CN103350620B - 一种防刺扎安全轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防刺扎安全轮胎，包括轮胎胎体，所述安全轮胎通过下述工艺制备而得：（1）加热融化热熔胶粘剂；（2）将轮胎胎体安装在刚性圆筒模具内，所述刚性圆筒模具内直径小于轮胎胎体外直径；（3）利用喷涂机将融化的热熔胶粘剂喷涂在经过清洁处理的轮胎胎体内表面；（4）冷却定型；（5）重复循环步骤（3）、（4）若干次直至形成厚度为0.5～10mm的轮胎内涂层。本发明不仅可以提高行驶安全性；而且还具有免换胎、免补胎功能，提高行车效率；提高轮胎气密性；缩小动平衡偏差，减少轮胎行驶阻力，降耗省油；超强温度适应性；高速行驶无忧；降低行驶过程中轮胎噪音；减轻磨损，延长轮胎使用寿命等特性。

Description

一种防刺扎安全轮胎

技术领域

本发明涉及一种轮胎，尤其是涉及一种防刺扎安全轮胎。

背景技术

随着汽车工业的迅速发展，交通道路网络的日趋完善，对提高机动车辆轮胎的性能，发展安全、耐用、高速低价产品已成为当前科研生产部门的重要攻关项目之一。据有关专业机构不完全统计，95％以上汽车轮胎存在安全隐患，60%的轮胎胎压不正常，37％以上轮胎胎冠部位有钉子或刺伤，国内高速公路70%的交通事故是由轮胎隐患引起的，汽车在120km/h速度以上行驶时发生爆胎事故死亡高率达100％。高速轮胎爆胎与超速驾驶、疲劳驾驶、酒后驾驶已成为车辆安全事故四大罪魁祸首。交通事故令人触目惊心，轮胎已成为汽车安全第一生命。根据现时对轮胎性能分析，需要进一步提高轮胎的各项技术、经济指标，重点是解决轮胎的防爆、防漏气问题，安全轮胎的研发与生产越来越引起生产厂家的重视。

安全轮胎又称为“零压轮胎”，其英文是run-flattire，意为瘪了还能走的轮胎，业界习惯直译为“跑气保用轮胎”。普通轮胎遭到外物刺扎后，先是很快漏气，接着发生胎侧下塌，胎圈脱离轮辋，轻则无法继续行驶，重则导致车辆倾覆。与之相比，安全轮胎在遭到刺扎后，不会漏气或者漏气非常缓慢，能够保持行驶轮廓，胎圈依然固定在轮辋上，从而保证汽车能够长时间或者暂时稳定行驶。汽车装上这种轮胎后，不但安全性能大大提高，而且不再需要携带备用轮胎。

中国专利CN102582364A公开了一种能够提高行车安全几率的加芯安全轮胎。在当前使用的无内胎汽车轮胎内，紧贴轮辋套一只橡胶实芯胎，两侧面设计成4条均匀分布的凸槽，主要作用是轮胎的热量通过凹槽部分到达轮毂，解决了继续由轮毂散热的问题。4条均匀分布的凸槽每条槽高均为45mm，槽长均为150mm，槽宽是橡胶实芯胎的断面高。橡胶实芯胎的胎宽与汽车匹配的轮辋同宽，其断面高度为60mm。该结构轮胎虽然能保证一定的安全性能，但是其重量明显增大，制造工序较为繁琐，制造成本较高。

现有的安全轮胎，虽然从技术上有了一定的改进，但是，从技术性能层面上看，主要还存在以下缺陷：（1）涂层厚度均匀性不能保证；现有工艺往往采用离心力作用使涂层在轮胎内表面得以分布开，参照图1，对轮胎的胎体1内表面设有涂层2，该工艺很容易造成涂层中间厚两边薄的现象；通常会出现中间厚度已经达到10～15mm，而两边厚度只有1～2mm的现象；（2）涂层的耐温度适应性有限，适用温度区间较小，应用受区域性限制；（3）涂层的不均匀性导致了车体的动平衡性较差，降噪性差，舒适性不佳；（4）散热性差；（5）轮胎内涂层附着性较差，轮胎使用寿命相对较短，不能适应车辆高速行驶需求；（6）适用范围窄，产品规格数量有限，不能满足各类用户需求。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明涉及一种制造工序简单、成本低廉、内涂层均匀性好、防刺、防漏气效果好的安全轮胎。

一种防刺扎安全轮胎，包括轮胎胎体，所述安全轮胎通过下述工艺制备而得：

（1）加热融化热熔胶粘剂；

（2）将轮胎胎体安装在刚性圆筒模具内，所述刚性圆筒模具内直径小于轮胎胎体外直径；

（3）利用喷涂机将融化的热熔胶粘剂喷涂在经过清洁处理的轮胎胎体内表面；

（4）冷却定型；

（5）重复循环步骤（3）、（4）若干次直至形成厚度为0.5～10mm的轮胎内涂层。

本发明步骤（2）中，通过一定的机构将轮胎胎体与刚性圆筒模具装配到一起，装胎后轮胎断面宽增大，轮胎外直径减小，行驶面弧度减小，轮胎行驶面更趋扁平，有利于提高热熔胶涂层材料加工的均匀性。

优选的，所述内涂层的厚度为0.5～3.5mm。

优选的，所述内涂层设置的范围为胎冠全部及向胎肩方向延伸至轮胎第一条防擦线。

涂层的位置一般延伸至第一条防擦线，但也可以均匀的做到整个胎体里。

优选的，所述热熔胶粘剂为下列一种或两种以上的任意组合：乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚酰胺、聚酯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。

优选的，所述热熔胶粘剂为聚氨酯胶粘剂与乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的共聚物，其重量比为1:0.4～1.8。

本发明复配的热熔胶粘剂内涂层材料具备优异的初粘力、持粘力以及回弹力等特性。当轮胎行驶面遭到一定尺寸以内的钉子或其它异物刺扎，该内涂层材料可以根据其所具有的上述特性，迅速的对异物进行包覆密封；轮胎异物清除后，该胶粘剂内涂层材料还可以对损伤部位进行自动的修复密封，保持轮胎的气密性能，使轮胎可以免维护、免修补，继续安全行驶。

优选的，所述喷涂机采用的喷枪为条状喷枪、螺旋喷枪、纤维喷枪、点状喷枪中的一种，喷枪工作压强为2～20Mpa。本发明喷涂机所采用的喷枪可以根据具体实际情况选择适宜的喷枪类型，以达到喷涂效果好，涂层分布均匀的目的。

优选的，所述刚性圆筒模具内直径为轮胎胎体外直径的70～99%。

优选的，所述安全轮胎通过下述工艺制备而得：

（1）加热熔融聚氨酯热熔胶粘剂；

（2）将轮胎胎体安装在刚性圆筒模具内，所述刚性圆筒模具内直径为轮胎胎体外直径的83%；

（3）利用喷涂机将聚氨酯液体喷涂在经过清洁处理的轮胎胎体内表面；喷涂机采用的喷枪为螺旋喷枪，其工作压强为8Mpa；

（4）冷却定型；

（5）重复循环步骤（3）、（4）200次直至形成厚度为3.5mm的轮胎内涂层。

优选的，所述安全轮胎通过下述工艺制备而得：

（1）将重量比为1:0.7的聚氨酯胶粘剂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物混合胶粘剂加热熔融得混合胶粘剂液体；

（2）将轮胎胎体安装在刚性圆筒模具内，所述刚性圆筒模具内直径为轮胎胎体外直径的91%；

（3）利用喷涂机将混合胶粘剂液体喷涂在经过清洁处理的轮胎胎体内表面；喷涂机采用的喷枪为纤维喷枪，其工作压强为5Mpa；

（4）冷却定型；

（5）重复循环步骤（3）、（4）150次直至形成厚度为2.5mm的轮胎内涂层。

本发明所采用的胶粘剂，根据实际使用需要还可以适量添加合适的增粘剂、蜡类、抗氧化剂、增塑剂以及填料；其中，所述增粘剂可以选择松香及其衍生物、萜烯树脂、C₅石油树脂或C₉石油树脂；所述蜡类可以选择微晶石蜡或合成蜡；所述抗氧化剂可以选择2,6-二叔丁基对甲苯酚或4,4’-巯基双（3-甲基-6-叔丁基苯酚）；所述增塑剂可以选择邻苯二甲酸二丁酯（DBP）或邻苯二甲酸二辛脂（DOP）；所述填料可以选择滑石粉、石英、碳酸钙、氧化钡、石棉、钛白粉、硫酸钡或白炭黑。

本发明轮胎适用范围广，可用于电瓶车、摩托车、轿车、轻卡或载重卡车；上述轮胎结构为无内胎结构，其中，载重卡车轮胎可选用全钢丝子午线结构无内胎，轿车轮胎可选用半钢子午线结构无内胎，摩托车轮胎可选用斜交尼龙结构无内胎，轻卡轮胎可选用半钢结构无内胎。

本发明涂胶前将轮胎在刚性圆筒模具上压成扁平状，避免了由于受到轮胎形状结构的限制，使得涂层厚度不均，形成中间厚两边薄的现象。本发明所形成的涂层均匀性好，散热性优，热稳定性好。

本发明通过刚性圆筒模具将轮胎重新定型后，改变轮胎的扁平率，在离心力作用下，可以实现涂层的均匀性改进，其有益效果在于：

（1）节约时间，提高行车效率与安全：提高原有轮胎防刺、防漏性能，可以免于补胎、不换胎；

（2）均匀性好，散热性优：采用模具在喷涂前将轮胎压成扁平状，避免现有技术中轮胎涂层中间厚两边薄的现象的发生；

（3）良好舒适性：有效缩小轮胎动平衡偏差，具有良好消声作用，能减轻车辆行驶中震动和噪声，从而提高车辆行驶舒适性；

（4）降耗省油：内涂层可提高轮胎气密性，减少滚动阻力，从而降低油耗，实现节能；

（5）延长寿命：内涂层附着性好，热稳定性佳，内涂层可减缓轮胎磨损，延长轮胎正常使用寿命；

（6）广泛应用性：内涂层可应用于市场上各种品牌、规格、型号的轮胎，能满足各类用户需求。

（7）环保性好：过程中未使用有机溶剂，无污染，环保性能好。

附图说明

图1是现有安全轮胎的断面结构示意图。

图2是本发明轮胎的断面结构示意图。

图3是本发明轮胎与刚性圆筒模具装配前的断面结构示意图。

图4是本发明轮胎与刚性圆筒模具装配后的断面结构示意图。

图5是本发明轮胎与刚性圆筒模具装配后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1

参照图2～5，一种防刺扎安全轮胎，包括轮胎胎体3，所述胎体3内表面上均匀设有一层胶粘剂内涂层4，所述内涂层4的厚度为3.5mm；所述胶粘剂为聚氨酯胶粘剂。内涂层4设置的范围为胎冠全部及向胎肩方向延伸至轮胎第一条防擦线5。

所述防刺扎安全轮胎制造方法包括下述步骤：

（1）将聚氨酯热熔胶粘剂加热熔融；

（2）将轮胎胎体3安装在刚性圆筒模具6内，所述刚性圆筒模具内直径为轮胎胎体外直径的83%；通过一定的机构将轮胎胎体3与刚性圆筒模具6装配到一起，装胎后轮胎断面宽增大，轮胎外直径减小，行驶面弧度减小，轮胎行驶面更趋扁平，有利于提高热熔胶涂层材料加工的均匀性；

（3）利用喷涂机将熔融后的聚氨酯热熔胶粘剂喷涂在经过清洁处理的胎体内表面；喷涂机采用的喷枪为螺旋喷枪，其工作压强为8Mpa；

（4）冷却定型；

（5）重复循环步骤（3）、（4）200次直至形成厚度为3.5mm的轮胎内涂层。

本发明在轮胎内壁的胶粘剂内涂层4，涂层厚度均匀，轮胎边部与中部厚度一致，正负0.1mm。

安全性能检测：

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，经钉入长度4厘米、直径0.5厘米的钢钉分别在胎冠部、胎肩部随机刺扎5处后，于市内行驶一星期，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，经钉入长度4厘米、直径0.5厘米的钢钉分别在胎冠部、胎肩部随机刺扎5处后，于高速公路行驶24h，经检测，未出现爆胎现象，漏气率可忽略不计。

对本实施例轮胎的内涂层附着稳定性进行了检测，结果如表1、表2所示。

表1

表2

检验条件：环境温度38.4～39.6℃，从表1、表2所示结果表明，试验完毕，轮胎完好，胎里内涂层无明显变化，说明其内涂层附着性好，不易与轮胎剥离。

实施例2

参照图2～5，一种防刺扎安全轮胎，包括轮胎胎体3，所述胎体3内表面上均匀设有一层胶粘剂内涂层4，所述内涂层4的厚度为2.5mm；所述胶粘剂为聚氨酯胶粘剂与乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的组合。

所述防刺扎安全轮胎制造方法包括下述步骤：

（1）将重量比为1:0.7的聚氨酯胶粘剂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物混合胶粘剂加热熔融；

（2）将轮胎胎体3安装在刚性圆筒模具6内，所述刚性圆筒模具内直径为轮胎胎体外直径的91%；装胎后轮胎断面宽增大，轮胎外直径减小，行驶面弧度减小，轮胎行驶面更趋扁平，有利于提高热熔胶涂层材料加工的均匀性；

（3）利用喷涂机将熔融后的混合胶粘剂喷涂在经过清洁处理的胎体内表面；喷涂机采用的喷枪为纤维喷枪，其工作压强为5Mpa；

（4）冷却定型；

（5）重复循环步骤（3）、（4）150次直至形成厚度为2.5mm的轮胎内涂层。

本发明在轮胎内壁的胶粘剂内涂层4，涂层厚度均匀，轮胎边部与中部厚度一致，正负0.1mm。

安全性能检测：

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，经钉入长度5厘米、直径0.5厘米的钢钉分别在胎冠部、胎肩部随机刺扎10处后，于市内行驶一星期，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，经钉入长度5厘米、直径0.5厘米的钢钉分别在胎冠部、胎肩部随机刺扎10处后，于高速公路行驶24h，经检测，未出现爆胎现象，漏气率可忽略不计。

对本实施例轮胎的内涂层附着稳定性进行了检测，结果如表3、表4所示。

表3

表4

检验条件：环境温度38.4～39.6℃，从表3、表4所示结果表明，试验完毕，轮胎完好，胎里内涂层无明显变化，说明其内涂层附着性好，不易与轮胎剥离。

实施例3

参照图2～5，一种防刺扎安全轮胎，包括轮胎胎体3，所述胎体3内表面上均匀设有一层胶粘剂内涂层4，所述内涂层4的厚度为0.5mm；所述胶粘剂为聚酰胺与聚酯的组合。

所述防刺扎安全轮胎制造方法包括下述步骤：

（1）将重量比为1:1.4的聚酰胺与聚酯的混合胶粘剂加热熔融；

（2）将轮胎胎体安装在刚性圆筒模具内，所述刚性圆筒模具内直径为轮胎胎体外直径的76%；装胎后轮胎断面宽增大，轮胎外直径减小，行驶面弧度减小，轮胎行驶面更趋扁平，有利于提高热熔胶涂层材料加工的均匀性；

（3）利用喷涂机将熔融后的混合胶粘剂喷涂在经过清洁处理的胎体内表面；喷涂机采用的喷枪为条状喷枪，其工作压强为10Mpa；

（4）冷却定型；

（5）重复循环步骤（3）、（4）50次直至形成厚度为0.5mm的轮胎内涂层。

本发明在轮胎内壁的胶粘剂内涂层4，涂层厚度均匀，轮胎边部与中部厚度一致，正负0.1mm。

安全性能检测：

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，经钉入长度5厘米、直径0.3厘米的钢钉分别在胎冠部、胎肩部随机刺扎10处后，于市内行驶一星期，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，经钉入长度5厘米、直径0.3厘米的钢钉分别在胎冠部、胎肩部随机刺扎10处后，于高速公路行驶24h，经检测，未出现爆胎现象，漏气率可忽略不计。

对本实施例轮胎的内涂层附着稳定性进行了检测，结果如表5、表6所示。

表5

表6

检验条件：环境温度38.4～39.6℃，从表5、表6所示结果表明，试验完毕，轮胎完好，胎里内涂层无明显变化，说明其内涂层附着性好，不易与轮胎剥离。

实施例4

参照图2～5，一种防刺扎安全轮胎，包括轮胎胎体3，所述胎体3内表面上均匀设有一层胶粘剂内涂层4，所述内涂层4的厚度为9.2mm；所述胶粘剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物热熔胶粘剂。内涂层4设置的范围为胎冠全部及向胎肩方向延伸至轮胎第一条防擦线5。

所述防刺扎安全轮胎制造方法包括下述步骤：

（1）将乙烯-醋酸乙烯共聚物热熔胶粘剂加热熔融；

（2）将轮胎胎体3安装在刚性圆筒模具6内，所述刚性圆筒模具内直径为轮胎胎体外直径的70%；通过一定的机构将轮胎胎体3与刚性圆筒模具6装配到一起，装胎后轮胎断面宽增大，轮胎外直径减小，行驶面弧度减小，轮胎行驶面更趋扁平，有利于提高热熔胶涂层材料加工的均匀性；

（3）利用喷涂机将熔融后的乙烯-醋酸乙烯共聚物热熔胶粘剂喷涂在经过清洁处理的胎体内表面；喷涂机采用的喷枪为螺旋喷枪，其工作压强为13Mpa；

（4）冷却定型；

（5）重复循环步骤（3）、（4）200次直至形成厚度为9.2mm的轮胎内涂层。

本发明在轮胎内壁的胶粘剂内涂层4，涂层厚度均匀，轮胎边部与中部厚度一致，正负0.1mm。

安全性能检测：

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，经钉入长度5厘米、直径0.5厘米的钢钉分别在胎冠部、胎肩部随机刺扎5处后，于市内行驶一星期，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，经钉入长度5厘米、直径0.5厘米的钢钉分别在胎冠部、胎肩部随机刺扎5处后，于高速公路行驶24h，经检测，未出现爆胎现象，漏气率可忽略不计。

对本实施例轮胎的内涂层附着稳定性进行了检测，结果如表7、表8所示。

表7

表8

检验条件：环境温度38.4～39.6℃，从表7、表8所示结果表明，试验完毕，轮胎完好，胎里内涂层无明显变化，说明其内涂层附着性好，不易与轮胎剥离。

本发明耐扎、防漏气，当轮胎冠部、肩部遭到直径≤5mm异物刺扎穿后，内涂层可以实现自动修复功能，轮胎异物清除后免维护、免修补，可以继续安全行驶。

本发明利用内涂层材料的初粘性和持粘性的特点，增加了轮胎刺穿后仍可保持轮胎气密性的功能。当尖锐物体扎入轮胎时，胶粘剂内涂层4会紧紧包裹住尖锐物，从而起到防漏气效果；当尖锐物拔出时，胶粘剂内涂层4破口处会自动收口，依靠粘性使破口处胶粘剂内涂层4粘合。可以有效起到防刺扎、防漏气效果。

本发明不仅可以有效降低由爆胎等原因引起的交通事故，提高行驶安全性；而且还具有免换胎、免补胎功能，提高行车效率；提高轮胎气密性；缩小动平衡偏差，减少轮胎行驶阻力，降耗省油；超强温度适应性；高速行驶无忧；降低行驶过程中轮胎噪音；减轻磨损，延长轮胎使用寿命等特性。

Claims (1)

1.一种防刺扎安全轮胎，其特征在于：所述安全轮胎通过下述工艺制备而得：

（1）将重量比为1：1.4的聚酰胺与聚酯的混合胶粘剂加热熔融；

（2）将轮胎胎体安装在刚性圆筒模具内，所述刚性圆筒模具内直径为轮胎胎体外直径的76%；

（3）利用喷涂机将熔融后的混合胶粘剂喷涂在经过清洁处理的胎体内表面；喷涂机采用的喷枪为条状喷枪，其工作压强为10Mpa；

（4）冷却定型；

（5）重复循环步骤（3）、（4）50次直至形成厚度为0.5mm的轮胎内涂层。