一種碳納米管增強(qiáng)的輪胎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及碳納米管增強(qiáng)的輪胎。
【背景技術(shù)】
[0002]輪胎主要由胎面、胎肩、胎側(cè)、胎體和骨架材料組成，橡膠部件與骨架之間由粘結(jié)劑相連接。輪胎各部位所需具備的性能不同，因而對(duì)配方的要求不同，如胎面是輪胎行駛過(guò)程中與地面接觸的部位，胎面性能直接影響輪胎的使用壽命及行駛過(guò)程中的安全性，要求輪胎胎面要具有很好的耐老化、耐磨性、耐刺扎性、彈性和對(duì)地面的抓著性能、抗?jié)窕阅埽惶ゼ缡沁B接胎面與胎側(cè)的部位，主要要求其具有抗疲勞及散熱性能好。由于各部位性能要求不同，所選用的膠種及其配方也有所差異。因此，對(duì)輪胎各部位間的界面粘接強(qiáng)度要求較高。如何在提升輪胎各部位性能的同時(shí)不影響甚至于提高界面粘接強(qiáng)度是提高輪胎整體性能的關(guān)鍵冋題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種碳納米管增強(qiáng)輪胎，通過(guò)在輪胎所有橡膠部分及粘結(jié)劑部分添加特殊形貌的碳納米管，提供一種具有較高界面粘接強(qiáng)度的增強(qiáng)輪月臺(tái)O
[0004]本發(fā)明提供的一種碳納米管增強(qiáng)輪胎的技術(shù)方案，一種碳納米管增強(qiáng)的輪胎，其包括橡膠部件和骨架材料，橡膠部件與骨架材料之間由粘結(jié)劑相連接，所述橡膠部件的材料和粘結(jié)劑添加有碳納米管
[0005]本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，所述碳納米管表面積的70%以上都覆蓋/長(zhǎng)有1-1OOnm的碳顆粒，優(yōu)選為碳納米管表面積的40%以上都覆蓋/長(zhǎng)有1-1OOnm的碳顆粒;更優(yōu)選該，碳納米管表面積的5%以上都覆蓋/長(zhǎng)有1-1OOnm的碳顆粒。
[0006]本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，所述碳顆粒為球形、片狀、樹(shù)枝狀。
[0007]本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，碳納米管外徑為5-100nm，長(zhǎng)度為1-20微米。
[0008]本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，碳納米管的在橡膠部件中的添加量為1-30:100重量份，優(yōu)選碳納米管的在橡膠部件中的添加量為1-10:100重量份。
[0009]本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，碳納米管的在粘結(jié)劑中的添加量為0.1-10:100重量份，優(yōu)選地，碳納米管的在粘結(jié)劑中的添加量為0.1-5:100重量份，更優(yōu)選地，碳納米管的在粘結(jié)劑中的添加量為0.1-2:100重量份。
[0010]所述輪胎包括橡膠部件和骨架材料，橡膠部件包括胎面、胎肩、胎側(cè)、胎體，橡膠部件與骨架之間由粘結(jié)劑相連接。且所述橡膠包括天然橡膠和合成橡膠。
[0011]本發(fā)明的碳納米管由CVD法制備得到，可以由如專利申請(qǐng)CN103864050A公開(kāi)的制備碳材料的方法制備得到，當(dāng)然還可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的或可以想到的其它方法制備得到。
[0012]上述碳納米管與傳統(tǒng)碳納米管的形貌明顯不同:該碳納米管的表面長(zhǎng)有大量納米碳顆粒，明顯增加了單根碳納米管的外比表面積，顯著增強(qiáng)了碳納米管與橡膠的相親性。
[0013]該碳納米管在橡膠部分及界面間相互穿插，在輪胎中形成一體式的導(dǎo)熱與應(yīng)力分散網(wǎng)，可有效分散使用過(guò)程中產(chǎn)生的熱量及應(yīng)力，提高輪胎的使用強(qiáng)度與散熱能力，延長(zhǎng)輪胎的使用壽命。同時(shí)，部分碳納米管在界面間形成剛性觸點(diǎn)，可阻止界面間的相對(duì)滑移，提高界面粘接強(qiáng)度。垂直與胎面部分的碳納米管可提高輪胎的抓地性，從而提高輪胎的使用安全性。
[0014]本發(fā)明的輪胎散熱性能好、使用強(qiáng)度大、粘接強(qiáng)度高、使用安全性優(yōu)異、使用壽命長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所用的碳納米管的SEM照片。
[0016]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所用的碳納米管的TEM照片。
[0017]圖3為本發(fā)明實(shí)施例方法制備的輪胎結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為本發(fā)明實(shí)施例制備的輪胎胎面膠的掃描電子顯微鏡SEM照片。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖描述本發(fā)明【具體實(shí)施方式】。
[0020]在本實(shí)施例中，將碳納米管添加到通用輪胎的制備方法:
[0021](I)制備母煉膠:按照一般橡膠加工工藝將5重量份的碳納米管加入到100重量份橡膠中，得到母煉膠；
[0022](2)制備粘接劑:按照比例0.5: 100重量份，將碳納米管加入粘接劑中；
[0023](3)成型:按輪胎制備工藝，將帶束層、胎側(cè)、胎肩、胎面等所需母煉膠裝配，成型后硫化；
[0024](4)得到碳納米管增強(qiáng)的輪胎。
[0025]實(shí)施例所得輪胎結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，本發(fā)明制備得到的碳納米管在輪胎中形成一體式導(dǎo)熱與應(yīng)力分散網(wǎng)絡(luò)，在界面間形成剛性觸點(diǎn)，界面剝離強(qiáng)度是普通輪胎的1.5倍以上，耐切割性能為普通納米碳管輪胎的2倍。
[0026]實(shí)施例2
[0027]在本實(shí)施例中，將碳納米管添加到通用輪胎的制備方法:
[0028](I)制備母煉膠:按照一般橡膠加工工藝將8重量份的碳納米管加入到100重量份橡膠中，得到母煉膠；
[0029](2)制備粘接劑:按照比例0.1: 100重量份，將碳納米管加入粘接劑中；
[0030](3)成型:按輪胎制備工藝，將帶束層、胎側(cè)、胎肩、胎面等所需母煉膠裝配，成型后硫化；
[0031](4)得到碳納米管增強(qiáng)的輪胎。
[0032]本發(fā)明制備得到的碳納米管在輪胎中形成一體式導(dǎo)熱與應(yīng)力分散網(wǎng)絡(luò)，在界面間形成剛性觸點(diǎn)，界面剝離強(qiáng)度是普通輪胎的1.5倍以上，耐切割性能為普通納米碳管輪胎的2-2.5倍。
[0033]實(shí)施例3
[0034]在本實(shí)施例中，將碳納米管添加到通用輪胎的制備方法:
[0035](I)制備母煉膠:按照一般橡膠加工工藝將15重量份的碳納米管加入到100重量份橡膠中，得到母煉膠；
[0036](2)制備粘接劑:按照比例5:100重量份，將碳納米管加入粘接劑中；
[0037](3)成型:按輪胎制備工藝，將帶束層、胎側(cè)、胎肩、胎面等所需母煉膠裝配，成型后硫化；
[0038](4)得到碳納米管增強(qiáng)的輪胎。
[0039]本發(fā)明制備得到的碳納米管在輪胎中形成一體式導(dǎo)熱與應(yīng)力分散網(wǎng)絡(luò)，在界面間形成剛性觸點(diǎn)，界面剝離強(qiáng)度是普通輪胎的1.3倍以上，耐切割性能為普通納米碳管輪胎的2倍。
[0040]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)例的限制，上述實(shí)例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳納米管增強(qiáng)的輪胎，其包括橡膠部件和骨架材料，橡膠部件與骨架材料之間由粘結(jié)劑相連接，其特征在于，所述橡膠部件的材料和粘結(jié)劑添加有碳納米管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)的輪胎，其特征在于，所述碳納米管表面積的70%以上都長(zhǎng)有1-1OOnm的碳顆粒。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)的輪胎，其特征在于，所述碳納米管表面積的40%以上都長(zhǎng)有1-1OOnm的碳顆粒。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)的輪胎，其特征在于，碳納米管表面積的5%以上都長(zhǎng)有1-1OOnm的碳顆粒。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碳納米管增強(qiáng)的輪胎，其特征在于，所述納米碳顆粒為球形、片狀、樹(shù)枝狀。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)的輪胎，其特征在于，碳納米管外徑為5-100nm，長(zhǎng)度為1-20微米。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)的輪胎，其特征在于，碳納米管的在橡膠部件中的添加量為1-30:100重量份。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)的輪胎，其特征在于，碳納米管的在粘結(jié)劑中的添加量為0.1-10: 100重量份。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)的輪胎，其特征在于，所述橡膠部件包括胎面、胎肩、胎側(cè)、胎體。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種碳納米管增強(qiáng)的輪胎，其包括橡膠部件和骨架材料，橡膠部件與骨架材料之間由粘結(jié)劑相連接，所述橡膠部件的材料和粘結(jié)劑添加有碳納米管，該碳納米管表面長(zhǎng)有大量納米1-100nm碳顆粒，所述碳納米管表面積的70％以上都長(zhǎng)有1-100nm的碳顆粒。該碳納米管在橡膠部分及界面間相互穿插，在輪胎中形成一體式的導(dǎo)熱與應(yīng)力分散網(wǎng)，可有效分散使用過(guò)程中產(chǎn)生的熱量及應(yīng)力，提高輪胎的使用強(qiáng)度與散熱能力，延長(zhǎng)輪胎的使用壽命。同時(shí)，部分碳納米管在界面間形成剛性觸點(diǎn)，可阻止界面間的相對(duì)滑移，提高界面粘接強(qiáng)度。垂直于胎面部分的碳納米管可提高輪胎的抓地性，從而提高輪胎的使用安全性。
【IPC分類】B60C1/00, B29D30/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105500994
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510794920
【發(fā)明人】趙海靜, 李紅, 董明
【申請(qǐng)人】蘇州第一元素納米技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年11月18日