一种用于重型工程车辆的轮胎及其制备方法技术

本申请公开了一种用于重型工程车辆的轮胎及其制备方法，属于轮胎技术领域。一种用于重型工程车辆的轮胎的制备方法，包括以下步骤：（1）将玻璃纤维进行预处理，并与热塑性树脂在200

【技术实现步骤摘要】
一种用于重型工程车辆的轮胎及其制备方法


[0001]本申请涉及一种用于重型工程车辆的轮胎及其制备方法，属于轮胎


技术介绍

[0002]重型工程车辆（例如卡车、挖掘机和推土机等）是在工程施工、采矿、物料运输等领域中使用的车辆，通常具有大功率、大载重、强耐用等特点。这些车辆常常需要在恶劣的工程环境下运行，因此为了适应不同的工作环境和工作要求，重型工程车辆的轮胎通常具有高承载能力、优异的抗磨损性能和良好的耐久性等特点。
[0003]随着工程车辆的大型化和高速化，轮胎在行驶过程中面临着更大的压力和挑战，因此对重型工程车辆承载能力的要求不断增加。传统轮胎的胎冠主要采用橡胶材料，虽然橡胶材料具有一定的强度和耐磨性，但其承载能力仍然存在局限；为了提高轮胎的承载能力，目前通常会在轮胎中添加大量高强度材料，例如帘布层与带束层均为钢丝帘布，以增强轮胎的抗压性和耐久性，从而提高轮胎的承载能力；然而，这也导致轮胎的重量不断增加，轮胎的重量增加后不仅会影响车辆的运行速度和燃油经济性，还会对轮胎寿命和安全性产生不利影响，因此难以满足当下重型工程车辆对轮胎的要求。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，提供了一种用于重型工程车辆的轮胎及其制备方法，兼具高承载能力和轻量化的特点，同时具有优异的抗磨损性、抗切割性和良好的耐久性，满足重型工程车辆用轮胎的需求。
[0005]本专利技术通过下述技术方案予以实现：一种用于重型工程车辆的轮胎的制备方法，包括以下步骤：（1）将玻璃纤维进行预处理，并与热塑性树脂在200
‑
340℃下搅拌混合5
‑
30min，得到带束层；（2）将天然橡胶、异戊二烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、炭黑、改性纳米氧化锆、聚苯乙烯树脂、醇酸树脂和助剂均匀混合，得到复合胶料；（3）将步骤（1）中带束层均布在胎冠表面，并在80
‑
180℃下固化处理20
‑
45min，然后再在胎冠上涂布步骤（2）的复合胶料，成型、硫化和修整后即得成品。
[0006]可选地，步骤（1）中，玻璃纤维的预处理步骤具体包括：将玻璃纤维放入含有处理气体的等离子体反应室内，在0.05
‑
0.1MPa和50
‑
300W条件下使玻璃纤维表面激活，并于激活状态下向其表面喷洒羟基有机物，直至羟基有机物充分覆盖在玻璃纤维表面，然后再对玻璃纤维清洗、干燥即可。
[0007]可选地，所述处理气体为氧气、氮气和氢气中的至少一种；所述羟基有机物选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和异丙醇中的一种或几种。
[0008]可选地，所述热塑性树脂的添加量为玻璃纤维的20
‑
35wt%；所述热塑性树脂选自聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯和聚氧
化苯乙烯的一种或几种。
[0009]可选地，步骤（2）中，按质量份数计，所述复合胶料包括如下组分：天然橡胶55
‑
70份、异戊二烯橡胶32
‑
45份、丙烯酸酯橡胶25
‑
38份、炭黑16
‑
23份、改性纳米氧化锆12
‑
18份、聚苯乙烯树脂6
‑
10份、醇酸树脂5
‑
8份、防老剂3
‑
6份、硫化剂2
‑
4份和促进剂1
‑
3份。
[0010]可选地，复合胶料的制备方法包括如下步骤：首先将55
‑
70份天然橡胶、32
‑
45份异戊二烯橡胶和25
‑
38份丙烯酸酯橡胶加入密炼机中混炼0.5
‑
1.5min，排胶温度为100
‑
130℃；然后再加入16
‑
23份炭黑、12
‑
18份改性纳米氧化锆、6
‑
10份聚苯乙烯树脂和5
‑
8份醇酸树脂混炼4
‑
6min，排胶温度为110
‑
140℃；最后加入3
‑
6份防老剂、2
‑
4份硫化剂和1
‑
3份促进剂混炼5
‑
8min，排胶温度为105
‑
120℃，薄通，打卷，打三角包，混合均匀后下辊，得到复合胶料。
[0011]可选地，所述防老剂为防老剂SP、防老剂RD和防老剂MBZ中的一种或几种；所述硫化剂为硫磺或二甲基二硫化物；所述促进剂为促进剂DM、促进剂NS和促进剂DOTG中的一种或几种。
[0012]可选地，所述改性纳米氧化锆的制备方法包括如下步骤：S1、将纳米氧化锆分散在乙醇溶液中，然后加入甲基三异丙氧基硅烷和三乙氧基硅烷，并于40
‑
80℃下超声处理5
‑
20min，离心、洗涤和干燥后，得到预处理后的纳米氧化锆；S2、将聚醚羧酸分散在水中，然后加入预处理后的纳米氧化锆，并于30
‑
60℃下加热搅拌0.5
‑
2h，离心、洗涤和干燥后，得到改性纳米氧化锆。
[0013]可选地，步骤S1中，所述甲基三异丙氧基硅烷和三乙氧基硅烷的加入总量为纳米氧化锆的5
‑
8wt%；所述甲基三异丙氧基硅烷和三乙氧基硅烷的质量比为1：（0.8
‑
1.2）；步骤S2中，所述聚醚羧酸和纳米氧化锆的质量比为1：（2
‑
5）。
[0014]可选地，步骤（3）中，成型温度为150
‑
200℃，硫化温度为120
‑
180℃。
[0015]根据本申请的又一个方面，提供了一种用于重型工程车辆的轮胎，由上述任一项所述的制备方法制备得到。
[0016]本申请的有益效果包括但不限于：1．本申请的用于重型工程车辆的轮胎，将带束层中钢丝帘线替换成玻璃纤维，减轻了轮胎的整体重量，同时保证轮胎的强度和刚性，并且本申请的带束层还具有良好的抗腐蚀性和抗疲劳性，使得轮胎的适用范围更广，使用寿命更长；通过在复合胶料中添加改性纳米氧化锆，不仅能够改善橡胶的分散性和界面粘合力，提高轮胎的抗撕裂性，且有助于增强填充网络，提高轮胎的硬度、强度和耐磨性，从而增强轮胎的抗剪切性能和耐久性；该兼具高承载能力和轻量化的轮胎质量在0.83
‑
0.86之间，最小破坏能为2828.6
‑
2862.4J，耐久时间为73.1
‑
74.5h，能够满足重型工程车辆对于负荷和性能的双重需求，确保车辆的稳定和安全行驶。
[0017]2．本申请的用于重型工程车辆的轮胎中，通过对玻璃纤维进行预处理，可以在其表面引入羟基官能团，使玻璃纤维表面具有亲水性，能够与热塑性树脂中的活性基团进行氢键作用，提高二者的相容性和黏附性，从而有助于提升带束层的耐久性和机械强度；通过等离子体反应不仅可以有效提高玻璃纤维表面羟基官能团的密度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于重型工程车辆的轮胎的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将玻璃纤维进行预处理，并与热塑性树脂在200
‑
340℃下搅拌混合5
‑
30min，得到带束层；（2）将天然橡胶、异戊二烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、炭黑、改性纳米氧化锆、聚苯乙烯树脂、醇酸树脂和助剂均匀混合，得到复合胶料；（3）将步骤（1）中带束层均布在胎冠表面，并在80
‑
180℃下固化处理20
‑
45min，然后再在胎冠上涂布步骤（2）的复合胶料，成型、硫化和修整后即得成品。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，玻璃纤维的预处理步骤具体包括：将玻璃纤维放入含有处理气体的等离子体反应室内，在0.05
‑
0.1MPa和50
‑
300W条件下使玻璃纤维表面激活，并于激活状态下向其表面喷洒羟基有机物，直至羟基有机物充分覆盖在玻璃纤维表面，然后再对玻璃纤维清洗、干燥即可。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述处理气体为氧气、氮气和氢气中的至少一种；所述羟基有机物选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和异丙醇中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热塑性树脂的添加量为玻璃纤维的20
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35wt%；所述热塑性树脂选自聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯和聚氧化苯乙烯的一种或几种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，按质量份数计，所述复合胶料包括如下组分：天然橡胶55
‑
70份、异戊二烯橡胶32
‑
45份、丙烯酸酯橡胶25
‑
38份、炭黑16
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23份、改性纳米氧化锆12
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉亮，王业敬，杨振国，王崇举，
申请(专利权)人：山东宏盛橡胶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：