專(zhuān)利名稱(chēng)：輪胎抗扎防爆膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充氣輪胎自動(dòng)補(bǔ)胎用的密封膠，是一種有機(jī)化工產(chǎn)品。
自從英國(guó)人鄧錄普1888年發(fā)明充氣輪胎以來(lái)，給世人帶來(lái)了快捷舒適的同時(shí)，也帶來(lái)了使人們煩惱的一系列問(wèn)題車(chē)輪在行駛中會(huì)被地面上的釘子或尖物扎破，造成急劇泄氣或慢撒氣，如若長(zhǎng)距離高速行駛，會(huì)使輪胎內(nèi)積聚的溫度越來(lái)越高、壓力越來(lái)越大，一旦被扎破，壓縮空氣從扎眼處外溢時(shí)，易使輪胎發(fā)生爆破的事故。輕者使車(chē)輪半路拋錨，重者會(huì)發(fā)生翻車(chē)撞車(chē)事故，甚至發(fā)生車(chē)毀人亡的惡性事件。
因此，使輪胎在車(chē)行駛中一旦被扎破泄氣時(shí)，能自動(dòng)地將扎眼補(bǔ)好，保證車(chē)輛繼續(xù)安全運(yùn)行就成為人們美好的愿望。在人們孜孜不倦地追求這個(gè)美好愿望的同時(shí)，一代接一代的新產(chǎn)品問(wèn)世，一代又一代的產(chǎn)品遭淘汰，原因各有不同。有的產(chǎn)品沉淀結(jié)團(tuán)影響車(chē)輛的動(dòng)平衡，有的產(chǎn)品腐蝕輪胎，有的產(chǎn)品不能在嚴(yán)寒條件下使用，有的產(chǎn)品因易揮發(fā)而失效等等。例如，一種叫“堵漏靈”的產(chǎn)品，初始效果還可以，兩月后失效。查其原因，輪胎內(nèi)已無(wú)這種產(chǎn)品揮發(fā)貽盡。除了以上缺點(diǎn)外，自動(dòng)補(bǔ)胎劑最大的問(wèn)題是持久性差，原因就是只能堵塞扎眼，而不能在扎眼內(nèi)形成一個(gè)三維整體結(jié)構(gòu)，一旦遇到特殊情況，堵塞物會(huì)擠出而失效。
自動(dòng)補(bǔ)胎有兩個(gè)技術(shù)問(wèn)題，一是扎眼時(shí)當(dāng)即補(bǔ)得住，不能使輪胎漏氣；二是補(bǔ)得牢，使輪胎扎眼補(bǔ)住，長(zhǎng)期不漏氣。只有這兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了，這個(gè)產(chǎn)品才能算是可信賴(lài)的產(chǎn)品?？v觀歷史一代一代產(chǎn)品被淘汰，原因不是出在當(dāng)時(shí)“補(bǔ)得住”上，而是出在長(zhǎng)期“補(bǔ)得牢”上。當(dāng)時(shí)效果還可以，就是持久性差，即使是號(hào)稱(chēng)美國(guó)NO.1號(hào)“優(yōu)超駛”輪胎超級(jí)自動(dòng)補(bǔ)漏劑也沒(méi)有解決這個(gè)技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供一種既補(bǔ)得住，又補(bǔ)得牢的輪胎抗扎防爆膠及這種膠的制造方法。
本發(fā)明主要是由膠粘劑，硫化劑，穩(wěn)定劑，補(bǔ)強(qiáng)劑，增稠劑和水等組成。膠粘劑是本發(fā)明的主體，是橡膠生產(chǎn)過(guò)程中的膠乳。本發(fā)明中的穩(wěn)定劑是調(diào)解PH值的，可以說(shuō)是調(diào)解酸堿度試劑。穩(wěn)定劑在本發(fā)明中的量，是使最終合成物PH值為8～10。除穩(wěn)定劑外，本發(fā)明其它各組成物含量按重量百分比為膠 乳 20％～60％；硫化劑 0.35％～16％；補(bǔ)強(qiáng)劑 3.5％～33％；增稠劑 0.4％～2％；水 5％～60％。
由于穩(wěn)定劑是用來(lái)調(diào)解PH值，如果使用強(qiáng)堿性物質(zhì)，其重量百分比為0.1％～0.3％。
本發(fā)明所用的膠乳可以是天然膠乳，各種合成膠乳和各種人工膠乳。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，組成物中的膠乳要經(jīng)過(guò)硫化過(guò)程，因此，本發(fā)明使用了硫化劑。本發(fā)明所用的硫化劑，一個(gè)具體實(shí)例是由硫磺、氧化鋅和硫化促進(jìn)劑組成，三種物質(zhì)重量百分比為硫磺28.6％～43.8％；氧化鋅 37.5％～57.1％；硫化促進(jìn)劑 14.3％～18.7％。
本發(fā)明中的補(bǔ)強(qiáng)劑是堵輪胎扎眼用的固體物質(zhì)，由20目以下橡膠粉、100目以下木粉和炭黑組成。橡膠粉可以是天然橡膠粉，各種合成橡膠粉，各種廢橡膠粉。補(bǔ)強(qiáng)劑中的三種物質(zhì)按重量百分比分別是橡膠粉 31％～57.1％；木粉24％～28.6％；炭黑14.3％～45％。
由上述補(bǔ)強(qiáng)劑組成的本發(fā)明，可以堵6mm的扎眼到幾微米的細(xì)孔。
穩(wěn)定劑是穩(wěn)定膠乳而加入的，使膠乳呈弱堿性。穩(wěn)定膠乳可以通過(guò)調(diào)節(jié)PH值來(lái)實(shí)現(xiàn)，改變PH值最直接的辦法是加入堿性物質(zhì)，因此，穩(wěn)定劑實(shí)際上是一種堿或堿性物，如NaOH、KOH或NaHCO3等。
增稠劑是為提高本發(fā)明的濃度而加入的，由于本發(fā)明中有補(bǔ)強(qiáng)劑，如橡膠粉、木粉、炭黑等固體物，在濃度偏低時(shí)，會(huì)產(chǎn)生沉淀，產(chǎn)生的沉淀會(huì)影響車(chē)輛的動(dòng)平衡和補(bǔ)胎的持久性。通過(guò)增稠，使各種固體物質(zhì)均勻地懸浮在膠液中。能夠使膠液中的固體物懸浮的增稠物質(zhì)有羧甲基纖維素，甲基纖維素，酪素，明膠，骨膠等。
本發(fā)明中的水是用來(lái)分散膠乳和硫化膠乳，使兩者處于懸浮狀態(tài)。硫化膠乳處于懸浮狀態(tài)時(shí)，分子之間不產(chǎn)生交聯(lián)，不能增大分子團(tuán)。硫化膠乳的外觀與普通膠乳或未硫化膠乳沒(méi)有多大區(qū)別。它是硫化的橡膠粒子在水介質(zhì)中的膠態(tài)懸浮體，但脫水后粒子能互相粘著而生成連續(xù)的膠膜。沒(méi)有脫水前，始終處于分散狀態(tài)，橡膠粒子的布朗運(yùn)動(dòng)與普通膠乳中的相似，速度略快。硫化膠乳的穩(wěn)定度與制造它的原膠乳的穩(wěn)定度相同。
從上述配方中，不難看出本發(fā)明的特點(diǎn)就在于用硫化膠乳作為膠粘劑，以不同粒度的橡膠粉、木粉、炭黑做為補(bǔ)強(qiáng)劑。它的工作原理就是當(dāng)輪胎在行進(jìn)中被扎破以后壓縮空氣從扎眼中急劇外溢之始就將各種補(bǔ)強(qiáng)劑、和膠粘劑一起帶入扎眼中，將扎眼在瞬間補(bǔ)好，不再漏氣。擠入扎眼中各種補(bǔ)強(qiáng)劑和膠粘劑混合擠壓在一起，這時(shí)作為膠粘劑的硫化膠乳脫水(液)后開(kāi)始交聯(lián)，由線性大分子交聯(lián)成立體網(wǎng)狀的彈性橡膠體，緊緊地與扎眼粘連在一起，永久性地將扎眼補(bǔ)牢。這不但保證被扎眼時(shí)輪胎不漏氣，而且長(zhǎng)期保證輪胎不漏氣。
本發(fā)明的膠乳，由于水的存在，在脫水前處于分散狀態(tài)。經(jīng)硫化后成為硫化膠乳，仍保持分散懸浮態(tài)。一旦輪胎出現(xiàn)孔洞，硫化膠乳立即進(jìn)入孔洞，并隨之脫水。硫化膠乳脫水后，開(kāi)始交聯(lián)，形成立體網(wǎng)狀的彈性橡膠體。網(wǎng)狀的彈性橡膠體內(nèi)，存在尺寸不同的空間，或者說(shuō)孔。由于加入了補(bǔ)強(qiáng)劑，補(bǔ)強(qiáng)劑中的大顆粒物，如橡膠粉，進(jìn)入大孔中，并同孔周?chē)牧蚧z乳結(jié)合，使大孔堵住，網(wǎng)狀空間消失。對(duì)于網(wǎng)狀空間的中孔，由木粉填充，小孔由炭黑和小分子尺度的膠乳填充。由于有上述各物的存在和過(guò)程發(fā)生，在輪胎的扎眼內(nèi)形成致密的不透氣膠膜，而且能長(zhǎng)期保持。
為了使本發(fā)明適應(yīng)各種溫度環(huán)境，本發(fā)明使用了抗凍劑。它可以是乙二醇，1、2丙二醇，甘油，二甘醇等等。上述物質(zhì)與水混合后，可以大大降低水的冰點(diǎn)，而膠乳就是“水包油”型的乳化液，所以上述抗凍劑與膠乳中的水混合，就可以降低硫化膠乳的冰點(diǎn)，使整個(gè)膠液在零度直到零下60℃時(shí)均能保持穩(wěn)定，從而保證在低溫下抗扎防爆效能正常發(fā)揮。
本發(fā)明可以加入緩蝕劑。加入緩蝕劑的目的是防止本發(fā)明對(duì)輪輞產(chǎn)生腐蝕。加入本發(fā)明的緩蝕劑可以是硼砂，亞硝酸鹽，鉻酸鹽，鉬酸鹽，鎢酸鹽等。
為使膠粉、木粉、炭黑等順利加入膠乳中，本發(fā)明使用了濕潤(rùn)劑，它可以是十二烷基硫酸鈉，洗衣粉、肥皂等。用濕潤(rùn)劑濕潤(rùn)的補(bǔ)強(qiáng)劑會(huì)很好地與膠乳混合。上述濕潤(rùn)劑同時(shí)也是膠乳的穩(wěn)定劑。
本發(fā)明使用膨潤(rùn)士，它即是增稠劑也是一種補(bǔ)強(qiáng)劑，作為增稠劑它可以吸收大于本身10倍的水，使自己膨脹增加膠乳的粘度。作為補(bǔ)強(qiáng)劑，它是200目的細(xì)粒子土，可以堵塞200目以下的佃眼，提高本產(chǎn)品的補(bǔ)強(qiáng)性。
本發(fā)明使用的羧甲基纖維素既是增稠劑，也是穩(wěn)定劑。
本發(fā)明制備是在攪拌釜中進(jìn)行的，工藝流程如下1、將一定量的膠乳投入攪拌釜中，如果需要防凍劑，則加入防凍劑。對(duì)防凍劑為乙二醇，加入二分之一重的乙二醇；2、配制穩(wěn)定劑。如需緩蝕劑，則同穩(wěn)定劑一并配制。對(duì)于穩(wěn)定劑是氫氧化鈉，緩蝕劑是硼砂和亞硝酸鈉時(shí)，將氫氧化鈉、硼砂、亞硝酸鈉溶解在8倍的水中；3、將配好的穩(wěn)定劑或穩(wěn)定劑和緩蝕劑的混合液倒入攪拌釜中；4、將補(bǔ)強(qiáng)劑中的中小顆粒固體物加入攪拌釜中攪拌，攪拌時(shí)間為20～60分鐘；5、將硫化劑和增稠劑一并徐徐投入攪拌釜中，在攪拌釜中攪拌10～30分鐘；6、將攪拌釜中的混合物硫化。在30～60分鐘內(nèi)加熱到70℃，在70℃下保持30～60分鐘，然后于投到攪拌釜中；7、如果加入防凍劑，可將過(guò)程中剩余的防凍劑投入攪拌釜中；8、將補(bǔ)強(qiáng)劑中的大顆粒固體物充分混合，如需濕潤(rùn)劑，將溶有十二烷基硫酸鈉的同等重量的水溶液與其混合翻動(dòng)，直到全部濕潤(rùn)為止，并投到攪拌釜中；9、將膨潤(rùn)土和剩余水混合投入攪拌釜中，攪拌1小時(shí)左右。停放24小時(shí)后，即可裝瓶。
本發(fā)明是以硫化膠乳為膠粘劑，以橡膠粉、木粉和炭黑為補(bǔ)強(qiáng)劑，再加入其它助劑和水混配而成的，不言而喻，它與輪胎橡膠是同質(zhì)的，對(duì)輪胎橡膠和輪輞無(wú)任何副作用。將膠乳事先硫化成硫化膠乳而制成的輪胎抗扎防爆膠，不但能把扎眼堵住，而且在扎眼中由于擠壓脫水而使硫化膠乳粒子產(chǎn)生交聯(lián)，由線狀大分子而變成三維立體結(jié)構(gòu)的彈性橡膠體，牢牢補(bǔ)在扎眼中，長(zhǎng)期有效。
本發(fā)明實(shí)施例如下一、配方膠乳羧基丁苯膠乳 20～60％；抗凍劑 乙二醇 0～60％；濕潤(rùn)劑 十二烷基硫酸鈉 0.01～0.1％；穩(wěn)定劑 氫氧化鈉 0.1～0.3％；緩蝕劑 硼砂 0.1～4％；亞硝酸鈉 0.1～3％；補(bǔ)強(qiáng)劑 木粉 1～8％；橡膠粉 2～10％；炭 黑 5～15％；硫化劑 氧化鋅 0.2～6％；硫磺 0.1～7％；硫化促進(jìn)劑 0.05～3％；增稠劑 羧甲基纖維素 0.4～2％；增稠劑和補(bǔ)強(qiáng)劑 膨潤(rùn)土 0.1～8％。
水 5～60％；二、制備1、將羧基丁苯膠乳投入攪拌釜中，加入二分之一重量的乙二醇；2、將氫氧化鈉、硼砂、亞硝酸鈉溶解在8倍的水中，倒入攪拌釜中；3、將炭黑在攪拌中加入釜中，攪拌40分鐘；4、在攪拌中將硫磺、氧化鋅、硫化促進(jìn)劑、羧甲基纖維素、徐徐投入釜中攪拌20分鐘；5、將釜中混合物硫化，在30-60分鐘內(nèi)加熱到70℃，在70℃下保持30到60分鐘，再投到釜中；6、將剩余的乙二醇全部投入釜中；7、將橡膠粉和木粉混合，將溶有十二烷基硫酸鈉和同等重量的水與其混合翻動(dòng)，直到全部濕潤(rùn)為止，并投到攪拌釜中；8、將膨潤(rùn)土和剩余的水混合投到釜中，攪拌1小時(shí)左右。停放24小時(shí)后即可裝瓶。
權(quán)利要求
1.一種輪胎抗扎防爆膠，其特征是由膠乳，硫化劑，穩(wěn)定劑，補(bǔ)強(qiáng)劑，增稠劑和水組成，膠乳，硫化劑，補(bǔ)強(qiáng)劑，增稠劑和水的含量按重量百分比為膠乳 20～60％硫化劑 0.35～16％補(bǔ)強(qiáng)劑 3.5～33％增稠劑 0.4～2％水 5～60％穩(wěn)定劑的含量，是使組合物的PH值為8～10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎抗扎防爆膠，其特征是膠乳是天然膠乳，各種合成膠乳或各種人工膠乳；硫化劑是由硫磺，氧化鋅和硫化促進(jìn)劑組成，三種物質(zhì)重量百分含量為硫磺 28.6～43.8％氧化鋅 37.5～57.1％硫化促進(jìn)劑 14.3～18.7％；補(bǔ)強(qiáng)劑是由橡膠粉、木粉、炭黑組成，木粉和炭黑的顆粒大小為100目以下，橡膠粉顆粒大小為20目以下，可以是天然橡膠粉、各種合成橡膠粉或各種廢橡膠粉；增稠劑是羧甲基纖維素，甲基纖維素，酪素，明酸或骨膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎抗扎防爆膠其特征是所述補(bǔ)強(qiáng)劑的橡膠粉、木粉、炭黑的重量百分含量為橡膠粉31～57.1％木粉 24～28.6％炭黑 14.3～45％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎抗扎防爆膠，其特征是還包括防凍劑，所述防凍劑為乙二醇，1、2丙二醇，甘油或二甘醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎抗扎防爆膠，其特征是還包括緩蝕劑，所述的緩蝕劑為硼砂，亞硝酸鹽，鉻酸鹽，鉬酸鹽或鎢酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎抗扎防爆膠，其特征是還包括濕潤(rùn)劑，所述的濕潤(rùn)劑為十二烷基硫酸納，洗衣粉或肥皂。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎抗扎防爆膠，其特征是還包括膨潤(rùn)土，膨潤(rùn)土既是增稠劑，也是補(bǔ)強(qiáng)劑，其顆粒的大小為200以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎抗扎防爆膠，其特征是還包括防凍劑，緩蝕劑，濕潤(rùn)劑和膨濕土；防凍劑為乙二醇，1、2丙二醇，甘油或二甘醇；緩蝕劑為硼砂，亞硝酸鹽，鉻酸鹽，鉬酸鹽或鎢酸鹽；濕潤(rùn)劑為十二烷基硫酸鈉，洗衣粉或肥皂；膨潤(rùn)土顆粒大小為200以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎抗扎防爆膠，其特征是各種組分重量百分含量為膠乳 羧基丁苯膠乳 20～60％；抗凍劑乙二醇 0～60％；濕潤(rùn)劑十二烷基硫酸鈉 0.01～0.1％；穩(wěn)定劑 氫氧化鈉 0.1～0.3％；緩蝕劑 硼砂 0.1～4％；亞硝酸鈉 0.1～3％；補(bǔ)強(qiáng)劑 木粉 1～8％；橡膠粉 2～10％；炭黑 0.5～15％；硫化劑 氧化鋅 0.2～6％；硫磺 0.1～7％；增稠劑 羧甲基纖維素 0.4～2％；硫化促進(jìn)劑 0.05～3％；水 5～60％；
10.輪胎抗扎防爆膠的制備方法，其特征是在攪拌釜中進(jìn)行，制備過(guò)程如下(1)將一定量的膠乳投入到攪拌釜中，如需防凍劑，則加入防凍劑；(2)配制穩(wěn)定劑，如需緩蝕劑，則兩者一起配制；(3)將配制的穩(wěn)定劑或穩(wěn)定劑和緩蝕劑的混合液倒入攪拌釜中；(4)將補(bǔ)強(qiáng)劑中的中小顆粒加入攪拌釜中攪拌，攪拌時(shí)間為20～60分鐘；(5)將硫化劑和增稠劑一并徐徐投入攪拌釜中，在攪拌釜中攪拌10～30分鐘；(6)將攪拌釜中的混合物硫化，在30～60分鐘內(nèi)加熱到70℃，并保持30～60分鐘，然后再投到攪拌釜中；(7)將補(bǔ)強(qiáng)劑中的大顆粒充分混合，如需濕潤(rùn)劑，則加入濕潤(rùn)劑直到全部濕潤(rùn)為止，并投到攪拌釜中；(8)將剩余水投入攪拌釜中，攪拌1小時(shí)，然后停放24小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種充氣輪胎自動(dòng)補(bǔ)胎用的密封膠及制備方法。主要由膠粘劑,硫化劑,穩(wěn)定劑,補(bǔ)強(qiáng)劑,增稠劑和水組成。所用的膠粘劑為膠乳,是本發(fā)明的主體。另外,本發(fā)明還可以加入其它助劑,如緩蝕劑、防凍劑、濕潤(rùn)劑和膨潤(rùn)土、羧甲基纖維素等,以增加功效和輔助作用。本發(fā)明制備是在攪拌釜中進(jìn)行,硫化過(guò)程是在70℃溫度下發(fā)生的。本發(fā)明具有不易揮發(fā)、不腐蝕輪輞、有效期長(zhǎng)和補(bǔ)漏堅(jiān)固等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09K3/12GK1369533SQ0111747
公開(kāi)日2002年9月18日 申請(qǐng)日期2001年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月25日
發(fā)明者孔繁清 申請(qǐng)人:孔繁清