[发明专利]一种以热塑性硫化橡胶(TPV)为基材的非充气轮胎材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种以热塑性硫化橡胶为基材的非充气轮胎材料及其制备方法，属于改性高分子材料及非充气轮胎领域。其原料成分主要包括热塑性硫化橡胶、苯乙烯弹性体、氢化苯乙烯弹性体、增塑剂、聚丙烯、聚乙烯、填料、超支化聚合物、相容剂、抗氧剂、耐磨止滑剂、紫外线吸收剂。该制备方法包括先将热塑性硫化橡胶、苯乙烯弹性体、氢化苯乙烯弹性体和增塑剂混合搅拌，再混合其余剩余材料，经熔融混炼后得到目标产物。该制备方法得到的非充气轮胎材料具有耐磨、止滑、抗疲劳、高韧性、高弹性、不易压缩变形等优点，能够有效地降低车辆在行驶过程中的漏气、爆胎等安全风险，而且产品可回收再循环利用，具有绿色环保的特点。

技术领域

本发明属于改性高分子材料及非充气轮胎领域，具体涉及一种以热塑性硫化橡胶(TPV)为基材的非充气轮胎材料及其制备方法。

背景技术

目前，根据已经公开报道显示的数据发现中国电动自行车全社会的保有量达到2.5亿辆，中国已经成为了全球最大的电动自行车消费国。随着电动车产业的加速发展，其行驶安全也成为了社会发展的一个重要关注点，其中非充气轮胎具有不漏气、耐磨损、不爆胎等特点，已经成为轮胎产业发展的新方向。

随着时代的进步，电动车的使用频率更高，消费者对于电动车产品的用户体验和性能方面提出了更苛刻的要求，比如电动车的结构设计更趋于人性化，轮胎的减震效果更是极大的影响着骑行的舒适度。目前不论是常见的子午线轮胎，还是非充气轮胎(包含并不限于实心胎和中空胎)，其轮胎产品的材料主要是硫化橡胶，但是它的制备工艺复杂，不能一次成型，回收再循环利用困难，不符合环保使用的要求。

CN102906178B公开了一种胎面包含热塑性硫化橡胶弹性体的轮胎。这种胎面包含橡胶组合物，其中橡胶组合物至少包含一种二烯弹性体、聚丙烯的热塑性弹性体硫化橡胶和EPDM及增强填料。这种胎面材料的性能主要是赋予轮胎改进的湿抓地力，需要与其他材料(包含但并不限于胎边橡胶、胎肩垫胶、胎唇钢丝、胎体钢丝、钢丝环带、三角胶、内面胶等)一起组合生产，不具备非充气轮胎所要求的质轻、抗疲劳、耐磨、耐候、高韧性、高弹性、不易压缩变形和轮胎材料一次性挤出加工成型等特点。由于轮胎的胎面(即俗称的轮胎花纹)材料在整个轮胎材料中所占的比重非常小，且回收后的废旧轮胎与轮胎其他材料很难分离，因此其回收再循环利用的意义不大，多用于其他用途。

CN105295216B公开了一种抗疲劳、耐温免充气胎用热塑性弹性体材料及其制备方法。该制备方法是以超高分子量氢化苯乙烯弹性体为基材，先加入白油搅拌20-30分钟，然后再加入聚丙烯、聚苯醚、聚乙烯、增韧剂、矿物质粉等材料混合，再加入双螺杆挤出机中熔融、挤出、冷却、造粒，得到目标产物。其产品具有抗疲劳、耐高温的特点，应用于自行车免充气轮胎，可使自行车轮胎的耐疲劳性显著提高。但该技术存在以下不足：1、自行车作为代步工具，尤其是共享单车，一般的骑行速度约为8-12千米/小时，电动自行车的速度会达到25千米/小时，甚至会更高，而轻便摩托车和电动三轮车的速度会达到50千米/小时。车速的增加会导致轮胎与地面加速摩擦发热，导致轮胎内部的热量迅速升高，会加快轮胎的疲劳老化速度，轻者会快速降低轮胎的使用寿命，严重者会导致轮胎的开裂，可能会发生行车安全事故。因此，该技术生产的材料不适合用于电动车轮胎。2、电动车由于其行驶速度高，连续骑行距离远，因此它的轮胎磨损程度要远远高于自行车轮胎的磨损程度。因此，该技术生产的材料不能达到电动车轮胎磨损的要求。3、按照相关行业的技术规范，自行车设计的最大载重量为100千克，电动自行车设计的最大载重量为130千克，再加上电动自行车自身重量会达到180千克，而电动三轮车和轻便摩托车的最大载重量会更高。因此，该技术生产的材料不能达到电动车轮胎压缩变形的要求。

为了研究出质量较好的轮胎材料，无论是充气的还是无充气轮胎材料，研发人员进行了大量的研究，目前国产轮胎材料仍然存在生产工艺复杂、抗疲劳程度低，耐磨性差，回收再循环利用困难和不符合环保使用的要求等问题，因此，亟需提供一种生产方法简单，耐磨耐候和高韧性高弹性的高使用寿命的轮胎材料及其制备方法。

发明内容