本发明专利技术涉及一种高性能、高耐磨的轮胎胎面胶及其制备方法，所述的轮胎胎面胶包括如下原料：天然橡胶、炭黑、白炭黑、石墨烯、纳米氧化铝、氧化锌、硬脂酸、硅烷偶联剂、防老剂、分散剂、促进剂、防焦剂和硫磺。本发明专利技术中纳米氧化铝与硅烷偶联剂进行化学反应，增强了其与橡胶的结合力，橡胶大分子链之间结合力增强，石墨烯为二维纳米碳材料，表面少量含氧基团在橡胶硫化反应中与橡胶大分子链结合，同样增强了橡胶大分子链之间的结合力，本发明专利技术的胎面胶通过各原料的协同作用，提高了胎面胶的耐磨性和物理性能，本发明专利技术的制备方法简单，适合大规模生产。适合大规模生产。
【技术实现步骤摘要】
一种高性能、高耐磨的轮胎胎面胶及其制备方法
[0001]本专利技术属于橡胶
，具体涉及一种高性能、高耐磨的轮胎胎面胶及其制备方法。
技术介绍
[0002]胎面胶是指轮眙最外层与路面接触而表面印有花纹的一层胶料。能使轮胎具有牵引力，缓冲行驶时的冲击和摇摆，防止帘线层的割破和刺穿等。要求具有高度的耐磨性、耐疲劳性能，良好的耐老化性能，较高的拉伸强度、弹性和强韧性，以及行驶时低的生热性。目前的轮胎胎面胶，特别是矿山类轮胎胎面胶，在适应复杂路面所需求的高耐磨和性能方面存在不足。因此，如何提高产品的国际市场竞争力，如何提高橡胶的性能参数，将是橡胶行业未来的研究方向。
[0003]石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈
·
盖姆和康斯坦丁
·
诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。石墨烯在室温下的载流子迁移率约为15000cm2/(V
·
s)，这一数值超过了硅材料的10倍，是目前已知载流子迁移率最高的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。在某些特定条件下如低温下，石墨烯的载流子迁移率甚至可高达250000cm2/(V
·
s)。与很多材料不一样，石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小，50～500K之间的任何温度下，单层石墨烯的电子迁移率都在15000cm2/(V
·
s)左右。
[0004]专利CN106279853B公开了一种高耐磨轮胎胎面胶的制备方法，将石墨烯在乙醇环境下进行氧化处理，再与表面活性剂十二烷基磺酸钠、硝酸钠等物质，通过双氧水催化，进行反应，随后与二氧化硅进行混合煅烧，得到胎面胶填料基料，接着将其与环氧化天然橡胶、顺丁橡胶进行混合塑炼后，加入硬脂酸、石蜡等物质进行混炼，最后再加入硫磺进行混炼，即可得到高耐磨轮胎胎面胶。但此专利技术制备工艺复杂，工业化生产成本高。
[0005]专利CN110713630A公开了一种高耐磨轮胎胎面胶，由以下重量份的原料制成：天然橡胶80～90份，丁苯橡胶15～25份，顺丁橡胶10～20份，顺式异戊橡胶10～20.份，高耐磨炭黑35～45份，白炭黑8～12份，氧化锌5～10份，硬脂酸1～3份，分散剂1～2份，增塑剂1～2份，硅烷偶联剂1～2份，防老剂1～3份，微晶蜡1～3份，防焦剂0.5～1份，促进剂1～2份。但是此专利技术需要多种橡胶混合，制备的胎面胶的物理性能较差。
[0006]鉴于以上原因，特提出本专利技术。
技术实现思路
[0007]为了解决现有技术存在的胎面胶的耐磨性能和物理性能较差的问题，本专利技术提供
了一种高性能、高耐磨的轮胎胎面胶及其制备方法，本专利技术制备的胎面胶具有较好的耐磨性能和物理性能，且制备工艺简单，适合大规模生产。
[0008]本专利技术的第一目的，提供了一种高性能、高耐磨的轮胎胎面胶，按照重量份，所述的轮胎胎面胶包括如下原料：天然橡胶100份、炭黑20
‑
25份、白炭黑30
‑
35份、石墨烯3
‑
5份、纳米氧化铝5
‑
10份、氧化锌3
‑
5份、硬脂酸2
‑
3份、硅烷偶联剂3
‑
5份、防老剂2
‑
3份、分散剂1
‑
3份、促进剂1
‑
2份、防焦剂0.5
‑
1份和硫磺1
‑
2份。
[0009]进一步的，按照重量份，所述的轮胎胎面胶包括如下原料：天然橡胶100份、炭黑22.5份、白炭黑32.5份、石墨烯4份、纳米氧化铝7.5份、氧化锌4份、硬脂酸2.5份、硅烷偶联剂4份、防老剂2.5份、分散剂2份、促进剂1.5份、防焦剂0.75份和硫磺1.5份。
[0010]进一步的，所述的防老剂为N
‑
环己基
‑
N＇
‑
苯基对苯二胺、N
‑
苯基
‑
N＇
‑
异丙基对苯二胺、N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N＇
‑
苯基对苯二胺、2,2,4
‑
三甲基
‑
1，2
‑
二氢化喹啉聚合体、2
‑
硫醇基苯并咪唑中的一种或几种；
[0011]所述的分散剂为微晶蜡和/或石蜡；
[0012]所述的促进剂为N
‑
环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺、2
‑
硫醇基苯并噻唑、二硫化苯并噻唑、二硫化四甲基秋兰姆中的一种或几种；
[0013]所述的防焦剂为N
‑
环己基硫代邻苯二甲酰亚安。
[0014]本专利技术的第二目的，提供了一种所述的高性能、高耐磨的轮胎胎面胶的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
[0015](1)按照各原料的重量份，分别称取备用；
[0016](2)将石墨烯、纳米氧化铝、白炭黑在高速混合机中进行第一次混合，再加入硅烷偶联剂、硬脂酸，进行第二次混合，得到混合物A；
[0017](3)将天然橡胶在密炼机中先塑炼1
‑
2min，然后再加入炭黑、氧化锌、防老剂、分散剂、促进剂进行密炼1
‑
3min，再加入所述的混合物A，再进行密炼1
‑
3min，在温度为140
‑
160℃下进行排胶；
[0018](4)开炼机辊距调整为1.3
‑
1.7mm，将密炼机排出的胶片在开炼机中返炼2
‑
3遍，包辊，再加入硫磺和防焦剂，左右翻胶，得到所述的高性能、高耐磨的轮胎胎面胶。
[0019]进一步的，步骤(2)第一次混合的速率为2400
‑
2600r/min，混合时间3
‑
7min，混合温度为85
‑
95℃，第二次混合的速率为3400
‑
3600r/min，混合时间为8
‑
12min。
[0020]进一步的，步骤(2)第一次混合的速率为2500r/min，混合时间5min，混合温度为90℃，第二次混合的速率为3500r/min，混合时间为10min。
[0021]进一步的，步骤(3)中密炼的温度为60
‑
80℃，密炼机转速为60
‑
70r/min。
[0022]进一步的，步骤(4)中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高性能、高耐磨的轮胎胎面胶，其特征在于，按照重量份，所述的轮胎胎面胶包括如下原料：天然橡胶100份、炭黑20
‑
25份、白炭黑30
‑
35份、石墨烯3
‑
5份、纳米氧化铝5
‑
10份、氧化锌3
‑
5份、硬脂酸2
‑
3份、硅烷偶联剂3
‑
5份、防老剂2
‑
3份、分散剂1
‑
3份、促进剂1
‑
2份、防焦剂0.5
‑
1份和硫磺1
‑
2份。2.根据权利要求1所述的一种高性能、高耐磨的轮胎胎面胶，其特征在于，按照重量份，所述的轮胎胎面胶包括如下原料：天然橡胶100份、炭黑22.5份、白炭黑32.5份、石墨烯4份、纳米氧化铝7.5份、氧化锌4份、硬脂酸2.5份、硅烷偶联剂4份、防老剂2.5份、分散剂2份、促进剂1.5份、防焦剂0.75份和硫磺1.5份。3.根据权利要求1或2所述的一种高性能、高耐磨的轮胎胎面胶，其特征在于，所述的防老剂为N
‑
环己基
‑
N＇
‑
苯基对苯二胺、N
‑
苯基
‑
N＇
‑
异丙基对苯二胺、N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N＇
‑
苯基对苯二胺、2,2,4
‑
三甲基
‑
1，2
‑
二氢化喹啉聚合体、2
‑
硫醇基苯并咪唑中的一种或几种；所述的分散剂为微晶蜡和/或石蜡；所述的促进剂为N
‑
环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺、2
‑
硫醇基苯并噻唑、二硫化苯并噻唑、二硫化四甲基秋兰姆中的一种或几种；所述的防焦剂为N
‑
环己基硫代邻苯二甲...
【专利技术属性】
技术研发人员：高洪强，阿茹娜扎姆，张博增，朱文翊，刘璇，马艺彬，金继长，李泽鑫，
申请(专利权)人：环球石墨烯青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：
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