CN101979255B - 一种乘用车用耐穿刺安全轮胎 - Google Patents

一种乘用车用耐穿刺安全轮胎 Download PDF

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Abstract

一种乘用车用耐穿刺安全轮胎，包括外胎，沿外胎内侧均匀分布的复合层，以及均布于所述复合层内侧的耐穿刺弹性衬胶材料层，通过在对乘用车用轮胎的外胎内侧设置的复合层上涂布耐穿刺弹性衬胶材料层，使轮胎具有良好的耐扎耐久和防漏性能，耐高温，结合性强的性能。

Description

一种乘用车用耐穿刺安全轮胎
技术领域
本发明涉及一种乘用车用轮胎，尤其涉及一种乘用车用耐穿刺安全轮胎。
背景技术
在众多的交通事故中，因轮胎爆胎引发的交通事故占20％。根据统计，高速公路46％的交通事故是由于轮胎发生故障引起的，其中爆胎一项就占事故总量的70％。有资料显示，中国每年因汽车爆胎造成的交通事故死亡万人以上，而造成上述爆胎事故中，除车胎气压不合理所导致的爆胎外，很大一部分原因来自于车胎在不整洁路面扎入异物所导致。为了缓解上述问题所造成的事故隐患，目前，本领域的技术人员在此方面都进行了努力的尝试，例如，中国实用新型专利ZL002575418公开了一种防扎防爆轮胎，通过在轮胎内部形成交错的钢丝交织体防止内胎被扎破。又如，中国实用新型专利ZL95223057公开了一种无内胎充气防爆防扎带，通过在无内胎轮胎内部设置防扎圈和衬里来实现轮胎的防爆防扎。上述例子中的现有技术从一定程度上来讲都或多或少地解决了轮胎防扎安全问题。但是，还存在很多不足之处。轮胎产品的技术要求较高，例如车速、动平衡、温度、压力、轮胎材质等条件的均需考量，上述现有技术虽然从一定程度上解决了防扎的技术问题，但是，当车辆经受较大的温差变化和长期的承载压力下，防扎层不免陈旧脱落，从而造成更大的安全隐患。
发明内容
本发明旨在解决上述防爆防扎轮胎的不足，提供一种新型的乘用车用耐穿刺安全轮胎，具有耐高温、耐久、平衡性好等特点。本发明通过以下技术方案予以实现：
一种乘用车用耐穿刺安全轮胎，包括外胎，沿外胎内侧均匀分布的复合层，以及均布于所述复合层内侧的耐穿刺弹性衬胶材料层，所述耐穿刺材料层由以下方法制成：
(1)将以下材料和重量份配比的材料均匀混合：
聚酰胺热塑性弹性体，反式聚异戊二烯热塑性弹性体，过氧化物硫化三元乙丙橡胶，氢化丁晴胶中的一种，46-49重量份；
聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物，15～20重量份；
α-氰基丙烯酸酯，加氢松香甘油酯，古马隆树脂，聚乙酸乙烯酯中的一种，30-40重量份；
2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体，N-苯基-α-苯胺的一种，0.6-0.8重量份；
邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二乙酯，癸二酸二辛酯，邻苯二甲酸二异癸酯的一种，4重量份；
云母粉，炭黑，氧化硅的一种，2-4重量份；
二氯四氟乙烷，1，3-二磺酰肼苯的一种，0.6-0.9重量份；
γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷的一种，0.3-0.4重量份；
(2)将上述步骤(1)中得到的混合物在150摄氏度下均匀搅拌10分钟，然后在220～260摄氏度下保持1.5～2个小时得到液态弹性衬胶材料；
(3)将上述步骤(2)中的液态弹性衬胶材料置于轮胎喷胶机储液罐中，冷却液态弹性衬胶材料并保持在180至200摄氏度的范围内，将所述外胎内侧均匀分布复合层的乘用车轮胎置于转盘上以300～500转/分的转速旋转，采用温度为零下45度至零下35度范围内的冷却气体将所述液态弹性衬胶材料喷涂于旋转的乘用车轮胎外胎内侧复合层上，使所述复合层与液态防漏弹性衬胶材料充分结合，所述经喷涂的液态弹性衬胶材料在乘用车用轮胎外胎内表面复合成上的形成的半固态弹性衬胶材料厚度为6至8mm。
(4)将上述步骤(3)中的复合面内侧形成有半固态弹性衬胶材料的乘用车轮胎在喷涂完毕后以300～500转/分的转速保持旋转0.5个小时以上，以确保冷却过程中所述耐穿刺弹性衬胶材料层在离心力的作用下与所述复合层进一步充分结合；
(5)将步骤(4)中所得到的轮胎置于100-120摄氏度的烘箱中保持6小时以上，然后进行冷却即得成品，最终形成的耐穿刺弹性衬胶材料层与所述复合层的剥离强度为400N以上。
进一步地，上述复合层为注有人造纤维或聚酯的橡胶层。
优选地，步骤(1)中将以下重量份数的材料混合：
反式聚异戊二烯热塑性弹性体，46重量份；
聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物，15重量份；
古马隆树脂，30重量份；
2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体，0.6重量份；
邻苯二甲酸二辛酯，4重量份；
邻苯二甲酸二异癸酯，4重量份；
氧化硅，2-4重量份；
1，3-二磺酰肼苯，0.9重量份；
γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，0.3重量份；
步骤(2)中，混合物在150摄氏度下均匀搅拌10分钟，然后在220摄氏度下保持2个小时；
步骤(3)中，将混合物置于轮胎喷胶机储液罐中，冷却液态弹性衬胶材料并保持在180摄氏度，将所述外胎内侧均匀分布复合层的乘用车轮胎置于转盘上以300转/分的转速旋转，用零下35摄氏度的冷却气体将所述液态弹性衬胶材料喷涂于旋转的乘用车轮胎外胎内侧复合层上，使所述复合层与液态防漏弹性衬胶材料充分结合，所述经喷涂的液态弹性衬胶材料在乘用车用轮胎外胎内表面复合成上的形成的半固态弹性衬胶材料厚度为6mm；
步骤(4)中，以500转/分的转速保持轮胎旋转0.5个小时。
另外，
优选地所述步骤(1)中将以下重量份数的材料混合：
过氧化物硫化三元乙丙橡胶，49重量份；
聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物，15重量份；加氢松香甘油酯，40重量份；
2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体，0.8重量份；
邻苯二甲酸二辛酯，4重量份；
邻苯二甲酸二异癸酯，4重量份；
氧化硅，4重量份；
1，3-二磺酰肼苯的一种，0.9重量份；
γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，0.4重量份；
步骤(2)中，混合物在150摄氏度下均匀搅拌10分钟，然后在220摄氏度下保持2个小时；
步骤(3)中，将混合物置于轮胎喷胶机储液罐中，冷却液态弹性衬胶材料并保持在180摄氏度，将所述外胎内侧均匀分布复合层的乘用车轮胎置于转盘上以300转/分的转速旋转，用零下35摄氏度的冷却气体将所述液态弹性衬胶材料喷涂于旋转的乘用车轮胎外胎内侧复合层上，使所述复合层与液态防漏弹性衬胶材料充分结合，所述经喷涂的液态弹性衬胶材料在乘用车用轮胎外胎内表面复合成上的形成的半固态弹性衬胶材料厚度为7mm；
步骤(4)中，以500转/分的转速保持轮胎旋转1个小时。
进一步地，所述步骤(5)中，将轮胎置于100-120摄氏度的烘箱中保持10小时，然后进行冷却。
本发明的技术效果如下：
本发明的乘用车用耐穿刺安全轮胎具有良好的耐扎耐久和防漏性能，耐高温，内部耐穿刺弹性衬胶材料层结合性强，不易脱落，具有良好的化学稳定性，原料成本便宜，制造工艺较为简单，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的乘用车用耐穿刺安全轮胎的结构示意图
具体实施方式
实施例1
将46重量份的反式聚异戊二烯热塑性弹性体，15重量份的聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物，30重量份的古马隆树脂，0.6重量份2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体，4重量份的邻苯二甲酸二异癸酯初步混合，然后加入2-4重量份的氧化硅，0.9重量份的1，3-二磺酰肼苯，0.3重量份γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，在150摄氏度下均匀搅拌10分钟，然后在220摄氏度下保持2个小时，然后将混合物置于轮胎喷胶机储液罐中，冷却液态弹性衬胶材料并保持在至200摄氏度左右，将所述外胎内侧均匀分布复合层的乘用车轮胎置于转盘上以400转/分的转速旋转，用零下40摄氏度的冷却气体将所述液态弹性衬胶材料喷涂于旋转的乘用车轮胎外胎内侧注有人造纤维或聚酯的橡胶层上，使所述复合层与液态防漏弹性衬胶材料充分结合，然后以500转/分的转速保持轮胎旋转0.5个小时；轮胎置于120摄氏度的烘箱中保持10小时。
经实验，测得弹性衬胶材料层参数如下表所示：
  软化点   138.7摄氏度
  低温点   -30.5摄氏度
  熔融粘度   9000
  剥离强度   450N
  厚度   6.5mm
将上述轮胎安装于普通乘用轿车轮毂，轮胎内充入标准气压，经钉入钢钉(参数为长度6厘米，直径0.5厘米)20枚后，行驶一星期，经检测，未发生爆胎漏气现象；将上述轮胎安装于普通轿车轮毂，轮胎内充入标准气压，经钉入钢钉(参数为长度6厘米，直径0.5厘米)20枚后，于高速公路北京至天津往返，经检测，未出现爆胎现象，漏气率可忽略不计。
实施例2
将49重量份的过氧化物硫化三元乙丙橡胶，15重量份的聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物，40重量份的加氢松香甘油酯，0.8重量份2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体，4重量份的邻苯二甲酸二辛酯，初步混合，然后加入4重量份的氧化硅，0.9重量份的1，3-二磺酰肼苯的一种，0.4重量份γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，在150摄氏度下均匀搅拌10分钟，然后在220摄氏度下保持2个小时，然后将混合物置于轮胎喷胶机储液罐中，冷却液态弹性衬胶材料并保持在180摄氏度，将所述外胎内侧均匀分布复合层的乘用车轮胎置于转盘上以300转/分的转速旋转，用零下35摄氏度的冷却气体将所述液态弹性衬胶材料喷涂于旋转的乘用车轮胎外胎内侧的注有人造纤维或聚酯的橡胶层上，使所述复合层与液态防漏弹性衬胶材料充分结合，以500转/分的转速保持轮胎旋转1个小时，轮胎置于120摄氏度的烘箱中保持10小时。
经实验，测得弹性衬胶材料层参数如下表所示：
  软化点   133摄氏度
  低温点   -31.5摄氏度
  熔融粘度   9300
  剥离强度   550N
  厚度   7mm
将上述轮胎安装于普通乘用轿车轮毂，轮胎内充入标准气压，经钉入钢钉(参数为长度6厘米，直径0.5厘米)50枚后，于市区普通道路行驶一星期，经检测，未发生爆胎漏气现象；将上述轮胎安装于普通轿车轮毂，轮胎内充入标准气压，经钉入钢钉(参数为长度6厘米，直径0.5厘米)50枚后，于高速公路北京至天津往返，经检测，未出现爆胎现象，漏气率可忽略不计。
实施例3
将48重量份的聚酰胺热塑性弹性体，15重量份的聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物，40重量份的α-氰基丙烯酸酯，0.6重量份2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体，4重量份的邻苯二甲酸二异癸酯初步混合，然后加入4重量份的云母粉，0.9重量份的二氯四氟乙烷，0.3重量份γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，在150摄氏度下均匀搅拌10分钟，然后在220摄氏度下保持2个小时，然后将混合物置于轮胎喷胶机储液罐中，冷却液态弹性衬胶材料并保持在180摄氏度，将所述外胎内侧均匀分布复合层的乘用车轮胎置于转盘上以400转/分的转速旋转，用零下35摄氏度的冷却气体将所述液态弹性衬胶材料喷涂于旋转的乘用车轮胎外胎内侧的注有人造纤维或聚酯的橡胶层上，使所述复合层与液态防漏弹性衬胶材料充分结合，以500转/分的转速保持轮胎旋转1个小时，轮胎置于120摄氏度的烘箱中保持10小时。
经实验，测得弹性衬胶材料层参数如下表所示：
  软化点   130摄氏度
  低温点   -35摄氏度
  熔融粘度   9500
  剥离强度   500N
  厚度   6mm
将上述轮胎安装于普通乘用轿车轮毂，轮胎内充入标准气压，经钉入钢钉(参数为长度6厘米，直径0.5厘米)30枚后，于市区普通道路行驶一星期，经检测，未发生爆胎漏气现象；将上述轮胎安装于普通轿车轮毂，轮胎内充入标准气压，经钉入钢钉(参数为长度6厘米，直径0.5厘米)30枚后，于高速公路北京至天津往返，经检测，未出现爆胎现象，漏气率可忽略不计。
实施例4
将49重量份的氢化丁晴胶，15重量份的聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物，30重量份的α-氰基丙烯酸酯树脂，0.6重量份N-苯基-α-苯胺，4重量份的邻苯二甲酸二辛酯初步混合，然后加入2-4重量份的氧化硅，0.9重量份的二氯四氟乙烷，0.3重量份乙烯基三乙氧基硅烷，在150摄氏度下均匀搅拌10分钟，然后在260摄氏度下保持1.5个小时，然后将混合物置于置于轮胎喷胶机储液罐中，冷却液态弹性衬胶材料并保持在至200摄氏度左右，将所述外胎内侧均匀分布复合层的乘用车轮胎置于转盘上以500转/分的转速旋转，用零下38摄氏度的冷却气体将所述液态弹性衬胶材料喷涂于旋转的乘用车轮胎外胎内侧注有人造纤维或聚酯的橡胶层上，使所述复合层与液态防漏弹性衬胶材料充分结合，然后以500转/分的转速保持轮胎旋转1个小时；轮胎置于120摄氏度的烘箱中保持10小时。
经实验，测得弹性衬胶材料层参数如下表所示：
  软化点   136摄氏度
  低温点   -32摄氏度
  熔融粘度   9200
  剥离强度   500N
  厚度   6mm
将上述轮胎安装于普通乘用轿车轮毂，轮胎内充入标准气压，经钉入钢钉(参数为长度6厘米，直径0.5厘米)20枚后，行驶一星期，经检测，未发生爆胎漏气现象；将上述轮胎安装于普通轿车轮毂，轮胎内充入标准气压，经钉入钢钉(参数为长度6厘米，直径0.5厘米)20枚后，于高速公路北京至天津往返，经检测，未出现爆胎现象，漏气率可忽略不计。
实施例5
将48重量份的过氧化物硫化三元乙丙橡胶，20重量份的聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物，40重量份的加氢松香甘油酯，0.6重量份2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体，4重量份的邻苯二甲酸二辛酯初步混合，然后加入2-4重量份的炭黑，0.9重量份的二氯四氟乙烷，0.4重量份乙烯基三乙氧基硅烷，在150摄氏度下均匀搅拌10分钟，然后在260摄氏度下保持1.5个小时，然后将混合物置于置于轮胎喷胶机储液罐中，冷却液态弹性衬胶材料并保持在至180摄氏度左右，将所述外胎内侧均匀分布复合层的乘用车轮胎置于转盘上以500转/分的转速旋转，用零下35摄氏度的冷却气体将所述液态弹性衬胶材料喷涂于旋转的乘用车轮胎外胎内侧注有人造纤维或聚酯的橡胶层上，使所述复合层与液态防漏弹性衬胶材料充分结合，然后以500转/分的转速保持轮胎旋转1个小时；轮胎置于120摄氏度的烘箱中保持10小时。
经实验，测得弹性衬胶材料层参数如下表所示：
  软化点   140摄氏度
  低温点   -30摄氏度
  熔融粘度   9600
  剥离强度   550N
  厚度   6mm
将上述轮胎安装于普通乘用轿车轮毂，轮胎内充入标准气压，经钉入钢钉(参数为长度6厘米，直径0.5厘米)20枚后，行驶一星期，经检测，未发生爆胎漏气现象；将上述轮胎安装于普通轿车轮毂，轮胎内充入标准气压，经钉入钢钉(参数为长度6厘米，直径0.5厘米)20枚后，于高速公路北京至天津往返，经检测，未出现爆胎现象，漏气率可忽略不计
本发明制得的乘用车用耐穿刺安全轮胎具有良好的耐穿刺性能，并具备良好的漏气防护性能，能适应较宽范围内的温差变化，具有良好的结合强度和耐久性能。

Claims (10)

1.一种乘用车用耐穿刺安全轮胎，包括外胎、沿外胎内侧均匀分布的复合层、以及均布于所述复合层内侧的耐穿刺弹性衬胶材料层，所述耐穿刺弹性衬胶材料层由以下方法制成：
(1)将以下重量份的材料混合：
聚酰胺热塑性弹性体，反式聚异戊二烯热塑性弹性体，过氧化物硫化三元乙丙橡胶，氢化丁晴胶中的一种，46-49重量份；
聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物，15～20重量份；
α-氰基丙烯酸酯，加氢松香甘油酯，古马隆树脂，聚乙酸乙烯酯中的一种，30-40重量份；
2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体，N-苯基-α-苯胺的一种，0.6-0.8重量份；
邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二乙酯，癸二酸二辛酯，邻苯二甲酸二异癸酯的一种，4重量份；
云母粉，炭黑，氧化硅的一种，2-4重量份；
二氯四氟乙烷，1，3-二磺酰肼苯的一种，0.6-0.9重量份；
γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷的一种，0.3-0.4重量份；
(2)将上述步骤(1)中得到的混合物在150摄氏度下均匀搅拌10分钟，然后在220～260摄氏度下保持1.5～2个小时得到液态弹性衬胶材料；
(3)将上述步骤(2)中的液态弹性衬胶材料置于轮胎喷胶机储液罐中，冷却所述液态弹性衬胶材料并保持在180至200摄氏度的范围内，将所述外胎内侧均匀分布复合层的乘用车外胎置于转盘上以300～500转/分的转速旋转，采用温度为零下45度至零下35度范围内的冷却气体将所述液态弹性衬胶材料喷涂于旋转的乘用车轮胎外胎内侧复合层上，使所述复合层与液态弹性衬胶材料充分结合，经喷涂的弹性衬胶材料在乘用车用轮胎外胎内表面复合层上的形成的半固态弹性衬胶材料厚度为6至8mm；
(4)将上述步骤(3)中的复合层内侧形成有半固态弹性衬胶材料的乘用车外胎在喷涂完毕后以300～500转/分的转速保持旋转0.5个小时以上，以确保冷却过程中所述耐穿刺弹性衬胶材料层在离心力的作用下与所述复合层充分结合；
(5)将步骤(4)中所得到的轮胎置于100-120摄氏度的烘箱中保持6小时以上，然后进行冷却即得成品，最终形成的耐穿刺弹性衬胶材料层与所述复合层的剥离强度为400N以上。
2.如权利要求1所述的一种乘用车用耐穿刺安全轮胎，其中，所述复合层为注有人造纤维或聚酯的橡胶层。
3.如权利要求2所述的一种乘用车用耐穿刺安全轮胎，其中所述步骤(1)中将以下重量份数的材料混合：
反式聚异戊二烯热塑性弹性体，46重量份；
聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物，15重量份；
古马隆树脂，30重量份；
2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体，0.6重量份；
邻苯二甲酸二辛酯，4重量份；
氧化硅，2-4重量份；
1，3-二磺酰肼苯，0.9重量份；
γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，0.3重量份。
4.如权利要求2所述的一种乘用车耐穿刺安全轮胎，其中所述步骤(1)中将以下重量份数的材料混合：
过氧化物硫化三元乙丙橡胶，49重量份；
聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物，15重量份；
加氢松香甘油酯，40重量份；
2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体，0.8重量份；
邻苯二甲酸二辛酯，4重量份；
氧化硅，4重量份；
1，3-二磺酰肼苯，0.9重量份；
γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，0.4重量份。
5.如权利要求3所述的一种乘用车用耐穿刺安全轮胎，其中所述步骤(2)中，混合物在150摄氏度下均匀搅拌10分钟，然后在220摄氏度下保持2个小时。
6.如权利要求4所述的一种乘用车用耐穿刺安全轮胎，其中所述步骤(2)中，混合物在150摄氏度下均匀搅拌10分钟，然后在220摄氏度下保持2个小时。
7.如权利要求5所述的一种乘用车用耐穿刺安全轮胎，其中所述步骤(3)中，将混合物置于轮胎喷胶机储液罐中，冷却液态弹性衬胶材料并保持在180摄氏度，将所述外胎内侧均匀分布复合层的乘用车轮胎置于转盘上以300转/分的转速旋转，用零下35摄氏度的冷却气体将所述液态弹性衬胶材料喷涂于旋转的乘用车轮胎外胎内侧复合层上，使所述复合层与液态弹性衬胶材料充分结合，所述经喷涂的液态弹性衬胶材料在乘用车用轮胎外胎内表面复合成上的形成的半固态弹性衬胶材料厚度为6mm。
8.如权利要求6所述的一种乘用车用耐穿刺安全轮胎，其中所述步骤(3)中，将混合物置于轮胎喷胶机储液罐中，冷却液态弹性衬胶材料并保持在180摄氏度，将所述外胎内侧均匀分布复合层的乘用车轮胎置于转盘上以300转/分的转速旋转，用零下35摄氏度的冷却气体将所述液态弹性衬胶材料喷涂于旋转的乘用车轮胎外胎内侧复合层上，使所述复合层与液态弹性衬胶材料充分结合，所述经喷涂的液态弹性衬胶材料在乘用车用轮胎外胎内表面复合成上的形成的半固态弹性衬胶材料厚度为7mm。
9.如权利要求7所述的一种乘用车用耐穿刺安全轮胎，其中所述步骤(4)中，以500转/分的转速保持轮胎旋转0.5个小时。
10.如权利要求8所述的一种乘用车耐穿刺安全轮胎，其中所述步骤(4)中，以500转/分的转速保持轮胎旋转1个小时。
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