一種可使車輛輪胎具有防漏安全性能的高分子自封熱熔膠、其製備方法及應用的製作方法

2023-05-24 09:52:26

一種可使車輛輪胎具有防漏安全性能的高分子自封熱熔膠、其製備方法及應用的製作方法
【專利摘要】本發明是有關於一種可使車輛輪胎具有防漏安全性能的高分子自封熱熔膠、其製備方法及應用，其組成及質量份為：熱塑性彈性體100；增粘劑100～150；增塑劑80～110；防老劑和/或抗氧化劑4。利用車輛輪胎噴膠機，將本發明的該高分子自密封熱熔膠噴塗於輪胎內壁，無需對輪胎內壁進行任何損傷性加工，僅對輪胎內壁進行去脫模劑清洗、乾燥處理，將輪胎內壁全部或冠型體部分噴塗一層厚度大於3.5mm的高分子自密封熱熔膠，即可使輪胎升級為能在低溫-40℃至高溫+120℃內正常運作，具有防彈、防漏、耐扎性能，本發明還公開了該高分子自密封熱熔膠的製造方法。
【專利說明】一種可使車輛輪胎具有防漏安全性能的高分子自封熱熔膠、其製備方法及應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種可使車輛輪胎具有防漏安全性能的高分子自封熱熔膠，其製造方法及應用。
【背景技術】
[0002]目前車輛使用的車輛輪,有二種類型,一種有內胎車輛輪,另一種無內胎車輛輪，目前所乘用車輛中基本全部使用的是無內胎車輛輪，對於載重車輛國家要求逐步推廣使用無內胎車輛輪。因無內胎車輛輪具有良好的散熱性、柔軟性、密封性、乘坐舒適、性能好及充氣使用間隔時間長等優點，但無內胎車輛輪輪胎被尖銳物扎破時，由於尖銳物殘留於車輛輪胎體內，車輛輪輪胎的高壓氣體會在刺破部位向外洩漏或爆胎；當尖銳物刺穿車輛輪胎並脫離車輛輪胎，無內胎車輛輪內的高壓氣體急速洩漏，若車輛在高速行駛過程中發生爆胎或急速洩漏兩種情況，發生車輛事故危險大，車毀人亡概率高。
[0003]自從上世紀八十年代市場上主要技術體現為自密封液體膠灌注車輛輪內的技術方法，當時市場上就有多種自密封輪胎補漏膠水，將其注入車輛輪輪胎內。隨著車輛輪的轉動均勻的分布在車輛輪輪胎的內表面，當車輛輪輪胎被尖銳物扎破時，導致車輛輪輪胎漏氣，自密封輪胎補漏膠水與空氣中的氧氣反應而固化，達到車輛輪輪胎防漏的目的。其技術方法缺點在於，液體膠水與空氣中氧氣反應形成一層硬結晶會降低車輛輪輪胎的彈性，嚴重影響車輛輪輪胎的各種技術性能及壽命，未被市場所接納。說世紀九十年代該【技術領域】出現重大突破，創設了一種更為先進的自密封膠，是在車輛輪內噴塗一層2~3mm的異戊橡膠或丁烯橡膠或矽橡膠等固態粘膠狀物，用此種固態粘膠狀物解決車輛輪輪胎的微漏氣，被尖銳物扎破時漏氣的現象。採用異戊橡膠或丁烯橡膠或矽橡膠等固態粘膠狀物，使車輛爐輪胎的防彈、防漏、耐扎升級技術向真正市場運用邁進一步，但存在諸多弊病和不利因素:1)由於異戊橡膠 、丁烯橡膠、矽橡膠均是合成橡膠中的重要成員，應用範圍甚廣原料價格高；2)此類橡膠的活性，抗老化性能均無法取得實質性的技術突破，難以在車輛輪惡劣工作環境下長期應用；3)車輛輪輪胎內的異戊橡膠、丁烯橡膠、矽橡膠的固態粘膠狀物塗層，在車輛高速運行中，車輛輪輪胎與地面摩擦，輪胎升溫過高而輪胎內的塗層，在離心力作用下發生局部變形，影響車輛輪的動平衡；4)採用的異戊橡膠、丁烯橡膠、矽橡膠原料，成本及產業化發展均成為制約其推廣的因素。
[0004]最近幾年，隨著石油化工技術的快速發展，各種高分子樹脂類粘合劑、合成橡膠和橡膠複合材料的不斷湧現，國外推廣的高分子彈性防漏膠材料已進入我國內市場，由於常用原料國外進口，價格高，供貨受限導致產品單一化，致使這種高分子彈性防漏膠材料進入市場遇到許多困難，同時也阻礙了國內這一產品的產業發展進程。
[0005]因此，創設和推出一種耐高溫、耐低溫同時又具有國際高分子彈性防漏膠相同技術性能，成本低廉且完全可以國內完成原料採購的「耐溫高分子彈性防漏膠」，已成為真正能使車輛普通輪胎升級邁向產業化市場化的瓶頸課題。[0006]由此可見，上述現有的車輛輪升級用高分子自密封熱熔膠方面，顯然仍存在有諸多缺陷。但其產品初看簡單，實際上很複雜，高分子自密封熱熔膠技術要求很高因為它是車輛運行安全的基本保障，其次是隨著車輛輪輪胎需經受較大的高低溫溫差和長期承載壓力工作的考驗，並且對動平衡、高速行駛、產品耐久性的安全指標要求特別高，要承受_40°C的低溫，在車輛高速運行時車輛輪輪胎被扎破、刺穿後，高分子自密封熱熔膠自補而不洩氣。車輛在高速、高溫長時間行駛情況下，車輛輪輪胎周邊環境溫度可達120°C左右時，輪胎被扎破、刺穿後，高分子自密封熱熔膠自補而不洩氣。現有高分子自密封熱熔膠難以達到此項要求或由於高分子自密封熱熔膠附著力差與車輛輪輪胎內壁表面粘結不牢靠，高分子自密封熱熔膠層脫落或脫邊的缺陷，而難以達到升級後的車輛輪輪胎不洩氣的功能和作用。而需加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商及研究院、所莫不費勁心思來求謀解決之道，但長久以來一直未見適用的高分子自密封熱熔膠被發現。因此如何能創設一種新的高分子自密封熱熔膠，用於解決車輛輪輪胎升級防爆問題，使其真正能使車輛普通輪胎升級邁向產業化市場化，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界積蓄改進的目標。

【發明內容】

[0007]採用高分子自密封熱熔膠噴塗於車輛輪輪胎內壁使車輛輪升級的技術關鍵在於:一是高分子自密封熱熔膠應具有高的彈性、氣密性、抗拉強度；其二高分子自密封熱熔膠與車輛輪輪胎內壁表面具有強的附著力。分析一些現有的高分子自密封熱熔膠，有些在功能特性上基本滿足技術關鍵「一」要求，但在於車輛輪輪胎內壁表面的附著力方面未能達到技術關鍵「二」的要求。其原因是，車輛輪輪胎的材料為硫化橡膠，表面極為惰性，大多數材料與它不易粘結，升級後的車輛輪輪胎內壁表面塗層在車輛行駛過程中極易與輪胎內壁分離。從而消弱或喪失升級後的車輛輪輪胎防漏、耐扎功能。創設一種高分子自密封熱熔膠既滿足技術關鍵「一」，又滿足技術關鍵「二」的要求，就是本發明的目的所在。
[0008]具體而言，本發明的目的在於，克服現有的高分子自密封熱熔膠存在的缺陷，而提供一種耐高溫(大於120°C)、耐低溫(低於-40°C )、耐油性、耐水性，並具有高彈性、高度氣密性、高抗拉強度及強附著力的用於車輛普通輪胎安全升級的高分子自密封熱熔膠。
[0009]本發明的另一目的在於，提供一種上述該高分子自密封熱熔膠的製備方法。
[0010]本發明的再一目的在於，提供一種應用上述該高分子自密封熱熔膠的車輛輪胎。
[0011]本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的可使車輛輪胎具有防漏安全性能的高分子自封熱熔膠，其組成及質量份為:熱塑性彈性體:100 ;增粘劑100~150 ;增塑劑:80~110 ;防老劑和/或抗氧化劑:4。
[0012]本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。
[0013]前述的高分子自密封熱熔膠，其中所述的熱塑性彈性體，選自熱塑性彈性體SIS、SBS、SEBS中的一種或兩種以上混合；所述的增粘劑選自萜烯樹脂、萜烯酚樹脂、萜烯-苯乙烯樹脂的一種或兩種以上混合；所述的抗氧化劑選自抗氧化劑300或2246，所述的防老劑選自防老劑RDU010和4010A中一種或兩種以上混合；所述的增塑劑選自環烷油、40號機油、鄰苯二甲酸二丁酯中一種或兩種以上混合。
[0014]本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術方案來實現。依據本發明提出的製造如前述的高分子自密封熱熔膠的方法，其是:採用間歇式混合設備，將該間歇式混合設備預熱至預熱熔融溫度120~210°C，達到預熱熔融溫度將熱塑性彈性體、增粘劑、防老劑和/或抗氧化劑、增塑劑加入間歇式混合設備完全熔融後擠入成型模具；或採用連續低速混合設備，將該連續低速混合設備預熱至預熱熔融溫度120~210°C，依序加入增粘劑一增塑劑一防老劑和/或抗氧化劑加熱熔融後，再加入熱塑性彈性體加熱熔融，完全熔融後擠入成型模具；或採用連續高速混合設備，將該連續高速混合設備預熱至預熱熔融溫度120~210°C，首先將熱塑性彈性體、增粘劑、增塑劑一起加入，而後加入防老劑和/或抗氧化劑，完全熔融後擠入成型模具。
[0015]本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。
[0016]前述的高分子自密封熱熔膠的製造方法，其中所述的間歇式混合設備為螺旋槳攪拌器、高剪切分散器或行星式混合器；所述的連續式混合設備為雙螺杆擠出機。
[0017]前述的高分子自密封熱熔膠的製造方法，其中所述的間歇式混合設備為行星式混合器。
[0018]本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術方案來實現。依據本發明提出的車輛輪胎，其是在該車輛輪胎胎內壁表面全部或內壁表面冠體部分塗有如前述的該高分子自密封熱熔膠。
[0019]本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，本發明一種可使車輛輪胎具有防漏安全性能的高分子自封熱熔膠、其製備方法及應用可達到相當的技術進步性及實用性，並具有產業上的廣泛利用價值，將本發明的高分子自密封熱熔溶膠應用於車輛輪胎內壁，會與車輛輪輪胎內壁表面緊密結合，形成一種高分子高密度的軟膠，其至少可達到以下有益效果:
[0020]( I)本發明的高分子自密封熱熔膠在車輛車輪輪胎內壁表面形成的塗層，具有優越的彈性和延展性，在車輛高速行駛過程中期塗層不易與車輛輪內壁表面脫離，不會改變車輛輪的動平衡 ，不增加車輛行駛過程中的震動量。
[0021](2)起到一定的防爆作用。
[0022](3)當車輛輪輪胎被尖銳物(例如釘狀物、刀片、碎玻璃等)從車輛輪胎面刺入後，輪胎內壁的高分子高密度的軟膠層，在車輛輪內氣壓的作用下，緊閉穿透物，對穿透物實施自動粘裹密封，達到防止車輛輪輪胎內氣體外洩的功能，提高車輛行駛安全。
[0023](4)當車輛輪輪胎被尖銳物(例如釘狀物、刀片、碎玻璃等)從車輛輪胎面刺入後，在高分子自密封熱熔膠層的高彈性、高延伸性和高抗拉強度的作用下，當穿透物被拔出或自動脫落時，高分子自密封熱熔膠瞬間回彈收縮，在車輛輪內的氣壓作用下自動緊閉車輛輪輪胎戳破處，車輛輪輪胎的漏洞被修補充填，閉合堵塞，達到防止車輛輪輪胎內氣體外洩的功能提高車輛行駛安全。
[0024](5)車輛高速行駛的情況下被直徑不大於8mm、長度不大於IOcm尖銳物或鋼釘刺穿，車輛輪輪胎不會洩氣；當尖銳物或鋼釘在車輛輪輪胎內或發現被拔出時，高分子自密封熱熔膠層對拔出尖銳物或鋼釘在車輛輪輪胎上形成的漏洞，在氣壓作用下能瞬間自動修補充填。
[0025](6)能使車輛輪在本身溫度_40°C~120°C範圍內正常運轉，即可使車輛輪胎升級為，能在車輛輪輪胎周邊環境溫度:低溫-40°C至高溫+120°C範圍內，高速或低速行駛，被直徑不大於8mm、長度不大於IOcm尖銳物和鋼釘刺穿或槍彈擊穿，升級後車輛輪輪胎不洩氣。升級後車輛輪具有防彈、防漏、耐扎功能和作用。在噴塗過程中無需對車輛輪輪胎內壁表面進行任何損傷性加工，僅對輪胎內壁進行去脫模劑清洗、乾燥處理即可。
[0026]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】[0027]無【具體實施方式】
[0028]為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合較佳實施例，對依據本發明提出的一種可使車輛輪胎具有防漏安全性能的高分子自封熱熔膠、其製備方法及應用其【具體實施方式】、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。
[0029]本發明的用於車輛普通輪胎安全升級的高分子自密封熱熔膠的組成及質量份:
[0030]熱塑性彈性體:100;
[0031]增粘劑:100~150;
[0032]增塑劑::80~110;
[0033]防老劑和/或抗氧化劑:4 ；
[0034]其中，所述的熱塑性彈性體，優選自熱塑性彈性體SIS、SBS、SEBS, SEPS中的一種或兩種以上混合，最優選於SIS、SBS、SEBS中一種或兩種以上混合。所述的增粘劑:優選於萜烯樹脂、萜烯酚樹脂、聚異丁烯、萜烯-苯乙烯樹脂、芳烴改性萜烯樹脂、石油樹脂(C5、C9、C5/C9 )、 氫化石油樹脂、聚合松香、松香甘油酯、氫化松香、氫化松香甘油酯、松香季戊四醇酯、古馬隆樹脂、古馬隆樹脂松香中的一種或兩種以上混合，最優選於聚異丁烯、萜烯樹月旨、石油樹脂C5/C9的一種或兩種以上混合。所述的抗氧化劑和防老劑分別優選於抗氧化劑264、2246、300、1010、1076，防老劑RD、1010、4010A中一種或兩種以上混合；最佳分別優選於抗氧化劑300、1010、1076、防老劑RD、4010A中一種或兩種以上混合。所述的增塑劑優選於環烷油、40號機油、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二異辛酯(DIOP)中一種或兩種以上混合；最佳優選於環烷油、40號機油、鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)、鄰苯二甲酸二異辛酯(DIOP)中一種或兩種以上混
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[0035]本發明經過大量實驗結果分析得到:本發明使用增粘劑，用於降低熱塑性彈性體熱熔時的黏度、提高被粘性和粘結強度、調節耐熱溫度和晾置時間、改善操作性及降低成本。本發明選擇了小比例增塑劑(〈10%)，用於增加高分子自密封熱熔膠延展性(及流動性)、抗拉強度、硬度、耐高溫、耐低溫及使用持久性，提高其抗拉強度、初黏度、伸長率，適應了高分子自密封熱熔膠在車輛輪胎內高速、高溫運轉而不脫離。
[0036]本發明的上述該高分子自密封熱熔膠的製造方法，制膠設備採用間歇式混合設備或連續式混合設備。其中，間歇式混合設備優選螺旋槳攪拌器、高剪切分散器或行星式混合器，最優選行星式混合器；連續式混合設備中雙螺杆擠出機是最有效的設備。
[0037]當採用間歇式混合設備時，該高分子自密封熱熔膠的製造方法為:間歇式混合設備預熱(預熱熔融溫度根據選用原料一般控制在120~210°C)，達到預熱熔融溫度將熱塑性彈性體、增粘劑、防老劑和/或抗氧化劑、增塑劑加入間歇式混合設備完全熔融後擠入成型模具。
[0038]在採用連續低速混合設備時，該高分子自密封熱熔膠的製造方法為:
[0039]連續混合設備預熱(預熱熔融溫度根據選用原料一般控制在120~210°C)，首先按順序將增粘劑一增塑劑一防老劑和/或抗氧化劑加入熱熔融後，再加入熱塑性彈性體加熱熔融，熔融溫度根據選用原料一般控制在120~210°C。在採用連續高速混合設備時，首先將熱塑性彈性體、增粘劑、增塑劑一起加入，而後加入其他成分，完全熔融後擠入成型模具。
[0040]將本發明的該高分子自密封熱熔膠應用於車輛車輪輪胎，是通過熱熔噴塗技術，噴塗於車輛車輪輪胎內壁表面全部或內壁表面冠型體部分，並形成大於3.5mm厚的均勻塗層，用於加厚車輛輪輪胎的硫化層對其起到一定的防爆作用。塗層與車輛輪胎內壁表面緊密結合，冷卻定型後，形成一種高分子高密度的軟膠，具有優越的彈性和延展性。
[0041]實施例1
[0042]高分子自密封熱熔膠的配比及組分(以質量份100熱塑性彈性體為標準)100熱塑性彈性體、100增粘劑、80增塑劑、防老劑和抗氧化劑共2 ;稱取熱塑性彈性體SIS85、熱塑性彈性體SBS15 ;增粘劑:萜烯樹脂50、C5/C9石油樹脂35、聚異丁烯15;增塑劑:環烷油76、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP) 4;抗氧化劑3001、防老劑RDl。
[0043]在採用連續低速混合設備中的雙螺杆擠出機，連續混合設備預熱(預熱熔融溫度控制在210°C左右)，首先按合成順序:增粘劑一增塑劑一防老劑和抗氧化劑加入雙螺杆擠出機，在210°C左右條件下熱熔融後，在加入熱塑性彈性體，熔融溫度控制在210°C左右條件下混煉。在完全熔融狀態下擠入成型模具。
[0044]還可採用高速混合設備中的雙螺杆擠出機，首先按合成順序:熱塑性彈性體、增粘劑、增塑劑一起加入，而後加入防老劑和抗氧化劑，在完全熔融狀態下擠入成型模具(溫度控制同上)。
[0045]實施例2
[0046]高分子自密封熱熔膠的配比及組分(以質量份質量份100熱塑性彈性體質量份為標準)100熱塑性彈性體、150增粘劑、110增塑劑、防老劑和抗氧化劑共4 ;稱取熱塑性彈性體SIS95、熱塑性彈性體SEBS5 ;增粘劑:萜烯樹脂90、C5/C9石油樹脂35、聚異丁烯25;增塑劑:環烷油50，鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP) 10,40號機油50;防老劑4010A2、抗氧化劑3002。
[0047]採用連續低速混合設備中的雙螺杆擠出機，連續混合設備預熱(預熱熔融溫度控制在210°C左右)，首先按合成順序:增粘劑一增塑劑一防老劑和抗氧化劑加入雙螺杆擠出機，在210°C左右條件下熱熔融後，再加入熱塑性彈性體，熔融溫度控制在210°C左右條件下混煉。在完全熔融狀態下擠入成型模具。
[0048]還可採用高速混合設備中的雙螺杆擠出機，首先按合成順序:熱塑性彈性體、增粘劑、增塑劑一起加入，而後加入防老劑和抗氧化劑，在完全熔融狀態下擠入成型模具(溫度控制同上)。
[0049]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質，對以上實施例所作 的任何簡單修改、等同變化與修改，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
【權利要求】
1.一種可使車輛輪胎具有防漏安全性能的高分子自封熱熔膠，其特徵在於其組成及質量份為: 熱塑性彈性體:100 ； 增粘劑100~150: 增塑劑:80~110 ; 防老劑和/或抗氧化劑:4。
2.根據權利要求1所述的高分子自密封熱熔膠，其特徵在於所述的熱塑性彈性體，選自熱塑性彈性體SIS、SBS、SEBS中的一種或兩種以上混合； 所述的增粘劑選自萜烯樹脂、聚異丁烯、C5/C9石油樹脂的一種或兩種以上混合； 所述的抗氧化劑選自抗氧化劑300或2246，所述的防老劑選自防老劑RDU010和4010A中一種或兩種以上混合； 所述的增塑劑選自環烷油、40號機油、鄰苯二甲酸二丁酯中一種或兩種以上混合。
3.—種製造如權利要求1或2所述的高分子自密封熱熔膠的方法，其特徵在於: 採用間歇式混合設備，將該間歇式混合設備預熱至預熱熔融溫度120~210°C，達到預熱熔融溫度將熱塑性彈性體、增粘劑、防老劑和/或抗氧化劑、增塑劑加入間歇式混合設備完全熔融後擠入成型模具；或 採用連續低速混合設備，將該連續低速混合設備預熱至預熱熔融溫度120~210°C，依序加入增粘劑一 增塑劑一防老劑和/或抗氧化劑加熱熔融後，再加入熱塑性彈性體加熱熔融，完全熔融後擠入成型模具；或 採用連續高速混合設備，將該連續高速混合設備預熱至預熱熔融溫度120~210°C，首先將熱塑性彈性體、增粘劑、增塑劑一起加入，而後加入防老劑和/或抗氧化劑，完全熔融後擠入成型模具。
4.根據權利要求3所述的高分子自密封熱熔膠的製造方法，其特徵在於所述的間歇式混合設備為螺旋槳攪拌器、高剪切分散器或行星式混合器；所述的連續式混合設備為雙螺杆擠出機。
5.根據權利要求4所述的高分子自密封熱熔膠的製造方法，其特徵在於所述的間歇式混合設備為行星式混合器。
6.一種車輛輪胎，其特徵在於在該車輛輪胎胎內壁表面全部或內壁表面冠體部分塗有如權利要求1或2所述的該高分子自密封熱熔膠。
【文檔編號】C09J157/02GK103849341SQ201310480509
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年10月14日
【發明者】周強 申請人:洛陽駿騰能源科技有限公司