一种新型高分子环保耐磨高弹性轮胎及其制备方法
技术领域
本发明属于轮胎制造技术领域，具体涉及一种新型高分子环保耐磨高弹性轮胎及其制备方法。
背景技术
随着人们生活质量的提高，汽车保有量的不断增加，以及节能减排已成为我国产业政策的重要内容，汽车产业的发展推动着轮胎行业的不断创新与进步，轮胎行业也正朝着节能，安全，环保的方向发展，消费者们对轮胎高性能化的要求也越来越高。为了应对消费者对高质量轮胎的要求和环保的要求，轮胎制造商们积极开发同时具备高弹性、抗耐磨、耐高压、抗氧化、抗撕裂等优良性能，且能够满足环保要求的轮胎。传统轮胎由于添加了有致癌作用的橡胶配合剂，它们随着胎面磨损散发在空气中，严重污染了环境，同时世界上每年有数亿条轮胎被废弃，它们不但占据大量空间，而且难以分解，对环境造成了极大威胁，被人们称为“黑色污染”。在这些橡胶配合剂中，有害金属助剂也越来越被汽车工业所关注，例如氧化锌作为橡胶硫化的活性剂、硫化剂，因其功能全而得到广泛应用，锌是一种接近于重金属，当浓度高于一定值时会对环境造成污染，也对人身健康、水生、动植物造成不良影响，在橡胶制品，尤其是轮胎的生产、使用和回收过程中会向环境中释放锌，锌的释放会对环境、人体健康，尤其对水生生物造成不利影响。
目前大多数轮胎材料都采用橡胶组合物，虽然橡胶组合物在一定程度上可以满足轮胎的一些优良性能，例如耐磨性能、制动性能等，但是却无法达到环保的要求，因此研发一种既能够满足轮胎使用时所具备的优良性能，同时又可以达到环保要求的轮胎是目前轮胎材料领域技术开发的关键。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足，本发明的目的之一是提供一种新型高分子环保耐磨高弹性轮胎，该轮胎不仅具备高弹性、抗耐磨、耐高压、抗氧化、抗撕裂等优良性能，而且该轮胎采用的材料还具备环保、无污染、回收再利用率100％的优点。
本发明的目的之二是提供上述轮胎的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种新型高分子环保耐磨高弹性轮胎，所述轮胎包括以下重量百分含量的原料：苯乙烯5-15％、乙烯1-25％、丁烯0.1-5％、填充油2-29％、聚苯醚1-5％、聚丙烯8-24％、抗氧化剂0.9-40％、颜料0.5-5％。
进一步的，所述轮胎包括以下重量百分含量的原料：苯乙烯10-15％、乙烯8-24％、丁烯1.5-5％、填充油17-28％、聚苯醚2-5％、聚丙烯11-24％、抗氧化剂5-35％、颜料1.8-4.5％。
进一步的，所述的填充油为烷烃油。
进一步的，所述的抗氧化剂为亚磷酸三(壬基苯酯)、二叔丁基苯基、B-(3.5-二叔丁基)、4-羟基苯基、丙酸正十八碳醇酯中的任一种或几种。
进一步的，所述的抗氧化剂的百分含量为：亚磷酸三(壬基苯酯)0.2-10％、二叔丁基苯基0.2-10％、B-(3.5-二叔丁基)0.1-5％、4-羟基苯基0.2-10％、丙酸正十八碳醇酯0.2-5％。
进一步的，所述新型高分子环保耐磨高弹性轮胎的制备方法，主要包括如下步骤：
(1)将三种固体颗粒苯乙烯、乙烯和丁烯按一定比例放入混合搅拌设备中，充分搅拌混合20-30分钟，得到聚合物A；
(2)将烷烃油，聚苯醚，聚丙烯，亚磷酸三(壬基苯酯)，按一定比例加入混合搅拌容器中，搅拌混合均匀后，将其置入加热设备中烘烤加热，得到粘稠聚合物B；
(3)将步骤(1)中聚合物A与步骤(2)中的混合粘稠聚合物B混合均匀后置入旋转烤箱，待烤箱内整体温度达到80℃时，再向其加入二叔丁基苯基，B-(3.5二叔丁基)，丙酸正十八碳醇酯，4-羟基苯基，烘烤旋转混合一定时间，得到聚合物型成品待加工料；
(4)将步骤(3)中得到的聚合物成品待加工料通过高速吸管送入注塑机腔内，加热高温溶解，形成聚合体溶液；
(5)注塑机炮筒将步骤(4)得到的聚合物溶液送入模具热流道，从三个热流道喷口由注塑机注入300吨液压压力轮胎模型模具中；
(6)注塑机工作完成后15秒，模具弹开，高分子聚合物轮胎成型，由机械臂吸盘提取，进入流水线，等待冷却，冷却后即得本发明轮胎产品。
进一步的，所述步骤(2)中的烘烤加热温度为55-60℃。
进一步的，所述步骤(3)中烘烤旋转温度为80-90℃，烘烤旋转时间为60-75min。
进一步的，所述步骤(4)中高温溶解的温度为240-265℃。
与现有技术相比，本发明具备的优点：
(1)本发明的轮胎原料中不含助剂氧化锌，提高了轮胎生产的环保性；
(2)本发明的轮胎原料环保、无污染、回收再利用率100％；
(3)采用本发明的原料制备的轮胎具有高弹性、抗耐磨、耐高压、抗氧化、抗撕裂等多方面的优良性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解，以下描述仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种新型高分子环保耐磨高弹性轮胎，包括以下重量百分含量的原料：苯乙烯8％、乙烯22％、丁烯5％、烷烃油18％、聚苯醚2％、聚丙烯12％、亚磷酸三(壬基苯酯)8％、二叔丁基苯基7％、B-(3.5-二叔丁基)3％、4-羟基苯基6％、丙酸正十八碳醇酯4％、颜料5％。
上述新型高分子环保耐磨高弹性轮胎的制备方法，主要包括如下步骤：
(1)将三种固体颗粒苯乙烯、乙烯和丁烯按上述比例放入混合搅拌设备中，充分搅拌混合20-30分钟，得到聚合物A；
(2)将烷烃油，聚苯醚，聚丙烯，亚磷酸三(壬基苯酯)，按上述比例加入混合搅拌容器中，搅拌混合均匀后，然后将其置入旋转烤箱中烘烤加热，加热的温度为55-60℃，得到粘稠聚合物B；
(3)将步骤(1)中聚合物A与步骤(2)中的混合粘稠聚合物B混合均匀后置入旋转烤箱，待烤箱中的整体温度达到80℃时，再向其混合物中加入二叔丁基苯基，B-(3.5二叔丁基)，丙酸正十八碳醇酯，4-羟基苯基，80-90℃下烘烤旋转混合60-75min，得到聚合物型成品待加工料；
(4)将步骤(3)中得到的聚合物成品待加工料通过高速吸管送入注塑机腔内，加热至240-265℃高温溶解，形成聚合体溶液；
(5)注塑机炮筒将步骤(4)得到的聚合物溶液送入模具热流道内，从三个模具热流道喷口由注塑机注入到300吨液压压力轮胎模型模具中；
(6)注塑机工作完成后15秒，模具弹开，高分子聚合物轮胎成型，由机械臂吸盘提取，进入流水线，等待冷却，冷却后即得本发明轮胎产品。
实施例2
一种新型高分子环保耐磨高弹性轮胎，包括以下重量百分含量的原料：苯乙烯10％、乙烯25％、丁烯3％、烷烃油17％、聚苯醚5％、聚丙烯15％、亚磷酸三(壬基苯酯)5％、二叔丁基苯基5％、B-(3.5-二叔丁基)2％、4-羟基苯基4％、丙酸正十八碳醇酯5％、颜料4％。
除了相应原料的加入比例不同之外，其他与实施例1的制备方法相同。
实施例3
一种新型高分子环保耐磨高弹性轮胎，包括以下重量百分含量的原料：苯乙烯12％、乙烯18％、丁烯4％、烷烃油26％、聚苯醚3％、聚丙烯17％、亚磷酸三(壬基苯酯)6％、二叔丁基苯基4％、B-(3.5-二叔丁基)3％、4-羟基苯基2％、丙酸正十八碳醇酯3％、颜料2％。
除了相应原料的加入比例不同之外，其他与实施例1的制备方法相同。
实施例4
一种新型高分子环保耐磨高弹性轮胎，包括以下重量百分含量的原料：苯乙烯9％、乙烯21％、丁烯3.5％、烷烃油26.5％、聚苯醚3.8％、聚丙烯16.2％、亚磷酸三(壬基苯酯)6.5％、二叔丁基苯基3.5％、B-(3.5-二叔丁基)3.3％、4-羟基苯基1.7％、丙酸正十八碳醇酯3％、颜料2％。
除了相应原料的加入比例不同之外，其他与实施例1的制备方法相同。
实施例5
一种新型高分子环保耐磨高弹性轮胎，包括以下重量百分含量的原料：苯乙烯12.8％、乙烯17.2％、丁烯4％、烷烃油28％、聚苯醚2％、聚丙烯16％、亚磷酸三(壬基苯酯)7％、二叔丁基苯基4.6％、B-(3.5-二叔丁基)3％、4-羟基苯基1％、丙酸正十八碳醇酯2.4％、颜料2％。
除了相应原料的加入比例不同之外，其他与实施例1的制备方法相同。
实施例6
一种新型高分子环保耐磨高弹性轮胎，包括以下重量百分含量的原料：苯乙烯13％、乙烯24％、丁烯3％、烷烃油17％、聚苯醚3％、聚丙烯19％、亚磷酸三(壬基苯酯)7％、二叔丁基苯基3.8％、B-(3.5-二叔丁基)3.2％、4-羟基苯基2.8％、丙酸正十八碳醇酯1.2％、颜料3％。
除了相应原料的加入比例不同之外，其他与实施例1的制备方法相同。
实施例7
一种新型高分子环保耐磨高弹性轮胎，包括以下重量百分含量的原料：苯乙烯13.5％、乙烯16.5％、丁烯2％、烷烃油23％、聚苯醚3％、聚丙烯21％、亚磷酸三(壬基苯酯)7％、二叔丁基苯基4％、B-(3.5-二叔丁基)2％、4-羟基苯基3％、丙酸正十八碳醇酯2％、颜料3％。
除了相应原料的加入比例不同之外，其他与实施例1的制备方法相同。
对比例1
一种橡胶轮胎，包含以下重量百分含量的原料：充油丁苯橡胶64％、丁苯橡胶2％、丁二烯橡胶18％、炭黑6％、氧化锌2％、硬脂酸锌3％、硫磺2％、N-苯基-N-异丙基-对苯二胺3％。
除了轮胎原料不同之外，上述橡胶轮胎的制备方法与本申请实施例1中的制备方法相同。
测试实验
轮胎原料的物理性能测试：本申请中实施例与对比例中轮胎原料的各物理性能测试标准和测试结果如表1中所示。
表1实施例与对比例中各轮胎原料的各物理性能测试标准和测试结果
从表1中可以看出，本发明的轮胎的各物理性能指标基本上都要优于对比例1，说明了本发明的轮胎性能要好于对比例1中的橡胶轮胎，尤其是断裂伸长率、磨耗指数和抗疲劳这三个性能指标，本发明明显要优于对比例1，说明了本发明轮胎在弹性、耐磨性能和抗疲劳性能三个性能方面要明显优于对比例1中的橡胶轮胎，高弹性、高耐磨性能和高抗疲劳性能也是消费者最看重的三个指标。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
