CN107189406A - 轮胎材料、具备中空腔体的免充气轮胎及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轮胎材料、具备中空腔体的免充气轮胎及其制备方法，所述轮胎材料采用聚氨酯为主料，添加有固化剂、石墨烯、白炭黑纤维为辅助材料，该免充气轮胎包括：一带中空腔体的轮胎胎体及经轮胎胎体圈绕的轮毂；所述轮胎胎体与轮毂经胶注融合成一整体；所述中空腔体随轮胎胎体形成封闭式环状构造。该方法包括将制备中空腔体及与轮毂一体胶注成型。本发明免充气改性聚氨酯环保防爆轮轮胎和轮毂连接一起永不分离，不用担心在高速上使用时轮毂与轮胎分离等隐患；在轮毂上设置的吸气孔/出气孔与轮胎内的中空型腔(非内胎)连通使气体能自然流通而达到散热和能更加接近充气橡胶轮胎的舒适度。

Description

轮胎材料、具备中空腔体的免充气轮胎及其制备方法
技术领域
本发明属于轮胎领域，尤其涉及一种轮胎材料、具备中空腔体的免充气轮胎及其制备方法。
背景技术
免充气轮胎，因其无需充气的内胆而使用寿命长，在现实生活中，如现今流行的共享单车，应用越来越广泛。现有的免充气轮胎，其舒适度与支撑力存在矛盾，舒适度好会造成支撑力差，支撑力好则又造成舒适度差，二者之间不能获得很好的平衡。
而且，现有的大多免充气轮胎，大部分是实心轮胎，使用也只限在低速上，在高速上还不能广泛应用；另外，市面上的免充气轮胎，都是轮胎和轮毂分开完成的，轮胎在行驶使用上存在隐患，容易出现轮胎破裂及与轮毂分离。而且，现有的轮胎材料耐磨性不够好，本发明以期改善这种状况。
发明内容
本发明基于克服上述问题而研发，提出一种轮胎材料、具备中空腔体的免充气轮胎及其制备方法。
首先本发明提供一种轮胎材料，具体技术方案如下：一种轮胎材料所述轮胎材料采用聚氨酯为主料，添加有固化剂、石墨烯、白炭黑纤维为辅助材料，其组成原料组成为：聚氨酯70-94.5％wt.、石墨烯1-10％wt.、白炭黑纤维4-20％wt.、固化剂0.1-1％wt.。
其次，本发明提供一种具备中空腔体免充气轮胎，具体技术方案如下：
一种具备中空腔体的免充气轮胎，包括：一带中空腔体的轮胎胎体及经轮胎胎体圈绕的轮毂；所述轮胎胎体与轮毂经胶注融合成一整体；所述中空腔体随轮胎胎体形成封闭式环状构造。
较佳地，所述中空腔体的横断面呈扁长的环形跑道，所述轮胎胎体内侧设有与中空腔体内侧贯通的若干对出气孔与吸气孔。
较佳地，所述轮胎胎体采用聚氨酯为主料，添加有固化剂、石墨烯、白炭黑纤维为辅助材料。
较佳地，所述轮胎胎体原料组成为：聚氨酯70-94.5％wt.、石墨烯1-10％wt.、白炭黑纤维4-20％wt.、固化剂0.1-1％wt.。
较佳地，所述轮毂与外部连接的支撑面由若干径向的加强筋构成，其设于轮毂厚度方向的一端。
较佳地，所述成对的出气孔与吸气孔呈圆周分布于轮胎胎体内侧厚度方向的中部。
再次，本发明还提供上述具备中空腔体免充气轮胎的制备方法，具体地，其包括如下步骤：
(1)、胶注形成中空腔体，并预热轮毂、及带胎面胎纹胎冠的模具；
(2)、将中空腔体与轮毂置于一预热过的模具内，加热至下步胶注材料结合的温度；
(3)、将胶注材料胶注到模具型腔内，从而整个轮毂、轮胎胎体胶注融合成一体。
较佳地，该方法还包括步骤(4)：再把胶注完成的带轮胎模具一起进行恒温硫化，而后取出成型的轮胎。
进一步地，该方法还包括步骤(5)：最后把成型轮胎再单独放入恒温箱再硫化24h以上。
本发明具有以下有益效果：
(1)、本发明免充气改性聚氨酯环保防爆轮轮胎和轮毂连接一起永不分离，不用担心在高速上使用时轮毂与轮胎分离等隐患；
(2)、免充气、防爆、环保，寿命是充气橡胶轮胎的多倍，免维护更安全等许多优点；
(3)、中间腔体有位置空间让其因承载压力的变化而产生形变加上改性聚氨酯的性能耐磨性能强、硬度高、扯断伸长率大、抗撕裂强、弹性好等使用性和实用性更强许多优点而达到理想的舒适度；
(4)、在轮毂上设置的吸气孔/出气孔与轮胎内的中空型腔(非内胎)连通使气体能自然流通而达到散热和能更加接近充气橡胶轮胎的舒适度。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2本本发明的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对发明进行详细说明。
参照图1至图2所示，本发明提供一种具备中空腔体的免充气轮胎，包括：一带中空腔体2的轮胎胎体1及经轮胎胎体1圈绕的轮毂3；所述轮胎胎体1与轮毂3经胶注融合成一整体；所述中空腔体2随轮胎胎体1形成封闭式环状构造。
所述中空腔体2的横断面呈扁长的环形跑道；所述轮胎胎体1内侧设有与中空腔体2内侧贯通的若干对出气孔6与吸气孔5。
所述轮胎胎体1采用聚氨酯为主料，添加有固化剂、石墨烯、白炭黑纤维为辅助材料。优选的配方组成为：聚氨酯70-94.5％wt.、石墨烯1-10％wt.、白炭黑纤维4-20％wt.、固化剂0.1-1％wt.。
所述轮毂3与外部连接的支撑面由若干径向的加强筋构成，其设于轮毂3厚度方向的一端。
所述成对的出气孔6与吸气孔5呈圆周分布于轮胎胎体1内侧厚度方向的中部。
另外，本发明还提供上述具备中空腔体免充气轮胎的制备方法，具体地，其包括如下步骤：
(1)、胶注形成中空腔体2，并预热轮毂3、及带胎面胎纹胎冠的模具；
(2)、将中空腔体2与轮毂3置于一预热过的模具内，加热至下步胶注材料结合的温度；
(3)、将胶注材料胶注到模具型腔内，从而整个轮毂3、轮胎胎体1胶注融合成一体。
(4)、再把胶注完成的带轮胎模具一起进行恒温硫化，而后取出成型的轮胎。
(5)、最后把成型轮胎再单独放入恒温箱再硫化24h以上。
上述方法中，步骤(1)中预热温度在80～150℃之间，预热是为了防止中空腔体2在步骤(2)中与未经预热的轮毂3、模具产生热传导，不利于中空腔体2后续与轮毂3的一体化成型。
步骤(2)中，加热至下步胶注材料结合的温度，是依据步骤(3)中胶注的材料而定，例如，胶注材料采用聚氨酯为主料，添加有固化剂、石墨烯、白炭黑纤维为辅助材料时，其步骤(2)中的加热温度在150-200℃。
本发明中，轮胎材料的配方采用如下三种组成，依据上述方法制备成轮胎，测试的性能数据见表1。
配方1：
聚氨酯70％wt.
石墨烯10％wt.
白炭黑纤维19％wt.
固化剂1％wt.
配方2：
聚氨酯84％wt.
石墨烯5％wt.
白炭黑纤维10％wt.
固化剂1％wt.
配方3：
聚氨酯94％wt.
石墨烯1％wt.
白炭黑纤维4％wt.
固化剂1％wt.
其中，上述固化剂由多元醇、二甲苯基对苯二胺、纳米氧化锌、三磷酸酯这四种物质均质量等份组成。
表1
配方1 配方2 配方3
扯断强度(MPa) 30.1 30.5 31.0
扯断伸长(％) 600 605 608
阿克隆磨耗(cm3/1.61km) 0.500 0.512 0.518
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披露的技术范围内，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 (10)

1.一种轮胎材料，其特征在于，所述轮胎材料采用聚氨酯为主料，添加有固化剂、石墨烯、白炭黑纤维为辅助材料，其组成原料组成为：聚氨酯70-94.5％wt.、石墨烯1-10％wt.、白炭黑纤维4-20％wt.、固化剂0.1-1％wt.。
2.一种具备中空腔体的免充气轮胎，包括：一带中空腔体的轮胎胎体及经轮胎胎体圈绕的轮毂；其特征在于，所述轮胎胎体与轮毂经胶注融合成一整体；所述中空腔体随轮胎胎体形成封闭式环状构造。
3.根据权利要求2所述的免充气轮胎，其特征在于，所述中空腔体的横断面呈扁长的环形跑道，所述轮胎胎体内侧设有与中空腔体内侧贯通的若干对出气孔与吸气孔。
4.根据权利要求3所述的免充气轮胎，其特征在于，所述轮胎胎体采用聚氨酯为主料，添加有固化剂、石墨烯、白炭黑纤维为辅助材料。
5.根据权利要求4所述的免充气轮胎，其特征在于，所述轮胎胎体原料组成为：聚氨酯70-94.5％wt.、石墨烯1-10％wt.、白炭黑纤维4-20％wt.、固化剂0.1-1％wt.。
6.根据权利要求2所述的免充气轮胎，其特征在于，所述轮毂与外部连接的支撑面由若干径向的加强筋构成，其设于轮毂厚度方向的一端。
7.根据权利要求2所述的免充气轮胎，其特征在于，所述成对的出气孔与吸气孔呈圆周分布于轮胎胎体内侧厚度方向的中部。
8.根据权利要求2-7任一项所述的免充气轮胎的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、胶注形成中空腔体，并预热轮毂、及带胎面胎纹胎冠的模具；
(2)、将中空腔体与轮毂置于一预热过的模具内，加热至下步胶注材料结合的温度；
(3)、将胶注材料胶注到模具型腔内，从而整个轮毂、轮胎胎体胶注融合成一体。
9.根据权利要求8所述的免充气轮胎的制备方法，其特征在于，该方法还包括步骤(4)：再把胶注完成的带轮胎模具一起进行恒温硫化，而后取出成型的轮胎。
10.根据权利要求8所述的免充气轮胎的制备方法，其特征在于，该方法还包括步骤(5)：最后把成型轮胎再单独放入恒温箱再硫化24h以上。
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