[发明专利]含石墨烯轮胎的制造方法

说明书

本发明是一种含石墨烯轮胎的制造方法，其特征是在制造轮胎过程中，把用于作为橡胶补强剂的炭黑用等量石墨烯替换下来。众所周知，炭黑有史以来就被轮胎制造业作为橡胶补强剂使用，作为提高橡胶强度和耐磨耗、耐屈挠等性能最理想的补强剂。经研究发现，炭黑与石墨烯在性能方面有着本质上的区别，要想轮胎质量在现有的水平上进一步得到提高，就必须用石墨烯把炭黑替换下来。首先要知道石墨烯是纳米级的炭材料，炭黑是纳米级的炭材料，俗称炭纳米。两者都是纳米级的炭材料，谁优谁劣只有经过研究才能被发现。经过多年的研究，千百次的试验，发现两者性能相差甚远，对轮胎内在质量影响极大。

技术领域：含石墨烯轮胎的制造方法，是采用石墨烯作为橡胶补强剂在轮胎制造过程中加入橡胶内，经硫化后增加橡胶的硬度、强度、耐磨耗、耐屈挠等性能。

背景技术：目前国内外轮胎制造企业大都采用炭黑作为最主要的一种橡胶补强剂，从第一只添加炭黑的轮胎诞生一直沿用至今，炭黑在轮胎制造业起着举足轻重的作用。虽然轮胎在高速运转时与路面产生摩擦，天长日久，轮胎显得磨损过快，但被人们习以为常。以为现在的轮胎已经做得很好，质量上没有再提高的余地，但其实不是。特别在炎热的夏季，汽车在公路上爆胎的频率大幅提高，人们在享受速度带来的满足和快乐，也同时承载着爆胎时的惊吓和更加惨痛的后果，怎样才能进一步提高轮胎的安全系数和使用寿命，有多少人在研究在探索。

发明内容：本发明的目的是不使用炭黑作为橡胶制造轮胎的补强剂，用石墨烯替代炭黑作为补强剂使用，以改善和提高橡胶在制造轮胎过程中的工艺性能和硫化后的使用性能。使轮胎产品实现质量的飞跃，真正达到提高安全系数，延长使用寿命，减少爆胎频率，降低安全事故。

具体实施方案：本发明结合实施例作进一步说明，含石墨烯轮胎的制造方法，其特征是在制造轮胎的过程中使用石墨烯作为补强剂，把原来的补强剂炭黑替换下来。因为炭黑与石墨烯的性能在研究时发现存在五个方面的差异：第一，膨胀系数。通过实验表明一公斤的炭黑需要添加十五公斤的酸液才能把炭黑稀释成膏状，而一公斤的石墨烯只需要添加一点五公斤的酸液就能稀释成膏状，说明炭黑的膨胀系数是石墨烯的十倍，膨胀系数越大对轮胎质量的影响越大。第二，粘性试验。把炭黑和石墨烯稀释后分别装入滤布袋用离心机甩干，发现装有炭黑的滤袋轻轻一抖，潮湿的炭黑就会轻松的滑落出来；而装有石墨烯的滤袋因石墨烯粘性大怎么也抖不出来，这说明石墨烯有很强的粘性，而炭黑本身没有粘性，在制造轮胎过程中，橡胶被硫化时用石墨烯作为补强剂，是橡胶的粘性与石墨烯的粘性结合，是两个粘性物质向一处结合，必然结合的更加牢固。而使用炭黑作为补强剂，只是橡胶被硫化时的粘性与一个没有粘性的物质结合，只能是勉强结合，粘性差附着力就差。第三，化学成份。炭黑内铁离子含量高达6000ppm，而石墨烯内的铁离子含量可控制在100ppm以内，由于对橡胶产生为危害的元素是铜、锰，因为铁是锰的载体，铁离子严重超标一定会影响轮胎的使用寿命。第四，传热、抗热、散热。因为炭黑是碳化钙在氧气不足的情况下燃烧而成，虽然与石墨烯都属于碳家族的成员，但石墨是用碳素制品在2000度以上的高温炉内与空气隔绝封闭焙烧7昼夜进行石墨化。在碳元素家族中，石墨传热、抗热、散热的性能优于其他碳素材料，因此炭黑与石墨烯在传热、抗热、散热性能方面也不在同一水平线上。第五、生料、熟料，炭黑虽然是经过燃烧气相沉积而成，但其性能只能和其他碳素制品相近，存在着性脆易裂的缺陷，而石墨烯是由石墨原料加工而成，无论是人造石墨或是天然石墨都具有韧性好、柔性优的特性，被业内人士认为碳素为生料、石墨为熟料，生料脆、易折易裂，熟料柔、抗拉抗压。所以用石墨烯替代炭黑作为橡胶补强剂制造轮胎真是有百利无一害。就目前经济价值分析，石墨烯比炭黑价格稍高一些，但经过近年来的研发，国内生产石墨烯的厂家也在不断的扩大，产品价格由高向低迅速下跌，特别是国内有的厂家可以用化学方法生产石墨烯，纯度更高，质量更好，价格更低，完全可以被轮胎制造业接受。要想制造出世界最好的轮胎，创造国际知名品牌，就应有制造船中航母、酿造酒中茅台的胸怀，精心选料，精心制造，只要产品过硬，一定能获得市场的认可和社会的回报。认真分析一下市场规则，真正的好产品，好东西不怕价格高，一瓶鱼子酱几万元，一张名贵画更是价值连城，但并不是说要制造天价轮胎，只要物有所值，市场这只大手是会欢迎的。现在国内国际轮胎家族中就是缺少安全系数最大、使用寿命最长、耐磨耗、耐屈挠的性能最理想的高端轮胎。愿含石墨烯轮胎尽早制造成功，满足社会消费阶层，用品牌效应拉动企业效益再提升。