CN101602318B - 纳米防弹环保实心轮胎及其制成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纳米防弹环保实心轮胎的制成方法，具体讲是一种利用纳米材料、再生橡胶、橡胶料的配方，经一系列的加工，制成“纳米橡胶实心内胎体”，在“内胎体”外设置“防弹体”，通过胶粘剂的复合、粘接，再包胶一层“纳米聚氨酯胎面”(或胎面胶)，制成“纳米防弹环保实心轮胎”。其特征在于：“防弹轮毂”的结构采用轴向一段或多段轴连接的紧固方式；“防弹胎”由“防弹轮毂凸槽”、“防弹轮毂卷边”紧固“防弹胎凹槽”、“防弹胎胎内边”固定。轮胎的内生热用散热孔和散热槽消除。“轮胎”实现了防弹、环保、免充气、不爆胎、安全、高弹性、高强度、高承载力、高耐磨、使用寿命长、乘坐舒适等独特优点，它广泛适用于军警民用各种车辆、武器用轮胎。

Description

纳米防弹环保实心轮胎及其制成方法

技术领域

本发明涉及一种纳米防弹环保实心轮胎的制成方法，具体讲是一种利用纳米材料、再生橡胶、橡胶料的配方，经一系列的加工，制成“纳米橡胶实心内胎体”，在“纳米橡胶实心内胎体”外设置“防弹体”，通过胶粘剂的复合粘接，再包胶一层“纳米聚氨酯弹性体胎面”，复合、制成“纳米防弹环保实心轮胎”。

背景技术

汽车橡胶轮胎的生产和应用已有近百年的历史，当今世界上通用的汽车轮胎主要是：以金属轮毂外装配子午线橡胶轮胎为主体，其结构多为空心内冲气轮胎。此种轮胎在使用过程中，最大的弊端是在使用前要冲汽，车辆运行时易遇刺、扎破、爆胎、不安全、易产生事故或使车辆轮胎漏气“扒下”不能行驶或不能维护和平或不能参与战争，导致延误运输人、财、物，执行维和任务或失去战机；同时，子午线橡胶轮胎还存在不防弹、弹性低、强度低、耐磨性差、承载能力小、使用寿命短、迁移有毒物质、污染环境、毒害人们身体健康等缺陷和危害。

为寻求和制造一种具有高弹性、高强度、高耐磨、高承载能力、使用能防弹、防腐、环保、寿命长等性能的轮胎，是适应现代车辆、武器用轮胎、提高轮胎使用功能和效益的需要，也是为满足和适应现代战争、防恐、反暴武器对轮胎的更高要求的需要。

运用现代纳米技术、纳米材料、聚氨酯弹性体、橡胶料、防弹体等材料，经配方、合成、发泡，炼胶、压制、硫化，防弹体的设置、粘接、利用轮胎模具压制、硫化，PU浇注、热压、离心浇注、热固、脱模、修边等一系列工艺技术，制成一种具有：用途广泛，且具有纳米、防弹、环保性能的实心轮胎，是现代轮胎业发展的需要，也是今后轮胎业发展的新趋势。

“纳米防弹环保实心轮胎“凸现防弹、防枪、防砸、防撞、防炸、防盗、环保、免充气、不爆胎、安全、高弹性、高强度、高承载力、高耐磨、内生热小、耐热性好、成本低、使用寿命长、乘坐舒适等独特优点，它广泛适用于军车、坦克车、警车、防护车、飞机、大炮，防盗车辆、运钞车、商务防弹车、通信车辆、汽车车辆、工业车辆、以及高档私人防弹骄车等军警民用车辆、武器用轮胎。

发明内容

要解决的技术问题：

为了解决传统轮胎在使用前要冲汽，车辆运行时易遇刺、扎破、爆胎、不安全、易产生事故或使车辆轮胎漏气“扒下”不能行驶或不能维护和平或不能参与战争，导致延误运输人、财、物，执行维和任务或失去战机；同时，要解决子午线橡胶轮胎存在的不防弹、弹性低、强度低、耐磨性差、承载能力小、使用寿命短、迁移有毒物质、污染环境、毒害人们身体健康等问题。本发明提供了一种全新的纳米防弹环保实心轮胎的制成方法，它综合运用现代纳米技术、纳米材料、纳米聚氨酯弹性体、再生橡胶、橡胶料、防弹体等材料，经配方、炼胶、硫化、压制，防弹胎防弹体的设置、粘接，纳米聚氨酯弹性体的配方、合成、PU浇注，热压、离心浇注、热固、脱模、修边等一系列生产工艺、技术、方法等制成一种具有纳米、防弹、环保性能的实心轮胎，使此种轮胎，不仅免冲气、不怕遇刺、钉扎、不爆胎、具有安全性；而且具有纳米技术、防弹、防枪、防炸、防盗、防撞、防砸、高强度、高承载能力、内生热小、耐热性好、成本低、高耐磨、使用寿命长、防腐、环保、乘坐舒适等性能的轮胎。

技术方案：

本发明所述的纳米防弹环保实心轮胎及其制成方法，其技术方案是：“纳米防弹环保实心轮胎”含有“纳米聚氨酯弹性体胎面”，“纳米聚氨酯弹性体胎面”内含有“防弹体”，“防弹体”内为“纳米橡胶实心内胎”，胎面、防弹体、内胎由胶粘剂连接，经胶粘剂连接的防弹胎紧固在防弹轮毂外侧内，制成了一个完整的“纳米防弹环保实心轮胎”。

本发明提供了“纳米防弹环保实心轮胎”，包括“纳米聚氨酯弹性体胎面”、“防弹体”、“纳米橡胶实心内胎体”、“铝合金防弹轮毂”(包括铝压铸压铸机压铸的“镁合金防弹轮毂”、铸铁模浇注的“铸铁芯防弹轮毂”、防弹钢板冲压制成的防弹轮毂)，它在所述的防弹轮毂外紧扣“纳米橡胶实心内胎体”，在“纳米橡胶实心内胎体”外，设置“防弹体”，通过胶粘剂的复合粘接，再包胶一层“纳米聚氨酯弹性体胎面”制成的“纳米防弹环保实心轮胎”。

所述的胎面8的材料为：纳米聚氨酯(或纳米聚氨酯弹性体或纳米聚氨酯发泡高密度材料或纳米橡胶)材料。

所述的“纳米防弹橡胶实心内胎体5”的材料为：纳米材料、再生橡胶、橡胶料经配方、纳米橡胶混炼胶、炼胶、硫化等一系列加工、方法、制成的纳米橡胶。

所述的防弹体材料为：锰合金钢板、碳合金防弹钢板、陶瓷、防弹钢丝、防弹纤维、防弹布、高强度尼龙纤维、芳纶纤维、芳纶防弹布、凯芙拉纤维、凯芙拉防弹布等防弹材料。所述的防弹轮毂材料为：锰合金钢板、碳合金防弹钢板、铝合金、镁合金、铸铁等材料。

所述的防弹轮毂用轮毂模具，铸铁浇注，钢板冲压，铝压铸、镁压铸压铸等方法制成。

所述的“防弹轮毂4”在轴向上设成二段(或三段)，每段防弹轮毂之间固定连接，分别为“螺栓轴3”和“轮毂紧固件1”紧固连接的方法，便于修理和更换防弹胎；“螺栓轴3”和“轮毂轴承2”的润滑转动灵活，确保轮胎转动。

所述的“纳米橡胶实心内胎体5”与“防弹体7”、“纳米聚氨酯胎面8“三者之间的连接，是用“胶粘剂6”、复合粘接而成。

所述的胎面和内胎体用“PU浇注纳米聚氨酯胎面”和用“纳米橡胶硫化成型法”制成；(或用“一次浇注离心成型法”、或“二次浇注离心成型法”制成或用热压成型法)。

所述的“纳米防弹环保实心轮胎”的“防弹轮毂4”和“防弹胎14”的连接，其特征在于：“防弹胎14”由“防弹轮毂4”的“防弹轮毂凸槽9”、“防弹轮毂卷边10”紧固“防弹胎14”的“防弹胎凹槽11”、“防弹胎内边12”固定，并由“螺栓轴3”和“轮毂紧固件1”紧固。

所述的“纳米防弹环保实心轮胎”的轮胎的内生热用“散热孔15”和“散热槽13”消除。

有益效果：

采用以上材料、结构、制成方法制成的轮胎后，首先，使“纳米防弹环保实心轮胎”具有“纳米、防弹、环保、高强度、高耐磨、长寿命、低成本、安全”的特征。

1、“纳米防弹环保实心轮胎”具有现代纳米高科技特征。“纳米橡胶实心内胎体”的制成是用纳米技术，纳米材料、再生橡胶、橡胶料等经配方、混炼胶、炼胶、纳米橡胶硫化等一系列工艺、技术、方法等制成“纳米橡胶实心内胎体”；“纳米聚氨酯胎面”的制成是由纳米、聚氨酯等配方，经合成，由PU浇注而成，体现了“纳米防弹环保实心轮胎”的高科技特性。

2、“纳米防弹环保实心轮胎”具有防弹性。“纳米防弹环保实心轮胎”在“纳米橡胶实心内胎体”外设置“防弹体”结构材料，选择用不同的结构、性能、材料、方法、形状等设置防弹体，如用防弹钢板或用防弹布或用防弹纤维、防弹钢丝等，使“纳米防弹环保实心轮胎”具有返弹、阻止、抵档、吸收枪击子弹、手榴弹、炮弹、炸弹等爆炸弹片动能侵袭，具有抵档破坏，能承受一定负荷，承受住与路面冲击和减少车轮的震动性能，能继续保持车辆轮胎高速行驶。

3、“纳米防弹环保实心轮胎”具有环保特征。“纳米橡胶实心内胎体”的主要材料为“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。“纳米防弹环保实心轮胎”在“纳米橡胶实心内胎体”外包胶一层“纳米聚氨酯弹性体胎面”，使“纳米防弹环保实心轮胎”不迁移有毒物质，不污染环境；实现了“纳米防弹环保实心轮胎”产品质量真正的环保。

4、“纳米防弹环保实心轮胎”具有高强度：因为在“纳米橡胶实心内胎体”外包胶了一层“纳米聚氨酯弹性体胎面”，“纳米聚氨酯弹性体胎面”具有高弹性、高强度，它的高强度是橡胶轮胎胎面所承载力的4-5倍，“纳米防弹环保实心轮胎”不仅具有适用一般工业车辆、汽车轮胎特性的需要，更能适用各种特种车辆、载重车辆、军车、坦克车、警车、防护车、防盗车辆、运钞车、商务防弹车等特种车辆、飞机、大炮、通信车辆以及高档私人防弹骄车等军警民用车辆、武器用轮胎对轮胎的更高要求。

5、“纳米防弹环保实心轮胎”具有长寿命：“纳米防弹环保实心轮胎”的耐磨性是橡胶轮胎耐磨性的4-5倍，“纳米防弹环保实心轮胎”的经久耐磨，延长了“纳米防弹环保实心轮胎”的使用寿命，“纳米防弹环保实心轮胎”的使用寿命是橡胶轮胎的3-4倍；

6、“纳米防弹环保实心轮胎”具有低成本：“纳米防弹环保实心轮胎”使用纳米材料、再生橡胶、橡胶料等制成“纳米橡胶实心内胎体”，由于“再生胶”是“聚氨酯材料”的价格的十二分之一，节约了原材料成本，所以，“纳米防弹环保实心轮胎”具有成本低的特征。

7、“纳米防弹环保实心轮胎”免冲气、不怕遇刺、扎破、不爆胎，内生热小、耐热性好、抓地力强、不怕滑，确保了轮胎的安全使用。

其次，“纳米防弹环保实心轮胎”具有“防弹轮毂”固定“防弹胎”的特征。“防弹胎”由“防弹轮毂”的“凸槽”、“卷边”紧固“防弹胎”的“凹槽”、“胎内边”固定，并由“螺栓轴”和“轮毂紧固件”紧固。

再次，轮毂采用轴向二段(或多段)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。

本发明轮胎具有纳米技术、免冲气、不怕遇刺、扎破、不爆胎，能防弹、防枪、防炸、防盗、防撞、防砸，具有高强度、高承载能力、内生热小、耐热性好、高耐磨、成本低、使用寿命长、防腐、环保、乘坐舒适、安全等性能的轮胎。它广泛适用于军车、坦克车、警车、防护车、飞机、大炮，防盗车辆、运钞车、商务防弹车、通信车辆、汽车车辆、工业车辆、以及高档私人防弹骄车等军警民用车辆、武器用轮胎。它可广泛适用于各种车辆用轮胎，也可以大规模的开发生产，推广应用，造福于人们。

附图说明

图1是本发明“纳米防弹环保实心轮胎”的轴向剖视图。

图2是本发明“纳米防弹环保实心轮胎”的半个轮胎俯视图。

其中图1是：1、轮毂紧固件；2、轮毂轴承；3、螺栓轴；4、轮毂；5、纳米橡胶实心内胎体；6、复合胶粘剂；7、设置的防弹体；8、纳米聚氨酯弹性体胎面；9、防弹轮毂的凸槽；10、防弹轮毂的卷边；11、防弹胎的凹槽；12、防弹胎的胎内边；13、防弹胎的散热槽；14、防弹胎；15、散热孔。

其中图2是：4、防弹轮毂；8防弹胎；15、散热孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

由图1所示的本发明“纳米防弹环保实心轮胎”的轴向剖视图可知，本发明“纳米防弹环保实心轮胎”，包括：1、轮毂紧固件；2、轮毂轴承；3、螺栓轴；4、防弹轮毂；5、纳米橡胶实心内胎体；6复合胶粘剂；7、设置的防弹体；8、纳米聚氨酯弹性体胎面；9、防弹轮毂的凸槽；10防弹轮毂的卷边；11防弹胎的凹槽；12防弹胎的胎内边；13防弹胎的散热槽；14防弹胎；15散热孔。

它在所述的“防弹轮毂4”外紧扣“纳米橡胶实心内胎体5”，外设置“防弹体7”结构材料，经“复合胶粘剂6”，再复合、包胶一层“纳米聚氨酯弹性体胎面8”制成“纳米防弹环保实心轮胎”。

“纳米防弹环保实心轮胎”的制成：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，通过橡胶脱硫再生，练胶，练成再生胶，对其根据“纳米橡胶实心内胎体”配方、进行橡胶混炼胶、练胶后，获取所需的“纳米橡胶料”，用橡胶模具对“纳米橡胶料”进行压制、硫化制成“纳米橡胶实心内胎体5”；接着，将“纳米橡胶实心内胎体5”，紧扣在“防弹轮毂4”外侧内的模具中，再设置“防弹体7”结构材料，经“胶粘剂6”刷胶处理，经干燥后，进行加热升温至70至80℃；然后，用经配方、合成制取的“纳米聚氨酯弹性体”复合、PU浇注“纳米聚氨酯弹性体轮胎胎面8”，(或采用聚氨酯热压、离心浇注方法)在摄氏100至120℃烘箱内进行热固2小时左右、经脱模、倒角、检验等生产、工艺、技术等；制成了具有“纳米聚氨酯弹性体胎面8”、“防弹体7”、“纳米橡胶实心内胎体5”、“防弹轮毂4”等为结构的“纳米防弹环保实心轮胎”。

“防弹轮毂4”由防弹钢板冲压制成，或用铝压铸机通过铝压铸防弹轮毂精密模或用镁压铸防弹轮毂精密模或用铸铁防弹轮毂模等压铸或浇注而成。

“螺栓轴3”由金加工而成。

“轮毂轴承2”根据设计要求确定轴承大小，也可从市场配置而成。

“轮毂紧固件1”根据轮胎装配要求，可采用与“螺栓轴3”并紧的方法。

“防弹胎14“与”防弹轮毂4“的紧固由“防弹轮毂4”的“防弹轮毂凸槽9”、“防弹轮毂卷边10”紧固“防弹胎14”的“防弹胎凹槽11”、“防弹胎内边12”固定，并由“螺栓轴3”和“轮毂紧固件1”紧固。

为了解决“纳米防弹环保实心轮胎”使用的多样性，满足其安装、更换及维修的需要，所述的“防弹轮毂4”在轴向上设计成二段(或二段以上)，每段轮毂之间用“螺栓轴3”连接；即在两端轮毂的端面上各嵌有一个轴承，用“螺栓轴3”依次串联起轴承、二段轮毂(或二段以上)、轴承，再在两端用“轮毂紧固件1”紧固。

本发明可通过在聚氨酯原料中加入适量的不同颜料，生产不同色彩的轮胎；如在聚氨酯原料中加入适量的荧光颜料或可发光材料，使制成的轮胎在夜间能显示出鲜艳的色彩或光辉，既漂亮又更安全。

本发明轮胎的技术结构新颖独特多样，可根据各种不同防弹轮胎的需要，选用不同材料的制成不同的防弹轮毂，可采用不同防弹性能的钢材或铝合金或镁金生产防弹轮毂。

本发明防弹轮毂的结构在轴向上可用二段或二段以上结构。

本发明防弹体的结构材料为：锰合金钢板、陶瓷、防弹钢丝、防弹纤维、防弹布、高强度尼龙纤维、芳纶纤维、芳纶防弹布、凯芙拉纤维、凯芙拉防弹布等防弹材料。有利于生产不同级别、性能要求的防弹轮胎。

本发明防弹体结构材料的设置可用不同结构、形状、方法；结构可用单层、多层、不同形态结构的交错布置；形状可用圆形、扁形、平形、带型、钢丝网型、绳型、防弹布逐层粘合、混合型等设置；方法可采用单层设胶、多层刷胶、混合浸胶对防弹体进行处理。确保内胎、防弹体、胎面粘接牢固。

本发明生产“纳米橡胶实心轮胎”的材料采用纳米材料、再生橡胶、橡胶料经配方、混炼胶、炼胶等一系列生产、工艺、技术过程取得的纳米橡胶料。

本发明生产“纳米橡胶实心内胎”的方法，采用运用“纳米橡胶实心内胎”模具，“纳米橡胶硫化法”制成。

本发明的“聚氨酯弹性体轮胎胎面”制成的方法，采用纳米聚氨酯弹性体配方、经合成“PU浇注”法、压制法、离心浇注法等方法制成“聚氨酯弹性体轮胎胎面”。

本发明由于使用了“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；使“纳米防弹环保实心轮胎”不具有迁移有毒物质的污染环境的特点，实现了产品的环保。

本发明生产防弹轮胎只需少量电能和少量相关设备，无需含有有毒物质的添加剂，是节水型、环保型项目。

本发明由图2所示的本发明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“防弹轮毂4”和“聚氨酯胎面8”，外形美观。

本发明的内生热和耐热性由设置在“防弹胎14”内的“散热槽13”与设置在防弹轮毂的散热孔15的联通来实现。

本发明的聚氨酯弹性体的胎面厚度，可依据胎面的耐磨性和轮胎的使用寿命来确定。

Claims (8)

1.纳米防弹环保实心轮胎，其包括防弹轮毂散热孔(15)、防弹胎(14)、防弹胎散热槽(13)、防弹胎内边(12)、防弹胎凹槽(11)、防弹轮毂卷边(10)、防弹轮毂凸槽(9)、纳米聚氨酯胎面(8)、防弹体(7)、胶粘剂(6)、纳米再生橡胶实心内胎体(5)、防弹轮毂(4)、螺栓轴(3)、轮毂轴承(2)、轮毂紧固件(1)；其特征在于：纳米防弹环保实心轮胎在所述的防弹轮毂(4)外紧扣纳米再生橡胶实心内胎体(5)；纳米再生橡胶实心内胎体(5)用纳米再生橡胶料硫化制成；纳米再生橡胶实心内胎体(5)、防弹体(7)、聚氨酯胎面(8)三者之间由胶粘剂(6)复合胶粘而成；在纳米再生橡胶实心内胎体(5)外设置防弹体(7)，再在防弹体(7)外用PU浇注一层纳米聚氨酯胎面(8)而制成的纳米防弹环保实心轮胎；防弹轮毂(4)的结构采用轴向二段轴连接的紧固方式；防弹胎(14)由防弹轮毂凸槽(9)、防弹轮毂卷边(10)紧固防弹胎凹槽(11)、防弹胎内边(12)固定；纳米防弹环保实心轮胎的胎面用纳米聚氨酯PU浇注包胶制成；轮胎的内生热的消除由设置的防弹胎散热槽(13)与防弹轮毂的散热孔(15)的相互联通来实现。

2.根据权利要求1所述的纳米防弹环保实心轮胎，其特征在于：所述的纳米聚氨酯胎面(8)的材料为纳米聚氨酯材料。

3.根据权利要求1所述的纳米防弹环保实心轮胎，其特征在于：所述的纳米再生橡胶实心内胎体(5)的材料为由纳米材料、再生橡胶、橡胶料经配方、纳米橡胶混炼胶、炼胶的加工方法制成的纳米橡胶料。

4.根据权利要求1所述的纳米防弹环保实心轮胎，其特征在于：所述的防弹轮毂(4)在轴向上设成二段，每段防弹轮毂之间固定连接，分别为螺栓轴(3)和轮毂紧固件(1)紧固连接的方法；螺栓轴(3)和轮毂轴承(2)的润滑转动灵活。

5.根据权利要求1所述的纳米防弹环保实心轮胎，其特征在于：设置在所述纳米再生橡胶实心内胎体(5)外的防弹体(7)的结构材料，可为：防弹钢板、陶瓷、防弹钢丝、防弹纤维、防弹布、高强度尼龙纤维的防弹材料。

6.根据权利要求1所述的纳米防弹环保实心轮胎，其特征在于：胎面和内胎体，用PU浇注纳米聚氨酯胎面和用纳米橡胶硫化成型法制成。

7.根据权利要求1所述的纳米防弹环保实心轮胎，其特征在于：所述的防弹轮毂(4)用防弹轮毂模具，铸铁浇注，钢板冲压，铝压铸、镁压铸的方法制成。

8.根据权利要求1所述的纳米防弹环保实心轮胎，其特征在于：所述的防弹轮毂(4)和防弹胎(14)的连接方式为：防弹胎(14)由防弹轮毂凸槽(9)紧固防弹胎凹槽(11)，防弹轮毂卷边(10)紧固防弹胎内边(12)固定，并由防弹轮毂(4)经螺栓轴(3)、轮毂轴承(2)和轮毂紧固件(1)紧固。

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