CN104589924B

CN104589924B - 一种多气室防爆轮胎

Info

Publication number: CN104589924B
Application number: CN201510005305.6A
Authority: CN
Inventors: 余旭东; 葛柳云; 邱敏; 陈晓平
Original assignee: ZHEJIANG COTAN TYRE Co Ltd; Ningbo University of Technology
Current assignee: Zhejiang Cotan Tyre Co., Ltd.; Ningbo University of Technology
Priority date: 2015-01-04
Filing date: 2015-01-04
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2035-01-04
Also published as: CN104589924A

Abstract

本发明涉及一种多气室防爆轮胎，属于轮胎技术领域。其包括胎体与若干腔室，腔室包括充气腔室以及若干储气腔室，在充气腔室与各储气腔室之间设有第一分隔层，第一分隔层上设有单向阀，在相邻两储气腔室之间设有第二分隔层，轮胎还含有轮胎内壁，轮胎内壁有一层由高分子复合材料制成带状体，所述高分子复合材料组成如下：(A)丁苯橡胶15.5-17.0％，增塑剂0.25-0.35％，软化剂0.1-0.5％；(B)石油树脂6-10％，松香季戊四醇脂10-13％，纳米石墨2-5.5％，羧甲基纤维素4-11％，去离子水52-59％，(C)硬脂酸0.05-0.5％，十二烷基硫酸钠0.05-0.3％。该轮胎结构简单，使用寿命长。

Description

一种多气室防爆轮胎

技术领域

本发明属于轮胎技术领域，涉及一种多气室防爆轮胎。

背景技术

车辆越来越成为人们生活和工作的重要工具，越来越发达的高速公路和车辆的高科技，使车辆的速度越来越快，这在给人们带来方便的同时，也带来巨大的安全隐患，车辆高速行驶爆胎会造成瞬间偏向，爆胎的后果轻者会使车辆失去正常的行驶状态，转向盘失去控制，车辆偏驶，严重的将会出现车辆完全失控、甩尾，造成重大交通事故。

现有技术的多气室轮胎如公告号CN2803775的中国发明专利多气室防爆轮胎，包括第一、二隔离层、轮箍及整体轮胎4部分；其特征是：在轮胎内，环向的增加有第一、第二隔离层，使轮胎内，形成三个互不相通而又独立的第一、第二气室、及中间空腔，第一、第二隔离层一侧同整体轮胎连接，另一侧同轮箍的突出边连接。该发明采用三个互不相通的气室，尽管能达到车辆轮胎防爆的目的，但在轮胎充气的过程中，容易导致轮胎的各气室之间的气压不相等，从而降低了车辆行驶的平稳性，甚至提高了车辆爆胎的几率。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单，各气室的气压相等且不易爆胎，弹性好，耐磨性好，使用寿命长的多气室防爆轮胎。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种多气室防爆轮胎，包括胎体与设置于胎体内的若干腔室，其特征在于：所述腔室包括充气腔室以及与充气腔室相邻的若干储气腔室，在充气腔室与各储气腔室之间设置有第一分隔层，在第一分隔层上设置有使充气腔室内的气体进入储气腔室内的单向阀，在相邻两储气腔室之间设置有第二分隔层，所述轮胎含有轮胎内壁，轮胎内壁有一层由高分子复合材料制成带状体，所述高分子复合材料包括如下组分及重量百分比：

(A)组分组成：

a、丁苯橡胶：15.5-17.0％，

b、增塑剂：0.25-0.35％，

c、软化剂：0.1-0.5％；

(B)组分组成：

a、石油树脂：6.0-10.0％，松香季戊四醇脂：10.0-13.0％，

b、纳米石墨：2.0-5.5％，

c、羧甲基纤维素：4.0-11.0％，

d、去离子水：52.0-59.0％，

(C)组分组成：

a、硬脂酸：0.05-0.5％，

b、十二烷基硫酸钠：0.05-0.3％。

所述带状体的厚度为2mm-4mm。所述高分子复合材料通过合理配伍其组成成分，特别是加入了纳米石墨和羧甲基纤维素，纳米石墨不仅可以大幅度提高材料的耐温性，还可起润滑作用，而羧甲基纤维素可形成高粘度的材料，进一步提高高分子复合材料的稠度。且本发明高分子复合材料中采用具有稳定酸碱化学性、热稳定性好，混溶性好、耐水、耐乙醇和耐化学品等特性并有调节粘性作增粘剂的石油树脂，并配合松香季戊四醇脂、丁苯橡胶及其他成分一同使用，使高分子复合材料粘度适中、抗酸碱性能好、耐温性好，耐油、耐水，具有较高的弹性、气密性，同时成本低。

其中，所述纳米石墨的粒径为80nm-200nm。

在上述多气室防爆轮胎中，作为优选，所述轮胎内壁高分子复合材料可通过如下步骤加工而成：

边搅拌边将(A)组分中的增塑剂和软化剂加入丁苯橡胶中，搅拌25-35min成(A)组分材料；

将(B)组分中的石油树脂、松香季戊四醇脂、纳米石墨、羧甲基纤维素、去离子水搅拌15-30min成(B)组分混合乳液；

将(C)组分中的硬脂酸、十二烷基硫酸钠搅拌10-20min成(C)组分液料；

然后按下列步骤进行：将(A)组分材料加入到已经搅拌均匀的(B)组分混合乳液中，继续搅拌15-25min，待搅拌均匀后，再加入混合好的(C)组分液料，继续搅拌5-10min；然后加入液体松香树脂进行稀释，调整PH值至7-9，再加入填充剂，过滤将混合液中的杂质除去，即可得到高分子复合材料。

其中，所述的填充剂为氧化硅粉、石英粉、氢氧化铝、氧化锌中的一种或多种。

在上述的一种多气室防爆轮胎中，在胎体内侧壁上还设置有缓冲腔室，在第二分隔层上开设有连通缓冲腔室和充气腔室的充气通道，在缓冲腔上还设置有用于轮胎充气的充气阀。

在上述的一种多气室防爆轮胎中，所述两个储气腔室的容积相等且均大于缓冲腔室腔或缓冲腔室体的容积。

与现有技术相比，本发明包括胎体、充气腔室以及储气腔室，在充气腔室和储气腔室之间设置有用于使充气腔室内的气体进入储气腔室的单向阀，从而充气腔室内的气体能均匀进入至各储气腔室内，并使各储气腔室内的气压相等，从而提高了车辆在行驶过程中的平稳性，降低了车辆的爆胎几率。此外，本发明轮胎含有高分子复合材料制得的轮胎内壁，所述高分子复合材料通过合理配伍其组成成分，特别是加入了纳米石墨和羧甲基纤维素，且复配使用石油树脂，和松香季戊四醇脂，再配合丁苯橡胶及其他成分一同使用，使高分子复合材料粘度适中、抗酸碱性能好、耐温性好，耐油、耐水，具有较高的弹性、气密性，同时成本低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中，100、胎体；200、充气腔室；210、储气腔室；220、缓冲腔室；300、充气阀；400、单向阀；500、充气通道；600、第一分隔层；610、第二分隔层：700、轮胎内壁。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本多气室防爆轮胎包括胎体100与设置于胎体100内的若干腔室，腔室包括充气腔室200以及与充气腔室200相邻的多个储气腔室210，在充气腔室200与各储气腔室210之间设置有第一分隔层600，在第一分隔层600上设置有使充气腔室200内的气体进入储气腔室210内的单向阀300，在相邻两储气腔室210之间设置有第二分隔层610。

优选地，上述腔体的数量为4个，但腔体的数量并不局限于4个，在轮胎内还开设有缓冲腔室220，充气腔室200与缓冲腔室220之间相对设置，且在充气腔室200和缓冲腔室220之间设置有充气通道500，充气通道500设置于第二分隔层上，两个储气腔室210分别设置于充气腔室200和缓冲腔室220的两侧，气体最先流入至缓冲腔室220内，并通过充气通道500流入充气腔室200内，由于在充气腔室200和两个储气腔室210的之间均设有导向阀，正常状态下导向阀处于常闭状态，从而气体在充气腔室200内不断积聚，充气腔室200内的气压逐渐升高，当充气腔室200内的气压大于或等于导向阀的导通气压，从而气体顶开导向阀流入至两个储气腔室210内，充气腔室200通过单向阀400使气体分别进入两个储气腔室210内，从而保证了两个储气腔室210之间的气压大小相等，提高了车辆在行驶过程中的平稳性，增加了车辆行驶的平稳性。

进一步地，两个储气腔室210作为轮胎的主要承重部分，从而两个储气腔室210的容积均大于缓冲腔室220或充气腔室200的容积，保证了轮胎的承重能力，两个储气腔室210对称设置于轮胎两侧，使车辆的重量均匀分配至轮胎的的两侧，减少了轮胎中部的承重，降低了轮胎爆裂的几率，同时保证了车辆在行驶的过程中，轮胎的稳定性并提高了车辆行驶的平稳性。

在缓冲腔室220上还设置有充气阀300，缓冲腔室220与充气阀300之间相通，气体通过充气阀300流入至缓冲腔室220内，充气阀300的过滤避免了杂质随着气流进入缓冲腔室220内，与轮胎的内壁发生摩擦，长时间的摩擦会造成轮胎壁变薄，使轮胎在行驶过程中容易发生爆裂。

上述的缓冲腔室220的设置，使导入的气体在充气阀300内慢慢积聚，当充气阀300内的气体达到一定量时，气体沿着充气通道500缓缓流入至充气腔室200，充气阀300相当于一个缓冲机构，避免了在充气腔室200和两个储气腔室210之间导通之后，充气阀300内进入缓冲腔室220的气流不稳定，从而使流入两个储气腔室210之间气体的量不相等，导致两个储气腔室210内的气压不相等，降低了车辆行驶的平稳性，甚至导致轮胎发生爆裂。

进一步地，分隔层的设置将轮胎一份为四，保证了各腔体之间的独立性，提高了轮胎的密封性，避免了车辆腔体的漏气或在受力较大的状态下发生爆裂。

在轮胎的运动的过程中，当充气腔室200或缓冲腔室220发生气室漏气或爆裂时，由于单向阀400的设置使气流只能单向从充气腔室200流向两个储气腔室210，从而不会影响两个储气腔室210气室的正常工作，保障了轮胎正常转动，避免了轮胎爆裂而导致车辆的突然失控发生交通事故；当两个储气腔室210其中的一个发生气室漏气或爆裂时，充气腔室200也会发生气室的漏气或爆裂，但两个储气腔室210中的另一个储气腔室210仍能正常工作，车辆不会因轮胎的爆裂而突然失控，驾驶者能将车辆缓慢停止，保障了车辆行驶的安全性。

进一步地，所述轮胎含有轮胎内壁，轮胎内壁有一层由高分子复合材料制成带状体，所述高分子复合材料包括如下组分及重量百分比：

(A)组分组成：

a、丁苯橡胶：15.5-17.0％，

b、增塑剂：0.25-0.35％，

c、软化剂：0.1-0.5％；

(B)组分组成：

a、石油树脂：6.0-10.0％，松香季戊四醇脂：10.0-13.0％，

b、纳米石墨：2.0-5.5％，

c、羧甲基纤维素：4.0-11.0％，

d、去离子水：52.0-59.0％，

(C)组分组成：

a、硬脂酸：0.05-0.5％，

b、十二烷基硫酸钠：0.05-0.3％。

所述带状体的厚度为2mm-4mm；所述纳米石墨的粒径为80nm-200nm。

其中，所述轮胎内壁高分子复合材料可通过如下步骤加工而成：

所述的填充剂为氧化硅粉、石英粉、氢氧化铝、氧化锌中的一种或多种。

以下实施例具体对高分子复合材料作进一步描述。

实施例1

所述轮胎内壁高分子复合材料包括如下组分及重量百分比：

(A)组分组成：a、丁苯橡胶：16.5％，b、增塑剂：0.30％，c、软化剂：0.30％；

(B)组分组成：a、石油树脂：8.0％，松香季戊四醇脂：11.0％，b、纳米石墨：3.5％，c、羧甲基纤维素：5.0％，d、去离子水：55.0％，其中，所述纳米石墨的粒径为120nm；

(C)组分组成：a、硬脂酸：0.20％，b、十二烷基硫酸钠：0.20％。

上述轮胎内壁高分子复合材料可通过如下步骤加工而成：

边搅拌边将(A)组分中的增塑剂和软化剂加入丁苯橡胶中，搅拌30min成(A)组分材料；

将(B)组分中的石油树脂、松香季戊四醇脂、纳米石墨、羧甲基纤维素、去离子水搅拌25min成(B)组分混合乳液；

将(C)组分中的硬脂酸、十二烷基硫酸钠搅拌15min成(C)组分液料；

然后按下列步骤进行：将(A)组分材料加入到已经搅拌均匀的(B)组分混合乳液中，继续搅拌20min，待搅拌均匀后，再加入混合好的(C)组分液料，继续搅拌8min；然后加入液体松香树脂进行稀释，调整PH值至8，再加入填充剂氧化硅粉、石英粉、氢氧化铝、氧化锌，过滤将混合液中的杂质除去，即可得到高分子复合材料。

将本实施例中制得的高分子复合材料制成轮胎内壁，应用到多气室防爆轮胎中，可将轮胎的使用寿命提高到5万公里以上。

实施例2

所述轮胎内壁高分子复合材料包括如下组分及重量百分比：

(A)组分组成：a、丁苯橡胶：15.5％，b、增塑剂：0.35％，c、软化剂：0.1％；

(B)组分组成：a、石油树脂：10.0％，松香季戊四醇脂：10.0％，b、纳米石墨：2.5％，c、羧甲基纤维素：7.0％，d、去离子水：54.0％，其中，所述纳米石墨的粒径为200nm；

(C)组分组成：a、硬脂酸：0.5％，b、十二烷基硫酸钠：0.05％。

上述轮胎内壁高分子复合材料可通过如下步骤加工而成：

将(B)组分中的石油树脂、松香季戊四醇脂、纳米石墨、羧甲基纤维素、去离子水搅拌30min成(B)组分混合乳液；

将(C)组分中的硬脂酸、十二烷基硫酸钠搅拌10min成(C)组分液料；

然后按下列步骤进行：将(A)组分材料加入到已经搅拌均匀的(B)组分混合乳液中，继续搅拌25min，待搅拌均匀后，再加入混合好的(C)组分液料，继续搅拌5min；然后加入液体松香树脂进行稀释，调整PH值至9，再加入填充剂氧化硅粉、石英粉、氢氧化铝、氧化锌，过滤将混合液中的杂质除去，即可得到高分子复合材料。

实施例3

所述轮胎内壁高分子复合材料包括如下组分及重量百分比：

(A)组分组成：a、丁苯橡胶：17.0％，b、增塑剂：0.25％，c、软化剂：0.5％；

(B)组分组成：a、石油树脂：6.0％，松香季戊四醇脂：11.0％，b、纳米石墨：5.5％，c、羧甲基纤维素：6.4％，d、去离子水：53.0％，其中，所述纳米石墨的粒径为80nm；

(C)组分组成：a、硬脂酸：0.05％，b、十二烷基硫酸钠：0.3％。

上述轮胎内壁高分子复合材料可通过如下步骤加工而成：

将(B)组分中的石油树脂、松香季戊四醇脂、纳米石墨、羧甲基纤维素、去离子水搅拌15min成(B)组分混合乳液；

将(C)组分中的硬脂酸、十二烷基硫酸钠搅拌20min成(C)组分液料；

然后按下列步骤进行：将(A)组分材料加入到已经搅拌均匀的(B)组分混合乳液中，继续搅拌15min，待搅拌均匀后，再加入混合好的(C)组分液料，继续搅拌10min；然后加入液体松香树脂进行稀释，调整PH值至7，再加入填充剂氧化硅粉、石英粉、氢氧化铝、氧化锌，过滤将混合液中的杂质除去，即可得到高分子复合材料。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种多气室防爆轮胎，包括胎体与设置于胎体内的若干腔室，其特征在于：所述腔室包括充气腔室以及与充气腔室相邻的若干储气腔室，在充气腔室与各储气腔室之间设置有第一分隔层，在第一分隔层上设置有使充气腔室内的气体进入储气腔室内的单向阀，在相邻两储气腔室之间设置有第二分隔层，所述轮胎含有轮胎内壁，在胎体内侧壁上还设置有缓冲腔室，在第二分隔层上开设有连通缓冲腔室和充气腔室的充气通道，在缓冲腔上还设置有用于轮胎充气的充气阀；轮胎内壁有一层由高分子复合材料制成带状体，所述高分子复合材料包括如下组分及重量百分比：

(A)组分组成：

a、丁苯橡胶：15.5-17.0％，

b、增塑剂：0.25-0.35％，

c、软化剂：0.1-0.5％；

(B)组分组成：

a、石油树脂：6.0-10.0％，松香季戊四醇脂：10.0-13.0％，

b、纳米石墨：2.0-5.5％，

c、羧甲基纤维素：4.0-11.0％，

d、去离子水：52.0-59.0％，

(C)组分组成：

a、硬脂酸：0.05-0.5％，

b、十二烷基硫酸钠：0.05-0.3％。

2.根据权利要求1所述的多气室防爆轮胎，其特征在于，所述带状体的厚度为2mm-4mm。

3.根据权利要求1所述的多气室防爆轮胎，其特征在于，所述纳米石墨的粒径为80nm-200nm。

4.根据权利要求1所述的多气室防爆轮胎，其特征在于，所述轮胎内壁高分子复合材料通过如下步骤加工而成：

边搅拌边将权利要求1中所述(A)组分中的增塑剂和软化剂加入丁苯橡胶中，搅拌25-35min成(A)组分材料；

5.根据权利要求4所述的多气室防爆轮胎，其特征在于，所述的填充剂为氧化硅粉、石英粉、氢氧化铝、氧化锌中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的多气室防爆轮胎，其特征在于，所述若干储气腔室的容积相等且均大于缓冲腔室腔或缓冲腔室体的容积。