[发明专利]一种防刺穿高耐磨矿山用轮胎胶料及其制备方法

说明书

一种防刺穿高耐磨矿山用轮胎胶料及其制备方法，属于聚合物基纳米复合材料技术领域，其原料各组分按照重量份组成如下：丁苯橡胶20‑30份，顺丁橡胶10‑30份，天然橡胶40‑70份，炭黑50‑70份，蒙脱土插层改性短切碳纤维5‑15份，芳烃油10‑30份，增粘剂1‑5份，氧化锌3‑5份，硬脂酸0.5‑1.5份，防老剂1‑5份，偶联剂0.1‑3份，硫化促进剂0.2‑2份，硫磺1‑5份。本申请提供的防刺穿高耐磨矿山用轮胎胶料，平均使用寿命达4000小时以上，大幅度提高了矿山用轮胎的使用寿命。

技术领域

本申请涉及聚合物基纳米复合材料技术领域，尤其涉及一种防刺穿高耐磨矿山用轮胎胶料及其制备方法。

背景技术

矿山路面多为碎石路面，尤其是在雨季和尖石外露情况下，易刺伤轮胎。矿山用轮胎承受的负荷大、运输距离短、转弯多，且承受高负荷的矿山用轮胎花纹块变形大，易被外露的尖石划伤掉块，轮胎胎面的划伤掉块表现为轮胎胎面胶耐磨性能较差，轮胎使用寿命缩短。

目前多数厂家的轮胎产品寿命仅为1500-2000小时，因此，提高矿山用轮胎胎面胶的抗撕裂性能、耐磨性能，降低胎面胶生热并延长矿山用轮胎使用寿命具有重要的意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是提供一种防刺穿高耐磨矿山用轮胎胶料及其制备方法。

本申请实施例的第一方面提供了一种防刺穿高耐磨矿山用轮胎胶料，原料各组分按照重量份组成如下：

丁苯橡胶20-30份，顺丁橡胶10-30份，天然橡胶40-70份，炭黑50-70 份，蒙脱土插层改性短切碳纤维5-15份，芳烃油10-30份，增粘剂1-5份，氧化锌3-5份，硬脂酸0.5-1.5份，防老剂1-5份，偶联剂0.1-3份，硫化促进剂0.2-2份，硫磺1-5份。

在其中一实施例中，所述蒙脱土插层改性短切碳纤维是将短切碳纤维用改性剂处理后，利用蒙脱土的阳离子交换特性使得短切碳纤维管表面的阳离子基团进入到蒙脱土层间，制备得出蒙脱土插层改性短切碳纤维。

在其中一实施例中，所述蒙脱土插层改性短切碳纤维的具体制备方法是：在30-60℃下，将短切碳纤维分散在溶剂油中，加入等体积的强酸，向溶液中加入短切碳纤维质量0.1-3wt％的改性剂，搅拌0.5-2小时，然后向其中加入短切碳纤维质量50-150wt％的蒙脱土搅拌反应10-60分钟，制备得出蒙脱土插层改性短切碳纤维。

在其中一实施例中，所述短切碳纤维的改性剂包括为长链烷基铵盐、乙烯基苯三甲基氯化铵或具有可反应性基团的季铵盐中的一种或者多种的混合物。

在其中一实施例中，所述炭黑为炭黑N220、炭黑N326、炭黑N330、炭黑 N550、炭黑N660中的一种或多种的混合物。

在其中一实施例中，所述防老剂为防老剂4010、防老剂4020、防老剂RD、防老剂MB中的一种或者多种的混合物。

在其中一实施例中，所述硫化促进剂为促进剂CZ、促进剂DM、促进剂TT、促进剂M中的一种或者多种的混合物。

在其中一实施例中，所述偶联剂为硅烷、钛酸酯中的一种或者两种的混合物。

本申请实施例的第二方面提供了一种防刺穿高耐磨矿山用轮胎胶料的制备方法，包括以下步骤：

密炼机升温至60-70℃后，将丁苯橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶加入到密炼机中混炼1-2分钟，然后将炭黑、蒙脱土插层改性短切碳纤维、芳烃油、增粘剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂、偶联剂加入到密炼机中，混炼使温度达130-150℃，排胶，将冷却后的胶料在开炼机上加入硫磺和硫化促进剂，下片即制备了防刺穿高耐磨矿山用轮胎胶料。