[发明专利]一种汽车轮胎用橡胶复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种汽车轮胎用橡胶复合材料的制备方法，该方法采用将石墨、铝矾土、聚丙烯纤维球磨；将芳纶短纤维、二苯基甲烷二异氰酸酯浸没于酸液中超声处理、分离得到离心沉积物，洗涤后转移至高压搅拌反应釜中，加入植物油搅拌反应得到高压搅拌反应物；将磷酸三氯丙酯、聚酯树脂加入到蒸馏水中搅拌均匀形成混合液，随后升温并加入三甲基硅氧烷经静置保温处理得到保温处理混合液；最后将上述产物混合后密炼塑化，再将得到的混合密炼胶与异戊橡胶、聚氨酯橡胶共同混炼、硫化成型、干燥，得成品橡胶复合材料。制备而成的橡胶复合材料，其耐磨性能优异、拉伸性能好，在汽车轮胎制造上具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及橡胶材料技术领域，具体涉及一种汽车轮胎用橡胶复合材料的制备方法。

背景技术

轮胎是在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品。通常安装在金属轮辋上，能支承车身，缓冲外界冲击，实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能。轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用，因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能。同时，还要求具备高耐磨性和耐屈挠性，以及低的滚动阻力与生热性。

天然橡胶为线性的天然高分子化合物，化学成分主要是顺-1,4-聚异戊二烯，其中含有大量的不饱和双键，在加工、使用或贮存过程中，当受到热、光、臭氧氧化或金属离子的催化作用时，容易进行自动催化反应、分子断链或过度交联，从而表面会逐渐发生变色、喷霜、发粘、变硬发脆、裂纹等现象，同时其力学性能也会出现明显下降，甚至丧失使用价值，再加上其作为有机高分子材料，阻燃性不是很理想，现有的天然橡胶复合材料在轮胎上使用时往往存在耐老化性欠佳、耐磨性、抗冲击性不是很理想的缺陷，从而限制了天然橡胶轮胎材料的应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种汽车轮胎用橡胶复合材料的制备方法，该方法采用将石墨、铝矾土、聚丙烯纤维球磨；将芳纶短纤维、二苯基甲烷二异氰酸酯浸没于酸液中超声处理、分离得到离心沉积物，将离心沉积物洗涤后转移至高压搅拌反应釜中，加入植物油搅拌反应得到高压搅拌反应物；将磷酸三氯丙酯、聚酯树脂加入到蒸馏水中搅拌均匀形成混合液，随后升温并加入三甲基硅氧烷经静置保温处理得到保温处理混合液；最后将上述产物混合后密炼塑化，再将得到的混合密炼胶与异戊橡胶、聚氨酯橡胶共同混炼、硫化成型、干燥，得成品橡胶复合材料。制备而成的橡胶复合材料，其耐磨性能优异、拉伸性能好，在汽车轮胎制造上具有良好的应用前景。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种汽车轮胎用橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将石墨6-8份、铝矾土3-5份、聚丙烯纤维3-5份投入行星式球磨机中进行球磨处理，得到球磨粉末；

（2）将芳纶短纤维22-24份、二苯基甲烷二异氰酸酯16-20份浸没于浓度为0.1 mol/L的HCl溶液中进行超声处理，随后将超声处理混合液用氢氧化钠溶液中和至中性，再经高速离心分离出离心沉积物，将离心沉积物用蒸馏水洗涤2-4次并转移至高压搅拌反应釜中，加入植物油5-9份，设定高压搅拌反应釜的压力为15 MPa、温度为150℃，在250-260转/分钟的速率下搅拌反应30分钟，得到高压搅拌反应物；

（3）将磷酸三氯丙酯15-25份、聚酯树脂16-18份加入到60-80倍质量的蒸馏水中按照80-100转/分钟的速率搅拌均匀形成混合液，将混合液温度缓慢升高至80-90℃，加入三甲基硅氧烷6-8份，静置保温处理30分钟，得到保温处理混合液；

（4）将步骤（1）-（3）得到的球磨粉末、高压搅拌反应物和保温处理混合液转移至加压式密炼机中，设定加压式密炼机的温度为80-90℃，密炼塑化10-15分钟，随后加入防老剂1-3份、硫化剂1-3份继续密炼塑化6-8分钟，出胶后得到混合密炼胶；