技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車輪胎，具體地，涉及一種高強(qiáng)度汽車輪胎及其制備方法。
背景技術(shù)：
：汽車輪胎是汽車的重要部件之一，其主要作用為：通過和汽車懸架共同來緩和汽車行駛時所受到的沖擊，保證汽車有良好的乘座舒適性和行駛平順性；保證車輪和路面有良好的附著性，提高汽車的牽引性、制動性和通過性；承受著汽車的重量。由此，輪胎在汽車上所起的重要作用越來越受到人們的重視。橡膠輪胎的出現(xiàn)是汽車進(jìn)一步發(fā)展的先決條件。提到橡膠，人們自然會想到橡膠之父查爾斯·古德伊爾。1834年，他受焦炭煉鋼的啟發(fā)，開始進(jìn)行軟橡膠硬化的試驗(yàn)。經(jīng)過無數(shù)次失敗后，在一個偶然的機(jī)會，發(fā)現(xiàn)了硫化橡膠受熱時不發(fā)粘而且彈性好，于是硬化橡膠誕生了，橡膠輪胎制造業(yè)從此也應(yīng)運(yùn)而生。雖然，目前的橡膠輪胎能夠滿足大部分汽車的需求，但是在高溫的夏天，汽車輪胎極易老化，并且極易變形進(jìn)而使得輪胎的性能急劇下降，從而極大地降低了汽車的行駛性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度汽車輪胎及其制備方法，通過該方法制得的汽車輪胎具有優(yōu)異的耐高溫、抗老化和力學(xué)性能；同時，該制備方法原料易得，工序簡單。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度汽車輪胎的制備方法，包括：1）將青竹去皮、粉碎，接著在保護(hù)氣的存在下進(jìn)行煅燒以制得竹炭；2）將二氧化鈦、碳酸鋇、碳酸鋰和竹炭置于保護(hù)氣的存在下進(jìn)行焙燒以制得改性偏鈦酸鋇；3）將二硫化四乙基秋蘭姆、淀粉、石竹烯、甲基纖維素和水進(jìn)行糊化處理以制得改性硫化劑；4）將順丁橡膠、乙烯-丙烯共聚物、聚乙醇甲醚、季戊四醇三丙烯酸酯、甘油、納米碳酸鈣、二甲基二乙氧基硅烷、硫化鋅、過氧化二異丙苯和硫磺進(jìn)行初次混煉，接著加入改性偏鈦酸鋇與改性硫化劑進(jìn)行二次混煉，最后進(jìn)行成型、冷卻以制得高強(qiáng)度汽車輪胎。本發(fā)明還提供了一種高強(qiáng)度汽車輪胎的制備方法，該高強(qiáng)度汽車輪胎通過上述的制備方法制備而得。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明通過各步驟和各原料的協(xié)同作用，使得制得的汽車輪胎具有優(yōu)異的耐高溫、抗老化和力學(xué)性能；同時，該制備方法原料易得，工序簡單。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。具體實(shí)施方式以下對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度汽車輪胎的制備方法，包括：1）將青竹去皮、粉碎，接著在保護(hù)氣的存在下進(jìn)行煅燒以制得竹炭；2）將二氧化鈦、碳酸鋇、碳酸鋰和竹炭置于保護(hù)氣的存在下進(jìn)行焙燒以制得改性偏鈦酸鋇；3）將二硫化四乙基秋蘭姆、淀粉、石竹烯、甲基纖維素和水進(jìn)行糊化處理以制得改性硫化劑；4）將順丁橡膠、乙烯-丙烯共聚物、聚乙醇甲醚、季戊四醇三丙烯酸酯、甘油、納米碳酸鈣、二甲基二乙氧基硅烷、硫化鋅、過氧化二異丙苯和硫磺進(jìn)行初次混煉，接著加入改性偏鈦酸鋇與改性硫化劑進(jìn)行二次混煉，最后進(jìn)行成型、冷卻以制得高強(qiáng)度汽車輪胎。在上述方法的步驟1）中，煅燒的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的汽車輪胎具有更優(yōu)異的耐高溫、抗老化和力學(xué)性能；優(yōu)選地，在步驟1）中，煅燒至少滿足以下條件：煅燒溫度為520-540℃，煅燒時間為4-6h。在上述方法的步驟2）中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的汽車輪胎具有更優(yōu)異的耐高溫、抗老化和力學(xué)性能；優(yōu)選地，在步驟2）中，相對于1摩爾量的二氧化鈦，碳酸鋇的用量為0.7-0.9摩爾量，碳酸鋰的用量為0.1-0.3摩爾量，竹炭的用量為0.5-0.7摩爾量。在上述方法的步驟2）中，焙燒的條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的汽車輪胎具有更優(yōu)異的耐高溫、抗老化和力學(xué)性能；優(yōu)選地，在步驟2）中，焙燒至少滿足以下條件：焙燒溫度為1200-1250℃，焙燒時間為7-9h。在上述方法的步驟3）中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的汽車輪胎具有更優(yōu)異的耐高溫、抗老化和力學(xué)性能；優(yōu)選地，在步驟3）中，相對于100重量份的二硫化四乙基秋蘭姆，淀粉的用量為32-38重量份，石竹烯的用量為4-7重量份，甲基纖維素的用量為1-3重量份，水的用量為200-300重量份。在上述方法的步驟3）中，糊化處理的條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的汽車輪胎具有更優(yōu)異的耐高溫、抗老化和力學(xué)性能；優(yōu)選地，在步驟3）中，糊化處理至少滿足以下條件：處理溫度為40-50℃，處理時間為12-15h。在上述方法的步驟4）中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的汽車輪胎具有更優(yōu)異的耐高溫、抗老化和力學(xué)性能；優(yōu)選地，在步驟4）中，相對于100重量份的順丁橡膠，乙烯-丙烯共聚物的用量為21-35重量份，聚乙醇甲醚的用量為31-46重量份，季戊四醇三丙烯酸酯的用量為56-73重量份，甘油的用量為41-48重量份，納米碳酸鈣的用量為19-30重量份，二甲基二乙氧基硅烷的用量為17-28重量份，硫化鋅的用量為11-21重量份，過氧化二異丙苯的用量為1-4重量份，硫磺的用量為9-15重量份，改性偏鈦酸鋇的用量為25-34重量份，改性硫化劑的用量為17-24重量份。在上述方法的步驟4）中，初次混煉和二次混煉的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的汽車輪胎具有更優(yōu)異的耐高溫、抗老化和力學(xué)性能；優(yōu)選地，在步驟4）中，初次混煉至少滿足以下條件：混煉溫度為215-220℃，混煉時間為5-7h；二次混煉至少滿足以下條件：混煉溫度為205-210℃，混煉時間為2-4h。在上述方法的步驟4）中，高分子原料的分子量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的汽車輪胎具有更優(yōu)異的耐高溫、抗老化和力學(xué)性能；優(yōu)選地，在步驟4）中，順丁橡膠的重均分子量為2萬-5萬，聚乙醇甲醚的重均分子量為2000-4000。在上述方法的步驟4）中，納米碳酸鈣的粒徑可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的汽車輪胎具有更優(yōu)異的耐高溫、抗老化和力學(xué)性能；優(yōu)選地，納米碳酸鈣的粒徑為20-40nm。本發(fā)明還提供了一種高強(qiáng)度汽車輪胎的制備方法，該高強(qiáng)度汽車輪胎通過上述的制備方法制備而得。以下將通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例11）將青竹去皮、粉碎，接著在保護(hù)氣（氮?dú)猓┑拇嬖谙掠?30℃下煅燒5h制得竹炭；2）將二氧化鈦、碳酸鋇、碳酸鋰和竹炭按照1：0.8：0.2：0.6的摩爾比置于保護(hù)氣（氮?dú)猓┑拇嬖谙逻M(jìn)行焙燒（焙燒溫度為1230℃，焙燒時間為8h）以制得改性偏鈦酸鋇；3）將二硫化四乙基秋蘭姆、淀粉、石竹烯、甲基纖維素和水按照100：36：5：2：250的重量比于45℃進(jìn)行糊化處理14h以制得改性硫化劑；4）將順丁橡膠（重均分子量為4萬）、乙烯-丙烯共聚物、聚乙醇甲醚（重均分子量為3000）、季戊四醇三丙烯酸酯、甘油、納米碳酸鈣（粒徑為30nm）、二甲基二乙氧基硅烷、硫化鋅、過氧化二異丙苯和硫磺按照100：29：40：63：45：22：3：12的重量比于218℃下初次混煉6h，接著加入改性偏鈦酸鋇與改性硫化劑（順丁橡膠、改性偏鈦酸鋇與改性硫化劑的重量比為100：30：20）于208℃下二次混煉3h，最后進(jìn)行成型、冷卻以制得高強(qiáng)度汽車輪胎A1。實(shí)施例21）將青竹去皮、粉碎，接著在保護(hù)氣（氦氣）的存在下于520℃下煅燒4h制得竹炭；2）將二氧化鈦、碳酸鋇、碳酸鋰和竹炭按照1：0.7：0.1：0.5的摩爾比置于保護(hù)氣（氦氣）的存在下進(jìn)行焙燒（焙燒溫度為1200℃，焙燒時間為7h）以制得改性偏鈦酸鋇；3）將二硫化四乙基秋蘭姆、淀粉、石竹烯、甲基纖維素和水按照100：32：4：1：200的重量比于40℃進(jìn)行糊化處理12h以制得改性硫化劑；4）將順丁橡膠（重均分子量為2萬）、乙烯-丙烯共聚物、聚乙醇甲醚（重均分子量為2000）、季戊四醇三丙烯酸酯、甘油、納米碳酸鈣（粒徑為20nm）、二甲基二乙氧基硅烷、硫化鋅、過氧化二異丙苯和硫磺按照100：21：31：56：41：19：1：9的重量比于215℃下初次混煉5-7h，接著加入改性偏鈦酸鋇與改性硫化劑（順丁橡膠、改性偏鈦酸鋇與改性硫化劑的重量比為100：25：17）于205℃下二次混煉2h，最后進(jìn)行成型、冷卻以制得高強(qiáng)度汽車輪胎A2。實(shí)施例31）將青竹去皮、粉碎，接著在保護(hù)氣（氮?dú)?、氦氣、氬氣）的存在下?40℃下煅燒6h制得竹炭；2）將二氧化鈦、碳酸鋇、碳酸鋰和竹炭按照1：0.9：0.3：0.7的摩爾比置于保護(hù)氣（氬氣）的存在下進(jìn)行焙燒（焙燒溫度為1250℃，焙燒時間為9h）以制得改性偏鈦酸鋇；3）將二硫化四乙基秋蘭姆、淀粉、石竹烯、甲基纖維素和水按照100：38：7：3：300的重量比于50℃進(jìn)行糊化處理15h以制得改性硫化劑；4）將順丁橡膠（重均分子量為5萬）、乙烯-丙烯共聚物、聚乙醇甲醚（重均分子量為4000）、季戊四醇三丙烯酸酯、甘油、納米碳酸鈣（粒徑為40nm）、二甲基二乙氧基硅烷、硫化鋅、過氧化二異丙苯和硫磺按照100：35：46：73：48：30：4：15的重量比于220℃下初次混煉7h，接著加入改性偏鈦酸鋇與改性硫化劑（順丁橡膠、改性偏鈦酸鋇與改性硫化劑的重量比為100：34：24）于210℃下二次混煉4h，最后進(jìn)行成型、冷卻以制得高強(qiáng)度汽車輪胎A3。對比例1按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得汽車輪胎B1，不同的是，步驟2）中未使用碳酸鋰。對比例2按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得汽車輪胎B2，不同的是，步驟2）中未使用竹炭。對比例3按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得汽車輪胎B3，不同的是，步驟3）中未使用石竹烯。對比例4按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得汽車輪胎B4，不同的是，步驟3）中未使用甲基纖維素。對比例5按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得汽車輪胎B5，不同的是，步驟4）中未使用改性偏鈦酸鋇。對比例6按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得汽車輪胎B6，不同的是，步驟4）中未使用改性硫化劑。對比例7按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得汽車輪胎B7，不同的是，步驟4）中未進(jìn)行二次混煉。檢測例11）在25℃下，檢測上述汽車輪胎的拉伸強(qiáng)度（σt1/MPa）和斷裂伸長率（δ1/%）；2）接著，將上述汽車輪胎置于250℃下熱空氣老化200h，接著檢測拉伸強(qiáng)度（σt2/MPa）和斷裂伸長率（δ2/%），具體結(jié)果見表1。表1σt1/MPaσt2/MPaδ1/%δ2/%A124.520.1340301A224.620.3341310A324.421.0339302B116.59.6278221B215.88.7265219B317.27.9270223B415.28.2261225B511.36.1220201B611.75.9214202B710.24.3201189通過上述實(shí)施例、對比例和檢測例可知，本發(fā)明提供的汽車輪胎具有優(yōu)異的耐高溫、抗老化和力學(xué)性能。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁1 2 3