防漏氣自補真空輪胎及其加工工藝的製作方法

2023-10-19 02:17:07

專利名稱：防漏氣自補真空輪胎及其加工工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於防漏氣自補型輪胎技術領域，尤其涉及一種具有熱塑彈性體防漏層，具備防漏氣自補功能的真空輪胎。
背景技術：
真空輪胎是目前轎車普遍使用的無內胎型輪胎，它具有密封效果好、充氣時間間隔長等優點。但是當真空輪胎被尖銳物體刺穿時，如果尖銳物體留在輪胎體上，輪胎內的高壓氣體會由刺穿部位發生緩慢洩漏，如果尖銳物體刺穿輪胎後脫離輪胎體，則真空輪胎內的高壓氣體會很快漏完或者出現爆胎現象。
目前最常用的防止輪胎刺穿後漏氣的方法是在胎體間或胎體的內壁增加一抗刺穿層或防漏層。例如2001年1月24日公告的中國專利ZL 00213646.5公開了一種輪胎，它包括胎體和在胎體上的花紋，其特徵在於胎體和花紋之間加一層由陶瓷纖維布和環氧樹脂複合材料組成的夾層。2003年8月13日公告的中國專利ZL 02240949.1提供了一種改良結構的防爆胎，它由胎面、內胎及防漏液共同組成輪胎本體，輪胎內胎的內緣封閉處，填充有防漏液。2005年6月1日公告的中國專利ZL 200420045236.9涉及一種免補汽車真空輪胎，其特徵是在輪胎的內表面粘附有一矽膠或矽酮玻璃膠防漏免補層，在防漏免補層表面為均壓層。上述專利中提到的輪胎都不同程度的解決了輪胎的防漏問題，但同時也存在缺點，首先上述專利只是簡單在輪胎上增加一防漏層或防漏液層，沒有提供具體的防漏層組成物質，只是一種設想，通過專利說明書無法實現；其次輪胎需要經受較大的溫差，要承受零下40℃左右的低溫和高速運轉時100℃左右的高溫，上述專利提到的防漏層很容易老化或失去作用；最後存在防漏層與輪胎本體結合不牢固，容易脫落的缺點。

發明內容
本發明的目的是提供一種具有優良自補性能，在高低溫下具有良好抗老化性能的防漏氣自補真空輪胎及其加工工藝。
本發明採用的技術方案如下一種防漏氣自補真空輪胎，其特徵在於真空輪胎的內壁噴塗有一層厚度為1～6mm的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體。
該防漏氣自補真空輪胎的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體層的外面還可噴塗有一層硝基油溶性漆防護層。
該具有苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體層的防漏氣自補真空輪胎的加工工藝，其特徵在於加工工藝如下(1)將苯乙烯和異戊二烯單體按重量比苯乙烯∶異戊二烯＝1∶0.3～0.7混合進行共聚合反應，得到苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；(2)對真空輪胎的內壁進行打磨和清洗；(3)將步驟(1)得到的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體加熱到110～280℃後噴塗在真空輪胎的內壁上，噴塗層厚度為1～6mm，噴塗的同時對共聚物彈性膠體層降溫，使共聚物彈性膠體層固化，得到所述的防漏氣自補真空輪胎。
步驟(2)所述的打磨是用導輪切削、砂輪打磨或刀刮打磨設備將真空輪胎的內壁加工成粗糙度均勻的毛面。
步驟(3)所述的降溫是採用冷氣導管對噴塗層吹冷氣或常溫空氣進行降溫。
該防漏氣自補真空輪胎的具體加工工藝如下(1)將苯乙烯和異戊二烯單體按重量比苯乙烯∶異戊二烯＝1∶0.3～0.7混合進行聚合反應，在加熱或常溫條件下攪拌進行聚合反應，得到苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；(2)對真空輪胎的內壁進行打磨和清洗，將其內壁加工成清潔、粗糙度均勻的毛面；(3)將步驟(1)得到的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體加熱到110～280℃後噴塗在真空輪胎的內壁上，噴塗層厚度為1～6mm，噴塗的同時通過冷氣管對噴塗層吹冷氣或常溫空氣對共聚物彈性膠體層降溫；(4)將噴塗並經過對共聚物彈性膠體層降溫後的真空輪胎送入強冷室，分階段從40℃逐漸降溫到-30℃進行冷卻固化。
該具有硝基油溶性漆防護層的加工工藝是用冷氣或常溫空氣對共聚物彈性膠體層固化以後，在固化的共聚物彈性膠體的外層再噴塗一層硝基油溶性漆層覆蓋共聚物彈性膠體層，得到所述的防漏氣自補真空輪胎。
苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)又稱苯乙烯類熱塑性彈性體，本發明中使用的苯乙烯-異戊二烯共聚物為上述嵌段共聚物，它具有強度高、柔軟等特點，並具有較高的黏著力和彈性。苯乙烯-異戊二烯共聚物在110～280℃範圍內具有良好的流動性，但經過低溫固化後其流變性很小，並能在高溫100℃和低溫-40℃時保持其優良性能。苯乙烯和異戊二烯單體在常溫下就能發生聚合反應，其混合物具有太大的粘性，不利於聚合反應的進行，如果在加熱條件下反應，其混合物的流動性能較好，攪拌條件好。該聚合度苯乙烯-異戊二烯共聚物的聚合度不高，因此得到的是具有固化彈性的高粘性體。
真空輪胎的內壁不可避免的存在異物或灰塵，通過進行打磨和清洗後，其內壁為帶有絨毛般突起的粗糙面，能使噴塗的苯乙烯-異戊二烯共聚物膠體層厚度均勻，附著力強，並和真空輪胎內壁結合緊密。打磨和清洗方式主要有導輪切削、砂輪打磨和刀刮等，用砂輪進行打磨的速度和效果更好一些。噴塗彈性膠體層時，將打磨後的真空輪胎用輪胎加緊裝置固定並以一定的速度轉動，然後用噴膠裝置將加熱熔融的苯乙烯-異戊二烯共聚物液體均勻的噴塗在真空輪胎內壁上。在噴塗的同時通過冷氣管對噴塗層吹冷氣或常溫空氣，使共聚物膠體迅速固化，得到厚度均勻的苯乙烯-異戊二烯共聚物膠體層。
噴塗時為了降低共聚物的粘度，需要對該共聚物膠體進行加熱，在110℃以上的溫度下該膠體具有可噴塗的流動性，但加熱溫度不能高於280℃，以防止該聚合物膠體降解。為了防止苯乙烯-異戊二烯共聚物在噴塗後流動造成其噴塗層厚度不均的問題，發明人採用噴塗的同時向噴塗面吹冷空氣或常溫空氣，使共聚物膠體層固化，如果加快噴塗的速度，可以用零攝氏度以下的冷空氣進行降溫固化，如果噴塗速度較慢，就採用常溫空氣進行固化。
固化後的共聚物膠體層還是具有很高的粘度，在輪胎的後續加工和操作工程中，不可避免的接觸到操作工人的手臂和工具，這有可能破壞該共聚物膠體層，影響該真空輪胎的防漏氣自補效果。常用的解決方法是將噴塗並經過對共聚物彈性膠體層降溫後的真空輪胎送入強冷室，分階段從40℃逐漸降溫到-30℃進行冷卻固化，一般分為三級冷卻固化操作；另一種方法是在固化的共聚物彈性膠體的外層再噴塗一層硝基油溶性漆層覆蓋共聚物彈性膠體層，該硝基油溶性漆層能夠將粘度高的共聚物彈性膠體層和加工中的接觸物隔離，並且該硝基油溶性漆層具有良好的自適應效果，長期使用下不會龜裂和脫落。
該苯乙烯-異戊二烯共聚物膠體層在輪胎被尖銳物體刺穿後能自動填補刺穿孔隙，有效防止刺穿孔隙漏氣，經測試能對孔徑小於8mm的刺孔進行有效填補，水密試驗刺穿輪胎80小時不漏氣，道路試驗刺穿輪胎行駛2500公裡不漏氣。
本發明的有益效果在於，該防漏氣自補真空輪胎不僅具有刺穿後的自補功能，防止漏氣，同時在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自補性能。該輪胎加工工藝不需要硫化，工序簡單，噴塗的苯乙烯-異戊二烯共聚物膠體層厚度均勻，與真空輪胎內壁的粘附力強，能長久不變形並保持柔韌度。該防漏氣自補真空輪胎可用於各種轎車和其它機動車輛。
具體實施例方式
實施例1 該防漏氣自補真空輪胎的內壁噴塗有厚度為4mm左右的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體層。其製備工藝如下先將苯乙烯和異戊二烯單體按重量比苯乙烯∶異戊二烯＝1∶0.5在反應容器內混合，加熱到140℃左右並攪拌進行聚合反應，得到粘稠的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；用砂輪對真空輪胎的內壁進行打磨，打磨深度為0.01～0.05mm，用清水清洗打磨麵，然後晾乾，將其內壁加工成清潔、粗糙度均勻的毛面；用工裝夾具對輪胎外圓進行裝夾，並使輪胎以2000轉/分鐘的轉速轉動，將製得的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體加熱到110℃後噴塗在真空輪胎的內壁上，噴塗層厚度為4mm，噴塗的同時通過冷氣管對噴塗層吹5℃左右的冷氣對共聚物彈性膠體層降溫固化，得到該防漏氣自補真空輪胎。
經測試，該防漏氣自補真空輪胎在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自補性能。在120℃下進行熱老化8小時，該共聚物彈性膠體層有少量溢動；在90℃下進行熱老化8小時，該共聚物彈性膠體層無溢動。
實施例2 該防漏氣自補真空輪胎的內壁噴塗有厚度為6mm左右的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體層。其製備工藝如下先將苯乙烯和異戊二烯單體按重量比苯乙烯∶異戊二烯＝1∶0.7在反應容器內混合，加熱到180℃左右並攪拌進行聚合反應，得到粘稠的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；用導輪對真空輪胎的內壁進行切削打磨，打磨深度為0.01～0.05mm，用清水清洗切削麵，然後晾乾，將其內壁加工成清潔、粗糙度均勻的毛面；用工裝夾具對輪胎外圓進行裝夾，並使輪胎以1000轉/分鐘的轉速轉動，將製得的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體加熱到180℃後噴塗在真空輪胎的內壁上，噴塗層厚度為6mm，噴塗的同時通過冷氣管對噴塗層吹常溫空氣對共聚物彈性膠體層降溫固化，將固化後的真空輪胎送入強冷室，分三階段從40℃逐漸降溫到-30℃進行冷卻固化，得到該防漏氣自補真空輪胎。
經測試，該防漏氣自補真空輪胎在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自補性能，當子彈擊穿該輪胎後該共聚物膠體層能進行有效填補，水密試驗刺穿輪胎30小時不漏氣。
實施例3 該防漏氣自補真空輪胎的內壁噴塗有厚度為6mm左右的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體層。其製備工藝如下先將苯乙烯和異戊二烯單體按重量比苯乙烯∶異戊二烯＝1∶0.3在反應容器內混合，加熱到200℃左右並攪拌進行聚合反應，得到粘稠的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；用砂輪對真空輪胎的內壁進行打磨，打磨深度為0.01～0.05mm，用清水清洗打磨麵，然後晾乾，將其內壁加工成清潔、粗糙度均勻的毛面；用工裝夾具對輪胎外圓進行裝夾，並使輪胎以200轉/分鐘的轉速轉動，將製得的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體加熱到260℃後噴塗在真空輪胎的內壁上，噴塗層厚度為1mm，噴塗的同時通過冷氣管對噴塗層吹零下4℃的冷空氣對共聚物彈性膠體層降溫固化，最後再噴塗一層硝基油性漆層覆蓋共聚物彈性膠體層，得到所述的防漏氣自補真空輪胎。用手觸摸固化的硝基油性漆覆蓋層，其表面光滑並具有彈性，能夠對共聚物彈性膠體層起到防護作用。
經測試，該防漏氣自補真空輪胎在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自補性能。在120℃下進行熱老化8小時，該共聚物彈性膠體層有少量溢動；在90℃下進行熱老化8小時，該共聚物彈性膠體層無溢動。
實施例4 該防漏氣自補真空輪胎的內壁噴塗有厚度為3mm左右的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體層。其製備工藝如下先將苯乙烯和異戊二烯單體按重量比苯乙烯∶異戊二烯＝1∶0.6在反應容器內混合，加熱下攪拌進行聚合反應，得到粘稠的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；用砂輪對真空輪胎的內壁進行打磨，打磨深度為0.01～0.05mm，用清水清洗打磨麵，然後晾乾，將其內壁加工成清潔、粗糙度均勻的毛面；用工裝夾具對輪胎外圓進行裝夾，並使輪胎以600轉/分鐘的轉速轉動，將製得的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體加熱到160℃後噴塗在真空輪胎的內壁上，噴塗層厚度為3mm，噴塗的同時通過冷氣管對噴塗層吹0℃的冷空氣對共聚物彈性膠體層降溫固化，最後再噴塗一層硝基油性漆層覆蓋共聚物彈性膠體層，得到所述的防漏氣自補真空輪胎。用手觸摸固化的硝基油性漆覆蓋層，其表面光滑並具有彈性，能夠對共聚物彈性膠體層起到防護作用。
經測試，該防漏氣自補真空輪胎在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自補性能。在120℃下進行熱老化8小時，該共聚物彈性膠體層有少量溢動；在90℃下進行熱老化8小時，該共聚物彈性膠體層無溢動。
權利要求
1.一種防漏氣自補真空輪胎，其特徵在於真空輪胎的內壁噴塗有一層厚度為1～6mm的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體。
2.根據權利要求1所述的防漏氣自補真空輪胎，其特徵在於所述的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體層的外面還噴塗有一層硝基油溶性漆防護層。
3.權利要求1所述的防漏氣自補真空輪胎的加工工藝，其特徵在於加工工藝如下(1)將苯乙烯和異戊二烯單體按重量比苯乙烯∶異戊二烯＝1∶0.3～0.7混合進行共聚合反應，得到苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；(2)對真空輪胎的內壁進行打磨和清洗；(3)將步驟(1)得到的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體加熱到110～280℃後噴塗在真空輪胎的內壁上，噴塗層厚度為1～6mm，噴塗的同時對共聚物彈性膠體層降溫，使共聚物彈性膠體層固化，得到所述的防漏氣自補真空輪胎。
4.根據權利要求3所述的防漏氣自補真空輪胎的加工工藝，其特徵在於步驟(2)所述的打磨是用導輪切削、砂輪打磨或刀刮打磨設備將真空輪胎的內壁加工成粗糙度均勻的毛面。
5.根據權利要求3所述的防漏氣自補真空輪胎的加工工藝，其特徵在於步驟(3)所述的降溫是採用冷氣導管對噴塗層吹冷氣或常溫空氣進行降溫。
6.權利要求1所述的防漏氣自補真空輪胎的加工工藝，其特徵在於具體的加工工藝如下(1)將苯乙烯和異戊二烯單體按重量比苯乙烯∶異戊二烯＝1∶0.3～0.7混合進行聚合反應，在加熱或常溫條件下攪拌進行聚合反應，得到苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；(2)對真空輪胎的內壁進行打磨和清洗，將其內壁加工成清潔、粗糙度均勻的毛面；(3)將步驟(1)得到的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體加熱到110～280℃後噴塗在真空輪胎的內壁上，噴塗層厚度為1～6mm，噴塗的同時通過冷氣管對噴塗層吹冷氣或常溫空氣對共聚物彈性膠體層降溫；(4)將噴塗並經過對共聚物彈性膠體層降溫後的真空輪胎送入強冷室，分階段從40℃逐漸降溫到-30℃進行冷卻固化。
7.權利要求2所述的防漏氣自補真空輪胎的加工工藝，其特徵在於加工工藝如下(1)將苯乙烯和異戊二烯單體按重量比苯乙烯∶異戊二烯＝1∶0.3～0.7混合進行共聚合反應，得到苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；(2)對真空輪胎的內壁進行打磨和清洗；(3)將步驟(1)得到的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體加熱到110～280℃後噴塗在真空輪胎的內壁上，噴塗層厚度為1～6mm，噴塗的同時對共聚物彈性膠體層降溫，使共聚物彈性膠體層固化；(4)在固化的共聚物彈性膠體的外層再噴塗一層硝基油性漆層覆蓋共聚物彈性膠體層，得到所述的防漏氣自補真空輪胎。
全文摘要
防漏氣自補真空輪胎及其加工工藝，屬於防漏氣自補型輪胎技術領域。該輪胎具有其內壁噴塗有一層厚度為1～6mm的苯乙烯—異戊二烯共聚物彈性膠體。其加工工藝是將苯乙烯和異戊二烯按重量比苯乙烯∶異戊二烯＝1∶0.3～0.7混合進行共聚合反應，得到苯乙烯—異戊二烯共聚物彈性膠體；對真空輪胎的內壁進行打磨和清洗；將共聚物彈性膠體加熱到110～280℃後噴塗在真空輪胎的內壁上，噴塗層厚度刺穿後自補功能，防止漏氣，同時在100℃和－40℃下能保持其良好的防漏自補性能。該工藝不需要硫化，工序簡單，噴塗的共聚物膠體層厚度均勻，與輪胎內壁的粘附力強，能長久不變形並保持柔韌度。
文檔編號B60C19/00GK1803482SQ20061000189
公開日2006年7月19日 申請日期2006年1月25日 優先權日2006年1月25日
發明者王明慧 申請人:王明慧