CN114161739A - 一种复合轮胎及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合轮胎及其制造方法，该方法包括轮胎胎体的表面预处理、胎面处理剂的配置、采用特有的工艺浇注成型复合轮胎胎面，具有制造工艺简单，成本较低等特点，且制造得到的复合轮胎具有弹性好、滚动阻力低、油耗低、胎面耐磨性好等一系列突出优点，性价比高，易于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及复合轮胎的制造技术领域，特别是涉及一种复合轮胎及其制造方法。
背景技术
所谓绿色轮胎，国际上通指滚动阻力小，因而油耗低，废气排放少的子午线轮胎。同时，为了保证使用性能，绿色轮胎必须兼顾比较高的抗湿滑性能及良好的耐磨性能。与普通轮胎相比，绿色轮胎可降低滚动阻力22～25％,节油3～8％。自1991年法国米其林公司宣布大力开发绿色轮胎以来，欧洲、美国和日本等各大轮胎公司相继加快了绿色轮胎的研制步伐，目前绿色轮胎已成为轮胎工业发展的热门课题。
尽管众多公司开展了聚氨酯材料应用于轮胎制造的研究，但是聚氨酯分子链中比较强的氨基甲酸酯及聚脲等极性基团的存在，导致分子链间及分子内氢键作用较大，分子链的运动比较困难，在动态使用条件下内生热较大，而且聚氨酯具有典型的高分子材料的导热性能比较差的特点，长期使用时产生的热量容易积存于材料内部而导致温升过高最终材料过热而产生破坏失效，因此极大地制约了聚氨酯材料在轮胎制造中的应用，所以目前面世的聚氨酯轮胎均为低速使用轮胎。
发明内容
基于此，本发明的目的在于解决浇注型聚氨酯弹性体在应用于复合轮胎胎面材料上存在的不足之处，提供了一种复合轮胎及其制造方法。
第一方面，本发明实施例提供了一种复合轮胎的制造方法，包括：
S1、对轮胎胎体与浇注聚氨酯弹性体粘接的部位进行打磨处理，清洗烘干后备用，完成轮胎胎体的表面预处理；
S2、制备三氯异氰尿酸和经无水氯化钙处理的丙酮/丁酮/醋酸乙酯混合溶剂的混合溶液，采用所述混合溶液与多元接枝胶黏剂溶液配制胎面处理剂；
S3、将所述胎面处理剂喷涂或者刷涂在准备好的轮胎胎面上进行表面改性处理；
S4、采用改性后的聚氨酯预聚体或线性聚氨酯预聚体对表面改性处理后的轮胎胎面进行浇注处理后，制得复合轮胎成品；其中，所述改性后的聚氨酯预聚体的制备包括：选择浇注型聚氨酯弹性体的原材料，采用选择的浇注型聚氨酯弹性体的原材料制备聚氨酯预聚体，对所述聚氨酯预聚体进行改性处理，获得改性后的聚氨酯预聚体；所述线性聚氨酯预聚体的制备包括：采用选择的浇注型聚氨酯弹性体的原材料以及引用超分子结构制备所述线性聚氨酯预聚体。
本发明实施例中提供的技术方案中，通过采用特有的工艺浇注成型复合轮胎胎面，这种复合轮胎具有弹性好、滚动阻力低、油耗低、胎面耐磨性好等一系列突出优点，且制造工艺简单，成本较低，复合轮胎性价比高，易于工业化生产。
在一种可能的设计中，所述多元接枝胶黏剂溶液包括甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸/丙烯酸丁酯/丙烯酸羟丙酯/氯丁橡胶；
制备三氯异氰尿酸和经无水氯化钙处理的丙酮/丁酮/醋酸乙酯混合溶剂的混合溶液，采用所述混合溶液与多元接枝胶黏剂溶液配制胎面处理剂，包括：
将3～15重量份的所述三氯异氰尿酸加入到85～97重量份的所述经无水氯化钙处理的丙酮/丁酮/醋酸乙酯混合溶剂中，快速搅拌溶解均匀后，获得所述混合溶液；
在所述混合溶液中加入10～30重量份的所述多元接枝胶黏剂溶液，搅拌混合均匀后，获得所述胎面处理剂。
在一种可能的设计中，将所述胎面处理剂喷涂或者刷涂在准备好的轮胎胎面上进行表面改性处理，包括：
将所述胎面处理剂均匀喷涂或者刷涂在准备好的轮胎胎面上，在温度60～80℃，湿度30～70％的环境下停放0.5～12个小时后，完成所述轮胎胎面的表面改性处理。
在一种可能的设计中，选择浇注型聚氨酯弹性体的原材料，包括：
选择由低聚物多元醇—异氰酸酯型体系制备的聚氨酯预聚体和小分子二醇/二胺组成的材料作为所述浇注型聚氨酯弹性体的原材料；
其中，低聚物多元醇—异氰酸酯型体系可选自体系A或体系B；
所述体系A是聚己内酯/四氢呋喃共聚二醇/聚己内酯二醇/聚四氢呋喃二醇/聚碳酸酯二醇/端羟基聚丁二烯多元醇—二苯基甲烷二异氰酸酯体系预聚体，其中的多元醇/二元醇的分子量在600～5000之间；扩链剂是低分子二元醇/三元醇；扩链系数在0.93～1.02之间；
所述体系B是聚己内酯/四氢呋喃共聚二醇/聚己内酯二醇/聚四氢呋喃二醇/聚碳酸酯二醇/端羟基聚丁二烯多元醇—对苯二异氰酸酯体系预聚体，其中的多元醇/二元醇的分子量在600～5000之间；扩链剂是低分子二元醇/三元醇；扩链系数在0.93～1.02之间。
在一种可能的设计中，采用选择的浇注型聚氨酯弹性体的原材料制备聚氨酯预聚体，包括：
采用一种低聚物多元醇或者多种低聚物二醇混合物于-0.095～0.098Mpa真空、100～135℃脱水14小时；冷却至40℃以下后，缓慢分批加入异氰酸酯，匀速搅拌0.5小时，待温度稳定后缓慢加热升温至75～85℃，期间通入干燥的氮气，保持反应条件稳定反应2～3小时，停止搅拌后得到预聚体产物，投料设计预聚体中异氰酸根含量在3～6.2之间。
在一种可能的设计中，对所述聚氨酯预聚体进行改性处理，包括：
将直径约10μm，长0.5～2mm，长宽比约为10～60的1414对位芳纶沉析纤维干燥后缓慢加入到γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷/乙醇混配溶液中，采用超声波分散，待分散均匀后过滤并放入到真空干燥箱中，在230～250℃，抽真空的状态下干燥3～5小时，取出冷却粉碎，即获得表面改性处理的芳纶沉析纤维；将改性的1414对位芳纶沉析纤维用大功率超声波分散仪分散到聚氨酯预聚体中，即制得1414对位芳纶沉析纤维改性的聚氨酯预聚体；其中，1414对位芳纶沉析纤维的重量是预聚体重量的1～8％；γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的用量是芳纶沉析纤维重量的20～40％，乙醇的用量是偶联剂重量的3～10倍。
在一种可能的设计中，采用改性后的聚氨酯预聚体对表面改性处理后的轮胎胎面进行浇注处理后，制得复合轮胎成品，包括：
将改性后的聚氨酯预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机的A罐中，物料加热至75～85℃并充入干燥的氮气保护，将扩链剂低分子二元醇/三元醇移至B罐中，采用甲苯二正丁胺法测定预聚体中异氰酸根含量和按设定的扩链系数计算出预聚体与扩链剂的用量，根据计算设定好浇注机A/B组分的输送计量泵的参数；
将经表面处理的轮胎胎体放在预热至110～130℃的模具中，开动浇注机进行浇注；注满后保持压力0.2～0.3Mpa并保温110～130℃，60～80分钟后开模取出预成型的复合轮胎并转移到在110～130℃烘箱或烘道中，后处理12～24小时，即制得所述复合轮胎成品。
在一种可能的设计中，采用选择的浇注型聚氨酯弹性体的原材料以及引用超分子结构制备所述线性聚氨酯预聚体，包括：
在所述浇注型聚氨酯弹性体体系的分子链中引用超分子结构进行改性；其中，所述超分子结构为端羟基超支化单体，所述端羟基超支化单体的合成方法如下：
将物质的量之比为1:16-25的三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸加入到反应器中，加热到80～100℃搅拌熔融后加入物质的量为1～5的丁二醇及物质的量为0.2～2.5的乙二酸加入到反应器中，在反应单体0.5～1wt％三氟甲磺酸的催化作用下，于反应前期在100～120℃通氩气带出小分子水，反应过程1～3小时；然后将反应温度提升到125～145℃，将反应体系气压抽到-0.095～0.098Mpa真空出小分子1～3小时后降温测试，目标值为端羟基超支化单体的分子量为1024g/mol～3500g/mol，支化度为0.3～0.6；或者，直接采用Perstorp的端羟基超支化单体BoltornH20、H30、H40其中的一种或者几种混合作为超支化单体使用；
制备所述线性聚氨酯预聚体：采用一种低聚物多元醇或者多种低聚物二醇混合物于-0.095～0.098Mpa真空、100～135℃脱水14小时；冷却至40℃以下后，缓慢分批加入异氰酸酯，匀速搅拌0.5小时，待温度稳定后缓慢加热升温至75～85℃，期间通入干燥的氮气，保持反应条件稳定反应2～3小时，停止搅拌后得到预聚体产物，投料设计预聚体中异氰酸根含量在3～6.2之间。
在一种可能的设计中，采用线性聚氨酯预聚体对表面改性处理后的轮胎胎面进行浇注处理后，制得复合轮胎成品，包括：
将所述线性聚氨酯预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机的A罐中，物料加热至75～85℃并充入干燥的氮气保护，将扩链剂低分子二元醇/三元醇/端羟基超支化单体移至B罐中，采用甲苯二正丁胺法测定预聚体中异氰酸根含量和按设定的扩链系数计算出预聚体与扩链剂的用量，根据计算设定好浇注机A/B组分的输送计量泵的参数；
将经表面处理的胎体放在预热至110～130℃的模具中，开动浇注机进行浇注；注满后保持压力0.2～0.3Mpa并保温110～130℃，60～80分钟后开模取出预成型的复合轮胎并转移到在110～130℃烘箱或烘道中，后处理12～24小时，即制得所述复合轮胎成品。
第二方面，本发明实施例提供一种复合轮胎，可以由上述第一方面任一种可能设计所涉及到的方法制造。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种复合轮胎的制造方法的流程示意图。
具体实施方式
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于其构造进行定义的，它们是相对的概念。因此，有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本公开的一些方面相一致的实施方式的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
实施例一
本实施例一提供了一种复合轮胎的制造方法，如图1所示，该方法可以包括如下步骤：
S1、对轮胎胎体与浇注聚氨酯弹性体粘接的部位进行打磨处理，清洗烘干后备用，完成轮胎胎体的表面预处理。
在具体的实现过程中，可以先制备出与橡胶及聚氨酯粘合性能良好的过渡层胶片，在橡胶胎体成型时，将该过渡层胶片贴到橡胶胎体上，待硫化后，对橡胶胎体与浇注聚氨酯弹性体粘接的部位进行打磨并进行清洗，烘干后备用，即可完成轮胎胎体的表面预处理。
S2、制备三氯异氰尿酸和经无水氯化钙处理的丙酮/丁酮/醋酸乙酯混合溶剂的混合溶液，采用所述混合溶液与多元接枝胶黏剂溶液配制胎面处理剂。
在具体的的实现中，所述多元接枝胶黏剂溶液可以包括甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸/丙烯酸丁酯/丙烯酸羟丙酯/氯丁橡胶。
在具体的实现过程中，可以将3～15重量份的所述三氯异氰尿酸加入到85～97重量份的所述经无水氯化钙处理的丙酮/丁酮/醋酸乙酯混合溶剂中，快速搅拌溶解均匀后，获得所述混合溶液。在所述混合溶液中加入10～30重量份的所述多元接枝胶黏剂溶液，搅拌混合均匀后，可以获得所述胎面处理剂。
S3、将所述胎面处理剂喷涂或者刷涂在准备好的轮胎胎面上进行表面改性处理。
在具体的实现过程中，将所述胎面处理剂均匀喷涂或者刷涂在步骤S1准备好的轮胎胎面上，在温度60～80℃，湿度30～70％的环境下停放0.5～12个小时后，完成所述轮胎胎体的胎面的表面改性处理，即可进行浇注聚氨酯胎面材料的工序。
S4、采用改性后的聚氨酯预聚体或线性聚氨酯预聚体对表面改性处理后的轮胎胎面进行浇注处理后，制得复合轮胎成品。
在具体的实现过程中，所述改性后的聚氨酯预聚体的制备可以包括：选择浇注型聚氨酯弹性体的原材料，采用选择的浇注型聚氨酯弹性体的原材料制备聚氨酯预聚体，对所述聚氨酯预聚体进行改性处理，获得改性后的聚氨酯预聚体；所述线性聚氨酯预聚体的制备可以包括：采用选择的浇注型聚氨酯弹性体的原材料以及引用超分子结构制备所述线性聚氨酯预聚体。
在具体的实现过程中，可以选择由低聚物多元醇一异氰酸酯型体系制备的聚氨酯预聚体和小分子二醇/二胺组成的材料作为所述浇注型聚氨酯弹性体的原材料。其中，低聚物多元醇—异氰酸酯型体系可选自体系A或体系B。
所述体系A可以是聚己内酯/四氢呋喃共聚二醇/聚己内酯二醇/聚四氢呋喃二醇/聚碳酸酯二醇/端羟基聚丁二烯多元醇—二苯基甲烷二异氰酸酯体系预聚体，其中的多元醇/二元醇的分子量在600～5000之间；扩链剂是低分子二元醇/三元醇；扩链系数在0.93～1.02之间；
所述体系B可以是聚己内酯/四氢呋喃共聚二醇/聚己内酯二醇/聚四氢呋喃二醇/聚碳酸酯二醇/端羟基聚丁二烯多元醇—对苯二异氰酸酯体系预聚体，其中的多元醇/二元醇的分子量在600～5000之间；扩链剂是低分子二元醇/三元醇；扩链系数在0.93～1.02之间。
在具体的实现过程中，选择浇注型聚氨酯弹性的原材料后，步骤S4中对于浇注型聚氨酯弹性体预聚体的改性可以包括两种方式：
方式一
(1)先制备聚氨酯预聚体：
可以采用一种低聚物多元醇或者多种低聚物二醇混合物于-0.095～0.098Mpa真空、100～135℃脱水14小时；冷却至40℃以下后，缓慢分批加入异氰酸酯，匀速搅拌0.5小时，待温度稳定后缓慢加热升温至75～85℃，期间通入干燥的氮气，保持反应条件稳定反应2～3小时，停止搅拌后得到预聚体产物，投料设计预聚体中异氰酸根含量在3～6.2之间。
(2)对所述聚氨酯预聚体进行改性处理：
可以将直径约10μm，长0.5～2mm，长宽比约为10～60的1414对位芳纶沉析纤维干燥后缓慢加入到γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷/乙醇混配溶液中，采用超声波分散，待分散均匀后过滤并放入到真空干燥箱中，在230～250℃，抽真空的状态下干燥3～5小时，取出冷却粉碎，即获得表面改性处理的芳纶沉析纤维；将改性的1414对位芳纶沉析纤维用大功率超声波分散仪分散到聚氨酯预聚体中，即制得1414对位芳纶沉析纤维改性的聚氨酯预聚体；其中，1414对位芳纶沉析纤维的重量是预聚体重量的1～8％；γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的用量是芳纶沉析纤维重量的20～40％，乙醇的用量是偶联剂重量的3～10倍。
在具体的实现过程中，可以考虑采用异氰酸酯单体合成三聚体，比如采用TDI、IPDI或者HDI、HMDI三聚体，作为纤维的处理剂，替换偶联剂。
方式二
(一)在所述浇注型聚氨酯弹性体体系的分子链中引用超分子结构进行改性。其中，所述超分子结构为端羟基超支化单体，所述端羟基超支化单体的合成方法如下：
将物质的量之比为1:16-25的三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸加入到反应器中，加热到80～100℃搅拌熔融后加入物质的量为1～5的丁二醇及物质的量为0.2～2.5的乙二酸加入到反应器中，在反应单体0.5～1wt％三氟甲磺酸的催化作用下，于反应前期在100～120℃通氩气带出小分子水，反应过程1～3小时；然后将反应温度提升到125～145℃，将反应体系气压抽到-0.095～0.098Mpa真空出小分子1～3小时后降温测试，目标值为端羟基超支化单体的分子量为1024g/mol～3500g/mol，支化度为0.3～0.6；或者，直接采用Perstorp的端羟基超支化单体BoltornH20、H30、H40其中的一种或者几种混合作为超支化单体使用。
在具体的实现过程中，催化剂除了上述三氟甲磺酸之外，还可以采用对甲苯磺酸、辛酸亚锡、钛酸正丁酯、氯化亚砜中的一种作为催化剂使用，用量可以设置为反应体系中的万分之一到千分之一的浓度之间。
(2)制备所述线性聚氨酯预聚体：可以采用一种低聚物多元醇或者多种低聚物二醇混合物于-0.095～0.098Mpa真空、100～135℃脱水14小时；冷却至40℃以下后，缓慢分批加入异氰酸酯，匀速搅拌0.5小时，待温度稳定后缓慢加热升温至75～85℃，期间通入干燥的氮气，保持反应条件稳定反应2～3小时，停止搅拌后得到预聚体产物，投料设计预聚体中异氰酸根含量在3～6.2之间。
本实施例一中，在一组配方中引入超支化结构，其中合成了端羟基超支化单体，并结合线性聚氨酯预聚体进行扩链，在体系中引入超支化结构，兼顾了聚氨酯和超支化聚合物的优点，可有效提升材料的耐热性能。比如，通过在聚氨酯弹性体体系中引入端羟基超支化单体，其目的是通过引Ⅰ入多羟基的超支化单体形成更加紧密的网络结构，同时又由于端羟基超支化单体可以和聚氨酯大分子形成比较好的互穿网络结构，从而可以达到提高材料拉伸强度和耐热性的效果。
在具体的实现过程中，若对浇注型聚氨酯弹性体预聚体的改性是采用上述方式一，复合轮胎的浇注成型的具体实现步骤可以如下：
将改性后的聚氨酯预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机的A罐中，物料加热至75～85℃并充入干燥的氮气保护，将扩链剂低分子二元醇/三元醇移至B罐中，采用甲苯二正丁胺法测定预聚体中异氰酸根含量和按设定的扩链系数计算出预聚体与扩链剂的用量，根据计算设定好浇注机A/B组分的输送计量泵的参数。
将经表面处理的轮胎胎体放在预热至110～130℃的模具中，开动浇注机进行浇注；注满后保持压力0.2～0.3Mpa并保温110～130℃，60～80分钟后开模取出预成型的复合轮胎并转移到在110～130℃烘箱或烘道中，后处理12～24小时，即制得所述复合轮胎成品。
在具体的实现过程中，若对浇注型聚氨酯弹性体预聚体的改性是采用上述方式二，复合轮胎的浇注成型的具体实现步骤可以如下：
将所述线性聚氨酯预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机的A罐中，物料加热至75～85℃并充入干燥的氮气保护，将扩链剂低分子二元醇/三元醇/端羟基超支化单体移至B罐中，采用甲苯二正丁胺法测定预聚体中异氰酸根含量和按设定的扩链系数计算出预聚体与扩链剂的用量，根据计算设定好浇注机A/B组分的输送计量泵的参数。
将经表面处理的胎体放在预热至110～130℃的模具中，开动浇注机进行浇注；注满后保持压力0.2～0.3Mpa并保温110～130℃，60～80分钟后开模取出预成型的复合轮胎并转移到在110～130℃烘箱或烘道中，后处理12～24小时，即制得所述复合轮胎成品。
通过以上描述可知，本发明实施例提供的技术方案，相较于现有技术而言，可以具备如下优点：
A、由本实施例一提供的技术方案制造的复合轮胎，可以综合子午线胎体滚动阻力小、安全性、舒适性高和聚氨酯弹性体耐磨、无污染的优点，是一种新型绿色环保轮胎。
B、通过利用子午线胎体变形小及聚氨酯弹性体耐磨的特点，一方面可减少胎面天然橡胶的用量，实现轮胎的轻量化，降低滚动阻力，另一方面在保证性能的前提下可大幅度降低轮胎成本，适应市场需求。
C、通过在橡胶胎体和聚氨酯胎面之间使用特殊的过渡层，该过渡层与橡胶及聚氨酯弹性体都能产生化学交联，另外辅以复配的表面处理剂，对橡胶表面进行氯化处理及接枝氯丁胶黏剂的引入，能产生很高的粘合强度，粘合效果好，工艺简单。
D、通过采用改性碳纳米管对聚氨酯弹性体进行改性，提高了高温下的性能和热老化性能，并且有效提高了材料的导热性能，杜绝了在动态使用时材料内部的热积累。
E、通过采用具有很高的比强度、比刚度和较好的耐冲击性能的1414对位芳纶纤维对聚氨酯弹性体进行改性，提高了材料的强度和高温下的性能。
F、在借鉴了橡胶的分子结构设计具有“集成聚氨酯弹性体”特征的浇注型聚氨酯弹性体，在适当的硬度下(75～85A)具有较高的弹性，在保持高耐磨特性的基础上，显示出优异的动态性能，其生热低、滞后性低、油耗更低，同时具有比较好的抓地性能和抗湿滑性能，确保了复合轮胎的使用安全性能。
实施例二
本实施二提供了一种复合轮胎，该复合轮胎可以由上述实施例一中的任一种可能实现的方式制造。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种复合轮胎的制造方法，其特征在于，包括：
S1、对轮胎胎体与浇注聚氨酯弹性体粘接的部位进行打磨处理，清洗烘干后备用，完成轮胎胎体的表面预处理；
S2、制备三氯异氰尿酸和经无水氯化钙处理的丙酮/丁酮/醋酸乙酯混合溶剂的混合溶液，采用所述混合溶液与多元接枝胶黏剂溶液配制胎面处理剂；
S3、将所述胎面处理剂喷涂或者刷涂在准备好的轮胎胎面上进行表面改性处理；
S4、采用改性后的聚氨酯预聚体或线性聚氨酯预聚体对表面改性处理后的轮胎胎面进行浇注处理后，制得复合轮胎成品；其中，所述改性后的聚氨酯预聚体的制备包括：选择浇注型聚氨酯弹性体的原材料，采用选择的浇注型聚氨酯弹性体的原材料制备聚氨酯预聚体，对所述聚氨酯预聚体进行改性处理，获得改性后的聚氨酯预聚体；所述线性聚氨酯预聚体的制备包括：采用选择的浇注型聚氨酯弹性体的原材料以及引用超分子结构制备所述线性聚氨酯预聚体。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多元接枝胶黏剂溶液包括甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸/丙烯酸丁酯/丙烯酸羟丙酯/氯丁橡胶；
制备三氯异氰尿酸和经无水氯化钙处理的丙酮/丁酮/醋酸乙酯混合溶剂的混合溶液，采用所述混合溶液与多元接枝胶黏剂溶液配制胎面处理剂，包括：
将3～15重量份的所述三氯异氰尿酸加入到85～97重量份的所述经无水氯化钙处理的丙酮/丁酮/醋酸乙酯混合溶剂中，快速搅拌溶解均匀后，获得所述混合溶液；
在所述混合溶液中加入10～30重量份的所述多元接枝胶黏剂溶液，搅拌混合均匀后，获得所述胎面处理剂。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述胎面处理剂喷涂或者刷涂在准备好的轮胎胎面上进行表面改性处理，包括：
将所述胎面处理剂均匀喷涂或者刷涂在准备好的轮胎胎面上，在温度60～80℃，湿度30～70％的环境下停放0.5～12个小时后，完成所述轮胎胎面的表面改性处理。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，选择浇注型聚氨酯弹性体的原材料，包括：
选择由低聚物多元醇—异氰酸酯型体系制备的聚氨酯预聚体和小分子二醇/二胺组成的材料作为所述浇注型聚氨酯弹性体的原材料；
其中，低聚物多元醇—异氰酸酯型体系可选自体系A或体系B；
所述体系A是聚己内酯/四氢呋喃共聚二醇/聚己内酯二醇/聚四氢呋喃二醇/聚碳酸酯二醇/端羟基聚丁二烯多元醇—二苯基甲烷二异氰酸酯体系预聚体，其中的多元醇/二元醇的分子量在600～5000之间；扩链剂是低分子二元醇/三元醇；扩链系数在0.93～1.02之间；
所述体系B是聚己内酯/四氢呋喃共聚二醇/聚己内酯二醇/聚四氢呋喃二醇/聚碳酸酯二醇/端羟基聚丁二烯多元醇—对苯二异氰酸酯体系预聚体，其中的多元醇/二元醇的分子量在600～5000之间；扩链剂是低分子二元醇/三元醇；扩链系数在0.93～1.02之间。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，采用选择的浇注型聚氨酯弹性体的原材料制备聚氨酯预聚体，包括：
采用一种低聚物多元醇或者多种低聚物二醇混合物于-0.095～0.098Mpa真空、100～135℃脱水14小时；冷却至40℃以下后，缓慢分批加入异氰酸酯，匀速搅拌0.5小时，待温度稳定后缓慢加热升温至75～85℃，期间通入干燥的氮气，保持反应条件稳定反应2～3小时，停止搅拌后得到预聚体产物，投料设计预聚体中异氰酸根含量在3～6.2之间。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述聚氨酯预聚体进行改性处理，包括：
将直径约10μm，长0.5～2mm，长宽比约为10～60的1414对位芳纶沉析纤维干燥后缓慢加入到γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷/乙醇混配溶液中，采用超声波分散，待分散均匀后过滤并放入到真空干燥箱中，在230～250℃，抽真空的状态下干燥3～5小时，取出冷却粉碎，即获得表面改性处理的芳纶沉析纤维；将改性的1414对位芳纶沉析纤维用大功率超声波分散仪分散到聚氨酯预聚体中，即制得1414对位芳纶沉析纤维改性的聚氨酯预聚体；其中，1414对位芳纶沉析纤维的重量是预聚体重量的1～8％；γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的用量是芳纶沉析纤维重量的20～40％，乙醇的用量是偶联剂重量的3～10倍。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，采用改性后的聚氨酯预聚体对表面改性处理后的轮胎胎面进行浇注处理后，制得复合轮胎成品，包括：
将改性后的聚氨酯预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机的A罐中，物料加热至75～85℃并充入干燥的氮气保护，将扩链剂低分子二元醇/三元醇移至B罐中，采用甲苯二正丁胺法测定预聚体中异氰酸根含量和按设定的扩链系数计算出预聚体与扩链剂的用量，根据计算设定好浇注机A/B组分的输送计量泵的参数；
将经表面处理的轮胎胎体放在预热至110～130℃的模具中，开动浇注机进行浇注；注满后保持压力0.2～0.3Mpa并保温110～130℃，60～80分钟后开模取出预成型的复合轮胎并转移到在110～130℃烘箱或烘道中，后处理12～24小时，即制得所述复合轮胎成品。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，采用选择的浇注型聚氨酯弹性体的原材料以及引用超分子结构制备所述线性聚氨酯预聚体，包括：
在所述浇注型聚氨酯弹性体体系的分子链中引用超分子结构进行改性；其中，所述超分子结构为端羟基超支化单体，所述端羟基超支化单体的合成方法如下：
将物质的量之比为1:16-25的三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸加入到反应器中，加热到80～100℃搅拌熔融后加入物质的量为1～5的丁二醇及物质的量为0.2～2.5的乙二酸加入到反应器中，在反应单体0.5～1wt％三氟甲磺酸的催化作用下，于反应前期在100～120℃通氩气带出小分子水，反应过程1～3小时；然后将反应温度提升到125～145℃，将反应体系气压抽到-0.095～0.098Mpa真空出小分子1～3小时后降温测试，目标值为端羟基超支化单体的分子量为1024g/mol～3500g/mol，支化度为0.3～0.6；或者，直接采用Perstorp的端羟基超支化单体BoltornH20、H30、H40其中的一种或者几种混合作为超支化单体使用；
制备所述线性聚氨酯预聚体：采用一种低聚物多元醇或者多种低聚物二醇混合物于-0.095～0.098Mpa真空、100～135℃脱水14小时；冷却至40℃以下后，缓慢分批加入异氰酸酯，匀速搅拌0.5小时，待温度稳定后缓慢加热升温至75～85℃，期间通入干燥的氮气，保持反应条件稳定反应2～3小时，停止搅拌后得到预聚体产物，投料设计预聚体中异氰酸根含量在3～6.2之间。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，采用线性聚氨酯预聚体对表面改性处理后的轮胎胎面进行浇注处理后，制得复合轮胎成品，包括：
将所述线性聚氨酯预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机的A罐中，物料加热至75～85℃并充入干燥的氮气保护，将扩链剂低分子二元醇/三元醇/端羟基超支化单体移至B罐中，采用甲苯二正丁胺法测定预聚体中异氰酸根含量和按设定的扩链系数计算出预聚体与扩链剂的用量，根据计算设定好浇注机A/B组分的输送计量泵的参数；
将经表面处理的胎体放在预热至110～130℃的模具中，开动浇注机进行浇注；注满后保持压力0.2～0.3Mpa并保温110～130℃，60～80分钟后开模取出预成型的复合轮胎并转移到在110～130℃烘箱或烘道中，后处理12～24小时，即制得所述复合轮胎成品。
10.一种复合轮胎，其特征在于，由所述权利要求1-9任一项所述的方法制造。
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2021
- 2021-12-07 CN CN202111486404.2A patent/CN114161739A/zh active Pending
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