CN113416513B - 一种高分子自动充气补胎液及其制备方法 - Google Patents

一种高分子自动充气补胎液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及化学粘合剂技术领域，具体涉及一种高分子自动充气补胎液及其制备方法，包括如下重量份的原料：改性聚氨酯树脂20‑40份、聚乙烯醇纤维6‑14份、聚苯烯酸树脂10‑20份、纳米微晶颗粒1‑5份、纳米活性炭1‑5份、醋酸乙烯1‑5份、硅酸凝胶4‑8份、防冻剂10‑15份、抗氧剂0.1‑1.0份、表面活性剂0.5‑3.0份、SBS2‑6份、异佛尔酮2‑6份和溶剂25‑45份。本发明的补胎液中采用的聚乙烯醇纤维与硅酸凝胶反应瞬间形成半互穿网络连接可以瞬间堵塞被扎破的轮胎，使制得的补胎液既有聚乙烯醇的优良成膜性，又有硅酸凝胶的耐水性和硬度，且附着力良好，抗冲击性好、耐水性和气密性好的优点。

Description

一种高分子自动充气补胎液及其制备方法
技术领域
本发明涉及化学粘合剂技术领域，具体涉及一种高分子自动充气补胎液及其制备方法。
背景技术
轮胎橡胶中的微细孔以及无内胎轮胎与轮辋的接触不严都会造成慢泄气。车辆在行驶中，轮胎会被路面上的钉子或尖硬物质扎破，造成急性泄气。长距离高速行驶，特别是在炎热的夏季，在灼热的路面上行驶，也会使轮胎内局部聚集越来越高的温度，以至最后会发生爆胎。以上这些情况，轻者使车辆抛锚，重者会发生翻车或控车，甚至发生车毁人亡的重大事故。这种事故，在世界范围内都是屡见不鲜的。因此，自有充气轮胎以来，人们就不断地致力于研究轮胎的补胎技术，特别是如何在轮胎内灌注某种预防轮胎慢泄气和填补轮胎孔洞的产品。因此，补车液的技术已经逐渐成熟并被大家认可，当轮胎被扎破漏气后，只要将补胎胶液连接到轮胎上面，按下补胎胶液的阀门，会自动往轮胎里加压缩空气，同时也会注入补胎胶液。待轮胎的胎压正常后，开动汽车就能再次在路上行驶。一般来说，往轮胎加入一次补胎胶液之后，只要轮胎里的液体没有挥发泄露，即使以后轮胎再次被扎破，也不用补胎。轮胎内的补胎胶液会在压力作用下，自行补好轮胎上的漏洞。但市面上各种产品还是存在着不少的问题，如大部份的补胎胶液都只是暂时稳住气压，使汽车能够行驶到最近的汽车维修站，有的补胎胶液对车胎有腐蚀破坏，存在安全隐患，补胎速度较慢，同时有些补胎胶液抗冻效果很差；有的轮胎补胎胶液会在胎内干枯或遇寒冷天气结冰，非但失去补漏效果，反而会损害轮胎的内壁；有的补胎胶液用各种天然纤维或石棉纤维和化学物品，这些纤维会在轮胎内逐渐结团，失去补胎效果，且会磨损轮胎内壁，还会使车辆在行驶时颤动，难以达到市场发展的需要，同时现有的补胎液对车胎轮毂具有一定腐蚀性，并且补胎液含有毒物质，会对环境造成污染，存在重大安全隐患。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高分子自动充气补胎液，该补胎液中采用的聚乙烯醇纤维与硅酸凝胶反应瞬间形成半互穿网络连接可以瞬间堵塞被扎破的轮胎，使制得的补胎液既有聚乙烯醇的优良成膜性，又有硅酸凝胶的耐水性和硬度，且附着力良好，另外，采用的纳米微晶颗粒和纳米活性炭颗粒小，对改性聚氨酯树脂进行填充后加快了胶液的固化速度，可使制得的补胎液的粘接强度显著提升，防冻剂的加入进一步提升了该补胎胶液在补胎胎遇寒冷天气时抗结冰的能力，使最终制得补胎液具有使用使用寿命长、成膜性能好、抗冲击性好、耐水性和气密性好的优点。
本发明的另一目的在于提供一种高分子自动充气补胎液的制备方法，该方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，制得的自动充气补胎液具粘度低、补胎速度快、成膜性好、抗冲击性好、抗冻效果好和环保的优点，同时适用于大规模生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高分子自动充气补胎液，包括如下重量份的原料：改性聚氨酯树脂20-40份、聚乙烯醇纤维6-14份、聚苯烯酸树脂10-20份、纳米微晶颗粒1-5份、纳米活性炭1-5份、醋酸乙烯1-5份、硅酸凝胶4-8份、防冻剂10-15份、抗氧剂0.1-1.0份、表面活性剂0.5-3.0份、SBS2-6份、异佛尔酮2-6份和溶剂25-45份。更优选的，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；所述纳米微晶颗粒为微晶纤维素102。
本发明中的补胎液中采用的聚乙烯醇纤维与硅酸凝胶反应瞬间形成半互穿网络连接可以瞬间堵塞被扎破的轮胎，使制得的补胎液既有聚乙烯醇的优良成膜性，又有硅酸凝胶的耐水性和硬度，且附着力良好，另外，采用的纳米微晶颗粒和纳米活性炭颗粒小，对改性聚氨酯树脂进行填充后加快了胶液的固化速度，可使制得的补胎液的粘接强度显著提升，防冻剂的加入进一步提升了该补胎胶液在补胎胎遇寒冷天气时抗结冰的能力，使最终制得补胎液具有使用使用寿命长、成膜性能好、抗冲击性好、耐水性和气密性好的优点；聚苯烯酸树脂涂膜性能优异，耐光、耐候性佳，耐热，耐过度烘烤、耐化学品性及耐腐蚀等性能都极好；纳米微晶颗粒中所采用的微晶纤维素102与改性聚氨酯树脂和聚苯烯酸树脂相结合，具有粘和性及良好的塑性变形能力，可以促进形成更多的半互穿网络状物加快补胎速度和增加了自动充气补胎液的密封性和防渗性，另外微晶纤维素102、纳米微晶颗粒和纳米活性炭填充的改性聚氨酯树脂和聚苯烯酸树脂发生半互穿网络连接，使所制得的补胎液既有聚乙烯醇的优良成膜性，又有硅溶胶的耐水性和硬度，且附着力良好，胶体粒子能牢固的附着在物体表面，粒子间形成硅氧结合，补胎液中硅酸凝胶Si-O键的刚性较强，加入微晶纤维素102使改性聚氨酯树脂和聚苯烯酸树填充在-Si-O-Si-网状结构的间隙中，屏蔽残存的羟基减少补胎液对水的敏感程度，弛缓补胎液在冷热交替时的伸缩作用，提高补胎液的韧性、抗冲击性和耐水性能；而所采用的SBS具有优良的拉伸强度，表面摩擦系数大，低温性能好，加工性能好等特性，可辅助提升补胎液的加工性能，同时，还可进一步提升最终制得补胎液的综合性能。
优选的，每份所述改性聚氨酯树脂包括如下重量份的原料：石墨烯1-5份、氨基树脂20-30份、异氰酸酯单体4-8份、十二烷基羧酸1-5份、偶联剂1-3份、纳米木质纤维素1-3份和聚氨酯预聚体6-10份。
本发明中改性后的聚氨酯树脂具有优良的柔韧性、耐候、耐热和耐寒性，以及更高的力学强度和更好的粘结性的低粘度硅烷改性聚氨酯树脂。
优选的，所述改性聚氨酯树脂通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将氨基树脂、异氰酸酯单体和聚氨酯预聚体加入反应装置中搅拌并加热至70-90℃反应20-40min，恒温保温1-2h，再将十二烷基羧酸加入并继续搅拌10-20min，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将石墨烯和纳米木质纤维素混合搅拌均匀，加热至60-100℃继续搅拌10-20min，得到混合物B，备用；
S3、将步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中并加热至100-120℃搅拌40-60min，再将偶联剂加入，继续搅拌1-3h，冷却后得到改性聚氨酯树脂。
传统的聚氨酯树脂存在着耐候性、耐热性较差，粘接强度低等缺点，已难以满足市场要求，本发明中通过采用上述原料对传统的聚氨酯树脂进行改性，改性后得到的改性聚氨酯树脂具有优良的柔韧性、耐候，耐热和耐寒性，以及更高的力学强度和更好的粘结性的低粘度硅烷改性聚氨酯树脂。而其中采用的纳米木质纤维素可增加石墨烯在聚氨酯树脂中的份散性，从而改善聚氨酯树脂的性能，提升了聚氨酯树脂成膜性能；而上述的高强度低粘度改性聚氨酯树脂的端基为可水解的硅氧烷基聚氨酯预聚体，是在偶联剂的催化剂作用下，直接与低粘度的聚氨酯预聚体、异氰酸酯单体复合制得。另外在制备改性聚氨酯树脂的过程中要严格控制步骤S1中反应时的温度为70-90℃，若温度过高则会导致部份原料焦化，不利于各原料之间的复合，会导致制得改性聚氨酯树脂粘结力、结膜强度和韧性变差，无法到达本发明中对改性聚氨酯树脂性能的需求。
优选的，所述偶联剂具有如下通式：OCN-R1-Si(R2)y(OR3)3-y，其中，R1为含有2-6个碳原子的二价烃基，R2和R3为含有1-3个碳原子的相同或相异的一价烃基，y为1或2。
本发明中采用的偶联剂可以有效促进氨基树脂、聚氨酯预聚体、异氰酸酯单体复合制得，使最终制得的改性聚氨酯树脂的综合性能得到进一步提升。
优选的，每份所述防冻剂是由1,2-丙二醇、聚乙二醇和烷基丁二酰亚胺按照重量比为0.4-0.8:0.2-0.6:0.6-1.0组成的混合物。
本发明防冻剂中所采用的1,2-丙二醇、聚乙二醇和烷基丁二酰亚胺混合物加入补胎液中由于改变了补胎液中冷却水的蒸汽压，显著降低了补胎液的冰点。
优选的，每份所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂619、抗氧剂703、抗氧剂bht和抗氧剂703中的至少两种。
本发明中所采用的抗氧剂1010对改性聚氨酯树脂、聚苯烯酸树脂、硅酸凝胶有卓越的抗氧化性能，抗氧剂1010能有效地防止补胎液在长期老化过程中的热氧化降解，进而延长本发明中补胎液的使用期限，另外可以与抗氧剂168并用有协同效应；抗氧剂168为抗氧剂1010的辅助抗氧剂，与主抗氧剂1010复配，有很好的协同效应，可有效地防止改性聚氨酯树脂、聚苯烯酸树脂、硅酸凝胶在基础注塑中的热降解，给补胎液额外的长效保护。
优选的，每份所述溶剂包括去离子水、乙二醇、丙三醇和1,2丙二醇中的至少一种；更进一步的，每份所述溶剂是由去离子水、丙三醇和1,2丙二醇按照重量比为8-12:1-3:0.8-1.2组成的混合物。
本发明中采用的上述溶剂可复合各具体溶剂的优异性能提升最终制得补胎液的流动性，能有效保证该补胎液黏度低、流变性好(在补胎液注入轮胎气门阀时避免堵塞气门阀的情况)，与其他组份的配伍性好的特点。
本发明还提供了一种高分子自动充气补胎液的制备方法，通过如下步骤制得：
1)按照重量份，将改性聚氨酯树脂、纳米微晶颗粒、纳米活性炭和表面活性剂分散到溶剂中并加入反应装置中，加热60-80℃、以300-450r/min速率搅拌为30-60min，得到混合物A，备用；
2)将聚苯烯酸树脂、聚乙烯醇纤维、醋酸乙烯、硅酸凝胶和SBS混合，加热至70-90℃并搅拌60-100min，得到混合物B，备用；
3)将步骤2)中得到的混合物B加入步骤1)中得到的混合物A，再将异佛尔酮、防冻剂和抗氧剂加入，加热70-90℃、以450-650r/min的速率搅拌1-3h，之后冷却至常温过滤得到的滤液即为该补胎胶液。
本发明的补胎液通过采用上述方法制得，而利用上述方法制得补胎液具有很好的综合性能。而在制备过程中需要严格控制步骤S1中反应器的加热温度60-80℃和搅拌速率300-450r/min，若加热温度过高，则会导致溶剂挥发，使制得补胎液的粘度过大不利用注入轮胎气门阀，若温度过低则会影响改性聚氨酯树脂、纳米微晶颗粒、纳米活性炭之间的份散作用会下降，进而影响纳米微晶颗粒、纳米活性炭对响改性聚氨酯树脂的填充，减少了半互穿网络物的产生量，不利于提升补胎液的性能。
本发明的有益效果在于：本发明的补胎液中采用的聚乙烯醇纤维与硅酸凝胶反应瞬间形成半互穿网络连接可以瞬间堵塞被扎破的轮胎，使制得的补胎液既有聚乙烯醇的优良成膜性，又有硅酸凝胶的耐水性和硬度，且附着力良好，另外，采用的纳米微晶颗粒和纳米活性炭颗粒小，对改性聚氨酯树脂进行填充后加快了胶液的固化速度，可使制得的补胎液的粘接强度显著提升，防冻剂的加入进一步提升了该补胎胶液在补胎胎遇寒冷天气时抗结冰的能力，使最终制得补胎液具有使用使用寿命长、成膜性能好、抗冲击性好、耐水性和气密性好的优点。
本发明一种高分子自动充气补胎液的制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，制得的自动充气补胎液具有粘度低、补胎速度快、成膜性好、抗冲击性好、抗冻效果好和环保的优点，同时适用于大规模生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种高分子自动充气补胎液，包括如下重量份的原料：改性聚氨酯树脂20份、聚乙烯醇纤维6份、聚苯烯酸树脂10份、纳米微晶颗粒1份、纳米活性炭1份、醋酸乙烯1份、硅酸凝胶4份、防冻剂10份、抗氧剂0.1份、表面活性剂0.5份、SBS2份、异佛尔酮2份和溶剂25份；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；所述纳米微晶颗粒为微晶纤维素102；所述硅酸凝胶采用济南鸿博化工有限公司生产的硅酸凝胶；聚苯烯酸树脂采用为日本三菱生产的。
每份所述改性聚氨酯树脂包括如下重量份的原料：石墨烯1份、氨基树脂20份、异氰酸酯单体4份、十二烷基羧酸1份、偶联剂1份、纳米木质纤维素1份和聚氨酯预聚体6份；氨基树脂采用牌号为325的氨基树脂；聚氨酯预聚体采用陶氏MDI聚氨酯预聚体。
所述改性聚氨酯树脂通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将氨基树脂、异氰酸酯单体和聚氨酯预聚体加入反应装置中搅拌并加热至70℃反应20min，恒温保温1h，再将十二烷基羧酸加入并继续搅拌10min，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将石墨烯和纳米木质纤维素混合搅拌均匀，加热至60℃继续搅拌10min，得到混合物B，备用；
S3、将步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中并加热至100℃搅拌40min，再将偶联剂加入，继续搅拌1h，冷却后得到改性聚氨酯树脂。
所述偶联剂具有如下通式：OCN-R1-Si(R2)y(OR3)3-y，其中，R1为含有2个碳原子的二价烃基，R2和R3为含有1个碳原子的相同的一价烃基，y为1。
每份所述防冻剂是由1,2-丙二醇、聚乙二醇和烷基丁二酰亚胺按照重量比为0.4:0.2:0.6组成的混合物。
每份所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂1076按照重量比为0.4:0.2组成的混合物。
每份所述溶剂是由去离子水、丙三醇和1,2丙二醇按照重量比为8:1:0.8组成的混合物。
所述高分子自动充气补胎液的制备方法，通过如下步骤制得：
1)按照重量份，将改性聚氨酯树脂、纳米微晶颗粒、纳米活性炭和表面活性剂分散到溶剂中并加入反应装置中，加热60℃、以300r/min速率搅拌为30min，得到混合物A，备用；
2)将聚苯烯酸树脂、聚乙烯醇纤维、醋酸乙烯、硅酸凝胶和SBS混合，加热至70℃并搅拌60min，得到混合物B，备用；
3)将步骤2)中得到的混合物B加入步骤1)中得到的混合物A，再将异佛尔酮、防冻剂和抗氧剂加入，加热70℃、以450r/min的速率搅拌1h，之后冷却至常温过滤得到的滤液即为该补胎胶液。
实施例2
一种高分子自动充气补胎液，包括如下重量份的原料：改性聚氨酯树脂25份、聚乙烯醇纤维8份、聚苯烯酸树脂13份、纳米微晶颗粒2份、纳米活性炭2份、醋酸乙烯2份、硅酸凝胶5份、防冻剂12份、抗氧剂0.3份、表面活性剂1.0份、SBS3份、异佛尔酮3份和溶剂30份；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；所述纳米微晶颗粒为微晶纤维素102；所述硅酸凝胶采用济南鸿博化工有限公司生产的硅酸凝胶；聚苯烯酸树脂采用为日本三菱生产的。
每份所述改性聚氨酯树脂包括如下重量份的原料：石墨烯2份、氨基树脂23份、异氰酸酯单体5份、十二烷基羧酸2份、偶联剂1.5份、纳米木质纤维素1.5份和聚氨酯预聚体7份；氨基树脂采用牌号为325的氨基树脂；聚氨酯预聚体采用陶氏MDI聚氨酯预聚体。
所述改性聚氨酯树脂通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将氨基树脂、异氰酸酯单体和聚氨酯预聚体加入反应装置中搅拌并加热至75℃反应25min，恒温保温1.2h，再将十二烷基羧酸加入并继续搅拌13min，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将石墨烯和纳米木质纤维素混合搅拌均匀，加热至70℃继续搅拌13min，得到混合物B，备用；
S3、将步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中并加热至105℃搅拌45min，再将偶联剂加入，继续搅拌1.5h，冷却后得到改性聚氨酯树脂。
所述偶联剂具有如下通式：OCN-R1-Si(R2)y(OR3)3-y，其中，R1为含有2个碳原子的二价烃基，R2和R3为含有2个碳原子的相异的一价烃基，y为2。
每份所述防冻剂是由1,2-丙二醇、聚乙二醇和烷基丁二酰亚胺按照重量比为0.5:0.3:0.7组成的混合物。
每份所述抗氧剂是由抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076照重量比为0.5:0.4:0.7组成的混合物。
每份所述溶剂是由去离子水、丙三醇和1,2丙二醇按照重量比为9:1.5:0.9组成的混合物。
所述高分子自动充气补胎液的制备方法，通过如下步骤制得：
1)按照重量份，将改性聚氨酯树脂、纳米微晶颗粒、纳米活性炭和表面活性剂分散到溶剂中并加入反应装置中，加热65℃、以330r/min速率搅拌为38min，得到混合物A，备用；
2)将聚苯烯酸树脂、聚乙烯醇纤维、醋酸乙烯、硅酸凝胶和SBS混合，加热至75℃并搅拌70min，得到混合物B，备用；
3)将步骤2)中得到的混合物B加入步骤1)中得到的混合物A，再将异佛尔酮、防冻剂和抗氧剂加入，加热75℃、以500r/min的速率搅拌1.5h，之后冷却至常温过滤得到的滤液即为该补胎胶液
实施例3
一种高分子自动充气补胎液，包括如下重量份的原料：改性聚氨酯树脂30份、聚乙烯醇纤维10份、聚苯烯酸树脂15份、纳米微晶颗粒3份、纳米活性炭3份、醋酸乙烯3份、硅酸凝胶6份、防冻剂13份、抗氧剂0.5份、表面活性剂2.0份、SBS4份、异佛尔酮4份和溶剂35份；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；所述纳米微晶颗粒为微晶纤维素102；所述硅酸凝胶采用济南鸿博化工有限公司生产的硅酸凝胶；聚苯烯酸树脂采用为日本三菱生产的。
每份所述改性聚氨酯树脂包括如下重量份的原料：石墨烯3份、氨基树脂25份、异氰酸酯单体6份、十二烷基羧酸3份、偶联剂2份、纳米木质纤维素2份和聚氨酯预聚体8份；氨基树脂采用牌号为325的氨基树脂；聚氨酯预聚体采用陶氏MDI聚氨酯预聚体。
所述改性聚氨酯树脂通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将氨基树脂、异氰酸酯单体和聚氨酯预聚体加入反应装置中搅拌并加热至80℃反应30min，恒温保温1.5h，再将十二烷基羧酸加入并继续搅拌15min，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将石墨烯和纳米木质纤维素混合搅拌均匀，加热至80℃继续搅拌15min，得到混合物B，备用；
S3、将步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中并加热至1112℃搅拌50min，再将偶联剂加入，继续搅拌2h，冷却后得到改性聚氨酯树脂。
所述偶联剂具有如下通式：OCN-R1-Si(R2)y(OR3)3-y，其中，R1为含有2个碳原子的二价烃基，R2和R3为含有2个碳原子的相同的一价烃基，y为1。
每份所述防冻剂是由1,2-丙二醇、聚乙二醇和烷基丁二酰亚胺按照重量比为0.6:0.4:0.8组成的混合物。
每份所述抗氧剂是由抗氧剂1010、抗氧剂bht和抗氧剂703按照重量比为0.6:0.8:0.8组成的混合物。
每份所述溶剂是由去离子水、丙三醇和1,2丙二醇按照重量比为9:2:1.0组成的混合物。
所述高分子自动充气补胎液的制备方法，通过如下步骤制得：
1)按照重量份，将改性聚氨酯树脂、纳米微晶颗粒、纳米活性炭和表面活性剂分散到溶剂中并加入反应装置中，加热70℃、以370r/min速率搅拌为45min，得到混合物A，备用；
2)将聚苯烯酸树脂、聚乙烯醇纤维、醋酸乙烯、硅酸凝胶和SBS混合，加热至80℃并搅拌80min，得到混合物B，备用；
3)将步骤2)中得到的混合物B加入步骤1)中得到的混合物A，再将异佛尔酮、防冻剂和抗氧剂加入，加热80℃、以550r/min的速率搅拌2h，之后冷却至常温过滤得到的滤液即为该补胎胶液
实施例4
一种高分子自动充气补胎液，包括如下重量份的原料：改性聚氨酯树脂35份、聚乙烯醇纤维12份、聚苯烯酸树脂18份、纳米微晶颗粒4份、纳米活性炭4份、醋酸乙烯4份、硅酸凝胶7份、防冻剂14份、抗氧剂0.8份、表面活性剂2.5份、SBS5份、异佛尔酮5份和溶剂40份；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；所述纳米微晶颗粒为微晶纤维素102；所述硅酸凝胶采用济南鸿博化工有限公司生产的硅酸凝胶；聚苯烯酸树脂采用为日本三菱生产的。
每份所述改性聚氨酯树脂包括如下重量份的原料：石墨烯4份、氨基树脂28份、异氰酸酯单体7份、十二烷基羧酸4份、偶联剂2.5份、纳米木质纤维素2.5份和聚氨酯预聚体9份；氨基树脂采用牌号为325的氨基树脂；聚氨酯预聚体采用陶氏MDI聚氨酯预聚体。
所述改性聚氨酯树脂通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将氨基树脂、异氰酸酯单体和聚氨酯预聚体加入反应装置中搅拌并加热至85℃反应35min，恒温保温1.8h，再将十二烷基羧酸加入并继续搅拌18min，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将石墨烯和纳米木质纤维素混合搅拌均匀，加热至90℃继续搅拌18min，得到混合物B，备用；
S3、将步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中并加热至115℃搅拌55min，再将偶联剂加入，继续搅拌2.5h，冷却后得到改性聚氨酯树脂。
所述偶联剂具有如下通式：OCN-R1-Si(R2)y(OR3)3-y，其中，R1为含有2个碳原子的二价烃基，R2和R3为含有3个碳原子的相同的一价烃基，y为2。
每份所述防冻剂是由1,2-丙二醇、聚乙二醇和烷基丁二酰亚胺按照重量比为0.7:0.5:0.9组成的混合物。
每份所述抗氧剂是由抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂703按照重量比为0.7:0.6:0.8组成的混合物。
每份所述溶剂是由去离子水、丙三醇和1,2丙二醇按照重量比为11:2.5:1.1组成的混合物。
所述高分子自动充气补胎液的制备方法，通过如下步骤制得：
1)按照重量份，将改性聚氨酯树脂、纳米微晶颗粒、纳米活性炭和表面活性剂分散到溶剂中并加入反应装置中，加热78℃、以410r/min速率搅拌为52min，得到混合物A，备用；
2)将聚苯烯酸树脂、聚乙烯醇纤维、醋酸乙烯、硅酸凝胶和SBS混合，加热至85℃并搅拌90min，得到混合物B，备用；
3)将步骤2)中得到的混合物B加入步骤1)中得到的混合物A，再将异佛尔酮、防冻剂和抗氧剂加入，加热85℃、以600r/min的速率搅拌1.5h，之后冷却至常温过滤得到的滤液即为该补胎胶液
实施例5
一种高分子自动充气补胎液，包括如下重量份的原料：改性聚氨酯树脂40份、聚乙烯醇纤维14份、聚苯烯酸树脂20份、纳米微晶颗粒5份、纳米活性炭5份、醋酸乙烯5份、硅酸凝胶8份、防冻剂15份、抗氧剂1.0份、表面活性剂3.0份、SBS6份、异佛尔酮6份和溶剂45份。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；所述纳米微晶颗粒为微晶纤维素102；所述硅酸凝胶采用济南鸿博化工有限公司生产的硅酸凝胶；聚苯烯酸树脂采用为日本三菱生产的。
每份所述改性聚氨酯树脂包括如下重量份的原料：石墨烯5份、氨基树脂30份、异氰酸酯单体8份、十二烷基羧酸5份、偶联剂3份、纳米木质纤维素3份和聚氨酯预聚体10份；氨基树脂采用牌号为325的氨基树脂；聚氨酯预聚体采用陶氏MDI聚氨酯预聚体。
所述改性聚氨酯树脂通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将氨基树脂、异氰酸酯单体和聚氨酯预聚体加入反应装置中搅拌并加热至90℃反应40min，恒温保温2h，再将十二烷基羧酸加入并继续搅拌20min，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将石墨烯和纳米木质纤维素混合搅拌均匀，加热至100℃继续搅拌20min，得到混合物B，备用；
S3、将步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中并加热至120℃搅拌60min，再将偶联剂加入，继续搅拌3h，冷却后得到改性聚氨酯树脂。
所述偶联剂具有如下通式：OCN-R1-Si(R2)y(OR3)3-y，其中，R1为含有6个碳原子的二价烃基，R2和R3为含有3个碳原子的相同的一价烃基，y为2。
每份所述防冻剂是由1,2-丙二醇、聚乙二醇和烷基丁二酰亚胺按照重量比为0.8:0.6:1.0组成的混合物。
每份所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168按照重量比为0.5:0.2组成的混合物。
每份所述溶剂是由去离子水、丙三醇和1,2丙二醇按照重量比为12:3:0.1.2组成的混合物。
所述高分子自动充气补胎液的制备方法，通过如下步骤制得：
1)按照重量份，将改性聚氨酯树脂、纳米微晶颗粒、纳米活性炭和表面活性剂分散到溶剂中并加入反应装置中，加热80℃、以450r/min速率搅拌为60min，得到混合物A，备用；
2)将聚苯烯酸树脂、聚乙烯醇纤维、醋酸乙烯、硅酸凝胶和SBS混合，加热至90℃并搅拌100min，得到混合物B，备用；
3)将步骤2)中得到的混合物B加入步骤1)中得到的混合物A，再将异佛尔酮、防冻剂和抗氧剂加入，加热90℃、以650r/min的速率搅拌3h，之后冷却至常温过滤得到的滤液即为该补胎胶液。
对比例1
本对比例与上述实施例1的区别在于：本对比例中在制备补胎胶液时直接用聚氨酯树脂条换了改性聚氨酯树脂，其余原料按照实施例1的比例混合物。本对比例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
对比例2
本对比例与上述实施例3的区别在于：本对比例中制备补胎胶液时采用硅烷偶联剂kh550替代了本申请中所采用的偶联剂。其余原料按照实施例3的比例混合物。本对比例的其余内容与实施例3相同，这里不再赘述。
对比例3
本对比例与上述实施例5的区别在于：本对比例中用羧甲基纤维素钠代替了硅酸凝胶，其余原料按照实施例5的比例混合物。本对比例的其余内容与实施例5相同，这里不再赘述。
分别对具体实施例1、3和5和对比例1-3中制得的补胎胶液的各项物性进行检测(其中粘度的测试标准为GB-T 9751-1988；粘接强度的测试标准为GB1720-1979胶膜附着力测定方法进行测量)，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003127249800000151
由上述结果可知，本发明实施例1-5中制得的补胎胶液各项性能优越，该补胎胶液在低温、常温和高温条件下粘度低、补胎所需时间短、粘接强度、密封性能好，同时该补胎胶液还具有优良的抗冻效果和环保的优点，适用于大规模生产。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高分子自动充气补胎液，其特征在于：包括如下重量份的原料：改性聚氨酯树脂20-40份、聚乙烯醇纤维6-14份、聚苯烯酸树脂10-20份、纳米微晶颗粒1-5份、纳米活性炭1-5份、醋酸乙烯1-5份、硅酸凝胶4-8份、防冻剂10-15份、抗氧剂0.1-1.0份、表面活性剂0.5-3.0份、SBS2-6份、异佛尔酮2-6份和溶剂25-45份；
所述溶剂为去离子水、乙二醇、丙三醇和1,2丙二醇中的至少一种；
所述改性聚氨酯树脂包括如下重量份的原料：石墨烯1-5份、氨基树脂20-30份、异氰酸酯单体4-8份、十二烷基羧酸1-5份、偶联剂1-3份、纳米木质纤维素1-3份和聚氨酯预聚体6-10份；
所述改性聚氨酯树脂通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将氨基树脂、异氰酸酯单体和聚氨酯预聚体加入反应装置中搅拌并加热至70-90℃反应20-40min，恒温保温1-2h，再将十二烷基羧酸加入并继续搅拌10-20min，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将石墨烯和纳米木质纤维素混合搅拌均匀，加热至60-100℃继续搅拌10-20min，得到混合物B，备用；
S3、将步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中并加热至100-120℃搅拌40-60min，再将偶联剂加入，继续搅拌1-3h，冷却后得到改性聚氨酯树脂；
所述偶联剂具有如下通式：OCN-R1 -Si(R2 )y(OR3 )3-y，其中，R1为含有2-6个碳原子的二价烃基，R 2和R 3为含有1-3个碳原子的相同或相异的一价烃基，y为1或2。
2.根据权利要求1所述的一种高分子自动充气补胎液，其特征在于：所述防冻剂是由1,2-丙二醇、聚乙二醇和烷基丁二酰亚胺按照重量比为0.4-0.8:0.2-0.6:0.6-1.0组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高分子自动充气补胎液，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂619、抗氧剂BHT和抗氧剂703中的至少两种。
4.根据权利要求1所述的一种高分子自动充气补胎液，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的高分子自动充气补胎液的制备方法，其特征在于：通过如下步骤制得：
1）按照重量份，将改性聚氨酯树脂、纳米微晶颗粒、纳米活性炭和表面活性剂分散到溶剂中并加入反应装置中，加热、搅拌，得到混合物A，备用；
2）将聚苯烯酸树脂、聚乙烯醇纤维、醋酸乙烯、硅酸凝胶和SBS混合，加热并搅拌，得到混合物B，备用；
3）将步骤2）中得到的混合物B加入步骤1）中得到的混合物A，再将异佛尔酮、防冻剂和抗氧剂加入，加热、搅拌，之后冷却至常温过滤得到的滤液即为该补胎液。
6.根据权利要求5所述的一种高分子自动充气补胎液的制备方法，其特征在于：步骤1）的加热温度为60-80℃，搅拌速率为300-450r/min，搅拌时间为30-60min；步骤2）中的加热温度为70-90℃，搅拌时间为60-100min；步骤3）中加热温度为70-90℃，搅拌速率为450-650r/min，搅拌时间为1-3h。
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