CN115716348A - 一种智能耐磨防滑实心轮胎制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能耐磨防滑实心轮胎制造方法，包括以下步骤：S1、橡胶胎体表面处理；S2、PU胎面胶料的制备；S3、PU胎面/橡胶胎体复合结构轮胎的浇注。本发明所提出的耐磨防滑实心轮胎设计目的是为了结合橡胶胎体和PU胎面的特点,生产出具有弹性好、滚动阻力小、油耗低及胎面耐磨性好等一系列突出优点的轮胎，综合了橡胶胎体滚动阻力小,安全性、舒适性好和PU弹性体胎面耐磨、无污染的优点,是一种新型绿色环保轮胎。

Description

一种智能耐磨防滑实心轮胎制造方法

技术领域

本发明涉及轮胎制造技术领域，尤其涉及一种智能耐磨防滑实心轮胎制造方法。

背景技术

汽车轮胎是汽车的重要部件之一，它直接与路面接触，和汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击，保证汽车有良好的乘座舒适性和行驶平顺性，保证车轮和路面有良好的附着性，提高汽车的牵引性、制动性和通过性，承受着汽车的重量，轮胎在汽车上所起的重要作用越来越受到人们的重视。

耐磨防滑轮胎的胎面和胎体均采用通用橡胶，由于胎体采用子午线结构帘线,这类轮胎动态性能好,行驶中变形小、生热低,适合高速行驶,且弹性优良,乘坐舒适，这类轮胎主要通过开发新型胎面胶及补强体系、优化轮胎结构等方式来降低滚动阻力，但是这种轮胎进一步改进的余地有限,且存在以下不足：

1、普通橡胶的耐磨性差,虽然经配方调整有所改进,但胎面胶的耐磨性仍不理想，胎面部分容易磨损，直接影响了轮胎的使用寿命,导致大量废旧轮胎产生,对环境造成“黑色污染”；

2、胎面胶必须用炭黑补强,还要添加有致癌作用的芳经油,它们随胎面磨损而散发在空气中,严重污染环境，轮胎磨损还会造成严重的重金属污染,如与公园相比,公路两边尘土中的锌含量高42倍,铜含量高28倍,铬含量高19倍,铅含量高8倍多；

3、为了降低滚动阻力,胶料中常使用大量白炭黑,但白炭黑的导电性差,使这种轮胎存在一定程度的静电问题。

因此,现有的实心耐磨轮胎不能称为真正意义上的绿色环保轮胎，随着人们环保意识的不断提高,在继续努力降低滚动阻力的同时,已开始重视使用不污染环境的材料制造轮胎,而且努力提高轮胎的耐磨性,以提高轮胎的使用寿命,减小废旧轮胎的数量,减轻对环境的污染，所以，需要设计一种智能耐磨防滑实心轮胎制造方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种智能耐磨防滑实心轮胎制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种智能耐磨防滑实心轮胎制造方法，包括以下步骤：

S1、橡胶胎体表面处理：PU胎面/橡胶胎体复合结构轮胎使用的胎体是子午线轮胎橡胶胎体或斜交轮胎橡胶胎体,橡胶胎体与PU胎面的粘合是复合结构轮胎生产中的关键环节，使用专用的橡胶表面改性剂,使橡胶表面产生大量的活性基团,从而使PU弹性体与橡胶间形成化学交联,浇注前,将橡胶胎体与PU胎面粘接的部位打磨并清洗干净,再喷涂上表面处理剂即可浇注胎面；

S2、PU胎面胶料的制备：用于胎面的PU弹性体主要采用聚己内酯(PCL)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、低不饱和度高相对分子质量聚醚多元醇、端羟基聚丁二烯(HTPB)、甲苯二异氰酸酯(TDI)或4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和其它助剂合成,PU预聚体的合成工艺如下：将多元醇及部分助剂熔化后移入反应釜A罐中,于95～98kPa真空、120～140℃条件下脱水2～3h,冷却至60℃以下,用计量泵将其缓慢加入到二异氰酸酯中,在B罐中合成预聚体，控制多元醇的滴加速度,使合成体系温度不超过80℃,滴加完毕后反应30min左右,再缓慢加热至(80±2)℃反应2～3h,即得PU预聚体，按常规方法检测异氰酸根含量,预聚体在80℃下脱泡0.5h,充氮气密封备用；

S3、PU胎面/橡胶胎体复合结构轮胎的浇注：根据轮胎种类和用途的不同,分别采用二胺类或二醇类扩链剂,并分别并用部分三官能胺类或醇类作交联剂,引入大分子链间的交联横键,以提高弹性体耐高温性能，将预聚体移至PU弹性体浇注机A罐中,加热至70～80℃,抽真空至95～98kPa,脱泡15～30min；将扩链剂及交联剂移至B罐中,按常规方法测定预聚体中异氰酸根含量,按设定的扩链系数计算预聚体与扩链剂用量的比例,并按比例调节好PU弹性体浇注机A和B两罐的计量泵，将经过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、温度110～130℃,30～60min后出模，将已经浇注好胎面的轮胎置于70～80℃烘箱或烘道中处理12～24h,即制得成品轮胎。

作为本发明的一种优选技术方案，所述橡胶胎体表面处理过程中所使用的表面处理剂组成成分包括氧化层去除剂、缓蚀剂、抗氧剂、分散增粘剂和水，其中氧化层去除剂由磷酸、草酸、工业水杨酸和亚铁氰化钾组成，其组分按质量百分比配比为：氧化层去除剂15％～20％，缓蚀剂2％～4％，抗氧剂1％～2.5％，分散增粘剂6％～10％，水65％～74％；其中以氧化层去除剂质量为100％计，磷酸60％～65％、草酸11％～13％、工业水杨酸12％～14％、亚铁氰化钾10％～12％。

作为本发明的一种优选技术方案，所述PU胎面胶料的制备中的助剂以餐厨废弃油脂和植物油残渣为原料，将收集来的餐厨废弃油脂进行沉淀、过滤和加热处理，除去其中的颗粒物质和水分，将收集来的植物油残渣进行化验筛选，去除杂质，经加热油水分离后备用。

作为本发明的一种优选技术方案，所述反应釜A选用威海化工机械有限公司生产的磁力搅拌反应釜。

作为本发明的一种优选技术方案，所述浇注机选用温州市泽程机电设备有限公司生产的型号为CPU20J-Z1的聚氨酯高温弹性体浇注机。

作为本发明的一种优选技术方案，所述烘箱选用东莞市科昶检测仪器有限公司生产的型号为KQ系列的硅橡胶二次硫化烘烤箱。

本发明所提出的耐磨防滑实心轮胎设计目的是为了结合橡胶胎体和PU胎面的特点,生产出具有弹性好、滚动阻力小、油耗低及胎面耐磨性好等一系列突出优点的轮胎，PU胎面/橡胶胎体复合结构轮胎具有以下优点。

1、综合了橡胶胎体滚动阻力小,安全性、舒适性好和PU弹性体胎面耐磨、无污染的优点,是一种新型绿色环保轮胎；

2、利用橡胶胎体变形小及PU弹性体耐磨性好的特点,可减小胎面胶的用量,实现轮胎的轻量化,大幅度降低轮胎成本；

3、成型工艺简单。不需要改变原有橡胶胎体,直接在橡胶胎体上浇注PU胎面即可，不需要生产全橡胶轮胎时的大型胎面挤出、成型、硫化等设备。

附图说明

图1为本发明提出的一种智能耐磨防滑实心轮胎制造方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

参照图1，一种智能耐磨防滑实心轮胎制造方法，包括以下步骤：

S1、橡胶胎体表面处理：PU胎面/橡胶胎体复合结构轮胎使用的胎体是子午线轮胎橡胶胎体或斜交轮胎橡胶胎体,橡胶胎体与PU胎面的粘合是复合结构轮胎生产中的关键环节，使用专用的橡胶表面改性剂,使橡胶表面产生大量的活性基团,从而使PU弹性体与橡胶间形成化学交联,浇注前,将橡胶胎体与PU胎面粘接的部位打磨并清洗干净,再喷涂上表面处理剂即可浇注胎面；

S2、PU胎面胶料的制备：用于胎面的PU弹性体主要采用聚己内酯(PCL)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、低不饱和度高相对分子质量聚醚多元醇、端羟基聚丁二烯(HTPB)、甲苯二异氰酸酯(TDI)或4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和其它助剂合成,PU预聚体的合成工艺如下：将多元醇及部分助剂熔化后移入反应釜A罐中,于95～98kPa真空、120～140℃条件下脱水2～3h,冷却至60℃以下,用计量泵将其缓慢加入到二异氰酸酯中,在B罐中合成预聚体，控制多元醇的滴加速度,使合成体系温度不超过80℃,滴加完毕后反应30min左右,再缓慢加热至(80±2)℃反应2～3h,即得PU预聚体，按常规方法检测异氰酸根含量,预聚体在80℃下脱泡0.5h,充氮气密封备用；

S3、PU胎面/橡胶胎体复合结构轮胎的浇注：根据轮胎种类和用途的不同,分别采用二胺类或二醇类扩链剂,并分别并用部分三官能胺类或醇类作交联剂,引入大分子链间的交联横键,以提高弹性体耐高温性能，将预聚体移至PU弹性体浇注机A罐中,加热至70～80℃,抽真空至95～98kPa,脱泡15～30min；将扩链剂及交联剂移至B罐中,按常规方法测定预聚体中异氰酸根含量,按设定的扩链系数计算预聚体与扩链剂用量的比例,并按比例调节好PU弹性体浇注机A和B两罐的计量泵，将经过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、温度110～130℃,30～60min后出模，将已经浇注好胎面的轮胎置于70～80℃烘箱或烘道中处理12～24h,即制得成品轮胎。

参照图1，橡胶胎体表面处理过程中所使用的表面处理剂组成成分包括氧化层去除剂、缓蚀剂、抗氧剂、分散增粘剂和水，其中氧化层去除剂由磷酸、草酸、工业水杨酸和亚铁氰化钾组成，其组分按质量百分比配比为：氧化层去除剂15％～20％，缓蚀剂2％～4％，抗氧剂1％～2.5％，分散增粘剂6％～10％，水65％～74％；其中以氧化层去除剂质量为100％计，磷酸60％～65％、草酸11％～13％、工业水杨酸12％～14％、亚铁氰化钾10％～12％。

参照图1，PU胎面胶料的制备中的助剂以餐厨废弃油脂和植物油残渣为原料，将收集来的餐厨废弃油脂进行沉淀、过滤和加热处理，除去其中的颗粒物质和水分，将收集来的植物油残渣进行化验筛选，去除杂质，经加热油水分离后备用。

参照图1，反应釜A选用威海化工机械有限公司生产的磁力搅拌反应釜。

参照图1，浇注机选用温州市泽程机电设备有限公司生产的型号为CPU20J-Z1的聚氨酯高温弹性体浇注机。

参照图1，烘箱选用东莞市科昶检测仪器有限公司生产的型号为KQ系列的硅橡胶二次硫化烘烤箱。

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揭露的技术范围内，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 (6)

1.一种智能耐磨防滑实心轮胎制造方法，包括以下步骤：

S1、橡胶胎体表面处理：PU胎面/橡胶胎体复合结构轮胎使用的胎体是子午线轮胎橡胶胎体或斜交轮胎橡胶胎体,橡胶胎体与PU胎面的粘合是复合结构轮胎生产中的关键环节，使用专用的橡胶表面改性剂,使橡胶表面产生大量的活性基团,从而使PU弹性体与橡胶间形成化学交联,浇注前,将橡胶胎体与PU胎面粘接的部位打磨并清洗干净,再喷涂上表面处理剂即可浇注胎面；

S2、PU胎面胶料的制备：用于胎面的PU弹性体主要采用聚己内酯(PCL)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、低不饱和度高相对分子质量聚醚多元醇、端羟基聚丁二烯(HTPB)、甲苯二异氰酸酯(TDI)或4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和其它助剂合成,PU预聚体的合成工艺如下：将多元醇及部分助剂熔化后移入反应釜A罐中,于95～98kPa真空、120～140℃条件下脱水2～3h,冷却至60℃以下,用计量泵将其缓慢加入到二异氰酸酯中,在B罐中合成预聚体，控制多元醇的滴加速度,使合成体系温度不超过80℃,滴加完毕后反应30min左右,再缓慢加热至(80±2)℃反应2～3h,即得PU预聚体，按常规方法检测异氰酸根含量,预聚体在80℃下脱泡0.5h,充氮气密封备用；

S3、PU胎面/橡胶胎体复合结构轮胎的浇注：根据轮胎种类和用途的不同,分别采用二胺类或二醇类扩链剂,并分别并用部分三官能胺类或醇类作交联剂,引入大分子链间的交联横键,以提高弹性体耐高温性能，将预聚体移至PU弹性体浇注机A罐中,加热至70～80℃,抽真空至95～98kPa,脱泡15～30min；将扩链剂及交联剂移至B罐中,按常规方法测定预聚体中异氰酸根含量,按设定的扩链系数计算预聚体与扩链剂用量的比例,并按比例调节好PU弹性体浇注机A和B两罐的计量泵，将经过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、温度110～130℃,30～60min后出模，将已经浇注好胎面的轮胎置于70～80℃烘箱或烘道中处理12～24h,即制得成品轮胎。

2.根据权利要求1所述的一种智能耐磨防滑实心轮胎制造方法，其特征在于，所述橡胶胎体表面处理过程中所使用的表面处理剂组成成分包括氧化层去除剂、缓蚀剂、抗氧剂、分散增粘剂和水，其中氧化层去除剂由磷酸、草酸、工业水杨酸和亚铁氰化钾组成，其组分按质量百分比配比为：氧化层去除剂15％～20％，缓蚀剂2％～4％，抗氧剂1％～2.5％，分散增粘剂6％～10％，水65％～74％；其中以氧化层去除剂质量为100％计，磷酸60％～65％、草酸11％～13％、工业水杨酸12％～14％、亚铁氰化钾10％～12％。

3.根据权利要求1所述的一种智能耐磨防滑实心轮胎制造方法，其特征在于，所述PU胎面胶料的制备中的助剂以餐厨废弃油脂和植物油残渣为原料，将收集来的餐厨废弃油脂进行沉淀、过滤和加热处理，除去其中的颗粒物质和水分，将收集来的植物油残渣进行化验筛选，去除杂质，经加热油水分离后备用。

4.根据权利要求1所述的一种智能耐磨防滑实心轮胎制造方法，其特征在于，所述反应釜A选用威海化工机械有限公司生产的磁力搅拌反应釜。

5.根据权利要求1所述的一种智能耐磨防滑实心轮胎制造方法，其特征在于，所述浇注机选用温州市泽程机电设备有限公司生产的型号为CPU20J-Z1的聚氨酯高温弹性体浇注机。

6.根据权利要求1所述的一种智能耐磨防滑实心轮胎制造方法，其特征在于，所述烘箱选用东莞市科昶检测仪器有限公司生产的型号为KQ系列的硅橡胶二次硫化烘烤箱。

Images