一种高性能汽车轮胎用复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能汽车轮胎用复合材料的制备方法，包括以下步骤：在‑60～‑100℃下，以氯甲烷作为溶剂，以异丁烯作为第一单体，以苯乙烯衍生物作为第二单体，采用主引发剂、共引发剂陈化络合为引发体系，并加入醇类或醇胺类为第三组分，在单体进料时，随聚合单体加入到反应器中，通过阳离子淤浆共聚合制备聚异丁烯基无规共聚物；将制得的聚异丁烯基无规共聚物和丁苯橡胶加入到密炼机中混炼，排胶，将冷却后的胶片加入到开炼机中，继续加入纳米纤维素晶须、碳纳米管，碳纤维，2‑乙基‑4‑甲基咪唑，环烷油，氢化松香树脂，抗氧化剂1010，开炼，下片，得到高性能汽车轮胎用复合材料。该复合材料耐磨性能好，抗冲击性能优异。

Method for preparing high performance composite material for automobile tyre

The invention discloses a high performance tire with composite material preparation method, which comprises the following steps: in 60 ~ 100 DEG C, with methyl chloride as solvent to isobutylene as the first monomer, and styrene derivatives as the second monomer, the initiator, the initiator is aging complex as the initiator system, adding alcohol or alcohol amine as the third component, in the monomer feed, with monomer into the reactor, preparation of polyisobutylene based copolymer slurry by cationic polymerization; the prepared polyisobutylene based copolymer and styrene butadiene rubber added to the mixer in the mixing and discharging, cooling after the film was added to the mill, continue adding nano cellulose whiskers, carbon nanotubes, carbon fiber, 2 ethyl 4 methyl imidazole, naphthenic oil, hydrogenated rosin resin, antioxidant 1010 The composite material of high performance automobile tire is obtained by running and falling. The composite has good abrasion resistance and excellent impact resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能汽车轮胎用复合材料的制备方法
：本专利技术涉及复合材料领域，具体的涉及一种高性能汽车轮胎用复合材料的制备方法。
技术介绍
：随着人们对汽车安全、舒适、节能的要求逐年提高，相应的轮胎要求具有优异的抗湿滑性能、耐磨性能和低滚动阻力特性，这三大性能相互影响、相互制约。对其中的一项或两项进行改进时，往往会引起第三项性能的损失，这被称为“魔鬼三角”。轮胎的滚动阻力与胎面胶的滞后损失有很好的相关性，滚动中的轮胎要求具有较低的滞后性，使轮胎在滚动时生热量较小，以延长轮胎的使用寿命和防止轮胎在运行中发生爆胎。湿路面防滑性能由于包括滑动过程在内的动态应变的高频性质所致，故低温下的动态滞后损失成为重要因素。填充胶料的耐磨性主要受聚合物填充剂的相互作用影响。降低轮胎的滚动阻力，又不损害抗湿滑性，求得二者之间的平衡，是高性能轮胎设计的重点。聚异丁烯早1873年即为前苏联的uBt-levor等所发现，1930年德国I.G.Farben公司制得橡胶状产品，但所得产品系饱和性物质，不能加入硫黄硫化，因此难以在橡胶工业上应用。1937年美国R.M.Thomas和W.J.Sparks发现异丁烯与少量异戊二烯共聚合，得到可以硫化的橡胶共聚物，于1939年中试装置生产，1940年称丁基橡胶，丁基橡胶具有气密性好即气体透过性低和耐热老化、对化学品的稳定性好，能吸收能量等特性，而主要用于创造轮的内胎。但其硫化速度慢，且弹性、强度较低，粘着性较差，而且与其它通用橡胶的相容性不好。为克服丁基橡胶的这些不足，进行了卤化丁基橡胶的研究开发。但是研究的卤化丁基橡胶的粘弹性较差，由于丁基橡胶和卤化丁基橡胶的粘弹性不理想而带来的加工困难，具有低的未硫化胶强度和低的抗蠕变性，近年又研制开发了星形支化丁基橡胶，大大地改进了丁基橡胶的加工性。同时为改进轮胎部件的耐老化，耐臭氧和耐屈挠性，特别是胎侧胶料的要求，最近又开发出新的异丁烯共聚物，它不仅保持丁基橡胶的基本性能又给予完全的耐臭氧性，是前景很好的新型共聚物。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种高性能汽车轮胎用复合材料的制备方法，该方法制得的复合材料加工性能好，气密性好，冲击回弹性优异，热稳定性好，抗老化性能优异。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高性能汽车轮胎用复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)在-60～-100℃下，以氯甲烷作为溶剂，以异丁烯作为第一单体，以苯乙烯衍生物作为第二单体，采用主引发剂、共引发剂陈化络合为引发体系，并加入醇类或醇胺类为第三组分，在单体进料时，随聚合单体加入到反应器中，通过阳离子淤浆共聚合制备聚异丁烯基无规共聚物；(2)取10-20份步骤(1)制得的聚异丁烯基无规共聚物和8-17份丁苯橡胶加入到密炼机中混炼，排胶，胶片冷却至室温，然后将冷却后的胶片加入到开炼机中，继续加入1-3份纳米纤维素晶须、0.1-0.5份碳纳米管，1-2份碳纤维，0.05-0.15份2-乙基-4-甲基咪唑，0.5-1份环烷油，0.1-0.5份氢化松香树脂，0.3-0.7份抗氧化剂1010，开炼，下片，得到高性能汽车轮胎用复合材料。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述醇类为乙醇、正丙醇、异丙醇、异丁醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、环戊醇中的一种，所述醇胺类为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺中的一种。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述陈化时间为5-30min。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述主引发剂为水、HCl、二环己基碳二亚胺、2-氯-2,4,4-三甲基戊烷中的一种；所述共引发剂为三氯化铝、烷基氯化铝、四氯化钛中的一种。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述苯乙烯衍生物为对甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、间乙基苯乙烯、对丙基苯乙烯、间丙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯中的一种。作为上述技术方案的优选，步骤(1)反应体系中，异丁烯和苯乙烯衍生物的总质量浓度为10-45wt％，异丁烯、苯乙烯衍生物的质量比为(0.5-2.5)：1。作为上述技术方案的优选，步骤(1)反应体系中，醇类或醇胺类的浓度为1×10-2～1×10-6mol/L。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，醇类或醇胺类与共引发剂的摩尔比为(6-18)：1，主引发剂与共引发剂的摩尔比为1：(3-12)。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述共聚合反应的时间为40-90小时。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述碳纳米管的直径为20-50nm，长度为1-5μm。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术通过合理控制聚异丁烯基无规共聚物的合成条件，使得制得的聚异丁烯基无规共聚物具有很好的热稳定性，且本专利技术在聚异丁烯无规共聚物中加入适量的碳纳米管、纳米纤维素晶须、碳纤维进行协同改性，使得制得的复合材料力学性能优异，耐磨耐老化性能好。具体实施方式：为了更好的理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。实施例1一种高性能汽车轮胎用复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)在-60℃下，以氯甲烷作为溶剂，以异丁烯作为第一单体，以对甲基苯乙烯作为第二单体，采用水、三氯化铝陈化络合5min制得引发体系，并加入乙醇或一乙醇胺为第三组分，在单体进料时，随聚合单体加入到反应器中，通过阳离子淤浆共聚合40小时制备聚异丁烯基无规共聚物；其中，反应体系中，异丁烯和对甲基苯乙烯的总质量浓度为10wt％，异丁烯、对甲基苯乙烯作的质量比为0.5：1；乙醇或一乙醇胺的浓度为1×10-2mol/L；乙醇或一乙醇胺与三氯化铝的摩尔比为6：1，水与三氯化铝的摩尔比为1：3；(2)取10份步骤(1)制得的聚异丁烯基无规共聚物和8份丁苯橡胶加入到密炼机中混炼，排胶，胶片冷却至室温，然后将冷却后的胶片加入到开炼机中，继续加入1份纳米纤维素晶须、0.1份碳纳米管，1份碳纤维，0.05份2-乙基-4-甲基咪唑，0.5份环烷油，0.1份氢化松香树脂，0.3份抗氧化剂1010，开炼，下片，得到高性能汽车轮胎用复合材料。实施例2一种高性能汽车轮胎用复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)在-100℃下，以氯甲烷作为溶剂，以异丁烯作为第一单体，以间甲基苯乙烯作为第二单体，采用HCl、烷基氯化铝陈化络合30min制得引发体系，并加入正丙醇或二乙醇胺为第三组分，在单体进料时，随聚合单体加入到反应器中，通过阳离子淤浆共聚合90小时制备聚异丁烯基无规共聚物；其中，反应体系中，异丁烯和间甲基苯乙烯的总质量浓度为45wt％，异丁烯、间甲基苯乙烯的质量比为2.5：1；正丙醇或二乙醇胺的浓度为1×10-6mol/L；正丙醇或二乙醇胺与烷基氯化铝的摩尔比为18：1，HCl与烷基氯化铝的摩尔比为1：12；(2)取20份步骤(1)制得的聚异丁烯基无规共聚物和17份丁苯橡胶加入到密炼机中混炼，排胶，胶片冷却至室温，然后将冷却后的胶片加入到开炼机中，继续加入3份纳米纤维素晶须、0.5份碳纳米管，2份碳纤维，0.15份2-乙基-4-甲基咪唑，1份环烷油，0.5份氢化松香树脂，0.7份抗氧化剂1010，开炼，下片，得到高性能汽车轮胎用复合材料。实施例3一种高性能汽车轮胎用复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能汽车轮胎用复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在‑60～‑100℃下，以氯甲烷作为溶剂，以异丁烯作为第一单体，以苯乙烯衍生物作为第二单体，采用主引发剂、共引发剂陈化络合为引发体系，并加入醇类或醇胺类为第三组分，在单体进料时，随聚合单体加入到反应器中，通过阳离子淤浆共聚合制备聚异丁烯基无规共聚物；(2)取10‑20份步骤(1)制得的聚异丁烯基无规共聚物和8‑17份丁苯橡胶加入到密炼机中混炼，排胶，胶片冷却至室温，然后将冷却后的胶片加入到开炼机中，继续加入1‑3份纳米纤维素晶须、0.1‑0.5份碳纳米管，1‑2份碳纤维，0.05‑0.15份2‑乙基‑4‑甲基咪唑，0.5‑1份环烷油，0.1‑0.5份氢化松香树脂，0.3‑0.7份抗氧化剂1010，开炼，下片，得到高性能汽车轮胎用复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种高性能汽车轮胎用复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在-60～-100℃下，以氯甲烷作为溶剂，以异丁烯作为第一单体，以苯乙烯衍生物作为第二单体，采用主引发剂、共引发剂陈化络合为引发体系，并加入醇类或醇胺类为第三组分，在单体进料时，随聚合单体加入到反应器中，通过阳离子淤浆共聚合制备聚异丁烯基无规共聚物；(2)取10-20份步骤(1)制得的聚异丁烯基无规共聚物和8-17份丁苯橡胶加入到密炼机中混炼，排胶，胶片冷却至室温，然后将冷却后的胶片加入到开炼机中，继续加入1-3份纳米纤维素晶须、0.1-0.5份碳纳米管，1-2份碳纤维，0.05-0.15份2-乙基-4-甲基咪唑，0.5-1份环烷油，0.1-0.5份氢化松香树脂，0.3-0.7份抗氧化剂1010，开炼，下片，得到高性能汽车轮胎用复合材料。2.如权利要求1所述的一种高性能汽车轮胎用复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述醇类为乙醇、正丙醇、异丙醇、异丁醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、环戊醇中的一种，所述醇胺类为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺中的一种。3.如权利要求1所述的一种高性能汽车轮胎用复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述陈化时间为5-30min。4.如权利要求1所述的一种高性能汽车轮胎用复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述主...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海燕，
申请(专利权)人：东莞市佳乾新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44