一种高强度实心轮胎及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高强度实心轮胎及其制备方法，涉及实心轮胎制造领域。一种高强度实心轮胎,由位于内圈的基部胶层、位于外圈的胎面胶层、将基部胶层和胎面胶层连为一体的胎心胶层三部分构成。与现有技术相比，本发明专利技术以天然橡胶和顺丁橡胶为主要胶料，在炭黑补强的基础上，再加入少量的补强纤维，先用硅烷偶联剂对纤维的表面进行处理，保证纤维与胶料间结合力；同时，增粘树脂使基部胶层、胎面胶层与胎心胶层牢固复合，加工出的实心轮胎强度高，耐磨，综合性能好，而且生产工艺成熟，操作简单。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度实心轮胎及其制备方法
本专利技术涉及实心轮胎，特别涉及一种高强度实心轮胎及其制备方法。
技术介绍
轮胎的主要原材料是橡胶，其中，实心轮胎，橡胶在原材料中占比更大；每年制造轮胎所使用的橡胶占橡胶年消耗量的50％左右，轮胎所使用的橡胶材料的开发需要很强的理论支持与创新。实心轮胎因其耐穿刺性好、不必充气等优点，主要应用于矿物开采、工程建设及货物运输等方面，由于实心轮胎的强度不佳，实心轮胎的应用并不广泛。而提高胎体强度，主要有两个方向，一个是胎体结构，另一个是胎体所用的橡胶材料。2012年11月14日公开的公开号为CN202528775U的中国专利中，公开了一种高强度实心轮胎，包括位于内圈的基部胶层、位于外圈的胎面胶层和将基部胶层和胎面胶层连为一体的胎心胶层，基部胶层内设有钢圈，是通过胎体结构设计来增强实心轮胎的强度。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供了一种高强度实心轮胎及其制备方法，对基部胶层、胎心胶层、胎面胶层进行具体材料设计，提高胎体的强度。本专利技术采用的技术方案是，一种高强度实心轮胎,由位于内圈的基部胶层、位于外圈的胎面胶层、将基部胶层和胎面胶层连为一体的胎心胶层三部分构成。其中，胎面胶层的橡胶原料，包括：5号标准胶100份、牌号为BR9000的顺丁橡胶50份、牌号为N330的炭黑40～60份、氧化锌2～5份、硬脂酸3～5份、硫磺3～5份、促进剂3份、防焦剂0.7份、防老剂3份、补强纤维0～1份、硅烷偶联剂0～1份；胎心胶层的橡胶原料，包括：5号标准胶100份、牌号为BR9000的顺丁橡胶20～30份、牌号为N330炭黑30～50份、增粘树脂10～13份、氧化锌2～5份、硬脂酸3～5份、硫磺3～5份、促进剂3份、防焦剂0.7份、防老剂3份、补强纤维0.1～2份、硅烷偶联剂0～1份；基部胶层的橡胶原料，包括：5号标准胶100份、牌号为BR9000的顺丁橡胶20～30份、牌号为N330炭黑30～50份、氧化锌2～5份、硬脂酸3～5份、硫磺3～5份、促进剂3份、防焦剂0.7份、防老剂3份、补强纤维0.1～3份、硅烷偶联剂0～1份。进一步，所述的胎面胶层的橡胶原料、胎心胶层的橡胶原料、基部胶层的橡胶原料中所使用的补强纤维是玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维中的一种。进一步，所述的胎面胶层的橡胶原料、胎心胶层的橡胶原料、基部胶层的橡胶原料中所使用的促进剂是促进剂CZ、促进剂D的一种或复合添加。进一步，所述的胎面胶层的橡胶原料、胎心胶层的橡胶原料、基部胶层的橡胶原料中所使用的硅烷偶联剂是Si-69。依据实心轮胎在使用中各层受力有差别、强度要求不同的特点，本专利技术对基部胶层、胎面胶层、胎心胶层的胶料进行分别设计，玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维的少量加入，对橡胶的补强有着突出效果。另外，胎面胶中顺丁橡胶占比较多，是为了保证胎面胶的耐磨性，胎心胶需要与胎面胶、基部胶粘合，添加了增粘树脂，增加胎心胶的粘合能力，保证了实心轮胎成为一个高强度的整体实心轮胎。所述的高强度实心轮胎的制备方法，包括以下步骤：S1、炼胶，对胎面胶层的橡胶原料、胎心胶层的橡胶原料、基部胶层的橡胶原料分别在三条炼胶生产线上进行炼胶，分别得到胎面胶料、胎心胶料、基部胶料；S2、清理钢圈表面杂质，再抛光、喷砂处理，然后在钢圈与橡胶接触部位涂胶黏剂，干燥，待用；S3、将S1中的基部胶料，经开炼机热炼压出胶片，再经成型机卷曲到S2中待用的钢圈上，再将胎心胶料、胎面胶料经开炼机、成型机依次卷曲到表面有胶的钢圈外表面，得到待硫化的实心轮胎；S4、将S3中的待硫化的实心轮胎，放入模具中，加热硫化，145℃，硫化55～80分钟，得到高强度实心轮胎。与现有技术相比，本专利技术以天然橡胶和顺丁橡胶为主要胶料，在炭黑补强的基础上，再加入少量的补强纤维，先用硅烷偶联剂对纤维的表面进行处理，保证纤维与胶料间结合力；同时，增粘树脂使基部胶层、胎面胶层与胎心胶层牢固复合，加工出的实心轮胎强度高，耐磨，综合性能好，而且生产工艺成熟，操作简单。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式，对本专利技术作进一步详细说明。实施例1：一种高强度实心轮胎的制备,胎面胶层的橡胶原料，包括：5号标准胶100份、牌号为BR9000的顺丁橡胶50份、N330炭黑40份、氧化锌2份、硬脂酸3份、硫磺3份、促进剂CZ3份、防焦剂0.7份、防老剂3份；胎心胶层的橡胶原料，包括：5号标准胶100份、牌号为BR9000的顺丁橡胶20份、N330炭黑30份、增粘树脂10份、氧化锌2份、硬脂酸3份、硫磺3份、促进剂CZ3份、防焦剂0.7份、防老剂3份、玻璃纤维0.1份；基部胶层的橡胶原料，包括：5号标准胶100份、牌号为BR9000的顺丁橡胶20份、N330炭黑30份、氧化锌2份、硬脂酸3份、硫磺3份、促进剂CZ3份、防焦剂0.7份、防老剂3份、玻璃纤维0.1份。制备过程：S1、炼胶，将天然橡胶、顺丁橡胶加入到密炼机中，依次加入炭黑、玻璃纤维、增粘树脂、氧化锌、硬脂酸、促进剂CZ、防焦剂、防老剂、硫磺，将起始温度设为60℃，排胶温度设为90℃，密炼3分钟；对胎面胶层的橡胶原料、胎心胶层的橡胶原料、基部胶层的橡胶原料分别在三条炼胶生产线上进行炼胶，分别得到胎面胶料、胎心胶料、基部胶料；S2、清理钢圈表面杂质，再抛光、喷砂处理，然后在钢圈与橡胶接触部位涂胶黏剂，干燥，待用；S3、先将S1中的基部胶料，经开炼机热炼压出胶片，再经成型机卷曲到S2中待用的钢圈上，再将胎心胶料、胎面胶料经开炼机、成型机依次卷曲到表面有胶的钢圈外表面，得到待硫化的实心轮胎；S4、将S3中的待硫化的实心轮胎，放入模具中，加热硫化，145℃，硫化60分钟，得到结构为包含内圈的基部胶层、位于外圈的胎面胶层、将基部胶层和胎面胶层连为一体的胎心胶层三部分的高强度实心轮胎。在制备中，对硫化胶进行了力学测试：拉伸强度15.8MPa，撕裂强度60.7kN/m，拉断伸长率326％，硬度87A，拉断永久变形18.8％，磨耗量0.35cm3/1.61km。实施例2：一种高强度实心轮胎的制备,胎面胶层的橡胶原料，包括：5号标准胶100份、牌号为BR9000的顺丁橡胶50份、N330炭黑50份、氧化锌3份、硬脂酸4份、硫磺4份、促进剂D3份、防焦剂0.7份、防老剂3份,碳纤维1份、Si-691份；胎心胶层的橡胶原料，包括：5号标准胶100份、牌号为BR9000的顺丁橡胶25份、N330炭黑40份、增粘树脂12份、氧化锌3份、硬脂酸4份、硫磺4份、促进剂D3份、防焦剂0.7份、防老剂3份、碳纤维1份、Si-691份；基部胶层的橡胶原料，包括：5号标准胶100份、牌号为BR9000的顺丁橡胶25份、N330炭黑40份、氧化锌3份、硬脂酸4份、硫磺4份、促进剂CZ3份、防焦剂0.7份、防老剂3份、碳纤维2份、Si-691份。制备过程：S1、先用Si-69处理碳纤维的表面，再将天然橡胶、顺丁橡胶加入到密炼机中，依次加入炭黑、补强纤维、增粘树脂、氧化锌、硬脂酸、促进剂、防焦剂、防老剂、硫磺，将起始温度设为60℃，排胶温度设为90℃，密炼3分钟；对胎面胶层的橡胶原料、胎心胶层的橡胶原料、基部胶层的橡胶原料分别在三条炼胶生产线上进行炼胶，分别得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度实心轮胎,由位于内圈的基部胶层、位于外圈的胎面胶层、将基部胶层和胎面胶层连为一体的胎心胶层三部分构成，其特征在于，胎面胶层的橡胶原料，包括：5号标准胶100份、牌号为BR9000的顺丁橡胶50份、牌号为N330的炭黑40～60份、氧化锌2～5份、硬脂酸3～5份、硫磺3～5份、促进剂3份、防焦剂0.7份、防老剂3份、补强纤维0～1份、硅烷偶联剂0～1份；胎心胶层的橡胶原料，包括：5号标准胶100份、牌号为BR9000的顺丁橡胶20～30份、牌号为N330炭黑30～50份、增粘树脂10～13份、氧化锌2～5份、硬脂酸3～5份、硫磺3～5份、促进剂3份、防焦剂0.7份、防老剂3份、补强纤维0.1～2份、硅烷偶联剂0～1份；基部胶层的橡胶原料，包括：5号标准胶100份、牌号为BR9000的顺丁橡胶20～30份、牌号为N330炭黑30～50份、氧化锌2～5份、硬脂酸3～5份、硫磺3～5份、促进剂3份、防焦剂0.7份、防老剂3份、补强纤维0.1～3份、硅烷偶联剂0～1份。

【技术特征摘要】
1.一种高强度实心轮胎,由位于内圈的基部胶层、位于外圈的胎面胶层、将基部胶层和胎面胶层连为一体的胎心胶层三部分构成，其特征在于，胎面胶层的橡胶原料，包括：5号标准胶100份、牌号为BR9000的顺丁橡胶50份、牌号为N330的炭黑40～60份、氧化锌2～5份、硬脂酸3～5份、硫磺3～5份、促进剂3份、防焦剂0.7份、防老剂3份、补强纤维0～1份、硅烷偶联剂0～1份；胎心胶层的橡胶原料，包括：5号标准胶100份、牌号为BR9000的顺丁橡胶20～30份、牌号为N330炭黑30～50份、增粘树脂10～13份、氧化锌2～5份、硬脂酸3～5份、硫磺3～5份、促进剂3份、防焦剂0.7份、防老剂3份、补强纤维0.1～2份、硅烷偶联剂0～1份；基部胶层的橡胶原料，包括：5号标准胶100份、牌号为BR9000的顺丁橡胶20～30份、牌号为N330炭黑30～50份、氧化锌2～5份、硬脂酸3～5份、硫磺3～5份、促进剂3份、防焦剂0.7份、防老剂3份、补强纤维0.1～3份、硅烷偶联剂0～1份。2.根据权利要求1所述的一种高强度实心轮胎，其特征在于，所述的胎面胶层的橡胶原料、胎心胶层的橡胶原料、基部...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵会岩，赵海林，范屏，张学永，
申请(专利权)人：永一橡胶有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37