一種高性能汽車輪胎用復(fù)合材料的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種高性能汽車輪胎用復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：在?60～?100℃下，以氯甲烷作為溶劑，以異丁烯作為第一單體，以苯乙烯衍生物作為第二單體，采用主引發(fā)劑、共引發(fā)劑陳化絡(luò)合為引發(fā)體系，并加入醇類或醇胺類為第三組分，在單體進(jìn)料時，隨聚合單體加入到反應(yīng)器中，通過陽離子淤漿共聚合制備聚異丁烯基無規(guī)共聚物；將制得的聚異丁烯基無規(guī)共聚物和丁苯橡膠加入到密煉機(jī)中混煉，排膠，將冷卻后的膠片加入到開煉機(jī)中，繼續(xù)加入納米纖維素晶須、碳納米管，碳纖維，2?乙基?4?甲基咪唑，環(huán)烷油，氫化松香樹脂，抗氧化劑1010，開煉，下片，得到高性能汽車輪胎用復(fù)合材料。該復(fù)合材料耐磨性能好，抗沖擊性能優(yōu)異。

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.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種高性能汽車輪胎用復(fù)合材料的制備方法
：本專利技術(shù)涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，具體的涉及一種高性能汽車輪胎用復(fù)合材料的制備方法。
技術(shù)介紹
：隨著人們對汽車安全、舒適、節(jié)能的要求逐年提高，相應(yīng)的輪胎要求具有優(yōu)異的抗?jié)窕阅堋⒛湍バ阅芎偷蜐L動阻力特性，這三大性能相互影響、相互制約。對其中的一項或兩項進(jìn)行改進(jìn)時，往往會引起第三項性能的損失，這被稱為“魔鬼三角”。輪胎的滾動阻力與胎面膠的滯后損失有很好的相關(guān)性，滾動中的輪胎要求具有較低的滯后性，使輪胎在滾動時生熱量較小，以延長輪胎的使用壽命和防止輪胎在運行中發(fā)生爆胎。濕路面防滑性能由于包括滑動過程在內(nèi)的動態(tài)應(yīng)變的高頻性質(zhì)所致，故低溫下的動態(tài)滯后損失成為重要因素。填充膠料的耐磨性主要受聚合物填充劑的相互作用影響。降低輪胎的滾動阻力，又不損害抗?jié)窕裕蟮枚咧g的平衡，是高性能輪胎設(shè)計的重點。聚異丁烯早1873年即為前蘇聯(lián)的uBt-levor等所發(fā)現(xiàn)，1930年德國I.G.Farben公司制得橡膠狀產(chǎn)品，但所得產(chǎn)品系飽和性物質(zhì)，不能加入硫黃硫化，因此難以在橡膠工業(yè)上應(yīng)用。1937年美國R.M.Thomas和W.J.Sparks發(fā)現(xiàn)異丁烯與少量異戊二烯共聚合，得到可以硫化的橡膠共聚物，于1939年中試裝置生產(chǎn)，1940年稱丁基橡膠，丁基橡膠具有氣密性好即氣體透過性低和耐熱老化、對化學(xué)品的穩(wěn)定性好，能吸收能量等特性，而主要用于創(chuàng)造輪的內(nèi)胎。但其硫化速度慢，且彈性、強(qiáng)度較低，粘著性較差，而且與其它通用橡膠的相容性不好。為克服丁基橡膠的這些不足，進(jìn)行了鹵化丁基橡膠的研究開發(fā)。但是研究的鹵化丁基橡膠的粘彈性較差，由于丁基橡膠和鹵化丁基橡膠的粘彈性不理想而帶來的加工困難，具有低的未硫化膠強(qiáng)度和低的抗蠕變性，近年又研制開發(fā)了星形支化丁基橡膠，大大地改進(jìn)了丁基橡膠的加工性。同時為改進(jìn)輪胎部件的耐老化，耐臭氧和耐屈撓性，特別是胎側(cè)膠料的要求，最近又開發(fā)出新的異丁烯共聚物，它不僅保持丁基橡膠的基本性能又給予完全的耐臭氧性，是前景很好的新型共聚物。
技術(shù)實現(xiàn)思路
：本專利技術(shù)的目的是提供一種高性能汽車輪胎用復(fù)合材料的制備方法，該方法制得的復(fù)合材料加工性能好，氣密性好，沖擊回彈性優(yōu)異，熱穩(wěn)定性好，抗老化性能優(yōu)異。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種高性能汽車輪胎用復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)在-60～-100℃下，以氯甲烷作為溶劑，以異丁烯作為第一單體，以苯乙烯衍生物作為第二單體，采用主引發(fā)劑、共引發(fā)劑陳化絡(luò)合為引發(fā)體系，并加入醇類或醇胺類為第三組分，在單體進(jìn)料時，隨聚合單體加入到反應(yīng)器中，通過陽離子淤漿共聚合制備聚異丁烯基無規(guī)共聚物；(2)取10-20份步驟(1)制得的聚異丁烯基無規(guī)共聚物和8-17份丁苯橡膠加入到密煉機(jī)中混煉，排膠，膠片冷卻至室溫，然后將冷卻后的膠片加入到開煉機(jī)中，繼續(xù)加入1-3份納米纖維素晶須、0.1-0.5份碳納米管，1-2份碳纖維，0.05-0.15份2-乙基-4-甲基咪唑，0.5-1份環(huán)烷油，0.1-0.5份氫化松香樹脂，0.3-0.7份抗氧化劑1010，開煉，下片，得到高性能汽車輪胎用復(fù)合材料。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)中，所述醇類為乙醇、正丙醇、異丙醇、異丁醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、環(huán)戊醇中的一種，所述醇胺類為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺中的一種。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)中，所述陳化時間為5-30min。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)中，所述主引發(fā)劑為水、HCl、二環(huán)己基碳二亞胺、2-氯-2,4,4-三甲基戊烷中的一種；所述共引發(fā)劑為三氯化鋁、烷基氯化鋁、四氯化鈦中的一種。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)中，所述苯乙烯衍生物為對甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、對乙基苯乙烯、間乙基苯乙烯、對丙基苯乙烯、間丙基苯乙烯、異丙基苯乙烯、對叔丁基苯乙烯中的一種。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)反應(yīng)體系中，異丁烯和苯乙烯衍生物的總質(zhì)量濃度為10-45wt％，異丁烯、苯乙烯衍生物的質(zhì)量比為(0.5-2.5)：1。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)反應(yīng)體系中，醇類或醇胺類的濃度為1×10-2～1×10-6mol/L。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)中，醇類或醇胺類與共引發(fā)劑的摩爾比為(6-18)：1，主引發(fā)劑與共引發(fā)劑的摩爾比為1：(3-12)。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)中，所述共聚合反應(yīng)的時間為40-90小時。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(2)中，所述碳納米管的直徑為20-50nm，長度為1-5μm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點：本專利技術(shù)通過合理控制聚異丁烯基無規(guī)共聚物的合成條件，使得制得的聚異丁烯基無規(guī)共聚物具有很好的熱穩(wěn)定性，且本專利技術(shù)在聚異丁烯無規(guī)共聚物中加入適量的碳納米管、納米纖維素晶須、碳纖維進(jìn)行協(xié)同改性，使得制得的復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)異，耐磨耐老化性能好。具體實施方式：為了更好的理解本專利技術(shù)，下面通過實施例對本專利技術(shù)進(jìn)一步說明，實施例只用于解釋本專利技術(shù)，不會對本專利技術(shù)構(gòu)成任何的限定。實施例1一種高性能汽車輪胎用復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)在-60℃下，以氯甲烷作為溶劑，以異丁烯作為第一單體，以對甲基苯乙烯作為第二單體，采用水、三氯化鋁陳化絡(luò)合5min制得引發(fā)體系，并加入乙醇或一乙醇胺為第三組分，在單體進(jìn)料時，隨聚合單體加入到反應(yīng)器中，通過陽離子淤漿共聚合40小時制備聚異丁烯基無規(guī)共聚物；其中，反應(yīng)體系中，異丁烯和對甲基苯乙烯的總質(zhì)量濃度為10wt％，異丁烯、對甲基苯乙烯作的質(zhì)量比為0.5：1；乙醇或一乙醇胺的濃度為1×10-2mol/L；乙醇或一乙醇胺與三氯化鋁的摩爾比為6：1，水與三氯化鋁的摩爾比為1：3；(2)取10份步驟(1)制得的聚異丁烯基無規(guī)共聚物和8份丁苯橡膠加入到密煉機(jī)中混煉，排膠，膠片冷卻至室溫，然后將冷卻后的膠片加入到開煉機(jī)中，繼續(xù)加入1份納米纖維素晶須、0.1份碳納米管，1份碳纖維，0.05份2-乙基-4-甲基咪唑，0.5份環(huán)烷油，0.1份氫化松香樹脂，0.3份抗氧化劑1010，開煉，下片，得到高性能汽車輪胎用復(fù)合材料。實施例2一種高性能汽車輪胎用復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)在-100℃下，以氯甲烷作為溶劑，以異丁烯作為第一單體，以間甲基苯乙烯作為第二單體，采用HCl、烷基氯化鋁陳化絡(luò)合30min制得引發(fā)體系，并加入正丙醇或二乙醇胺為第三組分，在單體進(jìn)料時，隨聚合單體加入到反應(yīng)器中，通過陽離子淤漿共聚合90小時制備聚異丁烯基無規(guī)共聚物；其中，反應(yīng)體系中，異丁烯和間甲基苯乙烯的總質(zhì)量濃度為45wt％，異丁烯、間甲基苯乙烯的質(zhì)量比為2.5：1；正丙醇或二乙醇胺的濃度為1×10-6mol/L；正丙醇或二乙醇胺與烷基氯化鋁的摩爾比為18：1，HCl與烷基氯化鋁的摩爾比為1：12；(2)取20份步驟(1)制得的聚異丁烯基無規(guī)共聚物和17份丁苯橡膠加入到密煉機(jī)中混煉，排膠，膠片冷卻至室溫，然后將冷卻后的膠片加入到開煉機(jī)中，繼續(xù)加入3份納米纖維素晶須、0.5份碳納米管，2份碳纖維，0.15份2-乙基-4-甲基咪唑，1份環(huán)烷油，0.5份氫化松香樹脂，0.7份抗氧化劑1010，開煉，下片，得到高性能汽車輪胎用復(fù)合材料。實施例3一種高性能汽車輪胎用復(fù)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種高性能汽車輪胎用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)在?60～?100℃下，以氯甲烷作為溶劑，以異丁烯作為第一單體，以苯乙烯衍生物作為第二單體，采用主引發(fā)劑、共引發(fā)劑陳化絡(luò)合為引發(fā)體系，并加入醇類或醇胺類為第三組分，在單體進(jìn)料時，隨聚合單體加入到反應(yīng)器中，通過陽離子淤漿共聚合制備聚異丁烯基無規(guī)共聚物；(2)取10?20份步驟(1)制得的聚異丁烯基無規(guī)共聚物和8?17份丁苯橡膠加入到密煉機(jī)中混煉，排膠，膠片冷卻至室溫，然后將冷卻后的膠片加入到開煉機(jī)中，繼續(xù)加入1?3份納米纖維素晶須、0.1?0.5份碳納米管，1?2份碳纖維，0.05?0.15份2?乙基?4?甲基咪唑，0.5?1份環(huán)烷油，0.1?0.5份氫化松香樹脂，0.3?0.7份抗氧化劑1010，開煉，下片，得到高性能汽車輪胎用復(fù)合材料。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高性能汽車輪胎用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)在-60～-100℃下，以氯甲烷作為溶劑，以異丁烯作為第一單體，以苯乙烯衍生物作為第二單體，采用主引發(fā)劑、共引發(fā)劑陳化絡(luò)合為引發(fā)體系，并加入醇類或醇胺類為第三組分，在單體進(jìn)料時，隨聚合單體加入到反應(yīng)器中，通過陽離子淤漿共聚合制備聚異丁烯基無規(guī)共聚物；(2)取10-20份步驟(1)制得的聚異丁烯基無規(guī)共聚物和8-17份丁苯橡膠加入到密煉機(jī)中混煉，排膠，膠片冷卻至室溫，然后將冷卻后的膠片加入到開煉機(jī)中，繼續(xù)加入1-3份納米纖維素晶須、0.1-0.5份碳納米管，1-2份碳纖維，0.05-0.15份2-乙基-4-甲基咪唑，0.5-1份環(huán)烷油，0.1-0.5份氫化松香樹脂，0.3-0.7份抗氧化劑1010，開煉，下片，得到高性能汽車輪胎用復(fù)合材料。2.如權(quán)利要求1所述的一種高性能汽車輪胎用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述醇類為乙醇、正丙醇、異丙醇、異丁醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、環(huán)戊醇中的一種，所述醇胺類為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺中的一種。3.如權(quán)利要求1所述的一種高性能汽車輪胎用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述陳化時間為5-30min。4.如權(quán)利要求1所述的一種高性能汽車輪胎用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述主...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王海燕，
申請(專利權(quán))人：東莞市佳乾新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44