CN100500789C - 一种车辆轮胎自补剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆轮胎自补剂，它由如下原料按一定的方法制备而成：丁基胶乳、水杨酸钠、平平加O、复合防冻剂、油酰基对甲氧基苯胺磺酸钠、炭黑、橡胶粉、木粉、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯纤维和水。当汽车在行驶中轮胎被扎破时，靠胎内空气压力的作用使注入胎内的本产品与刺孔摩擦结成胶团，可将刺孔紧密地修复完好。由于刺孔与本产品能很好的融为一体，完全不漏气，避免了现有产品补胎后仍会缓慢漏气的缺点。本产品可在-40～110℃超大温度范围内长期有效的使用，稳定性好，并且无毒，无害，无异味，无腐蚀，不燃，不爆破，使用十分方便，可显著延长车胎的使用寿命，同时确保行车安全。

Description

一种车辆轮胎自补剂

技术领域

本发明涉及一种化学产品，具体指车辆轮胎自补剂，把本自补剂加入轮胎内在轮胎扎破后能自动将扎眼修复完好。

背景技术

自从英国人发明充气轮胎以来，人类的交通运输业不断的发展，给人类社会带来便利的同时，也带来了一系列烦恼。车辆在地面上行驶过程中，轮胎由于遇到坚硬的物体而被扎破，造成漏气，给人们带来许多不便。因此，使轮胎在车辆行驶中一旦被扎破时，能自动将扎眼补好，保证车辆继续安全行驶的自动补胎剂应运而生。但是因为各种原因，许多产品存在这样那样的缺陷，有的产品沉淀结团影响车辆的行驶平衡，有的产品腐蚀轮毂，有的产品不能在严寒条件下使用，有的产品在轮胎温度过高时会发生新的化合反应而失效。这些产品多以聚乙烯醇，纤维素，橡胶粒，碳酸钙，水，木质素等为原料，由于补强剂颗粒之间以及补强剂颗粒与刺孔之间并不能像传统补胎胶条那样紧密结合，因此在强大的胎压作用下，仍会逐渐漏气。

近来，出现了使用天然胶乳为基料的轮胎自补剂，但是天然胶乳中含有特定的蛋白质会引起皮肤过敏。当天然胶乳附着在手、脸等皮肤上时，在该部分将会出现瘙痒或红肿等症状，并且，吸入飞散于空气中的天然胶乳时，将有可能引起哮喘发作、鼻炎、结膜炎等症状。因此，使用含有天然胶乳的自补剂时，在修补穿刺的轮胎时不慎使自补剂附着在操作者的手、脸等部位，或操作者吸入与气体共同飞散的自补剂时，有可能发生过敏反应导致健康的损害。另外，天然胶乳中通常加入氨做稳定剂，因此，在修补刺穿时自补剂会散发强烈的刺激性气味，可能对健康产生不良影响。

针对上述天然胶乳，近来逐步发展出了脱蛋白天然胶乳。这类脱蛋白的天然胶乳虽然可以有效地改善对人体的过敏反应，但并未消除或减轻作为自补剂使用时产生的强烈刺激性气味。目前，作为天然胶乳的pH调节剂，正在尝试使用氨类以外的试剂，但在实际应用中，氨类以外的试剂很难充分保证自补剂中天然胶乳的稳定性。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种密封性和稳定性好，对人体无不良影响的在车辆轮胎扎破后能自动将扎眼修复的轮胎自补剂。

本发明的目的是这样实现的：

一种车辆轮胎自补剂，它由如下重量百分比的原料制备而成，

丁基胶乳                    45～70％

水杨酸钠                    0.5～0.9％

平平加O                     0.2～0.5％

复合防冻剂                  15～30％

油酰基对甲氧基苯胺磺酸钠    0.8～2％

炭黑                        0.5～2％

橡胶粉                      2～7％

木粉                        1～5％

十二烷基苯磺酸钠            0.01～0.1％

聚丙烯纤维                  1～3％

水                          1～10％，

其制备方法为：

①、将丁基胶乳加入反应釜中，在2～3转/秒的搅拌速率下加入水杨酸钠和平平加O；

②、将复合防冻剂倒入反应釜中搅拌25～35分钟：

③、加入炭黑，升温至45℃～55℃，搅拌25～35分钟；

④、加入油酰基对甲氧基苯胺磺酸钠，升温至65℃～75℃，搅拌55～65分钟；

⑤、在十二烷基苯磺酸钠中加入水配成十二烷基苯磺酸钠水溶液，将橡胶粉和木粉混合均匀后加入十二烷基苯磺酸钠水溶液中，边加入边搅拌，直到全部湿润为止；

⑥、将第5步固液混合物投到第4步的反应釜中，搅拌40～50分钟；

⑦、加入聚丙烯纤维，搅拌20～30分钟后停止加热，搅拌让其冷却至室温后装瓶。

为了防止本产品在加入轮胎后不与其它物质发生化学反应，本产品的pH值最好保持在7～9，因此在制备方法第7步停止加热后，先冷却至室温再测试所得物pH值，如果其pH值不在7～9之间需将其调节为7～9，然后搅拌55～65分钟，再冷却至室温后装瓶；如果其pH值为7～9，那么可直接冷却至室温后装瓶。

所述复合防冻剂为甘油和乙二醇的混合物，其混合比为1：2～2.5。

为了使橡胶粉在产品中有更好的分散性并且在堵漏时与扎孔的摩擦更大，在与木粉混合以前要进行表面活性化处理，本发明先将橡胶粉用高锰酸钾溶液处理后再与木粉混合，高锰酸钾与橡胶粉质量比为1：20～60。其处理方法为：将橡胶粉泡在高锰酸钾水溶液中，10～20分钟后取出，用水清洗3次。

本发明的轮胎自补剂适用于任何车辆的橡胶轮胎，并可在轮胎内长期使用。使用时，将轮胎气门心取下，把胎内的气体完全放掉，然后把该产品从气门心注入胎内，最后给轮胎重新充气装上气门心。当汽车在行驶中轮胎被扎破时，靠胎内空气压力的作用使该产品与刺孔摩擦结成胶团，可将刺孔紧密地修复完好。由于使用了丁基胶乳作主要原料，其固化后的性质与轮胎性质基本相同，因而刺孔与该产品能很好的融为一体，完全不漏气，避免了现有产品补胎后仍会缓慢漏气的缺点。本发明的轮胎自补剂可在-40～110℃超大温度范围内长期有效的使用，稳定性好，并且无毒，无害，无异味，无腐蚀，不燃，不爆破，使用十分方便，可显著延长车胎的使用寿命，同时确保行车安全。

具体实施方式

以下结合实施例详细介绍本发明。

本车辆轮胎自补剂，它由如下重量百分比的原料制备而成，

丁基胶乳                                  45～70％

水杨酸钠                                  0.5～0.9％

平平加O                                   0.2～0.5％

复合防冻剂                                15～30％

油酰基对甲氧基苯胺磺酸钠                  0.8～2％

炭黑                                      0.5～2％

橡胶粉                                    2～7％

木粉                                      1～5％

十二烷基苯磺酸钠                          0.01～0.1％

聚丙烯纤维                                1～3％

水                                        1～10％，

其制备方法为：

①、将丁基胶乳加入反应釜中，在2～3转/秒的搅拌速率下加入水杨酸钠和平平加O；

②、将复合防冻剂倒入反应釜中搅拌25～35分钟；

③、加入炭黑，升温至45℃～55℃，搅拌25～35分钟；

④、加入油酰基对甲氧基苯胺磺酸钠，升温至65℃～75℃，搅拌55～65分钟；

⑤、在十二烷基苯磺酸钠中加入水配成十二烷基苯磺酸钠水溶液，将橡胶粉和木粉混合均匀后加入十二烷基苯磺酸钠水溶液中，边加入边搅拌，直到全部湿润为止；

⑥、将第5步固液混合物投到第4步的反应釜中，搅拌40～50分钟；

⑦、加入聚丙烯纤维，搅拌20～30分钟后停止加热，继续搅拌让其冷却至室温后装瓶。

上述原料更优化的一个重量百分比范围为：

丁基胶乳                                  50～60％

水杨酸钠                                  0.6～0.8％

平平加O                                   0.3～0.4％

复合防冻剂                                25～30％

油酰基对甲氧基苯胺磺酸钠                  1.2～1.6％

炭黑                                      1.4～1.6％

橡胶粉                                    4～6％

木粉                                      2～3％

十二烷基苯磺酸钠                          0.01～0.05％

聚丙烯纤维                                2～2.5％

水                                        3～7.5％。

丁基胶乳是一种人造胶乳，所含异戊二烯的摩尔百分数为1.5～2％，分子中不饱和度极低，化学惰性高，所以机械稳定性和低温稳定性均极好，具有良好的耐老化、耐臭氧、耐天候、耐化学药品性能。本发明以丁基胶乳为载体，成膜后气密性好。所选丁基胶乳的总固体含量在48～60％之间，其黏度为1500～6000mpa.s。

本发明中，水杨酸钠和平平加O配合使用，使胶乳的冻融稳定性得以改善。水杨酸钠加入量为0.5～0.9％时能显著提高胶乳的冻融稳定性。平平加O是优良的胶乳稳定剂，加入电解质也不会使胶乳凝固，为使胶乳冻融后具有良好的流动性，同时添加0.2～0.5％的平平加O。

复合防冻剂为甘油与乙二醇的混合溶液，其中添加甘油与乙二醇复配的目的除了提高胶乳防冻性外，主要在环保方面起作用。含有甘油的自补剂万一洒落到环境中，在烈日下爆晒40天也不会凝固，很容易被雨水稀释冲走。甘油与乙二醇之比为1:2～2.5。该复合防冻剂添加量为15～30％时，不仅可以使产品在-40℃正常使用，还能提高产品的流动性，获得更好的补漏能力。

油酰基对甲氧基苯胺磺酸钠是一种稳定剂，对热、机械作用的稳定性高，适合做填充剂的配合用稳定剂，加入0.8～2％为宜。

橡胶粉、木粉和炭黑作为补强剂，是用于堵轮胎扎眼的固体物质，橡胶粉以20目以上为宜，木粉则要求80目以上，炭黑为100目以上，用量为橡胶粉2～7％，木粉1～5％，炭黑0.5～2％，橡胶粉可以是天然橡胶粉，也可以是各种合成橡胶粉、废橡胶粉等，炭黑选择N660。为了使橡胶粉在产品中有更好的分散性并且在堵漏时与扎孔的摩擦更大，在与木粉混合以前可以用高锰酸钾溶液进行表面活性化处理，高锰酸钾与橡胶粉质量比例为1：20～60，具体处理方法为：将橡胶粉泡在高锰酸钾溶液中，10～20分钟后取出，用水清洗3次。用高锰酸钾水溶液处理过后的橡胶粉能有更好的分散性和堵漏性。

十二烷基苯磺酸钠是一种分散剂和湿润剂，添加量为0.01～0.1％。用湿润剂湿润的补强剂能很好地与胶乳基料混合。

聚丙烯短纤维能够增加轮胎扎孔处的聚合物堵块强度，并且增加在轮胎内的使用时间。聚丙烯短纤维的用量在1～3％之间，添加量小于1％时堵漏的效果不好，添加量大于3％时，纤维容易结团，导致该产品从气门心灌入轮胎时受阻。短纤维长度为0.1～7mm，长径比为5～40，该纤维密度0.91g/cm3，能均匀在分散在产品中而不发生沉淀。

为了防止本产品在加入轮胎后与其它物质发生化学反应，可以加入少量碱性物质来调节pH值，如氢氧化钠、氢氧化钾等，使轮胎自补剂pH值控制在7～9之间。当然，如果制备好的轮胎自补剂pH值本身已处于7～9之间，那么则无需再添加碱性物质。其调节方法为：在制备方法第7步停止加热后，冷却至室温再测试所得物pH值，如果pH值不在7～9之间则加入碱性物质将其调节为7～9，然后搅拌55～65分钟，再冷却至室温后装瓶。

以下给出几个本产品配方的实施例。

 

组分	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						丁基胶乳	50％	55％	55％	55％	60％
水杨酸钠	0.7％	0.5％	0.7％	0.9％	0.7％
						平平加O	0.3％	0.2％	0.3％	0.5％	0.3％

 

乙二醇	20％	11％	20％	22.5％	18％
						甘油	8％	5％	8％	9％	8％
油酰基对甲氧基苯胺磺酸钠	1.4％	2％	1.4％	0.8％	1.4％
						炭黑	1.5％	2％	1.5％	0.5％	1.5％
橡胶粉	5％	7％	5％	1％	4％
						木粉	2.5％	5％	2.5％	1％	2.5％
十二烷基苯磺酸钠	0.01％	0.05％	0.01％	0.1％	0.01％
						聚丙烯纤维	2.2％	3％	2.2％	1％	2.2％
水	8.39％	9.25％	3.39％	7.7％	1.39％

其中一个具体的制备方法为：

1、将丁基胶乳加入反应釜中，轻微搅拌下加入水杨酸钠和平平加O；

2、将乙二醇和甘油混合均匀，倒入釜中搅拌30分钟；

3、加入炭黑，升温至50℃，搅拌30分钟；

4、加入油酰基对甲氧基苯胺磺酸钠，升温至70℃，搅拌60分钟；

5、将橡胶粉泡在高锰酸钾溶液中，15分钟后取出，用水清洗3次；

6、将处理后的橡胶粉和木粉混合，并加入十二烷基苯磺酸钠的水溶液中搅拌，直到全部湿润为止；

7、将上述第6步固液混合物投到反应釜中，搅拌45分钟；

8、加入聚丙烯纤维，搅拌25分钟后停止加热；

9、加入氢氧化钠，调节pH值为7～9之间，搅拌60分钟，冷却至室温，装瓶。

对本产品的性能测试：

1、刺穿修补性

将一辆越野车轮胎的气门心拔下，气泄完后，从气门心装入自补剂450～600ml，装上气门心，充气至轮胎标准气压。用直径6mm的锥子将轮胎刺破，随即开车行驶，车轮旋转2圈以内刺孔既被补住。重复5次刺孔，轮胎依然在每次刺孔后旋转2圈的时间内将刺孔补住，进行胎压测量几乎无法发现轮胎气压的损失。然后将越野车在路况恶劣的情况下使用3个月，不对轮胎进行补气，3个月后被刺孔的轮胎依然没有漏气现象发生。

2、防冻性

将制备的自补剂于-40℃下保存3小时，自补剂没有冻结，依然具有良好的流动性。恢复至室温，状态仍旧没有改变。重复5次冷冻，该自补剂状态始终没有改变。

3、高温稳定性

将自补剂在110℃的高温下放置1天，然后冷却至室温，自补剂依然没有发生性状的改变。

4、车辆行驶的平衡

在轮胎未加自补剂时将车辆行驶至极限速度，再由极速状态急刹车至停下。然后根据不同轮胎规格，在车辆每个轮胎中加入等量的300～600ml自补剂，进行上述提速和刹车驾驶，未感觉到加了自补剂的车辆跟没加自补剂的车辆在行驶时有明显区别。

Claims (5)

1、一种车辆轮胎自补剂，其特征在于：它由如下重量百分比的原料制备而成，

丁基胶乳                     45～70％

水杨酸钠                     0.5～0.9％

平平加O                      0.2～0.5％

复合防冻剂                   15～30％

油酰基对甲氧基苯胺磺酸钠     0.8～2％

100目以上的炭黑              0.5～2％

20目以上的橡胶粉             2～7％

80目以上的木粉               1～5％

十二烷基苯磺酸钠             0.01～0.1％

聚丙烯纤维                   1～3％

水                           1～10％，

所述丁基胶乳的总固体含量在48～60％之间，其黏度为1500～6000mpa.s；所述复合防冻剂为甘油和乙二醇的混合物，其混合比为1：2～2.5；所述聚丙烯纤维长度为0.1～7mm，长径比为5～40；

其制备方法为：

①、将丁基胶乳加入反应釜中，在2～3转/秒的搅拌速率下加入水杨酸钠和平平加O；

②、将复合防冻剂倒入反应釜中搅拌25～35分钟；

③、加入炭黑，升温至45℃～55℃，搅拌25～35分钟；

④、加入油酰基对甲氧基苯胺磺酸钠，升温至65℃～75℃，搅拌55～65分钟；

⑤、在十二烷基苯磺酸钠中加入水形成十二烷基苯磺酸钠水溶液，将橡胶粉和木粉混合均匀后加入十二烷基苯磺酸钠水溶液中，边加入边搅拌，直到全部湿润为止；

⑥、将第5步固液混合物投到第4步的反应釜中，搅拌40～50分钟；

⑦、加入聚丙烯纤维，搅拌20～30分钟后停止加热，搅拌让其冷却至室温后装瓶。

2、根据权利要求1所述的车辆轮胎自补剂，其特征在于：制备过程中先将橡胶粉用高锰酸钾溶液处理后再与木粉混合，高锰酸钾与橡胶粉质量比为1：20～60，其处理方法为：将橡胶粉泡在高锰酸钾溶液中，10～20分钟后取出，用水清洗3次。

3、根据权利要求1所述的车辆轮胎自补剂，其特征在于：所述制备方法第7步停止加热后冷却至室温测试所得物pH值，如果其pH值不在7～9之间将其调节为7～9，然后搅拌55～65分钟，再冷却至室温后装瓶。

4、根据权利要求1所述的车辆轮胎自补剂，其特征在于：所述原料的重量百分比为，

丁基胶乳                      50～60％

水杨酸钠                      0.6～0.8％

平平加O                       0.3～0.4％

复合防冻剂                    25～30％

油酰基对甲氧基苯胺磺酸钠      1.2～1.6％

100目以上的炭黑               1.4～1.6％

20目以上的橡胶粉              4～6％

80目以上的木粉                2～3％

十二烷基苯磺酸钠              0.01～0.05％

聚丙烯纤维                    2～2.5％

水3～7.5％。

5、根据权利要求4所述的车辆轮胎自补剂，其特征在于：所述原料的重量百分比为，

丁基胶乳                             55％

水杨酸钠                             0.7％

平平加O                              0.3％

复合防冻剂                           28％

油酰基对甲氧基苯胺磺酸钠             1.4％

100目以上的炭黑                      1.5％

20目以上的橡胶粉                     5％

80目以上的木粉                       2.5％

十二烷基苯磺酸钠                     0.01％

聚丙烯纤维                           2.2％

水                                   3.39％。