CN107502070A - 一种轮胎保护剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮胎保护剂，所述轮胎保护剂通过采用羧基纤维素、植物纤维、纳米填料、防锈剂、防老剂、防冻剂、水为原料并进行适当重量配比，最终制备得到的轮胎保护剂，在注入轮胎后，借助轮胎转动的离心力在胎体内壁形成薄薄的保护剂涂层，所述保护剂涂层具有弹性好、气密性高、延伸性好、稳定性高、抗拉强度高、附着力强等特点；当汽车轮轮胎被尖锐物从汽车轮胎面刺入后，轮胎内壁的保护剂涂层，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，实现自愈，达到防止汽车轮轮胎内气体外泄的功能，提高车辆行驶安全。

Description

一种轮胎保护剂及其制备方法

技术领域

本发明属于轮胎技术领域，具体涉及一种轮胎保护剂及其制备方法。

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时间长等优点，但无内胎汽车轮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，将其注入汽车轮轮胎内。随着汽车轮的转动均匀地分布在汽车轮轮胎的内表面，当汽车轮轮胎被尖锐物扎破时，导致汽车轮轮胎漏气，自密封轮胎补漏胶水与空气中的氧气反应而固化，达到汽车轮轮胎防漏之目的。上述技术的缺点在于，液体胶水与空气中氧气反应形成一层硬结晶它降低汽车轮轮胎的弹性，严重影响汽车轮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轮胎的微漏气，被尖锐物扎破时漏气的现象。采用异戊橡胶或丁烯橡胶或硅橡胶等固态粘胶状物，使汽车轮轮胎的防弹、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。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种弹性好、气密性高、稳定性高、附着力强的轮胎保护剂及其制备方法。所述轮胎保护剂在注入轮胎后，借助轮胎转动的离心力在胎体内壁形成薄薄的保护剂涂层，当汽车轮轮胎被尖锐物从汽车轮胎面刺入后，轮胎内壁的保护剂涂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，实现自愈，达到防止汽车轮轮胎内气体外泄的功能，提高车辆行驶安全。

本发明所采用的技术方案为：

一种轮胎保护剂，原料组分包括：

羧基纤维素，5-15重量份；

植物纤维，5-15重量份；

纳米填料，3-6重量份；

防锈剂，0.1-1重量份；

防老剂，0.1-1重量份；

防冻剂，0.1-1重量份；

水，40-60重量份。

进一步优选所述轮胎保护剂的原料组分包括：

羧基纤维素，8-12重量份；

植物纤维，8-12重量份；

纳米填料，4-5重量份；

防锈剂，0.2-0.8重量份；

冷凝剂，0.2-0.8重量份；

防老剂，0.2-0.8重量份；

防冻剂，0.2-0.8重量份；

水，45-55重量份。

所述羧基纤维素为羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、羧丙基纤维素中的一种或几种的混合物。

所述植物纤维为木棉纤维、蚕丝纤维、桉树纸纤维中的一种或几种的混合物。

所述纳米填料为纳米氧化锌、碳黑、橡胶粒中的一种或几种的混合。

所述防锈剂采用如下方法制得：

将三乙醇胺、苯甲酸钠、四硼酸钠、碳酸钠以及葡萄糖酸钠按质量百分比为1.5-2％:0.15-0.2％:1.5-2％:0.5-1％:1.5-2％进行充分混合后，加入2-8倍质量水搅拌均匀，即得。

所述防老剂为防老剂264、防老剂2246、防老剂300中的一种或几种的混合物；

所述防冻剂为乙二醇。

进一步优选所述轮胎保护剂的原料中还添加0.1-1重量份的稳定剂和0.1-1重量份增塑剂。

所述稳定剂为二月桂酸二丁基锡、硬脂酸盐类中的一种或几种的混合物；

所述增塑剂为邻苯二甲酸二异丁酯DIBP、邻苯二甲酸二异辛酯DIOP。

一种制备所述轮胎保护剂的方法，具体步骤为：

(1)分别取羧基纤维素、防锈剂和防冻剂，加入水，在搅拌条件下进行加热，充分溶解后，得到乳状液体；

(2)向步骤(1)所述乳状液体中依次加入剩余原料，搅拌条件下进行充分均匀混合，即得所述轮胎保护剂。

本发明的有益效果为：

本发明所述的轮胎保护剂，通过采用羧基纤维素、植物纤维、纳米填料、防锈剂、防老剂、防冻剂、水为原料并进行适当重量配比，最终制备得到的轮胎保护剂，在注入轮胎后，借助轮胎转动的离心力在胎体内壁形成薄薄的保护剂涂层，所述保护剂涂层具有弹性好、气密性高、延伸性好、稳定性高、抗拉强度高、附着力强等特点；当汽车轮轮胎被尖锐物从汽车轮胎面刺入后，轮胎内壁的保护剂涂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，实现自愈，达到防止汽车轮轮胎内气体外泄的功能，提高车辆行驶安全。

再者，当汽车轮轮胎被尖锐物从汽车轮胎面刺入后，在本发明所述保护剂涂层的高弹性、高延伸性、高抗拉强度的作用下，当穿透物被拔出或自动脱落时，耐温耐压保护剂瞬间回弹收缩，在汽车轮内的气压作用下自动紧闭汽车轮轮胎戳破处，汽车轮轮胎的漏洞被修补充填，闭合堵塞，达到防止汽车轮轮胎内气体外泄的功能，提高车辆行驶安全。

本发明所述保护剂涂层通过密封整个车胎内部(胎面、胎壁、钢圈与胎体接缝处)来克服其多孔性，阻止气体流失并持续维护稳定的胎压；能使汽车轮在本身温度-50℃-188℃范围内，轮胎在被直径达13mm、长度不超过10cm的尖锐物穿刺后正常行使一公里以内实现永久性修复，且穿刺物的拔出与否均不会造成轮胎泄压。

本发明所述保护剂涂层有效地阻止了空气水分长时间的通过胎体的细微多孔进入钢圈内部，使钢圈免于绣蚀，起到对轮胎的全面保护。能持续性保持胎压稳定，长期稳定的胎压减少了轮胎与地面的接触面，减小了摩擦，并结合保护剂通过轮胎转动使轮胎达到平衡状态的效能，能够最大限度的发挥车辆轮动力，不仅增加了轮胎的使用寿命，使车轮组件运转更良性，由此车轮转动力的充分发挥使得油耗得以降低。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面实施例以1重量份代表1g。

实施例1

本实施例提供一种轮胎保护剂，原料组分包括：

羧甲基纤维素，5重量份；

木棉纤维，15重量份；

纳米氧化锌，3重量份；

防锈剂，1重量份；

防老剂264，0.1重量份；

乙二醇，1重量份；

水，40重量份。

所述防锈剂采用如下方法制得：

将三乙醇胺、苯甲酸钠、四硼酸钠、碳酸钠以及葡萄糖酸钠按质量百分比为1.5％:0.2％:1.5％:1％:1.5％进行充分混合后，加入2倍质量水搅拌均匀，即得。

进一步，本实施例提供一种所述轮胎保护剂的方法，具体步骤为：

(1)分别取羧基纤维素、防锈剂和防冻剂，加入水，在搅拌条件下进行加热至30℃，充分溶解后，得到乳状液体；

(2)向步骤(1)所述乳状液体中依次加入植物纤维、纳米填料、防老剂和防冻剂，搅拌2h，使其进行充分均匀混合，即得所述轮胎保护剂。

实施例2

本实施例提供一种轮胎保护剂，原料组分包括：

羧乙基纤维素，15重量份；

蚕丝纤维，5重量份；

粒径为30nm的碳黑，6重量份；

防锈剂，0.1重量份；

防老剂2264，1重量份；

乙二醇，0.1重量份；

二月桂酸二丁基锡，1重量份；

邻苯二甲酸二异丁酯DIBP，0.1重量份；

水，60重量份。

所述防锈剂采用如下方法制得：

将三乙醇胺、苯甲酸钠、四硼酸钠、碳酸钠以及葡萄糖酸钠按质量百分比为2％:0.15％:2％:0.5％:2％进行充分混合后，加入8倍质量水搅拌均匀，即得。

进一步，本实施例提供一种所述轮胎保护剂的方法，具体步骤为：

(1)分别取羧基纤维素、防锈剂和防冻剂，加入水，在搅拌条件下进行加热至40℃，充分溶解后，得到乳状液体；

(2)向步骤(1)所述乳状液体中依次加入植物纤维、纳米填料、防老剂和防冻剂，搅拌6h，使其进行充分均匀混合，即得所述轮胎保护剂。

实施例3

本实施例提供一种轮胎保护剂，原料组分包括：

羧丙基纤维素，8重量份；

桉树纸纤维，12重量份；

粒径为40nm的橡胶粒，4重量份；

防锈剂，0.8重量份；

防老剂300，0.2重量份；

乙二醇，0.8重量份；

硬脂酸钠，0.1重量份；

邻苯二甲酸二异辛酯DIOP，1重量份；

水，45重量份。

所述防锈剂采用如下方法制得：

将三乙醇胺、苯甲酸钠、四硼酸钠、碳酸钠以及葡萄糖酸钠按质量百分比为1.5％:0.15％:1.5％:0.5％:1.5％进行充分混合后，加入5倍质量水搅拌均匀，即得。

进一步，本实施例提供一种所述轮胎保护剂的方法，具体步骤为：

(1)分别取羧基纤维素、防锈剂和防冻剂，加入水，在搅拌条件下进行加热至35℃，充分溶解后，得到乳状液体；

(2)向步骤(1)所述乳状液体中依次加入植物纤维、纳米填料、防老剂和防冻剂，搅拌4h，使其进行充分均匀混合，即得所述轮胎保护剂。

实施例4

本实施例提供一种轮胎保护剂，原料组分包括：

羧甲基纤维素，12重量份；

桉树纸纤维，8重量份；

粒径为40nm的橡胶粒，5重量份；

防锈剂，0.2重量份；

防老剂300，0.8重量份；

乙二醇，0.2重量份；

硬脂酸钠，0.5重量份；

邻苯二甲酸二异辛酯DIOP，0.5重量份；

水，55重量份。

所述防锈剂采用如下方法制得：

将三乙醇胺、苯甲酸钠、四硼酸钠、碳酸钠以及葡萄糖酸钠按质量百分比为2％:0.2％:2％:1％:2％进行充分混合后，加入5倍质量水搅拌均匀，即得。

进一步，本实施例提供一种所述轮胎保护剂的方法，具体步骤为：

(1)分别取羧基纤维素、防锈剂和防冻剂，加入水，在搅拌条件下进行加热至35℃，充分溶解后，得到乳状液体；

(2)向步骤(1)所述乳状液体中依次加入植物纤维、纳米填料、防老剂和防冻剂，搅拌4h，使其进行充分均匀混合，即得所述轮胎保护剂。

实施例5

本实施例提供一种轮胎保护剂，原料组分包括：

羧甲基纤维素，10重量份；

桉树纸纤维，10重量份；

粒径为40nm的橡胶粒，4.5重量份；

防锈剂，0.5重量份；

防老剂300，0.5重量份；

乙二醇，0.5重量份；

硬脂酸钠，0.5重量份；

邻苯二甲酸二异辛酯DIOP，0.5重量份；

水，50重量份。

所述防锈剂采用如下方法制得：

将三乙醇胺、苯甲酸钠、四硼酸钠、碳酸钠以及葡萄糖酸钠按质量百分比为2％:0.2％:2％:1％:2％进行充分混合后，加入5倍质量水搅拌均匀，即得。

进一步，本实施例提供一种所述轮胎保护剂的方法，具体步骤为：

(1)分别取羧基纤维素、防锈剂和防冻剂，加入水，在搅拌条件下进行加热至35℃，充分溶解后，得到乳状液体；

(2)向步骤(1)所述乳状液体中依次加入植物纤维、纳米填料、防老剂和防冻剂，搅拌4h，使其进行充分均匀混合，即得所述轮胎保护剂。

实验例

1、性能指标检测

将本发明实施例5所述轮胎保护剂与市场其他产品进行性能指标的对比，结果如表1，这里的市场其他产品并非指具体某一个品牌产品，而是指同一个比对指标市场上在售产品中取其最好单项数值。

表1-所述轮胎保护剂与市场其他产品的性能指标对比结果

2、拉伸性能和硬度特性

测试添加本发明实施例5所述轮胎保护剂的轮胎的拉伸性能和硬度特性，结果如表2所示。

表2-轮胎的拉伸性能和硬度特性检测结果

从表2可以看出，添加本发明所述轮胎保护剂的轮胎具有略高的拉伸强度和断裂伸长率，并且比没有添加轮胎保护剂轮胎的应变模量略低。与新出厂轮胎的肖氏A级硬度为50相比，使用一段时间后，未添加轮胎保护剂轮胎的肖氏A级硬度有所增加，而添加所述轮胎保护剂的轮胎的肖氏A级硬度没有改变，从而说明添加本发明所述轮胎保护剂的轮胎比未添加轮胎保护剂的轮胎有着显著改善的硬度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种轮胎保护剂，其特征在于，原料组分包括：

羧基纤维素，5-15重量份；

植物纤维，5-15重量份；

纳米填料，3-6重量份；

防锈剂，0.1-1重量份；

防老剂，0.1-1重量份；

防冻剂，0.1-1重量份；

水，40-60重量份。

2.根据权利要求1所述的轮胎保护剂，其特征在于，原料组分包括：

羧基纤维素，8-12重量份；

植物纤维，8-12重量份；

纳米填料，4-5重量份；

防锈剂，0.2-0.8重量份；

冷凝剂，0.2-0.8重量份；

防老剂，0.2-0.8重量份；

防冻剂，0.2-0.8重量份；

水，45-55重量份。

3.根据权利要求1所述的轮胎保护剂，其特征在于，所述羧基纤维素为羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、羧丙基纤维素中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的轮胎保护剂，其特征在于，所述植物纤维为木棉纤维、蚕丝纤维、桉树纸纤维中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的轮胎保护剂，其特征在于，所述纳米填料为纳米氧化锌、碳黑、橡胶粒中的一种或几种的混合。

6.根据权利要求1所述的轮胎保护剂，其特征在于，所述防锈剂采用如下方法制得：

将三乙醇胺、苯甲酸钠、四硼酸钠、碳酸钠以及葡萄糖酸钠按质量百分比为1.5-2％:0.15-0.2％:1.5-2％:0.5-1％:1.5-2％进行充分混合后，加入2-8倍质量水搅拌均匀，即得。

7.根据权利要求1所述的轮胎保护剂，其特征在于，所述防老剂为防老剂264、防老剂2246、防老剂300中的一种或几种的混合物；

所述防冻剂为乙二醇。

8.根据权利要求1所述的轮胎保护剂，其特征在于，原料中还添加0.1-1重量份的稳定剂和0.1-1重量份增塑剂。

9.根据权利要求1所述的轮胎保护剂，其特征在于，所述稳定剂为二月桂酸二丁基锡、硬脂酸盐类中的一种或几种的混合物；

所述增塑剂为邻苯二甲酸二异丁酯DIBP、邻苯二甲酸二异辛酯DIOP。

10.一种制备权利要求1-9任一项所述轮胎保护剂的方法，其特征在于，具体步骤为：

(1)分别取羧基纤维素、防锈剂和防冻剂，加入水，在搅拌条件下进行加热，充分溶解后，得到乳状液体；

(2)向步骤(1)所述乳状液体中依次加入剩余原料，搅拌条件下进行充分均匀混合，即得所述轮胎保护剂。