本發(fā)明涉及橡膠技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高定伸高耐磨胎面膠的橡膠復(fù)合物及其制備方法。

技術(shù)背景

隨著人們對汽車要求越來越多，除了汽車內(nèi)部功能和安全外，輪胎成為非常重要的研究對象。輪胎支撐了汽車的全部重量并承受負荷，傳動牽引力和制動力，保證車輪與路面的附著力；還能夠吸收和減緩汽車在行駛過程中產(chǎn)生的沖擊與震動，既能減緩汽車零件因受震動產(chǎn)生破壞、提高乘坐舒適性，還能夠在高速行駛降低汽車產(chǎn)生的噪音，保證了汽車的安全穩(wěn)定性和舒適性。輪胎最外層稱之為胎面，通過特定的花紋來使輪胎具有牽引力和制動力，同時能夠降低汽車行駛過程中產(chǎn)生的噪音和降低汽車在行駛過程中產(chǎn)生的沖擊與震動，防止卷簾層的刺穿和割破等。因此對輪胎胎面也提出了較多的性能要求，要求具有較高的耐磨性、耐刺穿性、耐疲勞性，較高的拉伸強度以及行駛時低的生熱性。在膠料中加入少量芳綸短纖維可使膠料改性，能夠改善膠料的屈撓疲勞性能、耐磨性能、滯后損失和生熱。但芳綸纖維表面呈惰性，與橡膠的粘合較差，因此我們在配方中加入了特定的粘合體系來提高與橡膠的粘合。

申請?zhí)?01510967842.9公開了一種含有芳綸短纖維的胎肩墊膠橡膠組合物及其制備方法，采用下述重量份數(shù)的原料制成：100重量份天然橡膠；30-50重量份粗粒徑的炭黑；1-5重量份的芳綸短纖維；1-10重量份的白炭黑；0.2-2重量份的硅烷偶聯(lián)劑；2-8重量份氧化鋅；1-4重量份硬脂酸；2-4重量份防老劑；1-4重量份石油樹脂；1-5重量份硫磺；0.5-1.5重量份促進劑及0.1-0.4重量份的防焦劑，提供了一種含有芳綸短纖維的胎肩墊膠橡膠組合物，該橡膠組合物在保持良好的加工性能的前提下，進一步提高了膠料的物性及動態(tài)性能，具有極低的生熱及更高的撕力值。201410492409.x公開了一種制造耐用礦砂輸送帶的原料以及工藝，其原料組份為：sbr、br、nr、活性劑、增塑劑、補強劑、聚酯短纖維、防老劑、石蠟、硫磺、促進劑nobs，實驗證明所用的原料，提高了輸送帶的拉伸強度和耐磨性能；經(jīng)實踐,在膠料中加入適量經(jīng)提高浸潤性預(yù)處理的聚酯短纖維可顯著提高膠料的拉伸強度和耐磨性能，此外經(jīng)使用證明輸送帶所運載物料不滑動,減輕了運載物料對帶體的磨損,帶體使用壽命可延長10％-15％；但現(xiàn)有技術(shù)中純天然膠配方滯后性大，形變落后于應(yīng)力，滾動阻力較大，并且白碳黑天然膠配方不適用于工程胎，必須使用硅烷偶聯(lián)劑，達到一定的溫度值后，才內(nèi)能夠更好的分散和補強。201310356426.6提供一種姜絲纖維/姜渣/聚丙烯輕型熱塑性復(fù)合材料的制備方法，所述復(fù)合材料以姜絲纖維為增強體，以聚丙烯為基體，所述復(fù)合材料預(yù)成型結(jié)構(gòu)為“三明治”層狀結(jié)構(gòu)，上、下層以姜絲纖維為增強體、以聚丙烯短纖為基質(zhì)，中間層是混合的姜渣/聚丙烯短纖維；本發(fā)明所得到的姜絲纖維/姜渣/聚丙烯復(fù)合材料不僅質(zhì)量輕，還具有對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌較強的抗菌性和熱塑性，可重復(fù)加工。但以上都是利用化工原料來生產(chǎn)，成本高，環(huán)保性差，而一些食物垃圾如蛋殼，土豆皮、姜皮等含有纖維的廢棄物，土豆、姜等含有植物纖維的蔬菜，并未廣泛的應(yīng)用到胎面膠制備過程中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決現(xiàn)有技術(shù)中單一的sbr的配方易產(chǎn)生裂紋，爆胎，普通纖維越多，其通氣性大，與橡膠粘合程度較差的技術(shù)問題，提供一種高定伸高耐磨胎面膠的橡膠復(fù)合物及其制備方法，制得橡膠復(fù)合物通過組分之間的協(xié)同作用來實現(xiàn)高定伸高耐磨的效果。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種高定伸高耐磨胎面膠的橡膠復(fù)合物，由以下重量份的各組分組成：天然橡膠100份，炭黑40-60份，環(huán)保塑解劑4-8份，硬脂酸1-3份，氧化鋅4-8份，防老劑4010na1-3份，防護蠟0.5-3份，增粘樹脂0.5-3份，芳綸短纖維1-5份，粘合劑1-3份，硫磺3-6份，促進劑ns1-3份，姜絲纖維0.6-1.5份，土豆纖維1.6-3份，雞蛋殼粉末0.6-2份。

優(yōu)選的，一種高定伸高耐磨胎面膠的橡膠復(fù)合物，由以下重量份的各組分組成：天然橡膠100份，炭黑52-58份，環(huán)保塑解劑5-7份，硬脂酸1.5-2.5份，氧化鋅4.5-5.5份，防老劑4010na1.5-2.5份，防護蠟1-2份，增粘樹脂1-2份，芳綸短纖維2-4份，粘合劑1.5-2.5份，硫磺4-5.5份，促進劑ns1.5-2.5份，姜絲纖維0.6-1.5份，土豆纖維1.6-3份，雞蛋殼粉末0.6-2份。

更優(yōu)選的，一種高定伸高耐磨胎面膠的橡膠復(fù)合物，由以下重量份的各組分組成：天然橡膠100份，炭黑55份，環(huán)保塑解劑6份，硬脂酸2份，氧化鋅5份，防老劑4010na2份，防護蠟1.5份，增粘樹脂1.5份，芳綸短纖維3份，粘合劑2份，硫磺5份，促進劑ns1.8份，姜絲纖維1份，土豆纖維2份。

如上述的炭黑為n330，n375或n660的一種或幾種的混合物。

如上述的增粘樹脂為sl-3020。

如上述的粘合劑為六亞甲基蜜胺ra-65。

如上述的環(huán)保塑解劑為芳烴油v500。

一種高定伸高耐磨胎面膠的橡膠復(fù)合物的制備方法，包括以下步驟：

(1)將土豆和姜絲，進行干燥處理，隨后在磨成粉末，使長纖維切斷；

(2)將天然橡膠在開煉機上塑煉后，按比例稱取天然橡膠，硬脂酸，氧化鋅，防老劑4010na，防護蠟，姜絲纖維，土豆纖維，增粘樹脂，環(huán)保塑解劑和一半炭黑加入到密煉機中，壓上上頂栓混煉30-50秒，提栓掃料，然后加入剩下一半炭黑，壓上頂栓，混煉40秒，提栓掃料，壓上頂栓再混煉160秒排膠，膠溫在130-150℃之間，冷卻停放得到母煉膠；

(3)將母煉膠放到開煉機上混煉，將開煉機輥距調(diào)至最小，加入芳綸短纖維和粘合劑，當芳綸短纖維完全融入橡膠中，加入硫磺和促進劑ns，待藥品分散后，進行對折打卷，使芳綸短纖維在橡膠中的壓延方向沿輥筒轉(zhuǎn)動方向，對折打卷8-10次后以最小輥距下片，折疊，得到終煉膠；

(4)將終煉膠在硫化磨具中加熱成型，即得所述高定伸高耐磨胎面膠的橡膠復(fù)合物。

優(yōu)選的，步驟(2)中的混煉轉(zhuǎn)速為55-60rpm。

優(yōu)選的，步驟(2)中的混煉時間為235-260秒。

優(yōu)選的，步驟(3)中開煉時間為5-6分鐘。

優(yōu)選的，步驟(4)中硫化溫度為150℃，硫化時間為43分鐘。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

1.本發(fā)明主要解決現(xiàn)有技術(shù)中單一的sbr的配方易產(chǎn)生裂紋，爆胎的技術(shù)問題；

2.天然膠配方拉伸比較高，滯后性大，形變落后于應(yīng)力，適用于工程車，路面為石子路等復(fù)雜地況，耐刺穿，不易產(chǎn)生裂紋，爆胎的技術(shù)問題；

3.本發(fā)明通過上述混煉工藝，將芳綸短纖維在nr基體中充分混合，此膠溫下使天然膠配方的粘度達到芳綸短纖維在膠料中均勻分散的水平，此時高聚物在粘流態(tài)，有利于土豆纖維的取向，從而提高了硫化膠的物理機械性能；

4.姜絲纖維，土豆纖維在高溫下能保持高度穩(wěn)定，并包含堅韌的纖維，橡膠變得較強，同時使其保持彈性，土豆纖維具有吸水溶脹特性，土豆纖維能夠形成三維纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),改變最終橡膠制品的質(zhì)地和穩(wěn)定性，提高了硫化膠的物理機械性能，尤其是致密性好，透氣性差，土豆纖維具有極高保水性，由于姜絲纖維粗細不一，抗拉伸能力弱，改性后姜絲纖維與橡膠基體之間具有很多空隙，加入土豆纖維后可填充姜絲纖維與橡膠基體的空隙，三維纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將姜絲纖維套牢，從而整體增強橡膠制品的性能，并且節(jié)約了材料成本。

具體實施例

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述：

表1：橡膠復(fù)合物配方表(單位為重量份)

以下對表1的各種橡膠和配合物進行說明。

nr:采用泰國煙片膠3#。

炭黑：卡博特炭黑。

芳綸短纖維：twaron杜邦公司生產(chǎn)。

其他配合物均為市售。

表2：復(fù)合物的物性表

表1：橡膠復(fù)合物物性表

由表1中的結(jié)果可以看出，炭黑n375和芳綸短纖維比例只有存在50:3比例才使芳綸短纖維在橡膠中的團聚力降低，分散性好，其硫化后的試樣物理機械性能較好；纖維份數(shù)過多，容易造成應(yīng)力集中，樣品容易被拉斷，所以應(yīng)份數(shù)適中；一般來說，常用的普通纖維如姜絲纖維越多，其通氣性越好，透過系數(shù)越高，但當姜絲纖維1份，土豆纖維2份時，其透過系數(shù)較低，物理機械性能最好，這是因為此份數(shù)下，土豆纖維的三維纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將姜絲纖維完全包裹，土豆纖維表面的活性自由基與橡膠粘合程度最好，姜絲纖維與土豆纖維結(jié)合后，芳綸短纖維間距離比較緊湊，透過系數(shù)反而較低，補強性最好。

當然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實施范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。