Резиновая смесь преимущественно для пневмошин и пневмошина из нее

Изобретение относится к области производства резиновых смесей и изделий из этих смесей, в частности для изготовления пневмошин. Резиновая смесь содержит каучук и наполнители. В качестве наполнителей или части наполнителей резиновая смесь содержит нанокомпоненты - нанотрубки и/или фуллерены, причем их количество находится в диапазоне 0,01-3% общей массы. Пневмошина транспортного средства способна функционировать в диапазоне внутришинного давления от 0,01 до 0,25 кг/см². Изобретение улучшает качество резиновых смесей, снижает растрескивание пневмошин и повышает их износостойкость. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 8 табл.

 

Изобретение относится к области производства резиновых смесей и изделий из этих смесей, используемых, в том числе, для производства пневмошин, применяемых, например, в автомобильной промышленности.

Обычно резиновые смеси для производства резиновых изделий готовятся на основе каучуков, в которые добавляются всевозможные добавки и наполнители для придания изделиям необходимых свойств и качеств.

Известна резиновая смесь преимущественно для пневмошин и пневмошина из нее, содержащая каучук и диоксид кремния (см. заявка Японии №2003-063206).

Известны резиновая смесь преимущественно для пневмошин, содержащая каучук и диоксид кремния в качестве наполнительной добавки, и пневмошина, выполненная из нее, способная функционировать в диапазоне внутришинного давления, в том числе от 0,01 до 0,25 кг/см², содержащая боковую и рабочую зоны (см. патент РФ №2394692, МПК В60С 1/00 от 27.06.2008 г. - прототип).

Общим недостатком известных технических решений является их склонность к растрескиванию и недостаточная износостойкость.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно улучшение качества резиновых смесей, снижение вероятности растрескивания пневмошин, выполненных из этих резиновых смесей, а также повышение их износостойкости.

Поставленная задача решается тем, что в известной резиновой смеси, содержащей в своем составе каучук и наполнители, согласно изобретению в качестве наполнителей или части наполнителей используются нанокомпоненты, например нанотрубки и/или фуллерены, причем их процентное количество находится в диапазоне 0,01-3% от общей массы. Пневмошина транспортного средства, изготовленная из резиновой смеси и способная функционировать в диапазоне внутришинного давления, в том числе от 0,01 до 0,25 кг/см², содержащая боковую и рабочую зоны, согласно изобретению, по крайней мере, одна зона или ее часть выполнена из резиновой смеси, содержащей нанокомпоненты, например нанотрубки и\или фуллерены, причем их процентное количество находится в диапазоне 0,01-3% от общей массы.

Данная совокупность признаков проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что благодаря их использованию улучшается качество резиновых смесей, снижается вероятность растрескивания пневмошин, выполненных из предлагаемых резиновых смесей, а также повышается их износостойкость. Кроме того, снижается себестоимость и повышается срок эксплуатации данных пневмошин.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, что доказывается примером исполнения, описанным ниже, варианта состава резиновой смеси и вариантом конструкции пневмошины из этой резиновой смеси, представленной на фиг. 1, где:

1. Пневмоина

2. Рабочая зона

3. Центральная направляющая дорожка

4. Периферийные грунтозацепы

5. Фуллерены

6. Нанотрубки.

В качестве примеров реализации изобретения может быть предложена резиновая смесь, включающая в себя равномерно распределенные между собой частицы следующих компонентов:

- каучук натуральный - 35%,

- каучук натуральный эпоксидированный - 20%,

- каучук натуральный жидкий - 10%

- диоксид кремния - 20%

- сажа - 10%,

- фуллерены - 0,5%,

- нанотрубки - 0,5%.

В качестве неосновных компонентов используются воск, ускоритель вулканизации, цинковые белила, антиоксидант.

Для изготовления пневмошины из предлагаемой резиновой смеси используется стандартная технология.

Все указанные компоненты являются общеизвестными и производятся предприятиями химической промышленности в соответствии с требованиями государственных стандартов.

Из таблицы 2 следует, что исследованные варианты резиновой смеси на основе изопренового и бутадиенового каучуков обладают меньшим временем горения, т.е. более высокой огнестойкостью, по сравнению с прототипом, а также повышенной прочностью при растяжении, эластичностью по отскоку. Улучшение огнестойкости происходит за счет подбора и оптимизации состава антипиренов, а повышение физико-механических свойств - за счет улучшения гомогенизации компонентов и наполнителей в матрице каучука.

Ниже в табл.3-8 представлены варианты состава смесей в масс. %.

Пневмошина 1 содержит рабочую зону 2, включающую центральную направляющую дорожку 3 и периферийные грунтозацепы 4, содержащие равномерно распределенные по объему наполнители, в т.ч. и наночастицы: фуллерены 5 и нанотрубки 6 (на фиг. 1 показаны условно, ввиду их малого размера).

Работа предлагаемой пневмошины осуществляется стандартным образом. Она монтируется на транспортное средство, а в ее полость нагнетается воздух до необходимого в каждом конкретном случае давления.

Благодаря тому, что шина транспортного средства повышенной проходимости, способная функционировать в диапазоне внутришинного давления, в том числе от 0,01 до 0,25 кг/см², содержащая боковую и рабочую зоны, выполнена так, что центральная направляющая дорожка 3 и периферийные грунтозацепы 4 изготовлены из резиновой смеси, содержащей нанокомпоненты, а именно нанотрубки и фуллерены, причем их процентное количество находится в диапазоне 0,01-3%, а конкретно - по 0,5% от общей массы, то благодаря их использованию улучшается качество резиновых смесей, снижается вероятность растрескивания пневмошин, выполненных из предлагаемых резиновых смесей, а также повышается их износостойкость. Кроме того, снижается себестоимость и повышается срок эксплуатации данных пневмошин.

При процентном количестве нанокомпонент, а именно нанотрубок и фуллеренов менее 0,01%, их положительное влияние на качественные характеристики пневмошин является не значительным, а при их процентном количестве более 3% - себестоимость пневмошин неоправданно растет при практически не улучшающихся показателях качества.

Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволит улучшить качество резиновых смесей, снизить вероятность растрескивания пневмошин, выполненных из предлагаемых резиновых смесей, а также повысить их износостойкость. Кроме того, в этом случае снижается себестоимость и повышается срок эксплуатации данных пневмошин.

1. Резиновая смесь для пневмошины, содержащая в своем составе каучук и наполнители, отличающаяся тем, что в качестве наполнителей или части наполнителей использованы нанокомпоненты - нанотрубки и/или фуллерены, причем их процентное количество находится в диапазоне 0,01-3% общей массы.

2. Пневмошина транспортного средства повышенной проходимости, способная функционировать в диапазоне внутришинного давления, в том числе от 0,01 до 0,25 кг/см², содержащая боковую и рабочую зоны, отличающаяся тем, что по крайней мере одна зона или ее часть выполнена из резиновой смеси, содержащей нанокомпоненты - нанотрубки и/или фуллерены, причем их процентное количество находится в диапазоне 0,01-3% общей массы.