【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种新能源车轮胎用自修补复合材料及其制备方法和轮胎，属于轮胎材料领域。
技术介绍
1、随着新能源汽车的发展，电动汽车和混合动力车逐渐成为主流，市场对其续航里程、动力性能和安全性等方面的要求越来越高。轮胎作为车辆的重要组成部分，不仅承担着车辆与地面接触的主要功能，还直接影响着驾驶安全性和舒适性。而在汽车行驶过程中，轮胎扎胎后引发的气压快速下降的问题对乘客人身安全和车辆稳定性构成了威胁。
2、目前现有技术中也研发出了一些密封修补胶类的产品，如中国专利申请cn114058293a-一种自修复轮胎密封胶及其制备方法和自修复轮胎中，采用以丁基橡胶为核心，加入补强填充剂等物质制备自修复密封胶，能够在一定程度上避免气体快速泄露。但实际上丁基橡胶的自粘性较差，短期内时可能出胶脱层的情况。中国专利申请cn116396605a-一种新能源汽车轮胎防刺扎用盘覆式自修复密封材料及其制备方法中，提出采用改性聚氨酯密封材料和活性填充剂，能够提升一定的耐用性。
3、但在新能源汽车轮胎的实际应用中，会存在复杂的性能需求。新能源汽车特别是电动车，具有较高的扭矩输出，这意味着在起步、加速、刹车时轮胎承受的负荷较大，同时在加上高速行驶，会导致轮胎内表面形成热量积聚，普通修复材料的耐冲击和耐高温性能有限，长时间行驶可能会老化，导致自修复效果减弱或修复能力丧失，高温也会加速轮胎材料的老化，增加轮胎表面的裂纹、磨损及其他损伤，同时传统的自修补胶在轮胎动态应力作用下，自修补胶可能发生疲劳损伤，导致修复效果下降。另外，现有的自修复密封胶在面对
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本申请提出了一种新能源车轮胎用自修补复合材料及其制备方法和轮胎，通过设置双层的自修补复合材料，外侧第一层能够快速应对小型穿刺和轻微裂纹，并且能够快速导热散热，避免热量区域积聚，具有较好的高温稳定性，内侧第二层能够提供强力修复支撑，具有高强度和持久的抗疲劳性，能够满足新能源车轮胎在复杂路况下受到损伤时快速修补的需求，并且具备良好的耐久性，有效保护驾乘人员的安全。
2、根据本申请的一个方面，提供了一种新能源车轮胎用自修补复合材料，由第一自修补层和第二自修补层连接组成；
3、按重量份数计，所述第一自修补层包括以下成分制备而成：动态硫化橡胶体系80-120份、功能填料体系18-35份和硫化促进剂3-8份；所述动态硫化橡胶体系包括聚丙烯、天然橡胶和乙丙橡胶，所述动态硫化橡胶体系中所述聚丙烯的添加量不超过30％；所述功能填料体系包括导热填料，所述导热填料包括改性氮化硼和氧化铝；所述硫化促进剂包括硫磺和n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺；
4、按重量份数计，所述第二自修补层包括以下成分制备而成：热塑性聚氨酯弹性体100-110份、修复微胶囊30-40份和改性聚酰亚胺纤维10-15份；所述修复微胶囊由芯材和囊壁组成，所述芯材为环氧树脂混合物或固化剂混合物。
5、通过采用树脂相聚丙烯(pp)和橡胶相(天然橡胶nr+乙丙橡胶epdm)组成动态硫化橡胶体系，首先pp作为连续相，起到支持和增强作用，而橡胶相提供柔性和韧性，两者通过动态硫化形成微观分散结构，能够综合提升复合材料的耐热性、韧性和耐久性。
6、进一步地，橡胶相采用nr+epdm结合，借助天然橡胶nr高弹性、低温柔韧性和良好的抗撕裂性，有助于动态载荷下的冲击吸收和裂纹抑制，再配合乙丙橡胶(epdm)，赋予材料在高温环境下的稳定性，同时改善与功能填料和基体的相容性。
7、通过限定聚丙烯的添加量不超过30％，可确保材料具有足够的柔韧性和抗裂纹扩展能力，同时保持一定的刚性和耐热性，使材料适应轮胎动态负载环境。
8、可选地，所述动态硫化橡胶体系中天然橡胶和乙丙橡胶的重量比为(2-3)：1。具体地，通过限定二者的重量比例，既能确保pp和橡胶相形成稳定的界面结构，又能更好地适应高温高扭矩环境，又能提供优异的冲击吸收能力。
9、可选地，所述导热填料中改性氮化硼和氧化铝的重量比为(2-3)：1；
10、所述改性氮化硼包括硅烷改性氮化硼和聚合物包覆改性氮化硼，重量比为(1.5-2)：1。
11、具体地，硅烷改性氮化硼的制备方法是将硅烷偶联剂kh550溶于乙醇溶液(浓度95％)中，搅拌均匀，加入氮化硼，在80℃条件下反应2h；过滤、清洗后干燥，得到硅烷改性氮化硼。
12、聚合物包覆改性氮化硼的制备方法是将氮化硼分散在溶剂甲苯中，搅拌均匀，加入单体丙烯酸酯和引发剂(过硫酸铵)，在60℃条件下进行聚合反应；反应完成后，将产物过滤、清洗、干燥，形成表面包覆有聚合物的改性氮化硼。
13、具体地，改性氮化硼的粒径为8-10μm，氧化铝的粒径为1-3μm。
14、通过采用改性氮化硼和氧化铝作为导热填料，避免因长期高温积聚引发材料老化、性能下降或损坏，适应新能源汽车高扭矩和长时间运行时的高温环境。通过采用改性氮化硼，改善其与基体材料的界面结合力，提升填料在基体中的分散性，避免导热路径中断，从而增强材料整体的导热性能。氧化铝与橡胶基体具有一定的界面相容性，氧化铝与改性氮化硼的复配，可以通过不同粒径和形貌的填料协同，优化热导率并改善力学性能。
15、采用两种改性氮化硼的复配，目的是在不同层面上优化其与基体的相容性和分散性：硅烷改性氮化硼表面引入活性基团，实现与基体材料(尤其是橡胶基体)界面结合力的增强，提高填料与橡胶相的化学相容性，减少界面间的热阻，还能防止填料团聚现象，确保在基体中均匀分散。聚合改性氮化硼能够增强其在橡胶基体中的润湿性和物理吸附力，提高填料的耐久性，防止其在高温和动态应力条件下脱落或析出，还能减少填料对基体材料的可能损伤，同时避免对橡胶相的硫化过程产生不利影响。总的来说，硅烷改性增强化学结合力，聚合物包覆提供物理增强，二者结合有效优化氮化硼在橡胶基体中的热导率和力学性能。
16、可选地，所述功能填料体系还包括裂纹抑制填料和动态增强填料；
17、所述导热填料、裂纹抑制填料和动态增强填料，重量比依次为(6-12)：(3-7)：(2-5)。
18、优选的，所述裂纹抑制填料为硅烷改性纳米硅微粉，所述动态增强填料为纳米氧化铈。
19、纳米氧化铈的粒径为20-50nm，纳米硅微粉粒径为10-50nm。
20、硅烷改性纳米硅微粉的制备方法为：
21、a1.清洗纳米硅微粉：将纳米硅微粉在去离子水中超声分散30min，清洗表面可能附着的杂质和颗粒，过滤后，用60℃的热风干燥至恒重；
22、a2.将硅烷偶联剂kh550按偶联剂：溶剂＝1:10(体积比)，加入无水乙醇中，搅拌均匀；加入少量去离子水(硅烷水解比例为硅烷：水＝1:本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新能源车轮胎用自修补复合材料，其特征在于，由第一自修补层和第二自修补层连接组成；
2.根据权利要求1所述的新能源车轮胎用自修补复合材料，其特征在于，所述动态硫化橡胶体系中天然橡胶和乙丙橡胶的重量比为(2-3)：1。
3.根据权利要求1所述的新能源车轮胎用自修补复合材料，其特征在于，所述导热填料中改性氮化硼和氧化铝的重量比为(2-3)：1；
4.根据权利要求1所述的新能源车轮胎用自修补复合材料，其特征在于，所述功能填料体系还包括裂纹抑制填料和动态增强填料；
5.根据权利要求1所述的新能源车轮胎用自修补复合材料，其特征在于，所述硫化促进剂中硫磺和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的重量比为(1-1.5)：1。
6.根据权利要求1所述的新能源车轮胎用自修补复合材料，其特征在于，所述第一自修补层的制备方法包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的新能源车轮胎用自修补复合材料，其特征在于，所述修复微胶囊包括A类微胶囊和B类微胶囊，重量比为(1.2-1.4)：1；
8.根据权利要求1所述的新能源车轮胎用自
9.一种如权利要求1-8中任一所述的新能源车轮胎用自修补复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种轮胎，由外向内依次包括胎面层、自修补复合材料层和胎内层，其特征在于，所述自修补复合材料层为如权利要求1-8中任一所述的新能源车轮胎用自修补复合材料或权利要求9中制备方法制备得到的新能源车轮胎用自修补复合材料，其中第一自修补层靠近所述胎面层设置，第二自修补层靠近所述胎内层设置。
...【技术特征摘要】
1.一种新能源车轮胎用自修补复合材料，其特征在于，由第一自修补层和第二自修补层连接组成；
2.根据权利要求1所述的新能源车轮胎用自修补复合材料，其特征在于，所述动态硫化橡胶体系中天然橡胶和乙丙橡胶的重量比为(2-3)：1。
3.根据权利要求1所述的新能源车轮胎用自修补复合材料，其特征在于，所述导热填料中改性氮化硼和氧化铝的重量比为(2-3)：1；
4.根据权利要求1所述的新能源车轮胎用自修补复合材料，其特征在于，所述功能填料体系还包括裂纹抑制填料和动态增强填料；
5.根据权利要求1所述的新能源车轮胎用自修补复合材料，其特征在于，所述硫化促进剂中硫磺和n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的重量比为(1-1.5)：1。
6.根据权利要求1所述的新能源车轮胎用自修补复合材料，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：王硕，
申请(专利权)人：北京锦华地球汽车科技服务有限公司，
类型：发明
国别省市：
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