[发明专利]一种采用石墨烯材料的高性能轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域的一种胎面、下层和三角胶采用石墨烯橡胶复合材料的高性能轮胎。

背景技术

轮胎是汽车最重要的部件之一，高速行驶的轮胎内部产生大量的热，胎面、胎肩和三角胶是轮胎生热易损坏的部件，高的行驶温度对轮胎的耐磨性和耐久性，苛刻的路况对胎面胶的抗撕裂、抗刺扎、防崩花掉块性能提出了更高的要求。针对以上应力集中导致温度升高的部件，设计胎面胶、下层胶和三角胶采用含石墨烯橡胶复合材料的高性能轮胎。

发明内容

为降低轮胎胎面磨耗量、防止静电、降低行驶温度、提高轮胎使用寿命和安全性，设计一种采用含石墨烯橡胶复合材料的高性能轮胎。本发明提供一种采用石墨烯材料的高性能轮胎，以重量配比计，胎面的材料包括80-100份的生胶，40-60份的炭黑，10-20份的白炭黑，0-2份的硬脂酸，3-5份的硅烷偶联剂，10-30份的石墨烯橡胶复合材料，1.5-3.5份的防老剂，1-2份的防护蜡，1-2份的硫黄，4-6份的纳米氧化锌，1-2份的促进剂，0-0.3份的防焦剂,所述的石墨烯橡胶复合材料的组分包括橡胶胶乳和石墨烯。

以重量配比计，轮胎的基部胶包括70-95份的生胶，30-50份的炭黑，5-20份的白炭黑，3-6份的纳米氧化锌，10-30份的石墨烯橡胶复合材料，1-3份的硬脂酸，2-4份的液体硅烷偶联剂，3-7份的加工助剂，2-5份的防老剂，1.5-4份的不溶性硫黄，1-3份的促进剂NS，0-0.5份的防焦剂CTP。

以重量配比计，轮胎的三角胶包括80-100份的生胶，30-60份的炭黑，10-30份的石墨烯橡胶复合材料，0-10份的芳烃油，2-5份的纳米氧化锌，2-5份的硬脂酸，2-6份的防老剂，2-5份的不溶性硫黄，0-3份的促进剂NS，0-0.3份的防焦剂CTP。

所述石墨烯橡胶复合材料以重量配比计包括85-95份的橡胶胶乳，5-15份的石墨烯。

采用石墨烯材料的高性能轮胎的制备方法，包括石墨烯橡胶复合材料的制备步骤:采用有机溶剂将石墨烯粉体进行分散，再将稳定分散的石墨烯分散液加入到橡胶胶乳中进行超声分散和搅拌，除去溶剂并对胶乳的凝固和干燥，制成一定含量的石墨烯橡胶复合材料；预分散混炼步骤：胶料采用多段混炼，一段混炼依次加入天然胶、石墨烯橡胶复合材料、1/2炭黑，提栓、排胶，二段混炼先预分散母胶、剩余炭黑、白炭黑、其它助剂(除硫化剂和促进剂)，然后依次提栓、排胶，三段返炼补充混炼，终炼采用密炼机混炼，由下辅机带1-3台开炼机进行补充混炼；低拉伸胎面膨胀挤出步骤，在复合挤出机上压出胎面胶料，形成半成品，采用小口型低压出速度，胎面挤出后自然膨胀，低拉伸挤出。

本发明的有益效果是：本发明的轮胎为高性能轮胎，其胎面、基部和三角胶添加石墨烯橡胶复合材料，具有高耐磨性、高导热性、高抗撕裂、高抗刺扎和防止崩花掉块，降低轮胎的行驶温度，提高轮胎使用寿命和安全性。其胎面具有高耐磨性、高导热性、高抗撕裂、高抗刺扎、防止崩花掉块，其下层和三角胶具有低生热、高导热等优点。

具体实施方式

涉及的发明点为：一种采用含石墨烯橡胶复合材料的高性能轮胎。轮胎为多种物质的组合物，胎面胶、基部胶和三角胶性能对轮胎性能的体现起关键性作用，相对的配方和工艺成为技术关键点，下面对轮胎关键技术点的配方和工艺进行详细描述。

1、组分或配方：以重量配比计

石墨烯橡胶复合材料配方

橡胶胶乳85-95

石墨烯5-15

胎面配方

石墨烯橡胶复合材

基部胶配方

生胶70-95