[發明專利]一種石墨烯輪胎的制備方法及低滾阻抗靜電石墨烯輪胎

在審

• 申請號: 201611233834.2
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN108248083A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 張令綱;張令強;李長繼
• 申請（專利權）人: 山東吉路爾輪胎有限公司
• 主分類號: B29D30/08
• 分類號: B29D30/08;C08L7/00;C08L9/00;C08K13/02;C08K3/04
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一種低滾阻抗靜電石墨烯輪胎，使用超高導電性能與高強度的石墨烯改善胎面膠性能,同時提供一種石墨烯輪胎的制備方法，可以有效的將石墨烯混合到制作輪胎胎面所用的橡膠中，并且尋以通用輪胎制造原料為基礎，通過優化輪胎胎面及胎側面基料配比，添加石墨烯復合改性，使復合膠質輪胎胎面及胎側面導電率達到滿足導靜電的預期值，將具有導靜電特性的輪胎胎面及胎側面膠料，按輪胎制造工藝與氣密層、緩沖層等各功能層高溫模壓粘合成型，再進行硫化等后續工藝處理，即獲得石墨烯導靜電輪胎，具有導靜電功能的輪胎與汽車金屬輪轂的輪圈嵌合連接，通過輪胎胎面接地導出車體靜電。

技術領域

本發明涉及一種含石墨烯的高性能低滾阻、抗靜電輪胎及其制備方法。

背景技術

輪胎是車輛最重要的部件之一，在行駛過程中因為輪胎自身形變與輪胎和地面產生的摩擦等原因，導致大量能量損耗，表現在車輛耗油與耗電，造成能耗增加，輪胎生熱增加，早期損壞。另外由于行駛過程中車身與空氣摩擦產生大量靜電，如不能及時導出會造成靜電積累問題,嚴重的是能造成車輛特別是易燃易爆物品運輸車輛發生爆燃，造成災難性后果。

經綜合測試，石墨烯是與膠質復合改性實現其導電性的最好材料，作為接地點的輪胎，必須能夠及時導出車輛靜電。從社會能源節約與車輛行駛安全性方面來講，需要進一步降低輪胎的滾動阻力，提高輪胎的抗靜電（導電）能力。

發明內容

本發明提供一種低滾阻抗靜電石墨烯輪胎，使用超高導電性能與高強度的的石墨烯改善胎面膠性能,同時提供一種石墨烯輪胎的制備方法，可以有效的將石墨烯混合到制作輪胎胎面所用的橡膠中，并且尋以通用輪胎制造原料為基礎，通過優化輪胎胎面及胎側面基料配比，添加石墨烯復合改性，使復合膠質輪胎胎面及胎側面導電率達到滿足導靜電的預期值，將具有導靜電特性的輪胎胎面及胎側面膠料，按輪胎制造工藝與氣密層、緩沖層等各功能層高溫模壓粘合成型，再進行硫化等后續工藝處理，即獲得石墨烯導靜電輪胎，具有導靜電功能的輪胎與汽車金屬輪轂的輪圈嵌合連接，通過輪胎胎面接地導出車體靜電。

為保證石墨烯導靜電輪胎的尺寸、重量及動力性與通用輪胎一致、各項功能指標不降低，對硬質炭黑等配比進行優化，使添加石墨烯改性后的復合膠質輪胎胎面及胎側面在室溫下輪胎體積電阻率導電率≤10 8 Ω.cm，滿足導靜電要求，其具體制備過程為：

一種石墨烯輪胎的制備方法，具體制備步驟為 ：

（1）制備石墨烯漿料：將固體石墨烯原料與基液混合至漿液狀態；

（2）預分散：將已制備石墨烯漿料和制備輪胎的橡膠混合；

（3）混煉 ：將與石墨烯漿料混合后的膠料在密煉機里進行多次混煉，分別制成胎冠膠和胎側膠；

（4）將步驟 (3) 得到的胎冠膠和胎側膠分別由輥筒擠出壓出機擠出后，再通過輥筒擠出壓出機的口型板出片，獲得半成品膠部件胎面和胎側 ；

（5）成型 ：將輪胎各部件在成型機上組合成型，形成胎胚；

(6) 硫化 ：將生胎裝到硫化機上，硫化為成品低滾阻抗靜電石墨烯輪胎；

其特征在于，所選固體石墨烯的導電率為992 S/m，單層厚度≦1.7nm，所述基液為液體硅烷和環烷油的混合液。

進一步的，為了保證石墨烯的分散，，步驟（1）中所述固體石墨烯、液體硅烷和環烷油，重量配比為石墨烯20份,液體硅烷60份,環烷油20份，防止液體硅烷產生自交聯，需要在不超過140℃的條件下使用球磨機球磨至少5個小時，制成石墨烯漿料。