一种改善轮胎滚动阻力性能的非胎面配方的制作方法

本发明涉及橡胶，具体为一种改善轮胎滚动阻力性能的非胎面配方。

背景技术：

1、轮胎滚动阻力主要是由于轮胎反复变形产生滞后损失从而造成能量损失，而能量是靠燃油供给的，降低轮胎滚动阻力意味着节油。相关研究认为轮胎滚动阻力油耗达整车油耗的15%左右。降低油耗，减少污染物尾气排放，促进生态可持续发展，绿色低滚阻轮胎概念应运而生。

2、当前全球社会经济的发展下行、且面临着化石资源短缺和环境污染两个严重的问题，同时国家对环保问题的重视力度日益增大，促使相关化工产品供货紧张，且价格居高不下，从而使国内轮胎市场竞争愈加激烈，轮胎行业利润下滑。在保证轮胎性能的前提下，降低生产成本成为轮胎企业提高经济效益最有效的方法，因此，发展绿色环保及可再生材料在轮胎材料的运用具有重要意义。随着人们生活水平逐步提高和物流业高速发展，我国的私家车保有量和货车的数量逐年提高，车辆数量的增加带动了经济的发展，同时汽车轮胎的消耗和磨损也产生了很多的废旧轮胎垃圾，每年产生的废旧轮胎以8%至10%的速度递增，造成巨大的资源浪费。因此，本发明采用废旧轮胎原料代替部分橡胶原料，寻求废旧轮胎的可再生化。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种改善轮胎滚动阻力性能的非胎面配方，以解决现有技术中存在的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种改善轮胎滚动阻力性能的非胎面配方，按重量份数计，包括30~45份复合填料、30~45份再生胶粉、50~80份的天然橡胶、10~15份的丁基橡胶、0.1~1份受阻酚类抗氧化剂、3~5份氧化锌、6~8份增塑剂、1~2份硬脂酸、1~2份硫磺；

3、所述复合填料的制备方法如下：

4、（1）称取2份在110℃下真空预活化3h的目数为1100~1200的白炭黑，加入5份溶剂加热至100-120℃，以200-600rpm速度搅拌0.5-1h；然后再加入0.3-0.5份六甲基二硅氮烷、0.1-0.2份3-氨丙基三乙氧基硅烷和0.1份去离子水配制的混合处理剂，然后在100-120℃下继续以200-600rpm速度搅拌1-2h，反应完成后过滤，取滤物用乙醇洗涤3次，再将样品放入90℃的真空干燥箱中烘干；

5、（2）将石墨烯、3-异氰酸基丙基三甲氧基硅烷溶液按比例0.05~5g:2ml混合置于球磨罐中球磨，球磨完成后，加入改性白炭黑，再加入95wt％乙醇水溶液至固含量为40％，经过1-2h的剧烈搅拌，搅拌速度为400-600rpm后，再放入离心机中离心，离心速度为8000-12000rpm，时间为20min；离心后再将固体放入烘箱中，经过60℃下干燥48h得到复合填料；

6、所述再生胶粉的制备方法如下：将废旧轮胎放入雾化破碎设备，破碎的同时进行雾化改性处理，获得粒径为5~100目的再生胶粉，再于80℃干燥24h。

7、进一步的，所述增塑剂为石蜡油、芳香油、石蜡的一种或多种混合。

8、进一步的，步骤（1）所述溶剂为甲苯。

9、进一步的，步骤（1）所述真空度均为-0.085mpa。

10、进一步的，步骤（2）所述球磨具体为：转速为200~400rad/min、球料比8~15:1、球磨时长为3~7h。

11、进一步的，步骤（2）所述3-异氰酸基丙基三甲氧基硅烷溶液中3-异氰酸基丙基三甲氧基硅烷的浓度为0.1~6vol％，溶剂为95wt％乙醇水溶液。

12、进一步的，步骤（2）所述改性白炭黑与石墨烯的质量比为4~10:1。

13、进一步的，所述废旧轮胎为废旧天然橡胶基轮胎和废旧顺丁基橡胶轮胎按质量1:1混合。

14、进一步的，所述雾化改性采用10~15g/l的间氯过氧苯甲酸-环己烷溶液作为雾化液，雾化流量为200~350l/h。

15、进一步的，所述丁基橡胶为丁基橡胶065。

16、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

17、（1）本发明利用六甲基二硅氮烷为主、3-氨丙基三乙氧基硅烷为辅对白炭黑进行复合表面改性，颗粒表面的枝链状结构增强颗粒的分散性，作为填料添加进橡胶中进行综合改性，与橡胶良好的相互作用，降低生热，提升滚阻性能；再通过用3-异氰酸基丙基三甲氧基硅烷修饰后的石墨烯代替部分白炭黑，改善散热性能，改性石墨烯与改性白炭黑表面基团相互影响，保持分散的稳定性，解决了两种材料容易团聚发生堆叠的情况，大大地提高填料在橡胶中的分散性，在轮胎内部形成散热网结构，有效改善轮胎的滚阻性能。本发明利用混合填料之间的协同作用，充分发挥每种填料的优点；

18、（2）本发明利用废旧轮胎代替部分橡胶原料，通过破碎雾化处理，使其形成胶粉的同时，雾化采用环氧化剂，使废旧轮胎橡胶中的不饱和键转化为环氧基团，形成再生橡胶粉，与复合填料形成新的内部交联体系，提高轮胎强度，改善滚阻性能，并且在硫化过程中，硅烷分子一段的填充料与橡胶聚合物产生较多的颗粒-聚合物建，从而提高轮胎材料的强度。

1.一种改善轮胎滚动阻力性能的非胎面配方，按重量份数计，包括30~45份复合填料、30~45份再生胶粉、50~80份的天然橡胶、10~15份的丁基橡胶、0.1~1份受阻酚类抗氧化剂、3~5份氧化锌、6~8份增塑剂、1~2份硬脂酸、1~2份硫磺，其特征在于，所述复合填料的制备方法如下：

2.根据权利要求1所述的一种改善轮胎滚动阻力性能的非胎面配方，其特征在于，所述增塑剂为石蜡油、芳香油、石蜡的一种或多种混合。

3.根据权利要求1所述的一种改善轮胎滚动阻力性能的非胎面配方，其特征在于，步骤（1）所述溶剂为甲苯。

4.根据权利要求1所述的一种改善轮胎滚动阻力性能的非胎面配方，其特征在于，步骤（1）所述真空度均为-0.085mpa。

5.根据权利要求1所述的一种改善轮胎滚动阻力性能的非胎面配方，其特征在于，步骤（2）所述球磨具体为：转速为200~400rad/min、球料比8~15:1、球磨时长为3~7h。

6.根据权利要求1所述的一种改善轮胎滚动阻力性能的非胎面配方，其特征在于，步骤（2）所述3-异氰酸基丙基三甲氧基硅烷溶液中3-异氰酸基丙基三甲氧基硅烷的浓度为0.1~6vol％，溶剂为95wt％乙醇水溶液。

7.根据权利要求1所述的一种改善轮胎滚动阻力性能的非胎面配方，其特征在于，步骤（2）所述改性白炭黑与石墨烯的质量比为4~10:1。

8.根据权利要求1所述的一种改善轮胎滚动阻力性能的非胎面配方，其特征在于，所述废旧轮胎为废旧天然橡胶基轮胎和废旧顺丁基橡胶轮胎按质量1:1混合。

9.根据权利要求1所述的一种改善轮胎滚动阻力性能的非胎面配方，其特征在于，所述雾化改性采用10~15g/l的间氯过氧苯甲酸-环己烷溶液作为雾化液，雾化流量为200~350l/h。

10.根据权利要求1所述的一种改善轮胎滚动阻力性能的非胎面配方，其特征在于，所述丁基橡胶为丁基橡胶065。