一种阻燃轮胎胎面及其制备方法

摘要

一种阻燃轮胎胎面及其制备方法，包括如下质量份数的原料：橡胶：80‑100份；膨胀石墨：20‑30份；褐煤蜡：4‑8份；硫磺：1‑1.8份；氧化锌：0.5‑3份；防老化剂：1‑3份。本申请引入了两种阻燃物质，一种是膨胀石墨，一种是硅胶，由于膨胀石墨还需要起到提高耐磨性的功能，因此在不改性处理的情况下，会降低胎面的性能，而对于硅胶则存在与其他材料融合性的问题，因此在引入膨胀石墨和硅胶的基础上，本申请还进行了改性处理，以在提高胎面阻燃性的前提之下，还能够保证其他的参数要求。

权利要求

1.一种阻燃轮胎胎面，其特征在于：阻燃轮胎胎面的原料包括如下质量份数的组份：橡胶：80‑100份；膨胀石墨：20‑30份；褐煤蜡：4‑8份；硫磺：1‑1.8份；氧化锌：0.5‑3份；防老化剂：1‑3份；还包括过氧化苯甲酸叔丁酯，质量份数为0.1‑0.3份；所述橡胶包括如下质量分数的原料：顺丁橡胶：60‑90份；硅胶：10‑20份；所述硅胶为甲基硅胶经过氧化苯甲酸叔丁酯改性得到的硫化甲基硅胶；

所述阻燃轮胎胎面按照如下方法制备得到：将膨胀石墨进行褐煤蜡改性得到褐煤蜡改性的膨胀石墨；然后将硫化甲基硅胶、褐煤蜡改性的膨胀石墨、顺丁橡胶、氧化锌、防老化剂放入到密炼机内进行一次密炼后进行冷却，然后再加入硫磺进行二次密炼以得到胎面；

褐煤蜡改性的膨胀石墨按照如下方法合成：利用甲苯从褐煤中提取得到褐煤蜡的甲苯溶液或者将褐煤蜡溶入甲苯当中得到甲苯溶液，然后放入膨胀石墨，进行充分搅拌后进行微负压恒压干燥，得到褐煤蜡改性的膨胀石墨。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃轮胎胎面，其特征在于：在膨胀石墨浸入到甲苯溶液的过程当中，将其置于超声波清洗机内，超声震动时间不低于30min。

3.根据权利要求1所述的一种阻燃轮胎胎面，其特征在于：经一次密炼后，经一次冷却之后进行一次静置处理，一次静置的时间不低于3h。

4.根据权利要求1所述的一种阻燃轮胎胎面，其特征在于：经二次密炼后，先二次冷却之后进行二次静置处理，二次静置的时间不低于5h。

说明书

一种阻燃轮胎胎面及其制备方法

技术领域

[0001] 本申请涉及一种阻燃轮胎胎面及其制备方法。

背景技术

[0002] 轮胎大多是橡胶制品，一般含有天然橡胶和合成橡胶，而不管是天然橡胶还是合成橡胶，一般都是可燃易燃成分。因此轮胎在受热时，温度达到一定程度程度，一般会发生
熔化、分解等不良后果，且会产生大量可燃性气体。由于在此环境下，一般为高温条件，这些
气体会与氧气发生反应继续燃烧，从而加剧了迁移步骤内的熔化分解等，这种过程近似于
燃烧中的链式反应，若想中止此过程，需要瞬间投入较多的灭火资源，而在时间以及物质投
入上，一般是不足的。因此，在一些特种车辆或者安全系数高要求的车辆上，一般会安装阻
燃轮胎，但是现有阻燃轮胎在燃烧的环境下，无需特别长的时间就易发生变形，供特种车辆
使用过程中，若火焰不能快速扑灭，其并不能很好的完成全程的阻燃作业；若全部钢构化，
则会提高其运行过程中的摩擦力和降低其对于地形的适应能力，丧失了柔性轮胎的作用效
果。

发明内容

[0003] 为了解决上述问题，本申请一方面提出了一种阻燃轮胎胎面，包括如下质量份数的原料：橡胶：80‑100份；膨胀石墨：20‑30份；褐煤蜡：4‑8份；硫磺：1‑1.8份；氧化锌：0.5‑3
份；防老化剂：1‑3份。

[0004] 优选的，还包括过氧化苯甲酸叔丁酯，质量份数为0.1‑0.3份。

[0005] 优选的，所述橡胶包括如下质量分数的原料：顺丁橡胶：60‑90份；硅胶：10‑20份。本申请引入了两种阻燃物质，一种是膨胀石墨，一种是硅胶，由于膨胀石墨还需要起到提高
耐磨性的功能，因此在不改性处理的情况下，会降低胎面的性能，而对于硅胶则存在与其他
材料融合性的问题，因此在引入膨胀石墨和硅胶的基础上，本申请还进行了改性处理，以在
提高胎面阻燃性的前提之下，还能够保证其他的参数要求。

[0006] 优选的，所述硅胶为甲基硅胶，所述甲基硅胶经过氧化苯甲酸叔丁酯改性得到硫化甲基硅胶。

[0007] 优选的，所述褐煤蜡是以甲苯为溶剂对于褐煤反复进行冲洗得到含有萃取物的溶液，然后将甲苯在温和条件下蒸出溶剂得到的残渣。

[0008] 另一方面，还提出了一种阻燃轮胎胎面的制备方法，将硅胶经过氧化苯甲酸叔丁酯改性得到硫化甲基硅胶，将膨胀石墨进行褐煤蜡改性得到褐煤蜡改性的膨胀石墨；然后
将硫化甲基硅胶、褐煤蜡改性的膨胀石墨、顺丁橡胶、氧化锌、防老化剂放入到密炼机内进
行一次密炼后进行冷却，然后再加入硫磺进行二次密炼即得到胎面。本申请是先将硅胶进
行硫化，也就是将线性的甲基硅胶通过氧化组成网络结构，首先这是为了使得甲基硅胶在
后期的轮胎中以一种团簇的方式存在，结合均布的膨胀石墨，形成了一个隔绝氧气和燃烧
的网络，从而起到了阻燃的效果。

[0009] 优选的，褐煤蜡改性的膨胀石墨按照如下方法合成：利用甲苯从褐煤中提取得到褐煤蜡的甲苯溶液或者将褐煤蜡溶入甲苯当中得到甲苯溶液，然后放入膨胀石墨，进行充
分搅拌后进行微负压恒压干燥，得到褐煤蜡改性的膨胀石墨。本申请通过用褐煤蜡对于膨
胀石墨进行改性，使得膨胀石墨与有机相的橡胶组份更易进行结合，在进行密炼之后的结
合能力更强，使得不至于因为引入阻燃物质以降低轮胎的性能作为代价。

[0010] 优选的，在膨胀石墨浸入到甲苯溶液的过程当中，将其置于超声波清洗机内，超声震动时间不低于30min。

[0011] 优选的，经一次密炼后，经一次冷却之后进行一次静置处理，一次静置的时间不低于3h。

[0012] 优选的，经二次密炼后，先二次冷却之后进行二次静置处理，二次静置的时间不低于5h。

[0013] 本申请能够带来如下有益效果：

[0014] 1、本申请引入了两种阻燃物质，一种是膨胀石墨，一种是硅胶，由于膨胀石墨还需要起到提高耐磨性的功能，因此在不改性处理的情况下，会降低胎面的性能，而对于硅胶则
存在与其他材料融合性的问题，因此在引入膨胀石墨和硅胶的基础上，本申请还进行了改
性处理，以在提高胎面阻燃性的前提之下，还能够保证其他的参数要求；

[0015] 2、本申请是先将硅胶进行硫化，也就是将线性的甲基硅胶通过氧化组成网络结构，首先这是为了使得甲基硅胶在后期的轮胎中以一种团簇的方式存在，结合均布的膨胀
石墨，形成了一个隔绝氧气和燃烧的网络，从而起到了阻燃的效果；

[0016] 3、本申请通过用褐煤蜡对于膨胀石墨进行改性，使得膨胀石墨与有机相的橡胶组份更易进行结合，在进行密炼之后的结合能力更强，使得不至于因为引入阻燃物质以降低
轮胎的性能作为代价。

具体实施方式

[0017] 为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本申请进行详细阐述。

[0018] 阻燃轮胎胎面的制备方法按照如下步骤进行：

[0019] S1.原料制备：

[0020] 甲基硅胶硫化：将过氧化苯甲酸叔丁酯进行甲基硅胶的硫化，具体质量见表1所示；

[0021] 改性膨胀石墨：以甲苯为溶剂对于褐煤反复进行冲洗得到含有萃取物的溶液，甲苯所用的质量与干燥之后褐煤的质量比为1:1，待萃取物为无色透明之后，加入膨胀石墨，
进行进行充分搅拌后进行微负压恒压干燥，得到附着有褐煤蜡的膨胀石墨，通过测定膨胀
石墨附着前后留存的褐煤蜡甲苯的相对量来得到膨胀石墨与褐煤蜡的质量比；

[0022] S2.胎面密炼：

[0023] 将附着有褐煤蜡的膨胀石墨、氧化锌、防老化剂放入到密炼机内进行经一次密炼后，经一次冷却之后进行一次静置处理，一次静置的时间为3h，然后再加入硫磺进行二次密
炼后，先二次冷却之后进行二次静置处理，二次静置的时间为5h；各个组份的含量见表1所
示；

[0024] 表1：

[0025]

[0026] S3.取S2得到胎面材料，测定拉伸强度以及极限氧指数，如表2所示。

[0027] 表2：

[0028]序号 拉伸强度(Mpa) 极限氧指数(％)
1 12.5 35.3
2 13.2 36.2
3 11.8 34.8
4 7.3 27.4
5 8.1 28.5
6 8.4 27.8
7 7.8 26.5
8 8.2 25.4
9 8.3 29.2

[0029] 由此可见，本申请通过对于膨胀石墨进行改性，加上硅胶的设置，使得本申请得到的胎面材料再具有较好的拉伸强度的前提之下，还具有非常好的阻燃性能。

[0030] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实
施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例
的部分说明即可。

[0031] 以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、
改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。