專利名稱：防漏氣自補(bǔ)真空輪胎及其加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于防漏氣自補(bǔ)型輪胎技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有熱塑彈性體防漏層，具備防漏氣自補(bǔ)功能的真空輪胎。
背景技術(shù)：
真空輪胎是目前轎車普遍使用的無(wú)內(nèi)胎型輪胎，它具有密封效果好、充氣時(shí)間間隔長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但是當(dāng)真空輪胎被尖銳物體刺穿時(shí)，如果尖銳物體留在輪胎體上，輪胎內(nèi)的高壓氣體會(huì)由刺穿部位發(fā)生緩慢泄漏，如果尖銳物體刺穿輪胎后脫離輪胎體，則真空輪胎內(nèi)的高壓氣體會(huì)很快漏完或者出現(xiàn)爆胎現(xiàn)象。
目前最常用的防止輪胎刺穿后漏氣的方法是在胎體間或胎體的內(nèi)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(guó)專利ZL 00213646.5公開(kāi)了一種輪胎，它包括胎體和在胎體上的花紋，其特征在于胎體和花紋之間加一層由陶瓷纖維布和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料組成的夾層。2003年8月13日公告的中國(guó)專利ZL 02240949.1提供了一種改良結(jié)構(gòu)的防爆胎，它由胎面、內(nèi)胎及防漏液共同組成輪胎本體，輪胎內(nèi)胎的內(nèi)緣封閉處，填充有防漏液。2005年6月1日公告的中國(guó)專利ZL 200420045236.9涉及一種免補(bǔ)汽車真空輪胎，其特征是在輪胎的內(nèi)表面粘附有一硅膠或硅酮玻璃膠防漏免補(bǔ)層，在防漏免補(bǔ)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(wèn)題，但同時(shí)也存在缺點(diǎn)，首先上述專利只是簡(jiǎn)單在輪胎上增加一防漏層或防漏液層，沒(méi)有提供具體的防漏層組成物質(zhì)，只是一種設(shè)想，通過(guò)專利說(shuō)明書(shū)無(wú)法實(shí)現(xiàn)；其次輪胎需要經(jīng)受較大的溫差，要承受零下40℃左右的低溫和高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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；最后存在防漏層與輪胎本體結(jié)合不牢固，容易脫落的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有優(yōu)良自補(bǔ)性能，在高低溫下具有良好抗老化性能的防漏氣自補(bǔ)真空輪胎及其加工工藝。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種防漏氣自補(bǔ)真空輪胎，其特征在于真空輪胎的內(nèi)壁噴涂有一層厚度為1～6mm的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體。
該防漏氣自補(bǔ)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涂有一層硝基油溶性漆防護(hù)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(bǔ)真空輪胎的加工工藝，其特征在于加工工藝如下(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(jìn)行共聚合反應(yīng)，得到苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；(2)對(duì)真空輪胎的內(nèi)壁進(jìn)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℃后噴涂在真空輪胎的內(nèi)壁上，噴涂層厚度為1～6mm，噴涂的同時(shí)對(duì)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(bǔ)真空輪胎。
步驟(2)所述的打磨是用導(dǎo)輪切削、砂輪打磨或刀刮打磨設(shè)備將真空輪胎的內(nèi)壁加工成粗糙度均勻的毛面。
步驟(3)所述的降溫是采用冷氣導(dǎo)管對(duì)噴涂層吹冷氣或常溫空氣進(jìn)行降溫。
該防漏氣自補(bǔ)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(jìn)行聚合反應(yīng)，在加熱或常溫條件下攪拌進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；(2)對(duì)真空輪胎的內(nèi)壁進(jìn)行打磨和清洗，將其內(nèi)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℃后噴涂在真空輪胎的內(nèi)壁上，噴涂層厚度為1～6mm，噴涂的同時(shí)通過(guò)冷氣管對(duì)噴涂層吹冷氣或常溫空氣對(duì)共聚物彈性膠體層降溫；(4)將噴涂并經(jīng)過(guò)對(duì)共聚物彈性膠體層降溫后的真空輪胎送入強(qiáng)冷室，分階段從40℃逐漸降溫到-30℃進(jìn)行冷卻固化。
該具有硝基油溶性漆防護(hù)層的加工工藝是用冷氣或常溫空氣對(duì)共聚物彈性膠體層固化以后，在固化的共聚物彈性膠體的外層再噴涂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(bǔ)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(fā)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(qiáng)度高、柔軟等特點(diǎn)，并具有較高的黏著力和彈性。苯乙烯-異戊二烯共聚物在110～280℃范圍內(nèi)具有良好的流動(dòng)性，但經(jīng)過(guò)低溫固化后其流變性很小，并能在高溫100℃和低溫-40℃時(shí)保持其優(yōu)良性能。苯乙烯和異戊二烯單體在常溫下就能發(fā)生聚合反應(yīng)，其混合物具有太大的粘性，不利于聚合反應(yīng)的進(jìn)行，如果在加熱條件下反應(yīng)，其混合物的流動(dòng)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(nèi)壁不可避免的存在異物或灰塵，通過(guò)進(jìn)行打磨和清洗后，其內(nèi)壁為帶有絨毛般突起的粗糙面，能使噴涂的苯乙烯-異戊二烯共聚物膠體層厚度均勻，附著力強(qiáng)，并和真空輪胎內(nèi)壁結(jié)合緊密。打磨和清洗方式主要有導(dǎo)輪切削、砂輪打磨和刀刮等，用砂輪進(jìn)行打磨的速度和效果更好一些。噴涂彈性膠體層時(shí)，將打磨后的真空輪胎用輪胎加緊裝置固定并以一定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，然后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涂在真空輪胎內(nèi)壁上。在噴涂的同時(shí)通過(guò)冷氣管對(duì)噴涂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。
噴涂時(shí)為了降低共聚物的粘度，需要對(duì)該共聚物膠體進(jìn)行加熱，在110℃以上的溫度下該膠體具有可噴涂的流動(dòng)性，但加熱溫度不能高于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涂后流動(dòng)造成其噴涂層厚度不均的問(wèn)題，發(fā)明人采用噴涂的同時(shí)向噴涂面吹冷空氣或常溫空氣，使共聚物膠體層固化，如果加快噴涂的速度，可以用零攝氏度以下的冷空氣進(jìn)行降溫固化，如果噴涂速度較慢，就采用常溫空氣進(jìn)行固化。
固化后的共聚物膠體層還是具有很高的粘度，在輪胎的后續(xù)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(bǔ)效果。常用的解決方法是將噴涂并經(jīng)過(guò)對(duì)共聚物彈性膠體層降溫后的真空輪胎送入強(qiáng)冷室，分階段從40℃逐漸降溫到-30℃進(jìn)行冷卻固化，一般分為三級(jí)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涂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?qū)⒄扯雀叩墓簿畚飶椥阅z體層和加工中的接觸物隔離，并且該硝基油溶性漆層具有良好的自適應(yīng)效果，長(zhǎng)期使用下不會(huì)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后能自動(dòng)填補(bǔ)刺穿孔隙，有效防止刺穿孔隙漏氣，經(jīng)測(cè)試能對(duì)孔徑小于8mm的刺孔進(jìn)行有效填補(bǔ)，水密試驗(yàn)刺穿輪胎80小時(shí)不漏氣，道路試驗(yàn)刺穿輪胎行駛2500公里不漏氣。
本發(fā)明的有益效果在于，該防漏氣自補(bǔ)真空輪胎不僅具有刺穿后的自補(bǔ)功能，防止漏氣，同時(shí)在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自補(bǔ)性能。該輪胎加工工藝不需要硫化，工序簡(jiǎn)單，噴涂的苯乙烯-異戊二烯共聚物膠體層厚度均勻，與真空輪胎內(nèi)壁的粘附力強(qiáng)，能長(zhǎng)久不變形并保持柔韌度。該防漏氣自補(bǔ)真空輪胎可用于各種轎車和其它機(jī)動(dòng)車輛。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 該防漏氣自補(bǔ)真空輪胎的內(nèi)壁噴涂有厚度為4mm左右的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體層。其制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(yīng)容器內(nèi)混合，加熱到140℃左右并攪拌進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到粘稠的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；用砂輪對(duì)真空輪胎的內(nèi)壁進(jìn)行打磨，打磨深度為0.01～0.05mm，用清水清洗打磨面，然后晾干，將其內(nèi)壁加工成清潔、粗糙度均勻的毛面；用工裝夾具對(duì)輪胎外圓進(jìn)行裝夾，并使輪胎以2000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，將制得的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體加熱到110℃后噴涂在真空輪胎的內(nèi)壁上，噴涂層厚度為4mm，噴涂的同時(shí)通過(guò)冷氣管對(duì)噴涂層吹5℃左右的冷氣對(duì)共聚物彈性膠體層降溫固化，得到該防漏氣自補(bǔ)真空輪胎。
經(jīng)測(cè)試，該防漏氣自補(bǔ)真空輪胎在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自補(bǔ)性能。在120℃下進(jìn)行熱老化8小時(shí)，該共聚物彈性膠體層有少量溢動(dòng)；在90℃下進(jìn)行熱老化8小時(shí)，該共聚物彈性膠體層無(wú)溢動(dòng)。
實(shí)施例2 該防漏氣自補(bǔ)真空輪胎的內(nèi)壁噴涂有厚度為6mm左右的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體層。其制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(yīng)容器內(nèi)混合，加熱到180℃左右并攪拌進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到粘稠的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；用導(dǎo)輪對(duì)真空輪胎的內(nèi)壁進(jìn)行切削打磨，打磨深度為0.01～0.05mm，用清水清洗切削面，然后晾干，將其內(nèi)壁加工成清潔、粗糙度均勻的毛面；用工裝夾具對(duì)輪胎外圓進(jìn)行裝夾，并使輪胎以1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，將制得的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體加熱到180℃后噴涂在真空輪胎的內(nèi)壁上，噴涂層厚度為6mm，噴涂的同時(shí)通過(guò)冷氣管對(duì)噴涂層吹常溫空氣對(duì)共聚物彈性膠體層降溫固化，將固化后的真空輪胎送入強(qiáng)冷室，分三階段從40℃逐漸降溫到-30℃進(jìn)行冷卻固化，得到該防漏氣自補(bǔ)真空輪胎。
經(jīng)測(cè)試，該防漏氣自補(bǔ)真空輪胎在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自補(bǔ)性能，當(dāng)子彈擊穿該輪胎后該共聚物膠體層能進(jìn)行有效填補(bǔ)，水密試驗(yàn)刺穿輪胎30小時(shí)不漏氣。
實(shí)施例3 該防漏氣自補(bǔ)真空輪胎的內(nèi)壁噴涂有厚度為6mm左右的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體層。其制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(yīng)容器內(nèi)混合，加熱到200℃左右并攪拌進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到粘稠的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；用砂輪對(duì)真空輪胎的內(nèi)壁進(jìn)行打磨，打磨深度為0.01～0.05mm，用清水清洗打磨面，然后晾干，將其內(nèi)壁加工成清潔、粗糙度均勻的毛面；用工裝夾具對(duì)輪胎外圓進(jìn)行裝夾，并使輪胎以200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，將制得的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體加熱到260℃后噴涂在真空輪胎的內(nèi)壁上，噴涂層厚度為1mm，噴涂的同時(shí)通過(guò)冷氣管對(duì)噴涂層吹零下4℃的冷空氣對(duì)共聚物彈性膠體層降溫固化，最后再噴涂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(bǔ)真空輪胎。用手觸摸固化的硝基油性漆覆蓋層，其表面光滑并具有彈性，能夠?qū)簿畚飶椥阅z體層起到防護(hù)作用。
經(jīng)測(cè)試，該防漏氣自補(bǔ)真空輪胎在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自補(bǔ)性能。在120℃下進(jìn)行熱老化8小時(shí)，該共聚物彈性膠體層有少量溢動(dòng)；在90℃下進(jìn)行熱老化8小時(shí)，該共聚物彈性膠體層無(wú)溢動(dòng)。
實(shí)施例4 該防漏氣自補(bǔ)真空輪胎的內(nèi)壁噴涂有厚度為3mm左右的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體層。其制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(yīng)容器內(nèi)混合，加熱下攪拌進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到粘稠的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；用砂輪對(duì)真空輪胎的內(nèi)壁進(jìn)行打磨，打磨深度為0.01～0.05mm，用清水清洗打磨面，然后晾干，將其內(nèi)壁加工成清潔、粗糙度均勻的毛面；用工裝夾具對(duì)輪胎外圓進(jìn)行裝夾，并使輪胎以600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，將制得的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體加熱到160℃后噴涂在真空輪胎的內(nèi)壁上，噴涂層厚度為3mm，噴涂的同時(shí)通過(guò)冷氣管對(duì)噴涂層吹0℃的冷空氣對(duì)共聚物彈性膠體層降溫固化，最后再噴涂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(bǔ)真空輪胎。用手觸摸固化的硝基油性漆覆蓋層，其表面光滑并具有彈性，能夠?qū)簿畚飶椥阅z體層起到防護(hù)作用。
經(jīng)測(cè)試，該防漏氣自補(bǔ)真空輪胎在100℃和-40℃下能保持其良好的防漏自補(bǔ)性能。在120℃下進(jìn)行熱老化8小時(shí)，該共聚物彈性膠體層有少量溢動(dòng)；在90℃下進(jìn)行熱老化8小時(shí)，該共聚物彈性膠體層無(wú)溢動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種防漏氣自補(bǔ)真空輪胎，其特征在于真空輪胎的內(nèi)壁噴涂有一層厚度為1～6mm的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防漏氣自補(bǔ)真空輪胎，其特征在于所述的苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體層的外面還噴涂有一層硝基油溶性漆防護(hù)層。
3.權(quán)利要求1所述的防漏氣自補(bǔ)真空輪胎的加工工藝，其特征在于加工工藝如下(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(jìn)行共聚合反應(yīng)，得到苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；(2)對(duì)真空輪胎的內(nèi)壁進(jìn)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℃后噴涂在真空輪胎的內(nèi)壁上，噴涂層厚度為1～6mm，噴涂的同時(shí)對(duì)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(bǔ)真空輪胎。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防漏氣自補(bǔ)真空輪胎的加工工藝，其特征在于步驟(2)所述的打磨是用導(dǎo)輪切削、砂輪打磨或刀刮打磨設(shè)備將真空輪胎的內(nèi)壁加工成粗糙度均勻的毛面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防漏氣自補(bǔ)真空輪胎的加工工藝，其特征在于步驟(3)所述的降溫是采用冷氣導(dǎo)管對(duì)噴涂層吹冷氣或常溫空氣進(jìn)行降溫。
6.權(quán)利要求1所述的防漏氣自補(bǔ)真空輪胎的加工工藝，其特征在于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(jìn)行聚合反應(yīng)，在加熱或常溫條件下攪拌進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；(2)對(duì)真空輪胎的內(nèi)壁進(jìn)行打磨和清洗，將其內(nèi)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℃后噴涂在真空輪胎的內(nèi)壁上，噴涂層厚度為1～6mm，噴涂的同時(shí)通過(guò)冷氣管對(duì)噴涂層吹冷氣或常溫空氣對(duì)共聚物彈性膠體層降溫；(4)將噴涂并經(jīng)過(guò)對(duì)共聚物彈性膠體層降溫后的真空輪胎送入強(qiáng)冷室，分階段從40℃逐漸降溫到-30℃進(jìn)行冷卻固化。
7.權(quán)利要求2所述的防漏氣自補(bǔ)真空輪胎的加工工藝，其特征在于加工工藝如下(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(jìn)行共聚合反應(yīng)，得到苯乙烯-異戊二烯共聚物彈性膠體；(2)對(duì)真空輪胎的內(nèi)壁進(jìn)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℃后噴涂在真空輪胎的內(nèi)壁上，噴涂層厚度為1～6mm，噴涂的同時(shí)對(duì)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涂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(bǔ)真空輪胎。
全文摘要
防漏氣自補(bǔ)真空輪胎及其加工工藝，屬于防漏氣自補(bǔ)型輪胎技術(shù)領(lǐng)域。該輪胎具有其內(nèi)壁噴涂有一層厚度為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(jìn)行共聚合反應(yīng)，得到苯乙烯—異戊二烯共聚物彈性膠體；對(duì)真空輪胎的內(nèi)壁進(jìn)行打磨和清洗；將共聚物彈性膠體加熱到110～280℃后噴涂在真空輪胎的內(nèi)壁上，噴涂層厚度刺穿后自補(bǔ)功能，防止漏氣，同時(shí)在100℃和－40℃下能保持其良好的防漏自補(bǔ)性能。該工藝不需要硫化，工序簡(jiǎn)單，噴涂的共聚物膠體層厚度均勻，與輪胎內(nèi)壁的粘附力強(qiáng)，能長(zhǎng)久不變形并保持柔韌度。
文檔編號(hào)B60C19/00GK1803482SQ20061000189
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月25日
發(fā)明者王明慧 申請(qǐng)人:王明慧