本发明涉及轮胎
技术领域：
。更具体地说，本发明涉及一种剑麻增强橡胶轮胎及其制备方法。
背景技术：
：轮胎是汽车的重要部件之一，直接与路面接触，和汽车悬架共同缓和汽车行驶时所受到的冲击，保证汽车有良好的行驶平稳性。汽车轮胎应具备气密性、弹性、耐高温、抗老化等特点。丁基橡胶一般被应用在制作汽车轮胎上，但其存在硫化速度慢、与其他橡胶相容性差、不耐磨、承载力小等问题。技术实现要素：本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本发明还有一个目的是提供一种剑麻增强橡胶轮胎及其制备方法，其具有优秀的硬度、断裂延伸率、耐磨性和拉伸强度。为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种剑麻增强橡胶轮胎，包括以下重量份数的原料：改性橡胶复配物140份、改性剑麻纤维5份、硫磺5份、芳烃油25份、乙酸乙烯酯1份、水合硅酸镁5份、云母氧化铁灰3份、醋酸纤维素5份、空心玻璃微珠2份、炭黑15份、硼砂10份、偏苯三酸三辛酯6份、填料20份；改性橡胶复配物的制备方法为：将质量比为3:2:2的丁苯橡胶、顺丁橡胶、溴化丁基橡胶切成片状，在离子液体中浸泡10h，用丙酮清洗表面，烘干，应用等离子体浸没离子注入装置对丁苯橡胶、顺丁橡胶、溴化丁基橡胶进行碳离子注入，电压25kv，脉冲宽度20μs，脉冲重复频率150hz，放电电流1.3a，工作气体压力3×10-2pa，注入时间1h，即得；改性剑麻纤维的制备方法为：将剑麻纤维置于0.1mol/l氢氧化浓溶液，控制温度为70℃、频率为60hz，超声辐射10min，在离子液体中浸泡10h，用丙酮清洗表面，烘干，即得；填料的制备方法为：将质量比5:10:1:1:1的钾长石、萤石、黑曜石、绿帘石、透辉石洗涤、粉碎、烘干、混合，于1000℃下煅烧1h，冷却至室温，得到第一混合物，将质量比为5:1:2:1的高岭土、活性炭、松针土、脱水污泥混合、过筛，紫外线辐射10h，在质量分数为10％的盐酸溶液中浸泡10h，清洗ph至7，干燥，得到第二混合物，将质量比为1:2的第一混合物、第二混合物混合，加入适量水与三甲基十六烷基溴化铵，在100r/min下分散，加入熔融的尼龙66，在300℃混炼30min，烘干粉碎成纳米粉末，即得。优选的是，所述的剑麻增强橡胶轮胎，剑麻纤维为直径不大于200nm、长度不大于2μm的短纤维。优选的是，所述的剑麻增强橡胶轮胎，高岭土、活性炭、松针土的平均粒径不大于200nm。优选的是，所述的剑麻增强橡胶轮胎，离子源为纯度98％以上的石墨。优选的是，所述的剑麻增强橡胶轮胎，离子液体为[bmim]+[pf6]-。优选的是，所述的剑麻增强橡胶轮胎的制备方法，将上述重量份数的改性橡胶复配物于30℃下预混炼20min，加入上述重量份数的改性剑麻纤维，继续混炼10min，再加入上述重量份数的其余原料，继续混炼10min，成型，于平板硫化机中进行硫化，控制温度100℃、压力5mpa，保持30min，即得。本发明至少包括以下有益效果：本发明通过在橡胶中添加剑麻，提高辅料的分散性，以及轮胎的拉伸强度、硬度，无毒无污染；通过对橡胶改性，提高轮胎的滚动阻力；通过对剑麻改性，提高分子取向，以及弹性和断裂伸长率；通过添加填料，增加内胎的气密性，提高补强性能，增加与橡胶亲和力，具有绿色、环保的作用。本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。<实施例1>一种剑麻增强橡胶轮胎，包括以下重量份数的原料：改性橡胶复配物140份、改性剑麻纤维5份、硫磺5份、芳烃油25份、乙酸乙烯酯1份、水合硅酸镁5份、云母氧化铁灰3份、醋酸纤维素5份、空心玻璃微珠2份、炭黑15份、硼砂10份、偏苯三酸三辛酯6份、填料20份；改性橡胶复配物的制备方法为：将质量比为3:2:2的丁苯橡胶、顺丁橡胶、溴化丁基橡胶切成片状，在离子液体[bmim]+[pf6]-中浸泡10h，用丙酮清洗表面，烘干，应用等离子体浸没离子注入装置对丁苯橡胶、顺丁橡胶、溴化丁基橡胶进行碳离子注入，离子源为纯度98％以上的石墨，电压25kv，脉冲宽度20μs，脉冲重复频率150hz，放电电流1.3a，工作气体压力3×10-2pa，注入时间1h，即得；改性剑麻纤维的制备方法为：将剑麻纤维置于0.1mol/l氢氧化浓溶液，控制温度为70℃、频率为60hz，超声辐射10min，在离子液体[bmim]+[pf6]-中浸泡10h，用丙酮清洗表面，烘干，即得，其中，剑麻纤维为直径不大于200nm、长度不大于2μm的短纤维；填料的制备方法为：将质量比5:10:1:1:1的钾长石、萤石、黑曜石、绿帘石、透辉石洗涤、粉碎、烘干、混合，于1000℃下煅烧1h，冷却至室温，得到第一混合物，将质量比为5:1:2:1的高岭土、活性炭、松针土、脱水污泥混合、过筛，紫外线辐射10h，在质量分数为10％的盐酸溶液中浸泡10h，清洗ph至7，干燥，得到第二混合物，将质量比为1:2的第一混合物、第二混合物混合，加入适量水与三甲基十六烷基溴化铵，在100r/min下分散，加入熔融的尼龙66，在300℃混炼30min，烘干粉碎成纳米粉末，即得；其中，高岭土、活性炭、松针土的平均粒径不大于200nm。一种剑麻增强橡胶轮胎的制备方法，将上述重量份数的改性橡胶复配物于30℃下预混炼20min，加入上述重量份数的改性剑麻纤维，继续混炼10min，再加入上述重量份数的其余原料，继续混炼10min，成型，于平板硫化机中进行硫化，控制温度100℃、压力5mpa，保持30min，即得。<对比例1>一种剑麻增强橡胶轮胎，配方及制备方法同实施例1，不同的是，改性橡胶复配物140份替换为质量比为3:2:2的丁苯橡胶、顺丁橡胶、溴化丁基橡胶的混合物，不经过改性处理。<对比例2>一种剑麻增强橡胶轮胎，配方及制备方法同实施例1，不同的是，改性剑麻纤维5份替换为剑麻纤维5份，不经过改性处理。<对比例3>一种剑麻增强橡胶轮胎，配方及制备方法同实施例1，不同的是，不添加填料。<对比例4>一种剑麻增强橡胶轮胎，配方及制备方法同实施例1，不同的是，不添加改性剑麻纤维。<橡胶改性研究试验>对实施例1与对比例1制备的轮胎进行滚动阻力测试，通过使用滚动阻力测试仪，在内部压力为230kpa、载荷为49n、速度为80km/h测试条件下，转动测试轮胎进行滚动阻力测试，将各试验组的滚动阻力以指数的形式表示，滚动阻力指数越大，滚动阻力越低，表示性能越出色。滚假设对比例1的滚动阻力指数为100，滚动阻力指数＝对比例1的滚动阻力/实施例1的滚动阻力×100，结果如表1所示。表1滚动阻力实施例1165对比例1100表1的结果说明，改性处理后的橡胶制备的轮胎，滚动阻力性能得到提高，性能更优。<剑麻纤维改性研究试验>对改性剑麻纤维与天然剑麻纤维进行拉伸性能、压缩弹性的测试，结果如表2所示。表2断裂伸长率/％弹性模量/kg/mm2压缩回弹率/％回复功百分率/％改性剑麻纤维4.8516.2910.7711.36天然剑麻纤维3.0255.989.587.38表2的结果说明，改性处理后的剑麻纤维的弹性模量下降，断裂伸长率增加，压缩回弹力、回复功百分率增加，说明化学成分、微细结构均有所改善。<填料粘合强力研究试验>对实施例1与对比例4制备的轮胎胎身与胶座气门嘴底座进行粘合强力测试，结果如表3所示。表3粘合强力/n实施例1400对比例4150表3的结果说明，添加有填料的橡胶制备的胎身与胶座气门嘴底座的粘合强力提高，增加内胎的气密性，提高补强性能。<轮胎性能研究试验>对实施例1、对比例1～4进行耐磨性、硬度、拉伸强度、断裂延伸率测试，结果如表4所示。①耐摩耗性：astmd5963-2010，测试环境温度为23±2℃；采用din53516磨耗试验机；耐摩耗指数＝对比例耐摩耗强度/实施例1耐摩耗强度×100②硬度：邵氏a硬度：astmd2240-2010，采用德国zwick公司的z3130硬度计；硬度指数＝对比例硬度/实施例1硬度×100③拉伸强度：astmd412-2006，测试速度为500mm/min，测试环境温度是23±2℃；采用德国zwickz010拉力试验机；拉伸强度指数＝对比例拉伸强度/实施例1拉伸强度×100表4耐磨性硬度拉伸强度实施例1100100100对比例1878582对比例2908977对比例3888885对比例4858271由表4可以看出，对比例1由于没有对橡胶改性，其硬度、拉伸强度均明显降低，说明橡胶改性可以有效增强轮胎的硬度、拉伸强度，对比例2由于没有对剑麻纤维改性、对比例4由于没有添加剑麻纤维，轮胎的拉伸强度明显降低，说明剑麻纤维能够增强拉伸强度，改性的剑麻纤维能够显著增强拉伸强度，对比例3由于没有添加填料，耐磨性、硬度、拉伸强度均有一定程度降低，说明本申请的填料可以有效增强传送带的机械性能。这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。当前第1页12