本發(fā)明屬于輪胎制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
我國輪胎年產(chǎn)量居世界第一，但還不是輪胎強(qiáng)國，國外輪胎企業(yè)在高性能輪胎制造上實(shí)施技術(shù)和貿(mào)易壁壘，導(dǎo)致國產(chǎn)輪胎品質(zhì)只能達(dá)到中低端，企業(yè)利潤微薄。與此同時(shí)，我國每年有大量廢舊橡膠制品被當(dāng)做廢品和垃圾處理，不僅造成大量的資源浪費(fèi)，還造成的“黑色污染”成為日益嚴(yán)重的環(huán)境問題。而目前對廢舊輪胎的回收應(yīng)用多集中在輪胎翻新、環(huán)保再生膠與膠粉生產(chǎn)等低檔次產(chǎn)品上。
碳納米管的硬度或模量與金剛石相當(dāng)，楊氏模量約為1.8tpa；拉伸強(qiáng)度約為200gpa，是鋼的強(qiáng)度高100倍，重量卻只有后者的1/6到1/7。同時(shí)，碳納米管的彈性應(yīng)變最高可達(dá)到12%左右，擁有像彈簧一樣良好的柔韌性。碳納米管的電導(dǎo)率可達(dá)到銅的1萬倍，導(dǎo)熱性也非常好。因此，碳納米管被稱為“超級纖維”。由于碳納米管具有與炭黑相似的表面結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成，是一種能夠用于橡膠復(fù)合材料的理想增強(qiáng)填料，賦予橡膠制品高強(qiáng)度、高耐磨、高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱等性能，在航空航天、艦艇工業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但是由于碳納米管具有極強(qiáng)的表面效應(yīng)，非常容易發(fā)生團(tuán)聚和纏結(jié)，并在橡膠中形成肉眼可見的疙瘩，進(jìn)一步會造成橡膠制品力學(xué)性能的明顯降低。
隨著輪胎標(biāo)簽法對輪胎滾動阻力及耐磨性要求的不斷提高，新的橡膠材料和補(bǔ)強(qiáng)材料不斷應(yīng)用到輪胎材料中，如稀土順丁、溶聚丁苯等橡膠品種和碳納米管、石墨烯等新型補(bǔ)強(qiáng)材料。目前，國內(nèi)外不斷有“碳納米管輪胎”、“石墨烯輪胎”等新概念輪胎出現(xiàn)。這些新材料的應(yīng)用確實(shí)提高了輪胎的性能，但由于價(jià)格昂貴原因，基本上仍處于實(shí)驗(yàn)室宣傳階段，目前尚無工業(yè)化、商品化輪胎流通上市。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種耐磨性和導(dǎo)熱系數(shù)高、滾動阻力和耐久生熱低的碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠。
本發(fā)明還提供了該碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠，是由以下重量份的原料制得的：環(huán)保再生膠100份、碳納米管母膠50-60份、裂解炭黑40-60份、天然橡膠80-100份、氧化鋅15-25份、二丁基二氯化錫8-12份、偶聯(lián)劑5-9份、硫化劑8-12份；
所述碳納米管母膠是由碳納米管、天然橡膠和促進(jìn)劑按照1：1-1.5：0.4-0.6的重量比混煉制得的。
優(yōu)選的，碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠，是由以下重量份的原料制得的：環(huán)保再生膠100份、碳納米管母膠55份、裂解炭黑50份、天然橡膠90份、氧化鋅20份、二丁基二氯化錫10份、偶聯(lián)劑7份、硫化劑10份。
優(yōu)選的，碳納米管母膠是由碳納米管、天然橡膠和促進(jìn)劑按照1：1.3：0.5的重量比混煉制得的。
所述的，促進(jìn)劑是由磺化聚丙烯酰胺、羥丙基二淀粉磷酸酯、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和2-乙基-4-甲基咪唑按照1：1-1.5：2-3：0.5-0.9的重量比制得的。
所述的，碳納米管為單壁碳納米管、多壁碳納米管或改性碳納米管粉。
所述的，磺化聚丙烯酰胺分子量在200萬-300萬之間，磺化度在20%-28%之間。
所述的，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁鋯偶聯(lián)劑。
所述的，硫化劑為硫磺。
該碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠在高性能輪胎胎面中的應(yīng)用。
本發(fā)明還提供了一種輪胎，它包含上述碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠。
碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠各原料混合后依次經(jīng)過開煉機(jī)和精煉機(jī)精煉，自動卷片稱重切片，冷卻儲存；
所述的，開煉機(jī)輥筒的輥距離為0.4mm，輥溫為55℃；所述精煉機(jī)的輥距離為0.3mm，輥溫在45℃。
本發(fā)明的有益效果：
1.本發(fā)明的碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠中促進(jìn)劑可促進(jìn)碳納米管的分散，防止團(tuán)聚和纏結(jié)。
2.本發(fā)明在發(fā)揮碳納米管優(yōu)異性能優(yōu)勢的同時(shí)有效降低輪胎的生產(chǎn)成本，具有耐磨性和導(dǎo)熱系數(shù)高、滾動阻力和耐久生熱低、生產(chǎn)成本低的優(yōu)異性能。
3.輪胎耐磨性的提高可以減少胎面磨損產(chǎn)生的橡膠粉屑，減少對大氣的污染；輪胎滾動阻力的降低也能減少汽油的消耗速度和二氧化碳排放量，具有極高的社會效益。
4.本發(fā)明的碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠無異味及有害物質(zhì)，對人體無害，顯著提高胎面膠的各項(xiàng)性能，可用于生產(chǎn)高性能輪胎，安全環(huán)保，具有廣闊的市場前景。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
本發(fā)明的環(huán)保再生膠購自山東某科技有限公司，拉伸強(qiáng)度為10-12mpa，斷裂伸長率為380-450%。
本發(fā)明的裂解炭黑購自山東某化工有限公司，為n990和n991。
實(shí)施例1
碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠，是由以下重量份的原料制得的：環(huán)保再生膠100份、碳納米管母膠60份、裂解炭黑40份、天然橡膠100份、氧化鋅15份、二丁基二氯化錫8份、偶聯(lián)劑5份、硫化劑12份；
所述碳納米管母膠是由碳納米管、天然橡膠和促進(jìn)劑按照1：1：0.6的重量比混煉制得的。
所述的，促進(jìn)劑是由磺化聚丙烯酰胺、羥丙基二淀粉磷酸酯、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和2-乙基-4-甲基咪唑按照1：1.5：2：0.9的重量比制得的。
所述的，碳納米管為單壁碳納米管。
所述的，磺化聚丙烯酰胺分子量在200萬-300萬之間，磺化度在20%-28%之間。
所述的，偶聯(lián)劑為鋁鋯偶聯(lián)劑。
所述的，硫化劑為硫磺。
該碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠在高性能輪胎胎面中的應(yīng)用。
本發(fā)明還提供了一種輪胎，它包含上述碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠。
碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠各原料混合后依次經(jīng)過開煉機(jī)和精煉機(jī)精煉，自動卷片稱重切片，冷卻儲存；
所述的，開煉機(jī)輥筒的輥距離為0.4mm，輥溫為55℃；所述精煉機(jī)的輥距離為0.3mm，輥溫在45℃。
實(shí)施例2
碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠，是由以下重量份的原料制得的：環(huán)保再生膠100份、碳納米管母膠55份、裂解炭黑50份、天然橡膠90份、氧化鋅20份、二丁基二氯化錫10份、偶聯(lián)劑7份、硫化劑10份。
所述的，碳納米管母膠是由碳納米管、天然橡膠和促進(jìn)劑按照1：1.3：0.5的重量比混煉制得的。
所述的，促進(jìn)劑是由磺化聚丙烯酰胺、羥丙基二淀粉磷酸酯、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和2-乙基-4-甲基咪唑按照1：1.2：2.5：0.7的重量比制得的。
所述的，碳納米管為多壁碳納米管。
所述的，偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑。
其余同實(shí)施例1。
實(shí)施例3
碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠，是由以下重量份的原料制得的：環(huán)保再生膠100份、碳納米管母膠50份、裂解炭黑60份、天然橡膠80份、氧化鋅25份、二丁基二氯化錫12份、偶聯(lián)劑9份、硫化劑8份；
所述碳納米管母膠是由碳納米管、天然橡膠和促進(jìn)劑按照1：1.5：0.4的重量比混煉制得的。
所述的，促進(jìn)劑是由磺化聚丙烯酰胺、羥丙基二淀粉磷酸酯、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和2-乙基-4-甲基咪唑按照1：1：3：0.5的重量比制得的。
所述的，碳納米管為改性碳納米管粉。
所述的，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
其余同實(shí)施例1。
對比例
輪胎用胎面膠，是由以下重量份的原料制得的：環(huán)保再生膠100份、碳納米管母膠55份、裂解炭黑50份、天然橡膠90份、氧化鋅20份、二丁基二氯化錫10份、偶聯(lián)劑7份、硫化劑10份。
所述的，偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑。
其余同實(shí)施例1。
性能測試
將實(shí)施例1-3制備的碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠和對比例制備的輪胎用胎面膠生產(chǎn)的輪胎進(jìn)行路試，結(jié)果表明，實(shí)施例1-3制備的輪胎較對比例制備的輪胎的耐磨性提高8-12%，滾動阻力降低4-6%，疲勞生熱降低10-15℃，導(dǎo)熱系數(shù)提高25%。
碳納米管復(fù)合高性能輪胎用胎面膠，將使一條輪胎（以11r22.5為例）的生產(chǎn)成本降低3%左右，以一條輪胎生產(chǎn)成本約700-800元計(jì)，年產(chǎn)300萬套該輪胎的公司將節(jié)約生產(chǎn)成本6300-7200萬元。
本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。