一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料及其制备方法，涉及高分子材料加工技术领域，一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料包括如下原料：嵌段共聚聚丙烯5

【技术实现步骤摘要】
一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料加工领域技术，尤其是指一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]免充气轮胎因其具有生产简单、耐扎、减震等优点，近些年在共享电单车、电平衡车、电动环卫车得到广泛应用。免充气轮胎通过结构可以分为实心轮胎和开式结构轮胎，开式结构轮胎是利用开式结构、管型交错三维减震制作而成，与实心轮胎相比，有外观美观、重量轻等优点，开式结构因为有较多的开式管型，车子在行驶的过程中利用开式管型的不断形变
‑
恢复这一过程来获得缓冲减震。
[0003]直接注塑成型的免充气轮胎材料目前主要有热塑性弹性体TPE和热塑性聚氨酯TPU两种材料，热塑性弹性体TPE材料因具有成型快、加工窗口宽、比重轻、价格便宜等优点，TPE材料在免充气轮胎的应用越来越广泛。关于免充气轮胎TPE的研究，之前一直集中在提高材料耐磨和耐热性能上，但是在实际应用和对轮胎的极限破坏测试中我们发现，在开式轮胎的连续行驶中，特别是在有障碍物的环境中连续行驶，轮胎材料如果耐撕裂性、耐热性、耐疲劳性能不够，空管壁支撑受力部分容易出现撕裂纹，导致轮胎的崩溃里程大大降低，同时我们在模拟测试过程中，通过对轮胎材料及时温度的连续检测，发现轮胎温度初始阶段会逐渐升高，到最终和环境温度达到一个动态平衡，轮胎的最终动态平衡温度受环境温度和轮胎材料导热性有关，轮胎温度过高，对于热塑性材料，可能导致轮胎材料的部分软化，材料的撕裂强度、耐磨性、支撑性都会明显降低。因为免充气轮胎产品在实际应用中，环境温度我们无法控制，那么轮胎材料的导热性就决定了材料最终使用的动态平衡温度，导热性好，轮胎材料可以将持续产生的热量及时导出去，这个动态平衡温度就明显较低。
[0004]关于免充气轮胎TPE材料的研究已经有多年，申请号为201711108310.5的专利技术专利，仅仅是通过在普通的TPE配方中加入了耐磨剂，提高了材料的耐磨性能，没有关注在实际应用中材料的耐疲劳性、耐热性和导热性；申请号为201510361760.X的专利技术专利，关注了材料的耐疲劳性和耐温性，通过在配方中添加超高分子量的苯乙烯弹性体和聚苯醚来提高材料的耐疲劳性和耐温性，但是超高分子量的苯乙烯弹性体会导致材料难加工，且注塑成型困难，同时材料没有经过微交联，无法进一步提高耐撕裂性和耐疲劳性，材料导热性和较差；申请号为201810964235.0的专利技术专利通过在配方中加入Lubmer和高分子量硅酮母粒来提高材料的耐磨性，但是Lubmer树脂是自润滑低摩擦系数的树脂，这里是利用添加低摩擦系数的Lubmer树脂降低材料表面的摩擦系数从而提高整个材料的耐磨性，但是这样会导致轮胎的止滑性下降，特别是潮湿路面，刹车会提高碰撞事故的风险，同时该专利提供的材料耐热性和导热性较差；针对此现状，迫切需要开发一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料及其制备方法，以满足实际使用的需要。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料及其制备方法，本专利技术制备出的TPE复合材料具有良好的耐热性和导热性，明显提高了免充气轮胎的使用寿命，在材料体系中形成导热网络，提高了TPE复合材料的撕裂强度和耐热性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下之技术方案：
[0007]一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料，按照重量份数计，包括如下原料：嵌段共聚聚丙烯5
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10份、PE
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RT树脂8
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15份、高分子量的SEBS 20
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40份、环保石蜡油20
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30份、苯乙烯
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马来酸酐共聚物5
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10份、聚苯醚粉末树脂5
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15份、碳纳米管5
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15份、超高分子量硅酮母粒0.5
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1.5份、抗老化剂0.1
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0.5份。
[0008]作为一种优选方案：所述嵌段共聚聚丙烯为中高分子量嵌段共聚聚丙烯，熔指范围为1
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3g/10min，测试条件为230℃，2.16kg。
[0009]熔指为1
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3g/10min的嵌段共聚聚丙烯，具有较长的分子量，能与其他的聚合物分子链形成良好的缠结作用，提高了材料的耐疲劳开裂性能，因为分子链规整的嵌段结构，保证了聚丙烯材料较高的结晶度和耐热性能，同时分子中乙烯单元的嵌段共聚插入，提高了材料的耐疲劳性能和冲击性能。
[0010]作为一种优选方案：所述PE
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RT树脂的熔指范围为0.5
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2g/10min，测试条件为190℃，2.16kg。
[0011]PE
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TR树脂采用特殊的分子设计和合成工艺生产的一种中密度聚乙烯，它采用乙烯和辛烯共聚的方法，通过控制侧链的数量和分布得到独特的分子结构，来提高PE的耐热性，材料既具有聚乙烯良好的柔韧性，又具有良好的耐热性能，因此加入部分耐热的PE
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RT树脂有助于保持材料的柔韧性的同时提高材料的耐热性。
[0012]作为一种优选方案：所述高分子量的SEBS为苯乙烯含量在35％
‑
50％的SEBS材料，分子量为12万
‑
15万。
[0013]高分子量的SEBS耐热性更高，同时高苯乙烯含量能够与聚苯醚树脂以及苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物一起形成更多的物理交联点作用，提升材料的耐热性。
[0014]作为一种优选方案：所述苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物中马来酸酐含量在5％
‑
30％。
[0015]其中苯乙烯
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马来酸酐共聚物结构式如下，其中x/y为0.7～0.95，n为1000
‑
3000。
[0016][0017]苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物与SEBS以及聚苯醚树脂有良好的相容性，同时含活性的马来酸酐基团在熔融加工过程中能部分与聚丙烯以及聚乙烯发生开环接枝反应，形成化学交联点作用，形成的微交联状热塑性弹性体TPE材料的耐热性虽然无法和全硫化橡胶媲美，但是相对于线型结构的非交联材料，材料的维卡软化点、撕裂强度有明显提升，在实际应用
中，材料的耐热性、耐疲劳性也明显提升。
[0018]作为一种优选方案：所述聚苯醚粉末树脂由PPO树脂经过粉碎机粉碎、再过150
‑
200目筛而获得，所述聚苯醚粉末树脂的型号为蓝星化工的PPO LXR035、PPO LXR040、PPO LXR045的一种或几种混合。
[0019]聚苯醚与SEBS材料以及苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物均含有苯环结构，在熔融加工中能形成物理交联点作用，提高了材料的耐热性能。
[0020]作为一种优选方案：所述碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料，其特征在于；按照重量份数计，包括如下原料：嵌段共聚聚丙烯5
‑
10份、PE
‑
RT树脂8
‑
15份、高分子量的SEBS 20
‑
40份、环保石蜡油20
‑
30份、苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物5
‑
10份、聚苯醚粉末树脂5
‑
15份、碳纳米管5
‑
15份、超高分子量硅酮母粒0.5
‑
1.5份、抗老化剂0.1
‑
0.5份。2.根据权利要求1所述的一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料，其特征在于；所述嵌段共聚聚丙烯为中高分子量嵌段共聚聚丙烯，熔指范围为1
‑
3g/10min，测试条件为230℃，2.16kg。3.根据权利要求1所述的一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料，其特征在于；所述PE
‑
RT树脂的熔指范围为0.5
‑
2g/10min，测试条件为190℃，2.16kg。4.根据权利要求1所述的一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料，其特征在于；所述高分子量的SEBS为苯乙烯含量在35％
‑
50％的SEBS材料，分子量为12万
‑
15万。5.根据权利要求1所述的一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料，其特征在于；所述苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物中马来酸酐含量在5％
‑
30％。6.根据权利要求1所述的一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料，其特征在于；所述聚苯醚粉末树脂由PPO树脂经过粉碎机粉碎、再过150
‑
200目筛而获得，所述聚苯醚粉末树脂的型号为蓝星化工的PPO LXR035、PPO LXR040、PPO LXR045的一种或几种混合。7.根据权利要求1所述的一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料，其特征在于；所述碳纳米管为多壁碳纳米管，所述碳纳米管的管径为10
‑
30nm，所述碳纳米管的长度为2
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10um。8.根据权利要求1所述的一种用于免充气轮胎的微交联TPE复合材料，其特征在于；所述超高分...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冰，王少波，冯曙光，郭琦，陈传久，
申请(专利权)人：广西玉林金特安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：