专利名称：：一种高性能工程轮胎胎面胶料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种利用乳液法制备的黏土/橡胶纳米复合母胶来提高工程轮胎胎面胶料的性能，属于橡胶基复合材料领域。技术背景工程机械轮胎的使用特点是场地环境恶劣、使用条件苛刻、负荷量大等。因此要求轮胎胎面胶料耐切割、耐疲劳、耐磨、硬度高、变形小、生热低等。常用的提高工程机械轮胎胎面胶性能的方法有改变填料品种如改变炭黑的品种、加入少量白炭黑和短纤维，优化硫化体系等。
发明内容本发明的目的在于制备一种高性能工程轮胎胎面胶料，明显提高大型工程轮胎的耐屈挠、耐割口等性能，延长轮胎的使用寿命。本发明的目的通过以下技术方案实现本发明的特征在于采用下述方法进行通过在大型工程轮胎胎面胶料中加入乳液法制备的黏土/橡胶纳米复合母胶来实现。黏土/橡胶纳米复合母胶的种类包括黏土/天然橡胶纳米复合母胶、黏土/丁苯橡胶纳米复合母胶、黏土/丁腈橡胶纳米复合母胶等。本发明提供了一种高性能工程轮胎胎面胶料，其特征在于在大型工程轮胎胎面胶料配方中，以质量份数计每100份橡胶，加入乳液法制备的黏土/橡胶纳米复合母胶，保证黏土的用量范围为l-10份，同时相应减少配方中炭黑的用量，其减少的量为1份黏土替代l-5份炭黑(如N330、N234等)。所述的黏土/橡胶纳米复合母胶包括黏土/天然橡胶纳米复合母胶、黏土/丁苯橡胶纳米复合母胶、黏土/丁腈橡胶纳米复合母胶等。本发明通过在大型工程轮胎胎面胶料中加入采用乳液法制备的黏土/橡胶纳米复合母胶，同时降低胎面胶料中炭黑的用量，可明显提高大型工程轮胎的耐屈挠、耐割口等性能，延长轮胎的使用寿命。具体实施方式以下举出实施例对本发明做进一步的说明，本发明不受其限制。实施例中的份数均以质量份数计。实施例1对于30份炭黑N330增强的丁苯橡胶复合材料，以黏土/丁苯纳米复合母胶的形式加入纳米黏土，分别将2份和5份纳米黏土替代等量的增强炭黑N330后，材料的性能如表l所示。从表中的结果可看出与参比样相比，含2份和5份纳米黏土胶料的拉伸强度、撕裂强度、耐屈挠疲劳寿命明显提高。含2份纳米黏土胶料的耐磨性能与参比样相当；含5份纳米黏土胶料的耐磨性能比参比样略有降低。表1纳米粘土对丁苯橡胶复合材料性能的影响*N330/纳米黏土用量/phr参比样28/225/5邵尔A型硬度626568300X定伸应力/MPa7.810.510.0拉伸强度/MPa20.826.928.1扯断伸长率/%523531613扯断永久变形/%121618撕裂强度/(kN/m)36.542,749.9发生初级裂口的屈挠次数/万次822>200阿克隆磨耗/(cmVl.61km)0.0640.0620.081*基本配方SBR100，氧化锌3，硬脂酸1，防老剂4010NA1,促进剂CZ1，硫磺1.75，N330炭黑30。实施例2对于60份N234炭黑增强的丁苯橡胶复合材料，以黏土/丁苯纳米复合母胶的形式加入纳米黏土，分别以2份纳米黏土非等量替代N234增强炭黑5份和IO份后，材料的性能如表2所示。从表2中的结果可看出与参比样相比，含2份和5份纳米黏土胶料的拉伸强度、撕裂强度、耐屈挠疲劳寿命明显提高；耐磨性能相差不大。表2非等量替代炭黑对丁苯橡胶纳米复合材料性能的影响*<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>发生初级裂口的屈挠次数/万次21120阿克隆磨耗cmVl.61km0,0320.0370.049*基本配方SBR100，氧化锌3，硬脂酸1，防老剂4010NA1，促进剂CZ1，硫磺1.75，高芳油10，N234炭黑60。实施例3对于N330炭黑增强的天然橡胶复合材料，以黏土/天然橡胶纳米复合母胶的形式加入纳米黏土，4份纳米黏土等量替代4份N330炭黑后，性能如表3所示表3NR胶料中含4份纳米黏土的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>基本配方NR100，氧化锌5，硬脂酸2，Si-693，促进剂DM1.8，硫磺1.4，高芳油6，防老剂4010NA2.0，石蜡1.0，N330炭黑50。实施例4在工程胎面胶料中，以黏土/天然橡胶纳米复合母胶的形式加入纳米黏土，分别以1份和5份纳米黏土等量替代参比样中的增强炭黑，硫化胶性能对比的结果如表4所示。表4胎面胶料性能对比结果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>基本配方NR100，氧化锌5，硬脂酸2，促进剂CZL6，DTDM0.5，硫磺1.4，高芳油6，防老剂4010NA2.0，石蜡1.0，N330炭黑55。从表4的结果可以看出随着纳米黏土用量增加，复合材料的邵氏A型硬度、100%定伸应力、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度增加，且粘土用量越多，其性能提高幅度越大。而且纳米黏土的加入胎面胶料的磨耗量降低，耐磨性能提高。权利要求1、一种高性能工程轮胎胎面胶料，其特征在于在大型工程轮胎胎面胶料配方中，以质量份数计每100份橡胶，加入乳液法制备的黏土/橡胶纳米复合母胶，保证黏土的用量范围为1-10份，同时相应减少配方中炭黑的用量，其减少的量为1份黏土替代1-5份炭黑。2、根据权利要求1所述的高性能工程轮胎胎面胶料，其特征在于所述的黏土/橡胶纳米复合母胶包括黏土/天然橡胶纳米复合母胶、黏土/丁苯橡胶纳米复合母胶、黏土/丁腈橡胶纳米复合母胶。全文摘要一种高性能工程轮胎胎面胶料属于橡胶基复合材料领域。常用的提高工程机械轮胎胎面胶性能的方法有改变填料品种如改变炭黑的品种、加入少量白炭黑和短纤维，优化硫化体系等。本发明特征在于在大型工程轮胎胎面胶料配方中，以质量份数计每100份橡胶，加入乳液法制备的黏土/橡胶纳米复合母胶，保证黏土的用量范围为1-10份，同时相应减少配方中炭黑的用量，其减少的量为1份黏土替代1-5份炭黑。所述的黏土/橡胶纳米复合母胶包括黏土/天然橡胶纳米复合母胶、黏土/丁苯橡胶纳米复合母胶、黏土/丁腈橡胶纳米复合母胶。本发明可明显提高大型工程轮胎的耐屈挠、耐割口等性能，延长轮胎的使用寿命。文档编号C08L7/00GK101215390SQ20071030479公开日2008年7月9日申请日期2007年12月28日优先权日2007年12月28日发明者何少剑,冯耀岭,吴友平,张立群,王益庆,蔚赵申请人:北京化工大学