CN106010438A - 一种长效环保型耐高低温补胎液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长效环保型耐高低温补胎液，可以满足零下40‑70℃的范围内的工作要求；可以使用小型压缩机将补胎液直接通过气门芯输入到轮胎内，操作简单，安全、卫生、快速，特别适合女士使用；本发明的补胎液对轮胎本身没有任何伤害，对TPMS的正常使用没有任何影响；补胎液对轮胎的补胎效果非常好，无需进行清洗并用常规手段进行补孔；本发明的补胎液不含有乙二醇，制备过程中无需加入氨气等对人体有害的气体，也不含有磷、卤素等对环境有害的物质，是一种对环保、绿色的长效补胎液。

Description

一种长效环保型耐高低温补胎液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高分子合成技术领域，特别是涉及一种长效环保型耐高低温补胎液及其制备方法。

背景技术

现阶段使用的轮胎绝大多数是充气的真空胎，被路面上的钉子或坚硬物扎破后，会造成急性泄气，轻者抛锚，重者有可能导致翻车，造成车毁人亡的重大事故。传统的补胎剂要经卸轮、扒胎、补胎等一系列工序，手续繁杂，费力费时，尤其是在野外和高速行车时，不具备补胎条件，轮胎被刺后根本就无法继续行驶。

为了解决上述问题，有人发明了补胎胶水，多数采用聚醋酸乙烯乳液或聚乙烯醇溶液，配以淀粉、纤维素和无机填料等，密封成分较单一，流动性、稳定性、抗氧化性和胶粘性不能满足要求。如中国专利90109738.1，采用天然和合成胶黏剂为基料，添加了各种补强剂、防老剂等，很好的提高了补胎液密封性和耐老化性能，但是采用纤维束和无机填料作补强材料，会在轮胎内壁逐渐凝固，磨损轮胎。有些补胎液可能含有酸性物质，如申请号为91104114.1的专利，用生胶片、香蕉水、汽油、青石粉、熟石灰和硫酸制成的补胎剂，虽然补胎效果很好，但是由于含有硫酸，对内胎或气门嘴等有很强的腐蚀作用，而且低温下不适合使用。采用有机填料，能减少对轮胎的摩擦损害，如中国专利96108493.6采用对轮胎无害的天然橡胶颗粒补强，能和轮胎达到永久的愈合。但是天然橡胶使用时需要在甲苯中浸泡，使其膨胀软化，轮胎在吸收胶粒释放的甲苯后会变脆，容易开裂，况且甲苯是危险品，很容易爆炸。

为了同时解决充气的问题，有人发明了轮胎修补气雾剂，它能够很方便的使砸破变瘪的轮胎迅速的补好，同时达到充气性能，不需要扒胎等工序，直接由抛射剂将补胎液沿着气门嘴充轮胎剂转动几圈即可。但是传统的补胎气雾剂，有些只能使泄气的轮胎暂时充气，甚至一段时间后也会造成慢性泄气；有些抗冻效果很差，如中国专利92109046.3；补胎速度慢；抛射剂可燃，或者破坏臭氧层等缺点，没有得到广泛的应用。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种长效环保型耐高低温补胎液，该产品可以在零下40-70℃的条件下正常工作，达到即时补胎的效果，补胎后继续长期使用仍不漏气。

一种长效环保型耐高低温补胎液，包括以下重量百分比的主要成分：

天然橡胶乳液 35-50%

分散剂 15-25%

抗氧化剂 4-8%

表面活性剂 2-6%

石墨烯 0.003-0.005%

椰子油 0.1-0.3%

四氢呋喃 0.3-0.8%

纳米二氧化硅 0.1-0.3%

丙二醇 余量。

优选的，所述的天然橡胶乳液的固含量为54-56%。

优选的，所述的分散剂为亚甲基双萘磺酸钠。

优选的，所述的抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂和丁基羟基茴香醚。

优选的，所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

一种长效环保型耐高低温补胎液的制备方法，包括以下步骤：

A、将天然橡胶乳液倒入搅拌器中，在120-150rpm的搅拌速度下，搅拌20-30min；

B、调节搅拌速度至200-250rpm，加入表面活性剂和抗氧化剂，继续搅拌15-20min；

C、加入分散剂、椰子油和四氢呋喃，继续搅拌20-30min；

D、调节搅拌速度至350-400rpm，加入丙二醇、纳米二氧化硅和石墨烯，继续搅拌45-60min，密封灌装即可。

本发明所述的长效环保型耐高低温补胎液，适用于漏气的真空胎，一般胎面被扎孔径6mm是该补胎液的修复极限（这是非常大的钉子或螺丝，一般情况下，极少碰到），在使用时，将补胎液罐体一端与压缩机气管相连接，另一端与轮胎的气嘴相连接，启动压缩机后，气体先将罐体中的补胎液顶入轮胎（常温下40s时间内可以完成，即使是零下40℃的条件下，补胎液的粘度大大增加，时间也不会超过3min），然后继续将气体补充到轮胎中，直到轮胎压力达到规定的压力，然后将补胎液罐体与轮胎的气嘴断开连接，启动汽车，以40-80km/h的速度运行汽车，在15km以内可以将漏气的轮胎补好。

传统的补胎液在使用时，一般采用手动的方式，缓慢地将补胎液输入轮胎中，该方式的缺陷在于：一是费时、费力，二是操作麻烦，对单独出行的女士驾驶员尤为不利。

但传统的补胎液无法满足用压缩机直接将补胎液输入轮胎的要求，主要原因在于，轮胎的气嘴中有气门芯，而气门芯的内部结构中有弹簧，当天然橡胶乳液在气体的压力下，通过气门芯时，会容易在弹簧上黏结，从而将气门芯堵死，无法正常将补胎液全部输入轮胎内或者影响后续的给轮胎增压的过程。尤其是在高温下，天然橡胶乳液更容易发生黏结。

如果在补胎液中加入大量的稳定剂，可以保证补胎液可以安全的通过气门芯，但是这对补胎液的补胎效果影响很大，尤其是在低温下，天然橡胶乳液的成膜效果本来就较差，再加入大量的稳定剂，对其成膜效果影响更大，故本发明中，通过加入石墨烯，利用石墨烯的单层结构，可以为天然橡胶乳液的成膜提供合适的支架，同时石墨烯具备非常好的强度和极小的孔径，成膜后轮胎不易漏气。

加入四氢呋喃可以提升石墨烯在补胎液中的分散效果，低温下补胎效果更好。

乙二醇在国内一般认为是低毒的化合物，只是在误食的情况下会导致人和动物中毒，严重的会导致肾衰竭，但国外有部分报道认为，乙二醇还会导致心脏等其他相关疾病，故在日本等发到国家，乙二醇是限制使用的化合物，本发明中用价格较高，防冻效果稍差的丙二醇替代乙二醇，达到了环保、绿色，对人体无害的要求。

加入椰子油与四氢呋喃相配合使用，可以提升石墨烯的使用效果，低温下补胎效果更好。

本发明中加入纳米二氧化硅，在天然橡胶乳液形成胶膜的过程中，与石墨烯相互配合，可以形成空间网状的支架结构，不但稳固，而且密封性能良好，胶膜经过一段时间后，可以在轮胎内部形成一层致密的胶膜，将轮胎的胎面部位完全覆盖，该胶膜与轮胎结合性能良好，可以达到使轮胎长期不漏气的效果。

本发明提供的长效环保型耐高低温补胎液，可以满足零下40-70℃的范围内的工作要求，既可以在寒冷的俄罗斯和日本北海道地区正常使用，也可以在炎热的沙漠地带正常使用，经过高温高湿的集装箱运输也不会对产品的正常使用造成影响；同时在使用时克服了传统的手动方式，可以使用小型压缩机将补胎液直接通过气门芯输入到轮胎内，操作简单，安全、卫生、快速，特别适合女士使用；本发明的补胎液对轮胎本身没有任何伤害，补胎液对轮胎的补胎效果非常好，无需进行清洗并用常规手段进行补孔；本发明的补胎液对TPMS的正常使用没有任何影响；本发明的补胎液不含有乙二醇，制备过程中无需加入氨气等对人体有害的气体，也不含有磷、卤素等对环境有害的物质，是一种对环保、绿色的长效补胎液。

具体实施方式

实施例1：

一种长效环保型耐高低温补胎液，包括以下重量百分比的主要成分：

天然橡胶乳液 42%

分散剂 22%

抗氧化剂 6%

表面活性剂 4%

石墨烯 0.004%

椰子油 0.2%

四氢呋喃 0.6%

纳米二氧化硅 0.2%

丙二醇 余量。

所述的天然橡胶乳液的固含量为54-56%。

所述的分散剂为亚甲基双萘磺酸钠。

所述的抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂和丁基羟基茴香醚，质量比为1：（3-5）。

所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

一种长效环保型耐高低温补胎液的制备方法，包括以下步骤：

A、将天然橡胶乳液倒入搅拌器中，在135rpm的搅拌速度下，搅拌25min；

B、调节搅拌速度至220rpm，加入表面活性剂和抗氧化剂，继续搅拌18min；

C、加入分散剂、椰子油和四氢呋喃，继续搅拌25min；

D、加入丙二醇、纳米二氧化硅和石墨烯，继续搅拌50min，密封灌装即可。

实施例2：

一种长效环保型耐高低温补胎液，包括以下重量百分比的主要成分：

天然橡胶乳液 35%

分散剂 25%

抗氧化剂 8%

表面活性剂 6%

石墨烯 0.003%

椰子油 0.1%

四氢呋喃 0.3%

纳米二氧化硅 0.1%

丙二醇 余量。

所述的天然橡胶乳液的固含量为54-56%。

所述的分散剂为亚甲基双萘磺酸钠。

所述的抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂和丁基羟基茴香醚。

所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

一种长效环保型耐高低温补胎液的制备方法，包括以下步骤：

A、将天然橡胶乳液倒入搅拌器中，在150rpm的搅拌速度下，搅拌30min；

B、调节搅拌速度至200rpm，加入表面活性剂和抗氧化剂，继续搅拌15min；

C、加入分散剂、椰子油和四氢呋喃，继续搅拌30min；

D、调节搅拌速度至350rpm，加入丙二醇、纳米二氧化硅和石墨烯，继续搅拌45min，密封灌装即可。

实施例3：

一种长效环保型耐高低温补胎液，包括以下重量百分比的主要成分：

天然橡胶乳液 50%

分散剂 15%

抗氧化剂 4%

表面活性剂 2%

石墨烯0.005%

椰子油0.3%

四氢呋喃0.8%

纳米二氧化硅0.3%

丙二醇 余量。

所述的天然橡胶乳液的固含量为54-56%。

所述的分散剂为亚甲基双萘磺酸钠。

所述的抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂和丁基羟基茴香醚。

所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

一种长效环保型耐高低温补胎液的制备方法，包括以下步骤：

A、将天然橡胶乳液倒入搅拌器中，在120rpm的搅拌速度下，搅拌20min；

B、调节搅拌速度至250rpm，加入表面活性剂和抗氧化剂，继续搅拌20min；

C、加入分散剂、椰子油和四氢呋喃，继续搅拌20min；

D、调节搅拌速度至400rpm，加入丙二醇、纳米二氧化硅和石墨烯，继续搅拌60min，密封灌装即可。

将实施例1-3的样品应用于实际操作，将7座的乘用车的轮胎用直径6mm的钉子扎一个孔，拔出钉子，等到胎压为0时，将补胎液罐体一端与压缩机气管相连接，另一端与轮胎的气嘴相连接，启动压缩机后，气体先将罐体中的补胎液顶入轮胎，然后继续将气体补充到轮胎中，直到轮胎压力达到40psi，然后将补胎液罐体与轮胎的气嘴断开连接，启动汽车，以60km/h的速度运行汽车，在3min以后用肥皂水检测孔是否漏气，每隔2min 检测一次，直到不漏气。

所述的零下40℃为补胎液的罐体和轮胎在零下40℃条件下冷冻12h以上，取出后，在零下10℃以下的室外条件下进行测试；70℃为补胎液的罐体和轮胎在70℃条件下加热12h以上，取出后，在30℃以上的室外条件下进行测试；老化试验是将补胎液罐体放在70℃条件下的烘箱内老化3个月后取出，在室温下保存24h后测试。

具体检测数据如下：

表1：

由测试数据可以知道，本发明的补胎液在常温、零下40℃及70℃的极限条件下仍可以达到非常好的补胎效果。

将实施例1-3的样品在高温、常温、低温及老化条件下，经过10000km路面测试后发现，轮胎无漏气现象，补胎效果良好。

实验中，使用韩泰、邓禄普、米其林等7种不同品牌的轮胎（包括专用防滑胎），补胎效果差别不大。

以下为对比实施例，对本发明中的各原料进行进一步分析。

对比实施例1

将本发明实施例1中的石墨烯去除，其余制备条件不变。

对比实施例2

将本发明实施例1中的四氢呋喃去除，其余制备条件不变。

对比实施例3

将本发明实施例1中的受阻酚类抗氧化剂去除，其余制备条件不变。

对比实施例4

将本发明实施例1中的丁基羟基茴香醚去除，其余制备条件不变。

对比实施例5

将本发明实施例1中的椰子油去除，其余制备条件不变。

对比实施例6

将本发明实施例1中的纳米二氧化硅去除，其余制备条件不变。

将对比实施例1-6的样品进行测试，并和实施例1的测试数据进行对比，测试结果如下：

表2：

由以上对比实施例可以知道，不使用石墨烯或者不使用纳米二氧化硅对低温下补胎液的补胎效果影响最大，对常温及高温的效果影响不大。

不使用受阻酚类抗氧化剂，在高温下，补胎液无法正常使用。

不使用四氢呋喃、丁基羟基茴香醚、椰子油对补胎液的使用均有不同程度的影响。

将对比实施例1-5的样品在高温、常温、低温及老化条件下，经过10000km路面测试后发现，轮胎无漏气现象，补胎效果良好。

但是对比实施例6的样品，经测试后发现在1500km以后，轮胎就有轻微漏气现象出现。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种长效环保型耐高低温补胎液，其特征在于，包括以下重量百分比的主要成分：

天然橡胶乳液 35-50%

分散剂 15-25%

抗氧化剂 4-8%

表面活性剂 2-6%

石墨烯 0.003-0.005%

椰子油 0.1-0.3%

四氢呋喃 0.3-0.8%

纳米二氧化硅 0.1-0.3%

丙二醇 余量。

2.根据权利要求1所述的长效环保型耐高低温补胎液，其特征在于，所述的天然橡胶乳液的固含量为54-56%。

3.根据权利要求1所述的长效环保型耐高低温补胎液，其特征在于，所述的分散剂为亚甲基双萘磺酸钠。

4.根据权利要求1所述的长效环保型耐高低温补胎液，其特征在于，所述的抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂和丁基羟基茴香醚。

5.根据权利要求1所述的长效环保型耐高低温补胎液，其特征在于，所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

6.一种长效环保型耐高低温补胎液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将天然橡胶乳液倒入搅拌器中，在120-150rpm的搅拌速度下，搅拌20-30min；

B、调节搅拌速度至200-250rpm，加入表面活性剂和抗氧化剂，继续搅拌15-20min；

C、加入分散剂、椰子油和四氢呋喃，继续搅拌20-30min；

D、调节搅拌速度至350-400rpm，加入丙二醇、纳米二氧化硅和石墨烯，继续搅拌45-60min，密封灌装即可。