CN108583163A - 一种高强度实心轮胎及其成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高强度实心轮胎及其成型工艺，所述高强度实心轮胎包括均呈圆环形的表皮层、减震层和内连接层，所述表皮层和内连接层分别包覆连接在减震层的外环侧和内环侧，所述表皮层和内连接层之间留有供减震层露出于外的环形间隙，所述减震层由ETPU粒子经水蒸气发泡成型而成；所述表皮层是由55‑75重量份的热塑性聚氨酯弹性体、15‑30重量份的氯丁橡胶、4‑12重量份的石油树脂、3‑10重量份的石蜡油以及1‑2重量份抗氧剂组成并经注塑成型在减震层的外环侧；所述内连接层由CPU材料灌注成型在减震层的内环侧。与现有技术相比，本发明不仅让表皮层和减震层之间可以较好地融合在一起，而且还具有质量轻和强度好的特点。

Description

一种高强度实心轮胎及其成型工艺
技术领域
本发明涉及实心轮胎领域，具体涉及的是一种高强度实心轮胎及其成型工艺，其将CPU(浇注型聚氨酯弹性体)成型在整个轮胎的中心，增加了整个轮子的强度。
背景技术
根据百度百科，轮胎是指在各种车辆或者机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品，它通常安装在支架上，能够支撑车身，缓冲外界冲击等。自行车、童车和玩具汽车等为轻型非机动车辆，自身重量小，轮胎所承受的载荷小，因此所用的轮胎属于一种低载荷轮胎。对于上述低载荷轮胎，轮胎自身的弹性和轻便性对车的操控性尤为重要。市场上所用的低载荷轮胎主要包括充气轮胎和免充气轮胎。充气轮胎使用过程中易受损伤，对于小尺寸的低载荷轮胎，更换较为困难，因此充气轮胎很少应用于童车轮胎和玩具轮胎上。免充气轮胎可以避免充气轮胎存在的问题，可广泛应用于童车、玩具等领域。免充气轮胎包括不发泡实芯轮胎、发泡实芯轮胎和发泡体填充型轮胎等。
传统的实心轮胎一般是采用橡胶作为表皮层，从而起到耐磨和止滑的效果，但是由于橡胶和TPU发泡粒子之间彼此相融性较差，使得经常容易发生位于内层的TPU发泡体和位于表皮层的橡胶彼此脱离的情形，如此使得实心轮胎在实际产业化的过程中遇到了难题。
正是基于上述考虑，本发明人曾申请了一种热塑性聚氨酯低载荷轮胎，其包括用于直接与地面接触的表皮层以及位于表皮层内部的里层，该表皮层的硬度高于里层的硬度，该表皮层和里层采用TPU发泡粒子一体发泡成型。但是不管怎么采用TPU发泡粒子进行成型，其在耐磨和止滑性能上提升均较为有限，基于此，本申请人针对上述问题苦心研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高强度实心轮胎及其成型工艺，其不仅让表皮层和减震层之间可以较好地融合在一起，而且还具有质量轻和强度好的特点。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种高强度实心轮胎，其中，包括均呈圆环形的表皮层、减震层和内连接层，所述表皮层和内连接层分别包覆连接在减震层的外环侧和内环侧，所述表皮层和内连接层之间留有供减震层露出于外的环形间隙，所述减震层由ETPU粒子经水蒸气发泡成型而成；
所述表皮层是由55-75重量份的热塑性聚氨酯弹性体、15-30重量份的氯丁橡胶、4-12重量份的石油树脂、3-10重量份的石蜡油以及1-2重量份抗氧剂组成并经注塑成型在减震层的外环侧；所述内连接层由CPU材料灌注成型在减震层的内环侧。
进一步，所述内连接层上还形成有若干个螺钉连接孔，每一螺钉连接孔均贯通内连接层的上下表面。
本发明的另一目的在于提供一种高强度实心轮胎的成型工艺，其中，包括如下步骤：
①利用水蒸气加热成型的方式，将ETPU粒子发泡成型得到环形的减震层；
②将成型好的减震层放置到注塑模具中，注塑模具中设置有用于挡住减震层中部区域的两个环形遮挡板；
③将共混均匀的注塑料在注塑模具的减震层外环侧注塑成型得到表皮层；所述注塑料由55-75重量份的热塑性聚氨酯弹性体、15-30重量份的氯丁橡胶、4-12重量份的石油树脂、3-10重量份的石蜡油以及1-2重量份抗氧剂组成；
④将加工好的减震层和表皮层放置到灌注模具中，所述关注模具中也设置有两个环形遮挡板，再通过灌注成型的方式将CPU材料灌注到减震层的内环侧，得到高强度实心轮胎。
进一步，所述步骤④中还在成型好的内连接层内环上还加工形成有螺钉连接孔，每一螺钉连接孔均贯通内连接层的上下表面。
采用上述结构后，本发明涉及一种高强度实心轮胎及其成型工艺，与现有技术相比，其至少具有如下有益效果：
一、本发明采用热塑性聚氨酯弹性体和氯丁橡胶作为主材料，其中氯丁橡胶具有耐拉力、耐磨和弹性好的特点，再结合上热塑性聚氨酯弹性体的特性，让表皮层具有较佳的综合性能；热塑性聚氨酯弹性体和氯丁橡胶经过充分共混之后注塑成型在减震层的外侧，形成表皮层，由于热塑性聚氨酯弹性体和ETPU粒子两者均属于聚氨酯材料，属于相同的材料类别，具有较佳的相融性，可以使得表皮层和内连接层和减震层之间能连接成为一个整体，提升了整个实心轮胎的品质。
二、本发明形成的实心轮胎，其表皮层相比于减震层是硬的，所述减震层相比于表皮层是软的，现有技术基本上都是表皮层是软的，里面是硬的，实际减震效果较差；另外，本发明通过让表皮层和内连接层之间留有环形间隙，使得表皮层向内连接层传递的作用力全部都要通过减震层，确保所有作用力都会得到减震层的缓冲作用。
三、本发明中使用的助剂是用于提升轮胎实际性能，其中石油树脂和石蜡油是用于让氯丁橡胶和热塑性聚氨酯弹性体两种主材料具有较佳的共混性，从而让氯丁橡胶和热塑性聚氨酯弹性体可以融合的更加均匀，所述抗氧剂则用于防止整个实心轮胎硬化，提升产品寿命。
四、本发明采用CPU材料灌注形成内连接层，由于CPU材料相对来说熔点较低，其可以采用灌注的方式成型，另外由于CPU材料的密度相对较小，其在提高整个轮胎强度的同时还具有质量较轻的特点。
附图说明
图1为本发明涉及一种高强度实心轮胎的结构示意图。
图2为本发明涉及一种高强度实心轮胎的剖视图。
图3为本发明将ETPU粒子通过水蒸气成型为减震层的示意图。
图4为本发明将减震层被环形遮挡板遮挡住时的示意图。
图5为本发明通过注塑和灌注依次形成出表皮层和内连接层的示意图。
图中：
表皮层-1；减震层-2；ETPU粒子-21；
内连接层-3；螺钉连接孔-31；环形间隙-4；
环形遮挡板-5。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
如图1和图2所示，其为本发明涉及的一种高强度实心轮胎，包括均呈圆环形的表皮层1、减震层2和内连接层3，所述表皮层1和内连接层3分别包覆连接在减震层2的外环侧和内环侧，所述表皮层1和内连接层3之间留有供减震层2露出于外的环形间隙4。
所述减震层2由ETPU粒子21经水蒸气发泡成型而成。
所述表皮层1是由55-75重量份的热塑性聚氨酯弹性体、15-30重量份的氯丁橡胶、4-12重量份的石油树脂、3-10重量份的石蜡油以及1-2重量份抗氧剂组成并经注塑成型在减震层2的外环侧。如此，本发明采用热塑性聚氨酯弹性体和氯丁橡胶作为主材料，其中氯丁橡胶具有耐拉力、耐磨和弹性好的特点，再结合上热塑性聚氨酯弹性体的特性，让表皮层1具有较佳的综合性能；热塑性聚氨酯弹性体和氯丁橡胶经过充分共混之后注塑成型在减震层2的外侧，形成表皮层1，由于热塑性聚氨酯弹性体和ETPU粒子21两者均属于聚氨酯材料，属于相同的材料类别，具有较佳的相融性，可以使得表皮层1和内连接层3和减震层2之间能连接成为一个整体，提升了整个实心轮胎的品质。
所述内连接层3由CPU材料灌注成型在减震层2的内环侧。为了进一步提升整个实心轮胎应用在车轮上的结构强度，所述内连接层3上还形成有若干个螺钉连接孔31，每一螺钉连接孔31均贯通内连接层3的上下表面。如此，本发明采用CPU材料灌注形成内连接层3，由于CPU材料相对来说熔点较低，其可以采用灌注的方式成型，另外由于CPU材料的密度相对较小，其在提高整个轮胎强度的同时还具有质量较轻的特点。
如图3至图5所示，本发明还提供一种高强度实心轮胎的成型工艺，包括如下步骤：
①利用水蒸气加热成型的方式，将ETPU粒子21发泡成型得到环形的减震层2；
②将成型好的减震层2放置到注塑模具中，注塑模具中设置有用于挡住减震层2中部区域的两个环形遮挡板5；
③将共混均匀的注塑料在注塑模具的减震层2外环侧注塑成型得到表皮层1；所述注塑料由55-75重量份的热塑性聚氨酯弹性体、15-30重量份的氯丁橡胶、4-12重量份的石油树脂、3-10重量份的石蜡油以及1-2重量份抗氧剂组成；
④将加工好的减震层2和表皮层1放置到灌注模具中，所述关注模具中也设置有两个环形遮挡板5，再通过灌注成型的方式将CPU材料灌注到减震层2的内环侧，得到高强度实心轮胎。优选地，所述步骤④中还在成型好的内连接层3内环上还加工形成有螺钉连接孔31，每一螺钉连接孔31均贯通内连接层3的上下表面。
如此，与现有技术相比，本发明形成的实心轮胎，其表皮层1相比于减震层2是硬的，所述减震层2相比于表皮层1是软的，现有技术基本上都是表皮层1是软的，里面是硬的，实际减震效果较差；另外，本发明通过让表皮层1和内连接层3之间留有环形间隙4，使得表皮层1向内连接层3传递的作用力全部都要通过减震层2，确保所有作用力都会得到减震层2的缓冲作用。另外，本发明中使用的助剂是用于提升轮胎实际性能，其中石油树脂和石蜡油是用于让氯丁橡胶和热塑性聚氨酯弹性体两种主材料具有较佳的共混性，从而让氯丁橡胶和热塑性聚氨酯弹性体可以融合的更加均匀，所述抗氧剂则用于防止整个实心轮胎硬化，提升产品寿命。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (4)

1.一种高强度实心轮胎，其特征在于，包括均呈圆环形的表皮层、减震层和内连接层，所述表皮层和内连接层分别包覆连接在减震层的外环侧和内环侧，所述表皮层和内连接层之间留有供减震层露出于外的环形间隙，所述减震层由ETPU粒子经水蒸气发泡成型而成；
所述表皮层是由55-75重量份的热塑性聚氨酯弹性体、15-30重量份的氯丁橡胶、4-12重量份的石油树脂、3-10重量份的石蜡油以及1-2重量份抗氧剂组成并经注塑成型在减震层的外环侧；所述内连接层由CPU材料灌注成型在减震层的内环侧。
2.如权利要求1所述的一种高强度实心轮胎，其特征在于，所述内连接层上还形成有若干个螺钉连接孔，每一螺钉连接孔均贯通内连接层的上下表面。
3.一种高强度实心轮胎的成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：
①利用水蒸气加热成型的方式，将ETPU粒子发泡成型得到环形的减震层；
②将成型好的减震层放置到注塑模具中，注塑模具中设置有用于挡住减震层中部区域的两个环形遮挡板；
③将共混均匀的注塑料在注塑模具的减震层外环侧注塑成型得到表皮层；所述注塑料由55-75重量份的热塑性聚氨酯弹性体、15-30重量份的氯丁橡胶、4-12重量份的石油树脂、3-10重量份的石蜡油以及1-2重量份抗氧剂组成；
④将加工好的减震层和表皮层放置到灌注模具中，所述关注模具中也设置有两个环形遮挡板，再通过灌注成型的方式将CPU材料灌注到减震层的内环侧，得到高强度实心轮胎。
4.如权利要求3所述的一种高强度实心轮胎的成型工艺，其特征在于，所述步骤④中还在成型好的内连接层内环上还加工形成有螺钉连接孔，每一螺钉连接孔均贯通内连接层的上下表面。
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