CN104231935A - 一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物的制备方法，该自密封聚合物由固态和液态两种成分组成，该自密封聚合物的主要组分按照重量百分比为：苯乙烯类热塑性弹性体30-38%、相对分子量为200-2000的热塑性聚合物树脂40-45%、增塑软化组分5-15%、防老抗氧化组分1-2%、催化促进组分0-2%、填充耐温组分0-8%；本发明提供的高分子自密封聚合物，热熔喷涂于汽车轮胎内壁表面，形成不小于3.5mm厚的均匀涂层，可起到防漏、防扎、防弹的作用，本发明具有原料组分便于采购、成本低，产品的弹性、抗拉性、自补密封性效果好等优点，为提高产品的使用性能、降低用户使用成本提供更有效的技术支撑。

Description

一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物的制备方法

技术领域

    本发明涉及一种聚合物及其制备方法，具体地说是一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物的制备方法。

背景技术

    目前车辆使用的汽车轮，有两种类型，一种有内胎汽车轮，另一种无内胎汽车轮，目前所乘用车辆中基本全部使用的是无内胎汽车轮，载重车辆国家要求逐步推广使用无内胎汽车轮。无内胎汽车轮具有良好的散热性、柔软性、密封性及乘坐舒适性能好，充气使用间隔时间长等优点，但无内胎汽车轮胎被尖锐物扎破时，由于尖锐物残留于汽车轮胎体内，汽车轮胎的高压气体会在刺破部位向外泄漏或爆胎；当尖锐物刺穿汽车轮胎并脱离汽车轮胎，无内胎汽车轮内的高压气体急速泄漏，若汽车在高速行驶过程中发生爆胎或急速泄漏两种情况，发生汽车事故危险性大，车毁人亡概率高。

自从上世纪八十年代市场上主要技术体现为自密封液体胶灌注汽车轮内的技术方法，当时市场上就有多种自密封轮胎补漏胶水，将其注入汽车轮胎内。随着汽车轮的转动均匀地分布在汽车轮胎的内表面，当汽车轮胎被尖锐物扎破时，导致汽车轮胎漏气，自密封轮胎补漏胶水与空气中的氧气反应而固化，达到汽车轮胎防漏之目的。其技术方法缺点在于，液体胶水与空气中氧气反应形成一层硬结晶从而降低汽车轮胎的弹性，严重影响汽车轮胎的各种技术性能及寿命，未被市场所接纳。上世纪九十年代该技术领域出现重大突破，创设了一种更为先进的自密封胶，是将汽车轮内喷涂一层2-3mm的异戊橡胶或丁烯橡胶或硅橡胶等固态粘胶状物，用此种固态粘胶状物解决汽车轮胎的微漏气，被尖锐物扎破时漏气的现象。采用异戊橡胶、丁烯橡胶或硅橡胶等固态粘胶状物，使汽车轮胎的防弹、防漏、耐扎升级技术向真正市场运用迈进一步，但存在诸多弊病和不利因素：1）由于异戊橡胶、丁烯橡胶、硅橡胶均是合成橡胶中的重要成员，应用范围甚广原料价格高；2）此类橡胶的活性，抗老化性能均无法取得实质性的技术突破，难以在汽车轮恶劣工作环境下长期应用；3）汽车轮胎内的异戊橡胶、丁烯橡胶、硅橡胶的固态粘胶状物涂层，在汽车高速运行中，汽车轮胎与地面摩擦，轮胎升温过高导致轮胎内的涂层在离心力作用下发生局部变形，影响汽车轮的动平衡；4）采用的异戊橡胶、丁烯橡胶、硅橡胶原料，成本及产业化发展均成制约其推广的因素。

最近几年，随着石油化工技术的快速发展，各种高分子树脂类粘合剂、合成橡胶和橡胶复合材料不断涌现，国外推广的高分子弹性防漏胶材料已进入国内市场，由于常用原料国外进口，价格高，供货受限导致产品单一化，致使这种高分子弹性防漏胶材料进入市场遇到许多困难，同时也阻碍了国内这一产品的产业发展进程。因此，创设和推出一种耐高温、耐低温，同时又具有国际高分子弹性防漏胶相同技术性能，成本低廉且完全可以国内完成原料采购的‘耐温高分子弹性防漏胶’，已成为真正能使汽车轮胎升级迈向产业化市场化的瓶颈课题。

现有的汽车轮升级用高分子自密封聚合胶方面，仍存在有诸多缺陷。此类产品初看简单，实际上很复杂，高分子自密封热熔的技术要求很高。因为它是车辆运行安全的基本保障，使用中的汽车轮轮胎需经受着较大的高低温温差和长期承载压力下工作的考验，对其动平衡、高速行驶、耐久性等安全指标要求特别高。高分子自密封聚合胶既要能在-45℃低温、车辆高速运行时汽车轮轮胎被扎破、刺穿后自补而不泄气，又要在汽车轮胎周边环境温度高达120℃时、车辆高速长时间行驶情况下，轮胎被扎破、刺穿后，自补而不泄气。现有高分子自密封聚合胶难以达到此项要求多由于高分子自密封聚合胶附着力差与汽车轮轮胎内壁冠型表面粘结不牢靠，造成高分子自密封聚合胶层脱落或脱边的缺陷，而难以达到升级后的汽车轮轮胎不泄气的功能和作用。

为了解决上述存在的问题，相关厂商及研究院所莫不费劲心思来求谋解决之道，但长久以来一直未见适用的高分子自密封聚合物被发现。因此如何能创设一种新的高分子自密封聚合胶工艺方法用于制作解决汽车轮胎升级防漏防泄问题，使其真正能使汽车轮胎升级迈向产业化市场化，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界急需改进的目标。

发明内容

针对上述现有的用于制作汽车轮胎安全升级的高分子自密封聚合胶存在的缺陷，本发明提供一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物，该高分子自密封聚合物由固态和液态两种成分组成，该高分子自密封聚合物的主要组分按照重量百分比为：苯乙烯类热塑性弹性体30-38%、相对分子量为200-2000的热塑性聚合物树脂40-45%、增塑软化组分5-15%、防老抗氧化组分1-2%、催化促进组分0-2%、填充耐温组分0-8%；

所述的苯乙烯类热塑性弹性体为SIS、SBS和SEBS的混合物，按照重量百分比为SIS 20-45%、SBS 30-50%、SEBS 25-50%；

所述的填充耐温组分为石英粉、氢氧化铝、氧化硅粉、纳米碳酸钙、纳米石墨和白炭黑的混合物，按照重量百分比为石英粉25-35%、氢氧化铝10-15%、氧化硅粉10-15%、纳米碳酸钙40-45%、纳米石墨5-10%、白炭黑5-15%。

一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按照重量比，称取各组分：苯乙烯类热塑性弹性体30-38%、相对分子量为200-2000的热塑性聚合物树脂40-45%、增塑软化组分5-15%、防老抗氧化组分1-2%、催化促进组分0-2%、填充耐温组分0-8%；所述的苯乙烯类热塑性弹性体为SIS、SBS和SEBS的混合物，按照重量百分比为SIS 20-45%、SBS 30-50%、SEBS 25-50%；所述的填充耐温组分为石英粉、氢氧化铝、氧化硅粉、纳米碳酸钙、纳米石墨和白炭黑的混合物，按照重量百分比为石英粉25-35%、氢氧化铝10-15%、氧化硅粉10-15%、纳米碳酸钙40-45%、纳米石墨5-10%、白炭黑5-15%；

步骤二：将称取的各固态组分粉碎成<100目的颗粒；

步骤三：将粉碎的固体颗粒投入固体混合器进行充分混合，备用； 

步骤四：将称取的各液体组分注入液体混合器进行充分混合，混合均匀后，备用；

步骤五：将步骤三和步骤四所得组分按照步骤一所述比例混合，即得高分子自密封聚合物。

本发明的有益效果：

（1）本发明提供的高分子自密封聚合物，热熔聚合后具有耐高温（高于120℃）、耐低温(低于-45℃)、耐油、耐水，并具有高弹性、高气密性、高抗拉强度及高附着力；

（2）本发明提供的高分子自密封聚合物，通过热熔喷涂技术，喷涂于汽车轮胎内壁表面，形成不小于3.5mm厚的均匀涂层，涂层与汽车轮胎内壁表面紧密结合，冷定型后，形成一种高分子高密度的软胶，具有优越的弹性和延展性，在车辆高速行驶过程中其涂层不易与汽车轮轮胎内壁冠型表面脱离，不会改变汽车轮的动平衡，不增加车辆行驶过程中的震动量；

（3）本发明提供的高分子自密封聚合物，通过热熔喷涂技术，喷涂于汽车轮胎内壁表面，形成不小于3.5mm厚的均匀涂层，当汽车轮胎被尖锐物（例如钉状物、刀片、碎玻璃等）从汽车轮胎面刺入后，轮胎内壁的高密度的高分子软胶层，在汽车轮内气压的作用下，紧闭穿透物，对穿透物实施自动粘裹密封，达到防止汽车轮内气体外泄之功能，提高车辆行驶安全；

（4）本发明提供的高分子自密封聚合物，通过热熔喷涂技术，喷涂于汽车轮胎内壁表面，形成不小于3.5mm厚的均匀涂层，当汽车轮胎被尖锐物（例如钉状物、刀片、碎玻璃等）从汽车轮胎面刺入后，在高分子自密封聚合胶层的高弹性、高延伸性和高抗拉强度的作用下，当穿透物被拔出或自动脱落时，高分子自密封聚合胶瞬间回弹收缩，在汽车轮内的气压作用下自动紧闭汽车轮胎戳破处，汽车轮胎的漏洞被修补充填，闭合堵塞，达到防止汽车轮胎内气体外泄之功能提高车辆行驶安全；

（5）本发明提供的高分子自密封聚合物，用于制作加厚汽车轮胎的硫化层，对其起到一定的防爆作用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进行进一步的阐述。

一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物，该高分子自密封聚合物由固态和液态两种成分组成，该高分子自密封聚合物的主要组分按照重量百分比为：苯乙烯类热塑性弹性体30-38%、相对分子量为200-2000的热塑性聚合物树脂40-45%、增塑软化组分5-15%、防老抗氧化组分1-2%、催化促进组分0-2%、填充耐温组分0-8%；

所述的苯乙烯类热塑性弹性体为SIS、SBS和SEBS的混合物，按照重量百分比为SIS 20-45%、SBS 30-50%、SEBS 25-50%；

所述的填充耐温组分为石英粉、氢氧化铝、氧化硅粉、纳米碳酸钙、纳米石墨和白炭黑的混合物，按照重量百分比为石英粉25-35%、氢氧化铝10-15%、氧化硅粉10-15%、纳米碳酸钙40-45%、纳米石墨5-10%、白炭黑5-15%。

一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按照重量比，称取各组分：苯乙烯类热塑性弹性体30-38%、相对分子量为200-2000的热塑性聚合物树脂40-45%、增塑软化组分5-15%、防老抗氧化组分1-2%、催化促进组分0-2%、填充耐温组分0-8%；所述的苯乙烯类热塑性弹性体为SIS、SBS和SEBS的混合物，按照重量百分比为SIS 20-45%、SBS 30-50%、SEBS 25-50%；所述的填充耐温组分为石英粉、氢氧化铝、氧化硅粉、纳米碳酸钙、纳米石墨和白炭黑的混合物，按照重量百分比为石英粉25-35%、氢氧化铝10-15%、氧化硅粉10-15%、纳米碳酸钙40-45%、纳米石墨5-10%、白炭黑5-15%；

步骤二：将称取的各固态组分粉碎成<100目的颗粒；

步骤三：将粉碎的固体颗粒投入固体混合器进行充分混合，备用； 

步骤四：将称取的各液体组分注入液体混合器进行充分混合，混合均匀后，备用；

步骤五：将步骤三和步骤四所得组分按照步骤一所述比例混合，即得高分子自密封聚合物。

所述的苯乙烯类热塑性弹性体SIS是苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯三嵌段共聚物；SBS是苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物；SEBS是饱和型SBS，或称氢化SBS，是由特种线型SBS加氢使双键饱和而制得，SBS在催化剂存在下适度定向加氢，则使聚丁二烯链段氢化成聚乙烯(E)和聚丁烯(B)链鼓，故称为SEBS；

实施例1

一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物，该高分子自密封聚合物由固态和液态两种成分组成，苯乙烯类热塑性弹性体30%、相对分子量为200-2000的热塑性聚合物树脂45%、增塑软化组分15%、防老抗氧化组分1%、催化促进组分1%、填充耐温组分8%；

所述的苯乙烯类热塑性弹性体为SIS、SBS和SEBS的混合物，按照重量百分比为SIS 20%、SBS 30%、SEBS 50%；

所述的填充耐温组分为石英粉、氢氧化铝、氧化硅粉、纳米碳酸钙、纳米石墨和白炭黑的混合物，按照重量百分比为石英粉30%、氢氧化铝10%、氧化硅粉10%、纳米碳酸钙40%、纳米石墨5%、白炭黑5%。

一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按照重量比，称取各组分，苯乙烯类热塑性弹性体30%、相对分子量为200-2000的热塑性聚合物树脂45%、增塑软化组分15%、防老抗氧化组分1%、催化促进组分1%、填充耐温组分8%；

所述的苯乙烯类热塑性弹性体为SIS、SBS和SEBS的混合物，按照重量百分比为SIS 20%、SBS 30%、SEBS 50%；

所述的填充耐温组分为石英粉、氢氧化铝、氧化硅粉、纳米碳酸钙、纳米石墨和白炭黑的混合物，按照重量百分比为石英粉30%、氢氧化铝10%、氧化硅粉10%、纳米碳酸钙40%、纳米石墨5%、白炭黑5%；

步骤二：分别将步骤一所述的固态组分粉碎成<100目的颗粒，备用；

步骤三：将粉碎的固体颗粒投入固体混合器进行充分混合，备用； 

步骤四：将步骤一所述的液体组分注入液体混合器进行充分混合，混合均匀后，备用；

步骤五：将步骤三和步骤四所得组分混合，即得高分子自密封聚合物。

实施例2

一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物，该高分子自密封聚合物由固态和液态两种成分组成，该高分子自密封聚合物的主要组分按照重量百分比为：苯乙烯类热塑性弹性体35%、相对分子量为200-2000的热塑性聚合物树脂40%、增塑软化组分15%、防老抗氧化组分2%、填充耐温组分8%；

所述的苯乙烯类热塑性弹性体为SIS、SBS和SEBS的混合物，按照重量百分比为SIS 45%、SBS 30%、SEBS 25%；

所述的填充耐温组分为石英粉、氢氧化铝、氧化硅粉、纳米碳酸钙、纳米石墨和白炭黑的混合物，按照重量百分比为石英粉25%、氢氧化铝10%、氧化硅粉10%、纳米碳酸钙45%、纳米石墨5%、白炭黑5%。

一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按照重量比，称取各组分，苯乙烯类热塑性弹性体35%、相对分子量为200-2000的热塑性聚合物树脂40%、增塑软化组分15%、防老抗氧化组分2%、填充耐温组分8%；

所述的苯乙烯类热塑性弹性体为SIS、SBS和SEBS的混合物，按照重量百分比为SIS 45%、SBS 30%、SEBS 25%；

所述的填充耐温组分为石英粉、氢氧化铝、氧化硅粉、纳米碳酸钙、纳米石墨和白炭黑的混合物，按照重量百分比为石英粉25%、氢氧化铝10%、氧化硅粉10%、纳米碳酸钙45%、纳米石墨5%、白炭黑5%；

步骤二：分别将步骤一所述的固态组分粉碎成<100目的颗粒，备用；

步骤三：将粉碎的固体颗粒投入固体混合器进行充分混合，备用； 

步骤四：将步骤一所述的液体组分注入液体混合器进行充分混合，混合均匀后，备用；

步骤五：将步骤三和步骤四所得组分混合，即得高分子自密封聚合物。

实施例3

一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物，该高分子自密封聚合物由固态和液态两种成分组成，该高分子自密封聚合物的主要组分按照重量百分比为：苯乙烯类热塑性弹性体38%、相对分子量为200-2000的热塑性聚合物树脂42%、增塑软化组分10%、防老抗氧化组分2%、催化促进组分2%、填充耐温组分6%；

所述的苯乙烯类热塑性弹性体为SIS、SBS和SEBS的混合物，按照重量百分比为SIS 35%、SBS 35%、SEBS30%；

所述的填充耐温组分为石英粉、氢氧化铝、氧化硅粉、纳米碳酸钙、纳米石墨和白炭黑的混合物，按照重量百分比为石英粉30%、氢氧化铝10%、氧化硅粉10%、纳米碳酸钙40%、纳米石墨5%、白炭黑5%。

一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按照重量比，称取各组分，苯乙烯类热塑性弹性体38%、相对分子量为200-2000的热塑性聚合物树脂42%、增塑软化组分10%、防老抗氧化组分2%、催化促进组分2%、填充耐温组分6%；

所述的苯乙烯类热塑性弹性体为SIS、SBS和SEBS的混合物，按照重量百分比为SIS 35%、SBS 35%、SEBS30%；

所述的填充耐温组分为石英粉、氢氧化铝、氧化硅粉、纳米碳酸钙、纳米石墨和白炭黑的混合物，按照重量百分比为石英粉30%、氢氧化铝10%、氧化硅粉10%、纳米碳酸钙40%、纳米石墨5%、白炭黑5%；

步骤二：分别将步骤一所述的固态组分粉碎成<100目的颗粒，备用；

步骤三：将粉碎的固体颗粒投入固体混合器进行充分混合，备用； 

步骤四：将步骤一所述的液体组分注入液体混合器进行充分混合，混合均匀后，备用；

步骤五：将步骤三和步骤四所得组分混合，即得高分子自密封聚合物。

实施例4

一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物，该高分子自密封聚合物由固态和液态两种成分组成，该高分子自密封聚合物的主要组分按照重量百分比为：苯乙烯类热塑性弹性体36%、相对分子量为200-2000的热塑性聚合物树脂42%、增塑软化组分15%、防老抗氧化组分1%、催化促进组分1%、填充耐温组分5%；

所述的苯乙烯类热塑性弹性体为SIS、SBS和SEBS的混合物，按照重量百分比为SIS 30%、SBS40%、SEBS 30%；

所述的填充耐温组分为石英粉、氢氧化铝、氧化硅粉、纳米碳酸钙、纳米石墨和白炭黑的混合物，按照重量百分比为石英粉25%、氢氧化铝15%、氧化硅粉10%、纳米碳酸钙40%、纳米石墨5%、白炭黑5%。

一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按照重量比，称取各组分，苯乙烯类热塑性弹性体36%、相对分子量为200-2000的热塑性聚合物树脂42%、增塑软化组分15%、防老抗氧化组分1%、催化促进组分1%、填充耐温组分5%；

所述的苯乙烯类热塑性弹性体为SIS、SBS和SEBS的混合物，按照重量百分比为SIS 30%、SBS40%、SEBS 30%；

所述的填充耐温组分为石英粉、氢氧化铝、氧化硅粉、纳米碳酸钙、纳米石墨和白炭黑的混合物，按照重量百分比为石英粉25%、氢氧化铝15%、氧化硅粉10%、纳米碳酸钙40%、纳米石墨5%、白炭黑5%；

步骤二：分别将步骤一所述的固态组分粉碎成<100目的颗粒，备用；

步骤三：将粉碎的固体颗粒投入固体混合器进行充分混合，备用； 

步骤四：将步骤一所述的液体组分注入液体混合器进行充分混合，混合均匀后，备用；

步骤五：将步骤三和步骤四所得组分混合，即得高分子自密封聚合物。

Claims (2)

1.一种用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物，其特征在于，该高分子自密封聚合物由固态和液态两种成分组成，该高分子自密封聚合物的主要组分按照重量百分比为：苯乙烯类热塑性弹性体30-38%、相对分子量为200-2000的热塑性聚合物树脂40-45%、增塑软化组分5-15%、防老抗氧化组分1-2%、催化促进组分0-2%、填充耐温组分0-8%；

所述的苯乙烯类热塑性弹性体为SIS、SBS和SEBS的混合物，按照重量百分比为SIS 20-45%、SBS 30-50%、SEBS 25-50%；

所述的填充耐温组分为石英粉、氢氧化铝、氧化硅粉、纳米碳酸钙、纳米石墨和白炭黑的混合物，按照重量百分比为石英粉25-35%、氢氧化铝10-15%、氧化硅粉10-15%、纳米碳酸钙40-45%、纳米石墨5-10%、白炭黑5-15%。

2.如权利要求1所述用于汽车轮胎的高分子自密封聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：按照权利要求1所述高分子自密封聚合物各组分的重量百分比称取各组分；

步骤二：将称取的各固态组分粉碎成<100目的颗粒；

步骤三：将粉碎的固体颗粒投入固体混合器进行充分混合，备用； 

步骤四：将称取的各液体组分注入液体混合器进行充分混合，混合均匀后，备用；

步骤五：将步骤三和步骤四所得组分混合，即得高分子自密封聚合物。