沉淀物干燥得到前驱体样品，再将前驱体样品与氯化钠按一定质量比混合，破碎处理得到前驱体粉末，将前驱体粉末分散于聚乙烯醇中，得到前驱体液，将前驱体置于马弗炉中焙烧后粉碎得到磁性纳米粉体，将磁性纳米粉体与丁腈橡胶粉置于双辊混料机中混料，得到混合粉料，经过微波辐照反应得到辐照处理粉料，将辐照处理粉料与硫磺等添加剂放入开炼机中，混炼得到混炼胶，将混炼胶放入不锈钢模具中，置于平板硫化机中硫化，冷却后出料得到硫化胶，经过电容充磁机充磁后得到轮胎用磁性抗扎防爆材料，本专利技术前驱体液焙烧过程中在高温时锶盐和铁盐会氧化成氧化锶和氧化铁，氧化锶和氧化铁可微溶于氯化钠，这有利于降低前驱体的熔点，并使氧化锶和氧化铁这二者反应形成M型永磁铁氧体，因而本专利技术抗扎防爆材料具有一定磁性，能与常规子午线轮胎中钢丝帘线产生较大的磁性引力，并且在轮胎内腔中铁氧体可作为抗扎防爆材料的交联催化剂，提升抗扎防爆材料的内聚力，从而提高其拉伸性能，具有较好的防扎刺效果；（2）本专利技术采用以氨水和碳酸铵为复合沉淀剂的化学共沉淀法，得到磁性纳米粉体，在混炼过程中合理选择磁性纳米粉体与丁腈橡胶粉的配比，使磁性纳米粉体与丁腈橡胶粉均匀混合，选用氧化锌作为橡胶的活化剂，由于它具有很大的表面积，具有良好的分散性与良好的吸附性，能促进丁腈橡胶的硫化、活化，辐照处理过程中磁性纳米粉体强烈吸收微波能量，转变为热能，促进丁腈橡胶粉中部分S-S键断裂，实现脱硫化过程，同时，在微波作用下促使橡胶粉中断键活化和活性成分释放，提高了无机磁性粉体与混炼胶界面的相容性，使无机铁氧体磁性粉体与胶粉相容性提高，从而使磁性抗扎防爆材料能够保留橡胶良好的拉伸性能，当受到扎刺产生裂口时，磁性粉体的磁性引力促使其降低表面能，从而在汽车行驶过程中就能够封堵修补裂口，具有广阔的应用前景。具体实施方式按体积比为1︰2︰3，将质量分数为12%的硝酸钙溶液、22%的硝酸铁溶液、23%的碳酸锶溶液混合得到金属离子水溶液，向300～450mL金属离子水溶液中滴加30～35mL氨水和80～100mL质量分数为25%的碳酸铵溶液，搅拌10～20min得到悬浮液，将悬浮液置于高速离心机中以3000～4000r/min的转速离心处理2～3h，分离去除上层液，收集下层沉淀物；将上述沉淀物置于设定温度为70～80℃的真空干燥机中，真空干燥4～5h，得到前驱体样品，将前驱体样品与氯化钠按质量比为4︰1混合置于破碎机中破碎处理4～5h，得到前驱体粉末，将40～50g前驱体粉末分散于100～120mL本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮胎用磁性抗扎防爆材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将硝酸钙溶液、硝酸铁溶液、碳酸锶溶液混合得到金属离子水溶液，向300～450mL金属离子水溶液中滴加30～35mL氨水和80～100mL碳酸铵溶液，搅拌10～20min得到悬浮液，将悬浮液置于高速离心机中离心处理2～3h，分离去除上层液，收集下层沉淀物；（2）将上述沉淀物置于真空干燥机中，真空干燥4～5h，得到前驱体样品，将前驱体样品与氯化钠混合置于破碎机中破碎处理4～5h，得到前驱体粉末，将40～50g前驱体粉末分散于100～120mL聚乙烯醇中，得到前驱体液，将前驱体液倒入坩埚中，再将坩埚置于马弗炉中，加热升温，保温焙烧，得到焙烧固体，将焙烧固体置于机械球磨机中粉碎20～24h，得到磁性纳米粉体；（3）将上述磁性纳米粉体与丁腈橡胶粉混合，置于双辊混料机中以200～400r/min的转速混合10～24h，得到混合粉料，将混合粉料平铺于石英托盘中，放入于微波反应器中辐照反应，得到辐照处理粉料；（4）按重量份数计，将70～80份辐照处理粉料放入开炼机中，依次加入20～25份硫磺、10～15份硬脂酸、5～8份氧化锌、10～15份磁粉、10～12份炭黑，混炼得到混炼胶；（5）将混炼胶放入预热的不锈钢模具中，将不锈钢模具置于平板硫化机上，加热升温，加压，保温保压，取出模具，开模后冷却至室温出料，得到硫化胶，将硫化胶置于电容充磁机中充磁20～25min，得到轮胎用磁性抗扎防爆材料。...

【技术特征摘要】
1.一种轮胎用磁性抗扎防爆材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将硝酸钙溶液、硝酸铁溶液、碳酸锶溶液混合得到金属离子水溶液，向300～450mL金属离子水溶液中滴加30～35mL氨水和80～100mL碳酸铵溶液，搅拌10～20min得到悬浮液，将悬浮液置于高速离心机中离心处理2～3h，分离去除上层液，收集下层沉淀物；（2）将上述沉淀物置于真空干燥机中，真空干燥4～5h，得到前驱体样品，将前驱体样品与氯化钠混合置于破碎机中破碎处理4～5h，得到前驱体粉末，将40～50g前驱体粉末分散于100～120mL聚乙烯醇中，得到前驱体液，将前驱体液倒入坩埚中，再将坩埚置于马弗炉中，加热升温，保温焙烧，得到焙烧固体，将焙烧固体置于机械球磨机中粉碎20～24h，得到磁性纳米粉体；（3）将上述磁性纳米粉体与丁腈橡胶粉混合，置于双辊混料机中以200～400r/min的转速混合10～24h，得到混合粉料，将混合粉料平铺于石英托盘中，放入于微波反应器中辐照反应，得到辐照处理粉料；（4）按重量份数计，将70～80份辐照处理粉料放入开炼机中，依次加入20～25份硫磺、10～15份硬脂酸、5～8份氧化锌、10～15份磁粉、10～12份炭黑，混炼得到混炼胶；（5）将混炼胶放入预热的不锈钢模具中，将不锈钢模具置于平板硫化机上，加热升温，加压，保温保压，取出模具，开模后冷却至室温出料，得到硫化胶，将硫化胶置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：许水仙，章红英，赵金晶，
申请(专利权)人：许水仙，
类型：发明
国别省市：江苏,32