[发明专利]一种含有钢丝帘线的碳纳米轮胎胎面的制造方法及其产品

说明书

技术领域

本发明属于全钢丝载重子午线轮胎(TBR)制造技术领域，具体涉及一种含有钢丝帘线的碳纳米轮胎胎面的制造方法及其产品。

背景技术

目前，随着全钢丝载重子午线轮胎(TBR)应用量的日益增多，被替换下来的废目轮胎也在不断增加，这其中仅胎面花纹磨平而胎体无损伤的，能够应用传统的预硫化条形胎面再制造的仅占5％左右，而胎冠带束层钢丝被磨出或受损、胎体却完好仍有利用价值的废旧轮胎则占到40％以上，该部分废旧轮胎不能应用条形胎面再制造，或被破碎制成胶粉，或被土法焚烧炼油，或被遗弃随处堆放，紧缺的橡胶资源被严重浪费，环境被严重污染破坏。因此，提高全钢丝载重子午线轮胎再制造率、进行轮胎资源循环再利用和保护环境势在必行。废旧轮胎除采用条形胎面再制造方法外，目前社会上有利用割下的花纹尚有一定深度的旧胎顶进行再制造的，但割下的旧胎顶存在着严重的不安牟隐患.例如在旧胎顶割下之前的旧轮胎在使用过程(高速旋转)中无论是胎侧爆破还是胎圈爆破，都会使胎冠不司程度地受损而出现或轻或重的脱层或钢丝带束层受损等现象，另外在割下旧胎顶时由于检查不到位，依然存在着带束层铡丝司能已被刺断等问题，这些都严重地影响着再制造轮胎的安全性能。因此，旧胎顶不能用于轮胎再制造。

另外，碳纳米管具有优异的力学性能、导电、导热性能，因而被认为是聚合物基复合材料理想的力学强化和功能改性材料，采用碳纳米管制成的复合材料表现出良好强度、弹性和抗疲劳性，如果应用在新轮胎胎面上，会大大提高轮胎的整体性能。

发明内容

本发明所提供的技术方案旨在解决现有技术中存在的上述技术问题，发明人在进行了大量的深入研究之后，设计并制造了一种含有钢丝帘线的碳纳米轮胎胎面，使得采用了该胎面的轮胎再制造后的性能不受影响，甚至在一定程度上提升了再制造后的轮胎的综合性能。

本发明所提供的技术方案包括：

第一方面，提供了一种含有钢丝帘线的碳纳米轮胎胎面的制造方法，包括以下步骤：

S1：先将碳纳米管加到橡胶聚合物熔体中搅拌以形成碳纳米管浆料，然后，使用料泵注入至带有线接触的两个陶瓷磨盘的研磨装置中，充分研磨，使碳纳米管均匀分散到橡胶聚合物熔体中，同时在机械摩擦力和橡胶聚合物熔体内的层间剪切力作用下将碳纳米管截断；除去聚合物，制得短碳纳米管；

S2：将橡胶母料、裂解炭黑、所述短碳纳米管混合到一起，并在密炼机里进行密炼加工，制得碳管母料；

S3：将所述碳管母料、天然橡胶、顺丁橡胶、硫化胶粉、ZnO、硫磺、硫化促进剂混合到一起，并在密炼机里进行密炼加工，制得胎面胶料；接着，将所制得的胎面胶料与钢丝帘线一起投入到胎面硫化机中，并经模具成型，制得所述含有钢丝帘线的碳纳米轮胎胎面。

优选地，在上述制造方法中，所述两个陶瓷磨盘的旋转方向相反，且旋转速度为4500～5000rpm。

优选地，在上述制造方法中，所述两个陶瓷磨盘的旋转速度均为4800rpm。

优选地，在上述制造方法中，所述短碳纳米管的长度为50nm～5μm。

优选地，在上述制造方法的S3中的投料质量份配比包括：

此外，本发明的第二方面还提供了一种含有钢丝帘线的碳纳米轮胎胎面，其由本发明第一方面所述的制造方法制得。

优选地，上述含有钢丝帘线的碳纳米轮胎胎面为闭合的环形，并且，其由胎面胶层与骨架层组成；其中，胎面胶层的外环表面有胎面花纹沟，其内环表面可与打磨后的胎冠相吻合；另外，所述骨架层由四层带束层构成，从远离所述胎面胶层的方向到紧贴所述胎面胶层内侧的方向依次包括：过渡层(即第一层带束层)、工作层(即第二层带束层)、工作层(即第三层带束层)、保护层(即第四层带束层)。其中，第二层带束层与第三层带束层交叉排列。

进一步优选地，在所述含有钢丝帘线的碳纳米轮胎胎面里，所述过渡层的帘线角度为25～30度，且其由高强度钢丝帘线或普通强度钢丝帘线制成。

进一步优选地，在所述含有钢丝帘线的碳纳米轮胎胎面里，所述第二层带束层与所述第三层带束层——即两层所述工作层的帘线角度均为25～30度，且它们均由高强度钢丝帘线或普通强度钢丝帘线制成；并且，所述保护层的帘线角度与两层所述工作层的帘线角度相同。