CN100410087C - 防漏气自补真空轮胎的加工工艺 - Google Patents

Abstract

防漏气自补真空轮胎及其加工工艺，属于防漏气自补型轮胎技术领域。该轮胎具有其内壁喷涂有一层厚度为1～6mm的苯乙烯—异戊二烯共聚物弹性胶体。其加工工艺是将苯乙烯和异戊二烯按重量比苯乙烯∶异戊二烯＝1∶0.3～0.7混合进行共聚合反应，得到苯乙烯—异戊二烯共聚物弹性胶体；对真空轮胎的内壁进行打磨和清洗；将共聚物弹性胶体加热到110～280℃后喷涂在真空轮胎的内壁上，喷涂层厚度刺穿后自补功能，防止漏气，同时在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自补性能。该工艺不需要硫化，工序简单，喷涂的共聚物胶体层厚度均匀，与轮胎内壁的粘附力强，能长久不变形并保持柔韧度。

Description

防漏气自补真空轮胎的加工工艺

技术领域

本发明属于防漏气自补型轮胎技术领域，尤其涉及一种具有热塑弹性体防漏层，具备防漏气自补功能的真空轮胎。

背景技术

真空轮胎是目前轿车普遍使用的无内胎型轮胎，它具有密封效果好、充气时间间隔长等优点。但是当真空轮胎被尖锐物体刺穿时，如果尖锐物体留在轮胎体上，轮胎内的高压气体会由刺穿部位发生缓慢泄漏，如果尖锐物体刺穿轮胎后脱离轮胎体，则真空轮胎内的高压气体会很快漏完或者出现爆胎现象。

目前最常用的防止轮胎刺穿后漏气的方法是在胎体间或胎体的内壁增加一抗刺穿层或防漏层。例如2001年1月24日公告的中国专利ZL00213646.5公开了一种轮胎，它包括胎体和在胎体上的花纹，其特征在于胎体和花纹之间加一层由陶瓷纤维布和环氧树脂复合材料组成的夹层。2003年8月13日公告的中国专利ZL 02240949.1提供了一种改良结构的防爆胎，它由胎面、内胎及防漏液共同组成轮胎本体，轮胎内胎的内缘封闭处，填充有防漏液。2005年6月1日公告的中国专利ZL 200420045236.9涉及一种免补汽车真空轮胎，其特征是在轮胎的内表面粘附有一硅胶或硅酮玻璃胶防漏免补层，在防漏免补层表面为均压层。上述专利中提到的轮胎都不同程度的解决了轮胎的防漏问题，但同时也存在缺点，首先上述专利只是简单在轮胎上增加一防漏层或防漏液层，没有提供具体的防漏层组成物质，只是一种设想，通过专利说明书无法实现；其次轮胎需要经受较大的温差，要承受零下40℃左右的低温和高速运转时100℃左右的高温，上述专利提到的防漏层很容易老化或失去作用；最后存在防漏层与轮胎本体结合不牢固，容易脱落的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有优良自补性能，在高低温下具有良好抗老化性能的防漏气自补真空轮胎及其加工工艺。

本发明采用的技术方案如下：

一种防漏气自补真空轮胎，其特征在于真空轮胎的内壁喷涂有一层厚度为1～6mm的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体。

该防漏气自补真空轮胎的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体层的外面还可喷涂有一层硝基油溶性漆防护层。

该具有苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体层的防漏气自补真空轮胎的加工工艺，其特征在于加工工艺如下：

(1)将苯乙烯和异戊二烯单体按重量比苯乙烯∶异戊二烯＝1∶0.3～0.7混合进行共聚合反应，得到苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体；

(2)对真空轮胎的内壁进行打磨和清洗；

(3)将步骤(1)得到的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体加热到110～280℃后喷涂在真空轮胎的内壁上，喷涂层厚度为1～6mm，喷涂的同时对共聚物弹性胶体层降温，使共聚物弹性胶体层固化，得到所述的防漏气自补真空轮胎。

步骤(2)所述的打磨是用导轮切削、砂轮打磨或刀刮打磨设备将真空轮胎的内壁加工成粗糙度均匀的毛面。

步骤(3)所述的降温是采用冷气导管对喷涂层吹冷气或常温空气进行降温。

该防漏气自补真空轮胎的具体加工工艺如下：

(1)将苯乙烯和异戊二烯单体按重量比苯乙烯∶异戊二烯＝1∶0.3～0.7混合进行聚合反应，在加热或常温条件下搅拌进行聚合反应，得到苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体；

(2)对真空轮胎的内壁进行打磨和清洗，将其内壁加工成清洁、粗糙度均匀的毛面；

(3)将步骤(1)得到的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体加热到110～280℃后喷涂在真空轮胎的内壁上，喷涂层厚度为1～6mm，喷涂的同时通过冷气管对喷涂层吹冷气或常温空气对共聚物弹性胶体层降温；

(4)将喷涂并经过对共聚物弹性胶体层降温后的真空轮胎送入强冷室，分阶段从40℃逐渐降温到-30℃进行冷却固化。

该具有硝基油溶性漆防护层的加工工艺是用冷气或常温空气对共聚物弹性胶体层固化以后，在固化的共聚物弹性胶体的外层再喷涂一层硝基油溶性漆层覆盖共聚物弹性胶体层，得到所述的防漏气自补真空轮胎。

苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)又称苯乙烯类热塑性弹性体，本发明中使用的苯乙烯-异戊二烯共聚物为上述嵌段共聚物，它具有强度高、柔软等特点，并具有较高的黏着力和弹性。苯乙烯-异戊二烯共聚物在110～280℃范围内具有良好的流动性，但经过低温固化后其流变性很小，并能在高温100℃和低温-40℃时保持其优良性能。苯乙烯和异戊二烯单体在常温下就能发生聚合反应，其混合物具有太大的粘性，不利于聚合反应的进行，如果在加热条件下反应，其混合物的流动性能较好，搅拌条件好。该聚合度苯乙烯-异戊二烯共聚物的聚合度不高，因此得到的是具有固化弹性的高粘性体。

真空轮胎的内壁不可避免的存在异物或灰尘，通过进行打磨和清洗后，其内壁为带有绒毛般突起的粗糙面，能使喷涂的苯乙烯-异戊二烯共聚物胶体层厚度均匀，附着力强，并和真空轮胎内壁结合紧密。打磨和清洗方式主要有导轮切削、砂轮打磨和刀刮等，用砂轮进行打磨的速度和效果更好一些。喷涂弹性胶体层时，将打磨后的真空轮胎用轮胎加紧装置固定并以一定的速度转动，然后用喷胶装置将加热熔融的苯乙烯-异戊二烯共聚物液体均匀的喷涂在真空轮胎内壁上。在喷涂的同时通过冷气管对喷涂层吹冷气或常温空气，使共聚物胶体迅速固化，得到厚度均匀的苯乙烯-异戊二烯共聚物胶体层。

喷涂时为了降低共聚物的粘度，需要对该共聚物胶体进行加热，在110℃以上的温度下该胶体具有可喷涂的流动性，但加热温度不能高于280℃，以防止该聚合物胶体降解。为了防止苯乙烯-异戊二烯共聚物在喷涂后流动造成其喷涂层厚度不均的问题，发明人采用喷涂的同时向喷涂面吹冷空气或常温空气，使共聚物胶体层固化，如果加快喷涂的速度，可以用零摄氏度以下的冷空气进行降温固化，如果喷涂速度较慢，就采用常温空气进行固化。

固化后的共聚物胶体层还是具有很高的粘度，在轮胎的后续加工和操作工程中，不可避免的接触到操作工人的手臂和工具，这有可能破坏该共聚物胶体层，影响该真空轮胎的防漏气自补效果。常用的解决方法是：将喷涂并经过对共聚物弹性胶体层降温后的真空轮胎送入强冷室，分阶段从40℃逐渐降温到-30℃进行冷却固化，一般分为三级冷却固化操作；另一种方法是在固化的共聚物弹性胶体的外层再喷涂一层硝基油溶性漆层覆盖共聚物弹性胶体层，该硝基油溶性漆层能够将粘度高的共聚物弹性胶体层和加工中的接触物隔离，并且该硝基油溶性漆层具有良好的自适应效果，长期使用下不会龟裂和脱落。

该苯乙烯-异戊二烯共聚物胶体层在轮胎被尖锐物体刺穿后能自动填补刺穿孔隙，有效防止刺穿孔隙漏气，经测试能对孔径小于8mm的刺孔进行有效填补，水密试验刺穿轮胎80小时不漏气，道路试验刺穿轮胎行驶2500公里不漏气。

本发明的有益效果在于，该防漏气自补真空轮胎不仅具有刺穿后的自补功能，防止漏气，同时在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自补性能。该轮胎加工工艺不需要硫化，工序简单，喷涂的苯乙烯-异戊二烯共聚物胶体层厚度均匀，与真空轮胎内壁的粘附力强，能长久不变形并保持柔韧度。该防漏气自补真空轮胎可用于各种轿车和其它机动车辆。

具体实施方式

实施例1该防漏气自补真空轮胎的内壁喷涂有厚度为4mm左右的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体层。其制备工艺如下：

先将苯乙烯和异戊二烯单体按重量比苯乙烯∶异戊二烯＝1∶0.5在反应容器内混合，加热到140℃左右并搅拌进行聚合反应，得到粘稠的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体；用砂轮对真空轮胎的内壁进行打磨，打磨深度为0.01～0.05mm，用清水清洗打磨面，然后晾干，将其内壁加工成清洁、粗糙度均匀的毛面；用工装夹具对轮胎外圆进行装夹，并使轮胎以2000转/分钟的转速转动，将制得的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体加热到110℃后喷涂在真空轮胎的内壁上，喷涂层厚度为4mm，喷涂的同时通过冷气管对喷涂层吹5℃左右的冷气对共聚物弹性胶体层降温固化，得到该防漏气自补真空轮胎。

经测试，该防漏气自补真空轮胎在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自补性能。在120℃下进行热老化8小时，该共聚物弹性胶体层有少量溢动；在90℃下进行热老化8小时，该共聚物弹性胶体层无溢动。

实施例2该防漏气自补真空轮胎的内壁喷涂有厚度为6mm左右的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体层。其制备工艺如下：

先将苯乙烯和异戊二烯单体按重量比苯乙烯∶异戊二烯＝1∶0.7在反应容器内混合，加热到180℃左右并搅拌进行聚合反应，得到粘稠的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体；用导轮对真空轮胎的内壁进行切削打磨，打磨深度为0.01～0.05mm，用清水清洗切削面，然后晾干，将其内壁加工成清洁、粗糙度均匀的毛面；用工装夹具对轮胎外圆进行装夹，并使轮胎以1000转/分钟的转速转动，将制得的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体加热到180℃后喷涂在真空轮胎的内壁上，喷涂层厚度为6mm，喷涂的同时通过冷气管对喷涂层吹常温空气对共聚物弹性胶体层降温固化，将固化后的真空轮胎送入强冷室，分三阶段从40℃逐渐降温到-30℃进行冷却固化，得到该防漏气自补真空轮胎。

经测试，该防漏气自补真空轮胎在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自补性能，当子弹击穿该轮胎后该共聚物胶体层能进行有效填补，水密试验刺穿轮胎30小时不漏气。

实施例3该防漏气自补真空轮胎的内壁喷涂有厚度为6mm左右的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体层。其制备工艺如下：

先将苯乙烯和异戊二烯单体按重量比苯乙烯∶异戊二烯＝1∶0.3在反应容器内混合，加热到200℃左右并搅拌进行聚合反应，得到粘稠的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体；用砂轮对真空轮胎的内壁进行打磨，打磨深度为0.01～0.05mm，用清水清洗打磨面，然后晾干，将其内壁加工成清洁、粗糙度均匀的毛面；用工装夹具对轮胎外圆进行装夹，并使轮胎以200转/分钟的转速转动，将制得的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体加热到260℃后喷涂在真空轮胎的内壁上，喷涂层厚度为1mm，喷涂的同时通过冷气管对喷涂层吹零下4℃的冷空气对共聚物弹性胶体层降温固化，最后再喷涂一层硝基油性漆层覆盖共聚物弹性胶体层，得到所述的防漏气自补真空轮胎。用手触摸固化的硝基油性漆覆盖层，其表面光滑并具有弹性，能够对共聚物弹性胶体层起到防护作用。

经测试，该防漏气自补真空轮胎在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自补性能。在120℃下进行热老化8小时，该共聚物弹性胶体层有少量溢动；在90℃下进行热老化8小时，该共聚物弹性胶体层无溢动。

实施例4该防漏气自补真空轮胎的内壁喷涂有厚度为3mm左右的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体层。其制备工艺如下：

先将苯乙烯和异戊二烯单体按重量比苯乙烯∶异戊二烯＝1∶0.6在反应容器内混合，加热下搅拌进行聚合反应，得到粘稠的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体；用砂轮对真空轮胎的内壁进行打磨，打磨深度为0.01～0.05mm，用清水清洗打磨面，然后晾干，将其内壁加工成清洁、粗糙度均匀的毛面；用工装夹具对轮胎外圆进行装夹，并使轮胎以600转/分钟的转速转动，将制得的苯乙烯-异戊二烯共聚物弹性胶体加热到160℃后喷涂在真空轮胎的内壁上，喷涂层厚度为3mm，喷涂的同时通过冷气管对喷涂层吹0℃的冷空气对共聚物弹性胶体层降温固化，最后再喷涂一层硝基油性漆层覆盖共聚物弹性胶体层，得到所述的防漏气自补真空轮胎。用手触摸固化的硝基油性漆覆盖层，其表面光滑并具有弹性，能够对共聚物弹性胶体层起到防护作用。

经测试，该防漏气自补真空轮胎在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自补性能。在120℃下进行热老化8小时，该共聚物弹性胶体层有少量溢动；在90℃下进行热老化8小时，该共聚物弹性胶体层无溢动。

Claims (1)

1. 一种防漏气自补真空轮胎的加工工艺，其特征在于具体的加工工艺如下：

(1)将苯乙烯和异戊二烯单体按重量比苯乙烯∶异戊二烯＝1∶0.3～0.7混合进行聚合反应，在加热或常温条件下搅拌进行聚合反应，得到苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性胶体；

(2)对真空轮胎的内壁进行打磨和清洗，将其内壁加工成清洁、粗糙度均匀的毛面；

(3)将步骤(1)得到的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性胶体加热到110～280℃后喷涂在真空轮胎的内壁上，喷涂层厚度为1～6mm，喷涂的同时通过冷气管对喷涂层吹冷气或常温空气对共聚物弹性胶体层降温；

(4)将喷涂并经过对共聚物弹性胶体层降温后的真空轮胎送入强冷室，分阶段从40℃逐渐降温到-30℃进行冷却固化。