CN101596839A - 环保实心轮胎及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环保实心轮胎的生产方法，具体地讲是一种用“再生橡胶”和聚氨酯弹性体制成的车辆用环保实心轮胎及其生产方法。包括以下步骤：再生橡胶的配方，橡胶的炼胶、橡胶实心内胎体硫化的工艺、生产技术、方法；轮毂的清洁、刷胶、预热处理方法；聚氨酯弹性体的配方、合成及PU浇注聚氨酯胎面的工艺、生产技术、方法。本发明的优点是：轮胎结构多样、可制成各种色彩的轮胎、制造工艺新颖、利用再生橡胶和聚氨酯弹性体制成轮胎，实现资源循环利用，制造成本低，产品不迁移有毒物质，凸现绿色环保；轮胎不但具有免充气、不爆胎、防弹、防滑、高耐磨、散热性好、使用寿命长等独特优点，而且具有弹性好、滚动阻力小、节能、安全、能承受的负载和强度大、乘坐舒适的优良性能。本发明产品既可广泛适合于各种车辆使用，又能大规模开发生产、推广应用，具有良好的社会效益和经济效益。

Description

环保实心轮胎及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种轮胎，具体地讲是利用再生橡胶和聚氨酯弹性体制成的车辆用环保实心轮胎。

背景技术

实心轮胎应用广泛，可适用于工程车、除草车、搬运车、电瓶车、叉车、箱包车、挖掘机等。现有技术中已出现一种实心轮胎，例如，中国专利ZL01225667.6公开的环保实心轮胎，其中间具有实心填充物，外面包裹一层聚氨酯面制成轮胎形状，在与钢圈接触的该聚氨酯层中设有一至数条绳子，实心填充物为废旧免充气轮胎、废旧橡胶制品等，这样的结构存在着以下几个缺点：

1.由于实心轮胎本身实心的结构，使得轮胎散热性差。

2.承受负载和承压强度并不好。

3.该结构的实心填充物是废旧免充气轮胎或废旧的橡胶制品压制而成的实心管状，粘接性不好，容易出现裂纹。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是利用再生橡胶，实现资源循环利用，产品不迁移有毒物质，凸现环保、滚动阻力低、节能、内生热小、散热性好、安全、胎面耐磨、弹性好、能承受负载和强度大、乘坐舒适的聚氨酯弹性体环保实心轮胎的生产工艺技术方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的环保实心轮胎的工艺、生产技术方法，包括胎面、内胎体、轮毂，它在所述的轮毂外紧扣内胎体，再包胶一层胎面而成，所述的轮毂在与内胎体接触的面上加工有散热孔，轮胎体与之相对应的地方加工有散热槽，在内胎体与胎面之间设有钢丝网。

所述的内胎体的材料为再生橡胶。

所述的胎面材料为聚氨酯弹性体。

所述的轮毂在轴向上设成多段，每段轮毂之间固定连接，可以采用轴串联连接，即在两端轮毂的端面上各嵌有一个轴承，用一根轴依次串联起轴承、各段轮毂、轴承，再在两端用螺母并紧；可以采用焊接；也可以采用铆接。

采用以上结构后，首先，该实心轮胎具有散热孔和散热槽，结构合理，散热性好，内生热小。其次，在内胎体与胎面之间加设一层钢丝网，提高了轮胎的强度和牢度，可以使轮胎承受负载的能力更强。再次，内胎体的材料为再生橡胶，使橡胶废料与旧橡胶轮胎变废为宝，将有限的资源进行循环再利用，有利于环保；同时，由于环保实心轮胎的橡胶内胎体被聚氨酯弹性体胎面包胶，使橡胶内胎体含有的有毒物质不能被迁移出来，使轮胎产品本身凸现环保。还有，由于轮胎为聚氨酯弹性体胎面，具有弹性好、耐磨性强，具有良好的抓地力、滚动阻力低、节能、降低了车辆行驶时二氧化碳的排放，实现了轮胎使用的安全与环保。最后，轮毂采用轴向多段结构设计，满足了轮胎使用的多样性，便于轮胎的安装、更换与维修。

解决内胎体的材料为再生橡胶的制造技术方法：

对再生橡胶进行配方、炼胶、硫化制成橡胶内胎体。

一.配方：

(一)内胎体再生橡胶的配方：

特种橡胶型工艺配方：    化工2 65HA高弹性配方：   82HA高弹性耐磨橡胶配方

75HA1普通配方，         化工2普通胶3  12.5千克   硬质胎面胶：10千克

普通胶3  10千克         溶聚丁苯5千克            线质胶7  15千克

充油丁苯3千克           软质胶6  20千克          丁苯胶6千克

硬质胶4  7.5千克        碳酸钙(CaCo3)7.5千克     顺丁胶7千克

再生胶12.5千克          芳烃油2千克              芳烃油3千克

碳酸钙(CaCo3)10千克     硫磺粉(S)230克           硫磺粉(S)380克

芳烃油1千克             橡胶促进剂(CZ)80克       橡胶促进剂(CZ)100克

硫磺粉(S)350克          橡胶促进剂(M)120克       橡胶促进剂(M)150克

橡胶促进剂(CZ)100克     橡胶促进剂(DM)100克      橡胶促进剂(DM)120克

橡胶促进剂(M)120克      硬脂酸250克              硬脂酸350克

橡胶促进剂(DM)100克     氧化锌380克              氧化锌450克

硬脂酸300克5                                     碳酸钙(CaCo3)25克

氧化锌450克

注：1指邵氏硬度，2化学工艺配方，3指橡胶回收料，(浙江三门有售)；4指已含有化工配方的质地比较硬的胶，5指含化工已用配方，6指已含化工已用配方的较软的胶，7指轮胎带线部分的胶料。

以上三种配方不包括灰色和蓝色的彩色轮用胶，这几种配方用胶以铁芯轮、铝芯轮、镁芯轮等为骨架，与此同时，要在芯面涂胶水为介质。

普通胶75HA、节能型再生橡胶配方

线胶7   8.5千克

废边8   5.0千克

再生胶  12.5千克

硬质胶            7.5千克

普通胶            7.5千克

碳酸钙(CaCo3)     10千克

芳烃油            1千克

硫磺粉(S)         300克

橡胶促进剂(CZ)    80克

橡胶促进剂(DM)    120克

橡胶促进剂(M)     150克

硬脂酸            250克

氧化锌            430克。

注：8“废边”是指在轮胎或产品哈夫线修下来的废物，已经硫化过的废橡胶。

二.炼胶：

(一)依据配方，经橡胶炼胶机进行炼胶，炼成能满足硫化橡胶内胎体的橡胶料，供橡胶轮胎模具硫化橡胶内胎体制品。

(二)炼胶工艺

1、配胶合炼：

按配方要求，把丁苯、顺丁、废胶、原生胶、混合均匀，薄通三次，三角包三个(厚0.2厘米以下)，胶料总误差范围±0.5kg，否则不合格。

2、混炼：

把合炼好的胶料进行混炼，加料顺序先加；

①细料(氧化锌、硬脂酸、防老剂等)

②加填料(碳酸钙、芳烃油等)

③加硫化剂(促进剂、硫磺等)。

把粉料吃完后，薄通三次(0.12厘米以下)三个三角包，放厚5-7厘米，再用切刀法补充翻炼2-3次，下片、取样、快检(硬度)，按规格(长、宽、厚)下片冷却、停放(4小时)。

3、配料分二类：

①细料(活性剂、防老剂等)。

②硫化剂(促进剂、硫磺等)。

4、塑炼：

把天然胶进行塑炼、薄通10次以上(最薄)，停放24小时后使用，其它胶料不用塑炼。

5、硬度调整方法：增加硬度1度，加碳酸钙：原胶的6％；降低硬度1度，加白油：原胶的0.6％.

注：原胶(天然胶、丁苯胶、顺丁胶)；不包括再生胶、废胶。

注：防老剂的配方用量，可根据橡胶胶料的质量和对轮胎防老化的时间要求、长短来确定用量，在一般情况下每份配方料可加入150克至350克之间的防老剂。防老剂的配量原则，能满足轮胎防老化性能要求即可。

三.制成橡胶内胎体：

(一)、内胎体生产的工艺与硫化：

1、将硫化用的内胎体橡胶模具放在压机中预热至100-120℃，

2、在经预热的橡胶模具中，涂脱模剂，加入一定量的经炼制的内胎体橡胶料；

3、将具有内胎体的橡胶的橡胶模具在压机中经加压至16-18Mpa/cm2，进行硫化，硫化时间：为20-40分钟，温度为140-160℃，

4、经出模、取模、脱模制成具有再生胶的橡胶内胎体。

5、对橡胶内胎体进行打磨或清洁处理后，涂上经配制的422胶粘剂，达到一定厚度，至胶粘剂有光泽(如要设钢丝网则采用同样的方法)，经在室温条件下干燥60分钟以后，进入烘箱预热至80-110℃，时间：1-2小时，备作供给PU流水线浇注聚氨酯弹性体胎面之用。

(二)、橡胶内胎体生产的工艺过程：

1、模具设计→模具制造→模具试用→模具预热→模具装胶→模具入机→加压加热→内胎硫化→出模→脱模。

2、再生胶配方→炼胶→检验胶料→合格胶料→胶料入热模→入模加压→内胎硫化→出模→脱模→内胎处理→刷胶粘剂→PU浇注。

四.解决胎面的材料和聚氨酯弹性体的生产技术方法：

(一)对聚氨酯弹性体进行配方、合成、PU浇注胎面。

1.聚氨酯弹性体的配方；

(1)90HA(邵氏硬度)高温聚酯预聚体配方：

pal 2476 100千克，(pal为聚酯代号，2476为聚酯分子量代号)

TDI  23.2％，     (TDI为甲苯二异氰酸酯)

NCO％＝4.2至4.5。 (NCO为游离态异氰酯酯含量)

(2)93HA(邵氏硬度)低温聚醚预聚体配方：

I料 GE 210 100千克，(GE为聚醚代号210分子量的代号，即为异氰酸

                    酯，上海高桥石化公司产标准Q/SH 1065 001-2006)

TDI 45％，          (TDI为甲苯二异氰酸酯)

NCO％＝9.0+-0.2     (NCO为游离态异氰酸酯含量)

P料 GE 220 63％，   (GE 220为异氰酸酯，上海高桥石化公司产标准

           Q/SH 1065 001-2006)

MOCA 37％，(二元胺MOCA(马克)IIA粒料，中国江苏滨海星光化

           工有限公司产，标准Q/320922BXG001-2006)

Cat 0.53％ P

黑色浆 21％ P

红色浆 2％

I∶P＝100∶60

(制造紫红色轮胎胎面)

2.聚氨酯弹性体的合成、PU浇注胎面：

依据聚酯、聚醚不同配方要求，对聚氨酯弹性体进行预聚体合成，将预聚体I料移至聚氨酯弹性体浇注机的A罐中，加热至70-80℃并抽真空至-0.095至-0.098Mpa，脱泡20至30分钟，将P料移至B罐中，按常规方法测定预聚体中异氰酸根含量和按设定的扩链系数计算出预聚体与扩链剂用量的比例；扩链剂用量W＝预聚物质量×单位质量预聚体中异氰酸根含量×扩链剂常数×扩链剂系数，按此比例调整好聚氨酯弹性体浇注机A、B两罐计量泵，供聚氨酯弹性体浇注机PU浇注环保实心轮胎的胎面。

聚氨酯弹性体胎面的浇注，将经清洁、刷粘胶、预热的内胎体紧扣在轮毂内(在内胎体的所有表面和钢丝网的所有表面事先刷好胶粘剂)，将钢丝网紧贴在内胎体外表面适当位置，并放在预热至110-130℃的轮胎模型中，开动PU浇注机进行PU浇注；注满后，在流水线中保温100至130℃，使其固化，经30-70分钟出模；将已浇注好胎面的轮胎在100-130℃烘箱或烘道中热固(后硫化)8-22小时，即制得半成品，对半成品进行倒角、修边、检验合格后即为成品。

3、聚氨酯弹性体的合成、浇注胎面的工艺：

聚氨酯配方→合成→内胎热模→设置钢丝网→PU浇注→脱模→热固→倒角→括轮→检验→入库。

五、胶粘剂的配方：

1.适用于聚氨酯粘合的胶粘剂的配制：

1)在40-50重量份的异丙醇和乙酸乙酯或异丙醇和甲乙酮混合溶剂中加入45-60重量份的开姆洛克，混合溶剂中异丙醇重量百分含量为45-55％，搅拌混合均匀即可。

2)、粘胶剂配比：可试用403∶404＝1∶2

六、使用胶粘剂的有关性能

1、适用于铝芯、铁芯第一遍刷胶用THIXONTMP-11-EF；

第二遍刷胶用THIXONTM520-11-EF

2、THIXON422胶水：422多用于聚氨酯与铁轮的粘接；

3、胶水402多用于聚氨酯，对聚氨酯粘性较好，对橡胶粘性较弱。

4、上海产：开姆洛克205胶粘剂(灰色)刷第一遍于铝芯轮；252刷第二遍利于与橡胶粘接。

5、常用胶粘剂：THIXON422胶水，开姆洛克205、213、252、403、404、4407、THIXONTMP-11-EF、THIXONTM520-11-EF。

七、在内胎体设置钢丝网：

钢丝网可根据轮胎要求增加的强度来设置，设置内胎体的钢丝网，应按放在内胎体和胎面之间，设置的钢丝网上要刷上胶粘剂，能使钢丝网与橡胶内胎体和聚氨酯弹性体胎面内侧粘接牢固。

附图说明

图1是本发明环保实心轮胎的轴向剖视图。

图2是本发明环保实心轮胎的半个轮胎俯视图。

图3是本发明的轮毂结构轴向剖视图。

其中，1、钢丝网；2、内胎体；3、轮毂；4、胎面；5、散热槽；6、散热孔；7、接触面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明。

由图示1所示的本发明聚氨酯弹性体环保实心轮胎的轴向剖视图可知，本发明环保实心轮胎，包括胎面(4)、内胎体(2)、轮毂(3)，它在所述的轮毂(3)外紧扣内胎体(2)，再包胶一层聚氨酯弹性体制成的胎面(4)而成。所述的轮毂(3)在与内胎体(2)的接触面(7)上加工有散热孔(6)，内胎体(2)与之相对应的地方加工有散热槽(5)，在内胎体(2)与胎面(4)之间设有钢丝网(1)。

首先，先将废橡胶或旧橡胶轮胎经清洁处理和取料，将废胶料磨成橡胶粉料，通过炼胶炼成再生胶(可从市场直接采购轮胎再生胶)，对其进行橡胶配方、炼胶后，获取所需的橡胶料，用橡胶模具对橡胶料进行压制、硫化制成橡胶实心内胎体(2)。接着，对橡胶实心内胎体(2)进行清洁处理、刷胶粘剂、待干燥后，预热。然后，把橡胶实心内胎体(2)紧扣在轮毂芯面中，并放在经预热的轮胎模型中，用经合成的预聚体在聚氨酯弹性体浇注机的PU浇注、热固制成聚氨酯弹性体胎面(4)，这样制成了聚氨酯弹性体胎面——橡胶实心内胎体的环保实心轮胎。

为了增加轮胎强度，可在内胎体(2)外面与胎面(4)之间包一层钢丝网(1)。

为了解决聚氨酯弹性体环保实心轮胎使用的多样性，满足其安装、更换及维修的需要，所述的轮毂(3)在轴向上设成一段或二段或三段，每段轮毂之间用轴串联连接；即在两端轮毂的端面上各嵌有一个轴承，用一根轴依次串联起轴承、一段或二段或三段轮毂、轴承，再在两端用螺母并紧。

由于，使用了再生橡胶，减少了橡胶资源浪费、实现了资源的再利用，得到循环利用橡胶废料、旧轮胎等的实效；消除了黑色污染，起到了综合治理环境的目的；

由于，用聚氨酯弹性体做胎面，包胶了橡胶实心内胎体，使实心轮胎不具有迁移有毒物质的特点，实现了轮胎产品的环保性能。

由于，采用用聚氨酯弹性体浇注轮胎胎面的结构，增加了实心轮胎的弹性，减少了轮胎的滚动阻力，使轮胎耐磨、具有良好的抓地力，确保轮胎节能、环保、安全使用。

由图示2所示的本发明聚氨酯弹性体环保实心轮胎的半个轮胎俯视图可知，所述的轮胎从外形上看，只能看到轮毂(3)和胎面(4)，外形美观。

本发明图示3环保实心轮胎的轮毂，并不局限于上述的采用轴串联的结构来固定每段轮毂，还可以采用焊接、铆接等方式来固定。也不局限于上述的采用一段或二段或三段轮毂的设计结构，可以是整体的，也可以是两段或三段以上的。

Claims (9)

1.一种环保实心轮胎及其生产方法包括胎面(4)、聚氨酯弹性体材料的配方、合成及其浇注胎面(4)，内胎体(2)、再生胶的配方、炼胶及其刷胶粘剂、硫化制成橡胶内胎体(2)，轮毂(3)，它在所述的轮毂(3)外紧扣橡胶内胎体(2)，再包胶一层胎面(4)而成，其特征在于：所述的内胎体(2)用再生橡胶经配方、炼胶、硫化而成，胎面(4)用聚氨酯弹性体经配方、合成、PU浇注而成，内胎体表面和聚氨酯胎面内侧面用胶粘剂经粘接、PU浇注、热固而成，轮毂(3)在与内胎体(2)的接触面(7)上加工有散热孔(6)，内胎体(2)与之相对应的地方加工有散热槽(5)，在内胎体(2)与胎面(4)之间设有钢丝网(1)。

2.根据权利要求1所述的环保实心轮胎及其生产方法，其特征在于：所述的胎面(4)的材料为聚氨酯弹性体。

3.根据权利要求1所述的环保实心轮胎及其生产方法，其特征在于：所述内胎体(2)的材料为再生胶。其再生胶的用量为占配方用料的25％至40％。

4.根据权利要求1所述的环保实心轮胎及其生产方法，其特征在于：所述的轮毂(3)在轴向上设成一段至多段，每段轮毂之间固定用轴连接。

5.根据权利要求1所述的环保实心轮胎及其生产方法，其特征在于：所述的配方为：聚酯预聚体配方和聚醚预聚体配方。

6.根据权利要求1所述的环保实心轮胎及其生产方法，其特征在于：所述的工艺技术为：

(1).橡胶内胎体(2)的生产的工艺过程：

1)、模具设计→模具制造→模具试用→模具预热→模具装胶→模具入机→加压加热→内胎硫化→出模→脱模。

2)、再生胶配方→炼胶→检验胶料→合格胶料→胶料入热模→入模加压→内胎硫化→出模→脱模→内胎处理→刷胶粘剂→PU浇注。

(2).聚氨酯弹性体的合成、浇注胎面(4)的工艺：

聚氨酯配方→合成→内胎热模→设置钢丝网→PU浇注→脱模→热固→倒角→括轮→检验→入库。

7.根据权利要求1所述的环保实心轮胎及其生产方法，其特征在于：所述的每段轮毂之间的固定连接，是指用轴串联连接；在两端轮胎的端面上各嵌有一个轴承，用一根轴依次串联起轴承、各段轮毂、轴承、再在两面端用螺母并紧。

8.要据权利要求1所述的环保实心轮胎及其生产方法，其特征在于：所述的每段轮毂之间的固定连接是指焊接。

9.根据权利要求1所述的环保实心轮胎及其生产方法，其特征在于：所述的每段轮毂之间的固定连接是指铆接。

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