本發(fā)明涉及一種高耐磨輪胎胎面膠的制備方法，屬于胎面膠制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

轎車胎一般采用半鋼絲子午線輪胎結(jié)構(gòu)，半鋼子午胎是指胎面部位部分或全部采用鋼絲簾線作為補(bǔ)強(qiáng)材料，胎體采用尼龍、聚酯等纖維材料的子午線輪胎。轎車胎構(gòu)成：胎面、冠帶層、帶束層、胎側(cè)、子口耐磨膠、胎體、氣密層、胎圈、三角膠、子口護(hù)布等。輪胎行駛速度高，胎冠部剛性高、厚度薄，胎面是輪胎與路面直接接觸的部位，承受著輪胎最苛刻的外應(yīng)力作用，胎面與地面間的蠕動很小，牽引力和側(cè)向力較高，經(jīng)常出現(xiàn)的損壞形式為胎面磨光、刺扎損壞、花紋崩花及裂口，導(dǎo)致胎體爆破，影響輪胎的使用壽命，因此，胎面膠應(yīng)具有優(yōu)越的耐磨性，較高的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度、較低的滾動阻力、良好的耐老化、耐屈撓、耐熱、抗刺扎和抗花紋溝裂口等性能。

高速公路上使用的全鋼載重子午胎的胎面配方中生膠體系全部用天然橡膠，該配方實(shí)際上仍基于普通路面的使用狀況，因此在對耐撕裂、耐切割、牽引性方面較好；但全天然橡膠配方在適應(yīng)高速路面所需求的高耐磨方面存在不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對以全天然橡膠作為主原料生產(chǎn)的胎面膠在適應(yīng)高速公路時(shí)，存在耐磨性能差的問題，本發(fā)明將石墨烯在乙醇環(huán)境下進(jìn)行氧化處理，再與表面活性劑十二烷基磺酸鈉、硝酸鈉等物質(zhì)，通過雙氧水催化，進(jìn)行反應(yīng)，隨后與二氧化硅進(jìn)行混合煅燒，得到胎面膠填料基料，接著將其與環(huán)氧化天然橡膠、順丁橡膠進(jìn)行混合塑煉后，加入硬脂酸、石蠟等物質(zhì)進(jìn)行混煉，最后再加入硫磺進(jìn)行混煉，即可得到高耐磨輪胎胎面膠。本發(fā)明制備的高耐磨輪胎胎面膠耐磨性能好，可適應(yīng)于高速公路的路面需求。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

（1）按固液比1:3，取石墨烯和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92％硫酸溶液放入帶有攪拌器、回流冷凝管及滴液漏斗的三口燒瓶中，再加入硫酸溶液體積15～20％的無水乙醇，將三口燒瓶置于冰水浴中，以150r/min攪拌33～43min，隨后將三口燒瓶置于水浴鍋中，使用氮?dú)鈱⑷跓恐锌諝馀懦?，設(shè)定溫度為45～50℃，保溫10～15min；

（2）在上述保溫結(jié)束后，分別向三口燒瓶中加入上述石墨烯質(zhì)量0.8～1.2％的十二烷基磺酸鈉、上述石墨烯質(zhì)量34～43％的硝酸鈉及上述石墨烯質(zhì)量2～4％的重鉻酸鈉，以300r/min攪拌33～36min，隨后使用滴液漏斗將上述硫酸溶液體積22～27％的1.1mol/L雙氧水溶液以1滴/s滴加至三口燒瓶中；

（3）在上述雙氧水滴加結(jié)束后，設(shè)定溫度35～37℃，以400r/min攪拌2～4h，隨后減壓過濾，使用蒸餾水洗滌濾渣至中性，將洗滌后的濾渣置于烘箱中，在100～105℃干燥7～9h，按質(zhì)量比3:1，將干燥后的濾渣與二氧化硅混合均勻，并置于煅燒爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，設(shè)定溫度為1200～1300℃，保溫煅燒30～40min，隨爐冷卻至室溫，收集煅燒物并粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，得胎面膠填料基料；

（4）按重量份數(shù)計(jì)，取43～46份環(huán)氧化天然橡膠、21～23份順丁橡膠、22～24份上述制備的胎面膠填料基料、2～4份硬脂酸、1～2份硫磺、0.6～0.9份石蠟、0.4～0.7份N-苯基-2-萘胺、0.2～0.5份三乙醇胺及0.1～0.2份鄰苯二甲酸酐，首先將環(huán)氧化天然橡膠、順丁橡膠及胎面膠填料基料放入開煉機(jī)中塑煉10～15min，設(shè)定溫度為130～150℃，在塑煉結(jié)束后，將塑煉混合物與硬脂酸、石蠟、N-苯基-2-萘胺、三乙醇胺及鄰苯二甲酸酐放入混煉機(jī)中，設(shè)定溫度為140～150℃，壓力為1.4～1.7MPa，以160r/min混煉7～11min，隨后再加入硫磺，混煉4～6min后排膠，即可得高耐磨輪胎胎面膠。

本發(fā)明制備的高耐磨輪胎胎面膠阿克隆磨耗低于0.19cm³/1.61km，扯斷伸長率高于640％，拉伸強(qiáng)度高于29.5MPa，撕裂強(qiáng)度達(dá)到108kN/m以上，邵爾A型硬度高于65度。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明制備的高耐磨輪胎胎面膠耐磨性能好，其阿克隆磨耗低于0.19cm³/1.61km，可適應(yīng)于高速公路的路面需求；

（2）本發(fā)明制備的高耐磨輪胎胎面膠能延長汽車輪胎使用壽命且安全系數(shù)更高。

具體實(shí)施方式

首先按固液比1:3，取石墨烯和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92％硫酸溶液放入帶有攪拌器、回流冷凝管及滴液漏斗的三口燒瓶中，再加入硫酸溶液體積15～20％的無水乙醇，將三口燒瓶置于冰水浴中，以150r/min攪拌33～43min，隨后將三口燒瓶置于水浴鍋中，使用氮?dú)鈱⑷跓恐锌諝馀懦?，設(shè)定溫度為45～50℃，保溫10～15min；在上述保溫結(jié)束后，分別向三口燒瓶中加入上述石墨烯質(zhì)量0.8～1.2％的十二烷基磺酸鈉、上述石墨烯質(zhì)量34～43％的硝酸鈉及上述石墨烯質(zhì)量2～4％的重鉻酸鈉，以300r/min攪拌33～36min，隨后使用滴液漏斗將上述硫酸溶液體積22～27％的1.1mol/L雙氧水溶液以1滴/s滴加至三口燒瓶中；再在上述雙氧水滴加結(jié)束后，設(shè)定溫度35～37℃，以400r/min攪拌2～4h，隨后減壓過濾，使用蒸餾水洗滌濾渣至中性，將洗滌后的濾渣置于烘箱中，在100～105℃干燥7～9h，按質(zhì)量比3:1，將干燥后的濾渣與二氧化硅混合均勻，并置于煅燒爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，設(shè)定溫度為1200～1300℃，保溫煅燒30～40min，隨爐冷卻至室溫，收集煅燒物并粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，得胎面膠填料基料；接著按重量份數(shù)計(jì)，取43～46份環(huán)氧化天然橡膠、21～23份順丁橡膠、22～24份上述制備的胎面膠填料基料、2～4份硬脂酸、1～2份硫磺、0.6～0.9份石蠟、0.4～0.7份N-苯基-2-萘胺、0.2～0.5份三乙醇胺及0.1～0.2份鄰苯二甲酸酐，首先將環(huán)氧化天然橡膠、順丁橡膠及胎面膠填料基料放入開煉機(jī)中塑煉10～15min，設(shè)定溫度為130～150℃，在塑煉結(jié)束后，將塑煉混合物與硬脂酸、石蠟、N-苯基-2-萘胺、三乙醇胺及鄰苯二甲酸酐放入混煉機(jī)中，設(shè)定溫度為140～150℃，壓力為1.4～1.7MPa，以160r/min混煉7～11min，隨后再加入硫磺，混煉4～6min后排膠，即可得高耐磨輪胎胎面膠。

實(shí)例1

首先按固液比1:3，取石墨烯和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92％硫酸溶液放入帶有攪拌器、回流冷凝管及滴液漏斗的三口燒瓶中，再加入硫酸溶液體積20％的無水乙醇，將三口燒瓶置于冰水浴中，以150r/min攪拌43min，隨后將三口燒瓶置于水浴鍋中，使用氮?dú)鈱⑷跓恐锌諝馀懦?，設(shè)定溫度為50℃，保溫15min；在上述保溫結(jié)束后，分別向三口燒瓶中加入上述石墨烯質(zhì)量1.2％的十二烷基磺酸鈉、上述石墨烯質(zhì)量43％的硝酸鈉及上述石墨烯質(zhì)量4％的重鉻酸鈉，以300r/min攪拌36min，隨后使用滴液漏斗將上述硫酸溶液體積27％的1.1mol/L雙氧水溶液以1滴/s滴加至三口燒瓶中；再在上述雙氧水滴加結(jié)束后，設(shè)定溫度37℃，以400r/min攪拌4h，隨后減壓過濾，使用蒸餾水洗滌濾渣至中性，將洗滌后的濾渣置于烘箱中，在105℃干燥9h，按質(zhì)量比3:1，將干燥后的濾渣與二氧化硅混合均勻，并置于煅燒爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，設(shè)定溫度為1300℃，保溫煅燒40min，隨爐冷卻至室溫，收集煅燒物并粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，得胎面膠填料基料；接著按重量份數(shù)計(jì)，取46份環(huán)氧化天然橡膠、23份順丁橡膠、24份上述制備的胎面膠填料基料、4份硬脂酸、2份硫磺、0.9份石蠟、0.7份N-苯基-2-萘胺、0.5份三乙醇胺及0.2份鄰苯二甲酸酐，首先將環(huán)氧化天然橡膠、順丁橡膠及胎面膠填料基料放入開煉機(jī)中塑煉15min，設(shè)定溫度為150℃，在塑煉結(jié)束后，將塑煉混合物與硬脂酸、石蠟、N-苯基-2-萘胺、三乙醇胺及鄰苯二甲酸酐放入混煉機(jī)中，設(shè)定溫度為150℃，壓力為1.7MPa，以160r/min混煉11min，隨后再加入硫磺，混煉6min后排膠，即可得高耐磨輪胎胎面膠。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的高耐磨輪胎胎面膠阿克隆磨耗為0.18cm³/1.61km，扯斷伸長率為645％，拉伸強(qiáng)度為29.7MPa，撕裂強(qiáng)度達(dá)到109kN/m，邵爾A型硬度為67度。

實(shí)例2

首先按固液比1:3，取石墨烯和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92％硫酸溶液放入帶有攪拌器、回流冷凝管及滴液漏斗的三口燒瓶中，再加入硫酸溶液體積15％的無水乙醇，將三口燒瓶置于冰水浴中，以150r/min攪拌33min，隨后將三口燒瓶置于水浴鍋中，使用氮?dú)鈱⑷跓恐锌諝馀懦?，設(shè)定溫度為45℃，保溫10min；在上述保溫結(jié)束后，分別向三口燒瓶中加入上述石墨烯質(zhì)量0.8％的十二烷基磺酸鈉、上述石墨烯質(zhì)量34％的硝酸鈉及上述石墨烯質(zhì)量2％的重鉻酸鈉，以300r/min攪拌33min，隨后使用滴液漏斗將上述硫酸溶液體積22％的1.1mol/L雙氧水溶液以1滴/s滴加至三口燒瓶中；再在上述雙氧水滴加結(jié)束后，設(shè)定溫度35℃，以400r/min攪拌2h，隨后減壓過濾，使用蒸餾水洗滌濾渣至中性，將洗滌后的濾渣置于烘箱中，在100℃干燥7h，按質(zhì)量比3:1，將干燥后的濾渣與二氧化硅混合均勻，并置于煅燒爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，設(shè)定溫度為1200℃，保溫煅燒30min，隨爐冷卻至室溫，收集煅燒物并粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，得胎面膠填料基料；接著按重量份數(shù)計(jì)，取43份環(huán)氧化天然橡膠、21份順丁橡膠、22份上述制備的胎面膠填料基料、2份硬脂酸、1份硫磺、0.6份石蠟、0.4份N-苯基-2-萘胺、0.2份三乙醇胺及0.1份鄰苯二甲酸酐，首先將環(huán)氧化天然橡膠、順丁橡膠及胎面膠填料基料放入開煉機(jī)中塑煉10min，設(shè)定溫度為130℃，在塑煉結(jié)束后，將塑煉混合物與硬脂酸、石蠟、N-苯基-2-萘胺、三乙醇胺及鄰苯二甲酸酐放入混煉機(jī)中，設(shè)定溫度為140℃，壓力為1.4MPa，以160r/min混煉7min，隨后再加入硫磺，混煉4min后排膠，即可得高耐磨輪胎胎面膠。本發(fā)明制備的高耐磨輪胎胎面膠阿克隆磨耗為0.186cm³/1.61km，扯斷伸長率為642％，拉伸強(qiáng)度為30.5MPa，撕裂強(qiáng)度達(dá)到109.7kN/m，邵爾A型硬度達(dá)到66度。

實(shí)例3

首先按固液比1:3，取石墨烯和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92％硫酸溶液放入帶有攪拌器、回流冷凝管及滴液漏斗的三口燒瓶中，再加入硫酸溶液體積17％的無水乙醇，將三口燒瓶置于冰水浴中，以150r/min攪拌40min，隨后將三口燒瓶置于水浴鍋中，使用氮?dú)鈱⑷跓恐锌諝馀懦?，設(shè)定溫度為47℃，保溫12min；在上述保溫結(jié)束后，分別向三口燒瓶中加入上述石墨烯質(zhì)量1.1％的十二烷基磺酸鈉、上述石墨烯質(zhì)量40％的硝酸鈉及上述石墨烯質(zhì)量3％的重鉻酸鈉，以300r/min攪拌35min，隨后使用滴液漏斗將上述硫酸溶液體積25％的1.1mol/L雙氧水溶液以1滴/s滴加至三口燒瓶中；再在上述雙氧水滴加結(jié)束后，設(shè)定溫度36℃，以400r/min攪拌3h，隨后減壓過濾，使用蒸餾水洗滌濾渣至中性，將洗滌后的濾渣置于烘箱中，在102℃干燥8h，按質(zhì)量比3:1，將干燥后的濾渣與二氧化硅混合均勻，并置于煅燒爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，設(shè)定溫度為1250℃，保溫煅燒35min，隨爐冷卻至室溫，收集煅燒物并粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，得胎面膠填料基料；接著按重量份數(shù)計(jì)，取44份環(huán)氧化天然橡膠、22份順丁橡膠、23份上述制備的胎面膠填料基料、3份硬脂酸、1份硫磺、0.7份石蠟、0.5份N-苯基-2-萘胺、0.3份三乙醇胺及0.15份鄰苯二甲酸酐，首先將環(huán)氧化天然橡膠、順丁橡膠及胎面膠填料基料放入開煉機(jī)中塑煉12min，設(shè)定溫度為140℃，在塑煉結(jié)束后，將塑煉混合物與硬脂酸、石蠟、N-苯基-2-萘胺、三乙醇胺及鄰苯二甲酸酐放入混煉機(jī)中，設(shè)定溫度為145℃，壓力為1.5MPa，以160r/min混煉10min，隨后再加入硫磺，混煉5min后排膠，即可得高耐磨輪胎胎面膠。本發(fā)明制備的高耐磨輪胎胎面膠阿克隆磨耗為0.17cm³/1.61km，扯斷伸長率為642％，拉伸強(qiáng)度為29.7MPa，撕裂強(qiáng)度達(dá)到109kN/m，邵爾A型硬度為67度。