[发明专利]一种具有仿生结构的高耐磨轮胎胎面胶料及合成制备方法

说明书

一种具有仿生结构的高耐磨轮胎胎面胶料及合成制备方法，属于胎面胶料领域。本发明包括上下布置的第一胶料层和第二胶料层，第一胶料层为低滚动阻力材料层，第二胶料层为高耐磨材料层，第二胶料层的上端面向上延伸形成若干均匀阵列排布的六棱柱，第一胶料层上开有上下贯通的插孔，插孔的位置和形状与六棱柱的位置和形状匹配对应；本发明对胎面胶料进行结构和合成工艺上进行改进，解决了现有技术中轮胎研发困难，轮胎耐磨性能差的问题，提高了轮胎的安全性和经济性。

技术领域

一种轮胎胎面胶料及制备方法，属于胎面胶料领域；尤其涉及一种具有仿生结构的高耐磨轮胎胎面胶料及合成制备方法。

背景技术

随着国家经济实力的不断增强，汽车产业得到迅猛的发展，汽车已经成为人们生活中必不可少的重要交通工具。轮胎胎面是汽车唯一与地面直接接触部件，承受外界应力最苛刻，受到来自外部各种恶劣环境的冲击，包括与地面之间的摩擦，外界尖锐物质的刺穿，粗糙路面对它的震动以及冲击等等。这就要求轮胎具有优良的耐磨、耐切割、耐撕裂、抗湿滑性以及低滚阻、低生热和耐老化性能等。但是轮胎各种性能之间往往是相互矛盾的，难以同时提高性能，提高一种或两种性能的同时，第三种性能往往会降低，轮胎的耐磨性、滚动阻力和抗湿滑(抓地性)三大性能被称为“魔鬼三角”。轮胎胎面胶的耐磨性能直接影响轮胎的安全性、噪声、振动和磨耗里程,因此提高轮胎胎面胶耐磨性同时保证滚动阻力和抗湿滑性具有很重要的意义。

仿生学设计作为一种独具特色的设计方法，其工业设计主要集中于形态仿生、肌理仿生、质感仿生、结构仿生、功能仿生、色彩仿生和意象仿生7个方面。轮胎作为汽车的重要组成部分，其仿生设计主要集中于结构仿生和功能仿生两个方面。现有技术中的各大企业和高效利用仿生学与轮胎结构的研究结合，对轮胎的外部结构进行结构上的改良使轮胎的安全性和经济性得到更高的提升，但很多仿生的轮胎实验验证过程都非常繁琐，对于不同路面的实验效果也不尽相同，需要投入非常大的人力物力进行轮胎检测，仿生学与轮胎的研究很多只是停留在研究阶段，轮胎的耐磨性能和低滚动阻力性能方面的改善效果不高。

发明内容

本发明提供了一种具有仿生结构的高耐磨轮胎胎面胶料及合成制备方法，从轮胎胎面胶料与仿生结构结合，实现过程和研究过程相较于整个轮胎的研究具有灵活性，便捷性，并且提高了胎面胶料的耐磨性能和低滚动阻力性能，使轮胎均由突出的机械性能，提高了轮胎的安全性和经济性。

一种具有仿生结构的高耐磨轮胎胎面胶料，包括上下布置的第一胶料层和第二胶料层，第一胶料层为低滚动阻力材料层，第二胶料层为高耐磨材料层，第二胶料层的上端面向上延伸形成若干均匀阵列排布的六棱柱，第一胶料层上开有上下贯通的插孔，插孔的位置和形状与所述六棱柱的位置和形状匹配对应，第二胶料层的六棱柱嵌插在第一胶料层的插孔内且六棱柱与插孔过盈配合，第一胶料层和第二胶料层嵌插压装后，六棱柱的顶端延伸出第一胶料层的上端面形成抓地颗粒，相邻两六棱柱之间的距离小于抓地颗粒的高度。

进一步的，所述抓地颗粒与第一胶料层的上端面之间形成沟槽，沟槽的纵截面呈矩形，相邻两六棱柱之间的距离与抓地颗粒高度的比值范围为10:23-5:9之间。

进一步的，所述第一胶料层的由上橡胶层、聚脲弹性层和下橡胶层硫化加压而成。

进一步的，所述上橡胶层、聚脲弹性层和下橡胶层之间的厚度比为1.3:1:1.3。

一种具有仿生结构的高耐磨轮胎胎面胶料的合成制备方法，包括以下步骤：

1)、制备第一胶料层：分别制备第一橡胶层和第二橡胶层，第一橡胶层的一侧侧面涂覆聚脲弹性层后经过高温硫化加压与第二橡胶层复合形成第一胶料层；

2)、制备第二胶料层；

3)、利用相应模具加工第一胶料层和第二胶料层，在第一胶料层上形成若干均匀阵列布置的插孔看，在第二胶料层的上端形成六棱柱凸起；