專(zhuān)利名稱(chēng)：一種聚氨酯實(shí)心輪胎及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚氨酯輪胎制造技術(shù)，具體是指一種適合工業(yè)車(chē)輛使用的聚氨酯實(shí)心輪胎及其制造方法。
背景技術(shù)：
實(shí)心輪胎是各種工業(yè)車(chē)輛所使用的傳統(tǒng)充氣輪胎的換代產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于礦山、工廠、港口、倉(cāng)庫(kù)等速度慢負(fù)荷高的場(chǎng)合，目前實(shí)心輪胎多為橡膠胎。由于這些場(chǎng)合的路面條件比較苛刻，路面不平整，橡膠實(shí)心胎容易產(chǎn)生花紋掉塊和脫層現(xiàn)象。同時(shí)由于負(fù)載大，橡膠胎體內(nèi)部生熱高，胎體易因內(nèi)部溫度高而爆裂。這些都會(huì)造成輪胎的早期損壞而影響其使用壽命。另一方面，橡膠實(shí)心胎，為了得到較好的性能，大量使用碳黑補(bǔ)強(qiáng)，這樣輪胎在行駛中會(huì)在路面形成黑痕而污染環(huán)境，在一些如印刷、造紙、食品、倉(cāng)庫(kù)等環(huán)境整潔度要求高的場(chǎng)合不宜使用。而聚氨酯是一種綜合性能優(yōu)異的材料，不用添加任何助劑或補(bǔ)強(qiáng)材料就能得到獨(dú)特的綜合性能強(qiáng)度高、耐磨性好、高抗撕、耐刺扎。中國(guó)01225667.6號(hào)實(shí)用新型專(zhuān)利公布了一種環(huán)保型聚氨酯實(shí)心輪胎，它是將環(huán)氧樹(shù)脂、硅橡膠或廢舊橡膠作為實(shí)心輪胎輪芯，在外面包裹一層聚氨酯而成。實(shí)心輪胎的特點(diǎn)是內(nèi)生熱大，上述材料制成的輪芯導(dǎo)熱和散熱性能差，在較高負(fù)荷條件下胎體溫升大，同樣易導(dǎo)致輪胎早期損壞。因此該結(jié)構(gòu)的聚氨酯實(shí)心輪胎應(yīng)用效果不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，通過(guò)聚氨酯配方和實(shí)心輪胎結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，改善輪胎的性能，從而提供一種適應(yīng)苛刻路面條件要求且使用壽命長(zhǎng)的聚氨酯實(shí)心輪胎及其工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、容易工業(yè)化的制造方法。
本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明所述聚氨酯實(shí)心輪胎，該輪胎由起支撐和傳遞力作用的金屬輪輞和直接粘合在金屬輪輞上的單層或雙層聚氨酯所組成。
采用單層聚氨酯結(jié)構(gòu)時(shí)，聚氨酯層的厚度為60～100mm；采用雙層聚氨酯結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)層聚氨酯的厚度為30～60mm，外層聚氨酯的厚度為20～40mm。
本發(fā)明所述聚氨酯實(shí)心輪胎的制造方法，采用聚氨酯材料與金屬輪輞直接粘合，具體包括下述步驟和工藝條件步驟一金屬輪輞的表面處理(1)膠粘劑的配制在40～55重量份的異丙醇和乙酸乙酯或異丙醇和甲乙酮混合溶劑中加入45～60重量份的開(kāi)姆洛克，混合溶劑中異丙醇重量百分含量為45～55％，攪拌混合均勻即可；(2)輪輞表面處理工藝將金屬輪輞表面進(jìn)行拋砂、除油脫脂，清理干凈后均勻噴涂或刷涂步驟一(1)配制的膠粘劑，室溫停放0.5～1小時(shí)，再放入烘箱中烘0.5～1小時(shí)，即可用于澆注輪胎；步驟二聚氨酯預(yù)聚體體系的制備(1)外層聚氨酯，即供單層結(jié)構(gòu)或雙層結(jié)構(gòu)外層用的低聚物多元醇-二苯基甲烷二異氰酸酯/甲苯二異氰酸酯體系聚氨酯體系按常規(guī)方法合成，其中低聚物多元醇為分子量在1000～2000之間的聚四氫呋喃二醇或聚己內(nèi)酯二醇或它們的混合物；二苯基甲烷二異氰酸酯用量范圍為二苯基甲烷二異氰酸酯/甲苯二異氰酸酯體系總重量的30～50％；預(yù)聚體中異氰酸根含量為4.5～6.5％之間；(2)內(nèi)層聚氨酯，即供雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)層用的低聚物多元醇-3，3’-二甲基-4，4’-聯(lián)苯二異氰酸酯體系聚氨酯體系按常規(guī)方法合成，其中低聚物多元醇為分子量在1000～2000之間的聚四氫呋喃二醇或聚己內(nèi)酯二醇；預(yù)聚體中異氰酸根含量為5.0～6.0％之間；步驟三實(shí)心輪胎的制備實(shí)心輪胎的制造分為單層或雙層聚氨酯兩類(lèi)單層聚氨酯實(shí)心輪胎的制備(1)備料將步驟二(1)制備的外層聚氨酯預(yù)聚體移至聚氨酯彈性體澆注機(jī)A罐中，加熱至80～90℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫泡15～30分鐘，將擴(kuò)鏈劑低分子二元胺移至B罐中，按常規(guī)方法測(cè)定預(yù)聚體中異氰酸根含量和按設(shè)定的擴(kuò)鏈系數(shù)計(jì)算預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑用量的比例，并按比例調(diào)節(jié)好聚氨酯彈性體澆注機(jī)A、B兩罐的計(jì)量泵；擴(kuò)鏈劑低分子二元胺，可以是3，5-二甲硫基甲苯二胺，3，3′二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷，擴(kuò)鏈系數(shù)為0.85～0.95之間；(2)澆注將按步驟一處理好的金屬輪輞放在預(yù)熱至110～130℃的輪胎模具中，開(kāi)動(dòng)澆注機(jī)進(jìn)行澆注，聚氨酯厚度范圍為60～100mm，澆注完后保溫110～130℃，30～80分鐘后出模，將已澆注好的輪胎放入110～130℃烘箱或烘道中后處理12～24小時(shí)，即制得成品單層聚氨酯實(shí)心輪胎。
雙層聚氨酯實(shí)心輪胎的制備(1)內(nèi)層聚氨酯備料將步驟二(2)制備的內(nèi)層聚氨酯預(yù)聚體移至聚氨酯彈性體澆注機(jī)A罐中，加熱至80～90℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫泡15～30分鐘，將擴(kuò)鏈劑低分子二元胺移至B罐中，按常規(guī)方法測(cè)定預(yù)聚體中異氰酸根含量和按設(shè)定的擴(kuò)鏈系數(shù)計(jì)算預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑用量的比例，并按比例調(diào)節(jié)好聚氨酯彈性體澆注機(jī)A、B兩罐的計(jì)量泵；(2)內(nèi)層聚氨酯的澆注將按步驟一處理好的金屬輪輞放在預(yù)熱至110～130℃的模具中，開(kāi)動(dòng)澆注機(jī)進(jìn)行澆注，聚氨酯厚度范圍為30～60mm，澆注完后保溫110～130℃，30～60分鐘后出模，即為可用于澆注外層聚氨酯的半成品輪胎；(3)外層聚氨酯備料將步驟二(1)制備的預(yù)聚體移至聚氨酯彈性體澆注機(jī)A罐中，加熱至80～90℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫泡15～30分鐘，將擴(kuò)鏈劑低分子二元胺移至B罐中，按常規(guī)方法測(cè)定預(yù)聚體中異氰酸根含量和按設(shè)定的擴(kuò)鏈系數(shù)計(jì)算預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑用量的比例，并按比例調(diào)節(jié)好聚氨酯彈性體澆注機(jī)A、B兩罐的計(jì)量泵；(4)外層聚氨酯的澆注將經(jīng)步驟三(2)已澆注內(nèi)層聚氨酯的半成品輪胎放在預(yù)熱至110～130℃的輪胎模具中，開(kāi)動(dòng)澆注機(jī)進(jìn)行澆注，聚氨酯厚度范圍為20～40mm，澆注完后保溫110～130℃，30～80分鐘后出模，將已澆注好的輪胎放入110～130℃烘箱或烘道中后處理12～24小時(shí)，即制得成品雙層聚氨酯實(shí)心輪胎。
與現(xiàn)有橡膠及聚氨酯實(shí)心輪胎相比，本發(fā)明聚氨酯實(shí)心輪胎有如下優(yōu)點(diǎn)1、聚氨酯與金屬輪輞組成的實(shí)心輪胎，胎體結(jié)實(shí)耐用，不會(huì)產(chǎn)生早期破壞，使用壽命長(zhǎng)。
2、聚氨酯具有強(qiáng)度高、彈性好、耐磨性好、高抗撕、耐刺扎等優(yōu)點(diǎn)，其抗張強(qiáng)度可達(dá)30～60Mpa，回彈率高達(dá)40～60％，直角型撕裂強(qiáng)度達(dá)80～140KN/M，使用中不會(huì)出現(xiàn)掉塊、脫層現(xiàn)象。
3、聚氨酯實(shí)心輪胎制造過(guò)程中不添加任何補(bǔ)強(qiáng)材料，特別是不需要使用碳黑，制品中不含揮發(fā)成分，因此不污染環(huán)境，適合在環(huán)境整潔度要求高的場(chǎng)合使用。
4、由于聚氨酯與金屬輪輞直接結(jié)合形成的胎體散熱性能良好，輪胎行駛溫度低而不會(huì)出現(xiàn)胎體爆破。
5、聚氨酯耐磨性能好，阿克隆磨耗實(shí)驗(yàn)中，聚氨酯的耐磨性能是橡膠的5～10倍，所以聚氨酯實(shí)心輪胎使用壽命長(zhǎng)，一般可達(dá)橡膠實(shí)心輪胎的2倍以上。
6、設(shè)備投入少，成型工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1為一種聚氨酯實(shí)心輪胎結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1結(jié)構(gòu)局部放大示意圖。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)如下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
實(shí)施例1單層聚氨酯實(shí)心輪胎的制造，采用聚氨酯材料與金屬輪輞直接粘合，具體包括下述步驟和工藝條件步驟一金屬輪輞的表面處理(1)膠粘劑的配制取45重量份的開(kāi)姆洛克218，加入到55重量份的異丙醇和乙酸乙酯混合溶劑中，混合溶劑中異丙醇重量百分含量為50％，攪拌混合均勻即可；(2)輪輞表面處理工藝將如圖1、2所示金屬輪輞1表面進(jìn)行拋砂，再用乙酸乙酯對(duì)表面進(jìn)行除油脫脂，清理干凈后均勻噴涂或刷涂步驟一(1)配制的膠粘劑，室溫停放0.5小時(shí)，再于120℃烘箱中烘1小時(shí)，即可用于澆注；步驟二聚氨酯預(yù)聚體體系的制備稱(chēng)取平均分子量為2000的聚四氫呋喃二醇100重量份，投入反應(yīng)釜中，加熱至120±10℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時(shí)，降溫至65±5℃后，投入二苯基甲烷二異氰酸酯/甲苯二異氰酸酯30.4重量份，其中二苯基甲烷二異氰酸酯15重量份，逐步升溫至80±2℃，反應(yīng)2小時(shí)，測(cè)異氰酸根含量約為6.35％，即制得外層用聚氨酯預(yù)聚體；步驟三實(shí)心輪胎的制備(1)備料將步驟二制備的外層用聚氨酯預(yù)聚體移至聚氨酯彈性體澆注機(jī)的A罐中，加熱至85±5℃，抽真空至余壓小于500pa，脫泡15分鐘后備用，將擴(kuò)鏈劑3，5-二甲硫基甲苯二胺放在B罐中；按常規(guī)計(jì)算擴(kuò)鏈劑用量并計(jì)算聚氨酯預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑3，5-二甲硫基甲苯二胺用量的比例，具體計(jì)算過(guò)程如下每100重量份聚氨酯預(yù)聚體所需擴(kuò)鏈劑份數(shù)為B＝0.0635×2.55×0.85×100＝13.76式中0.0635為上述聚氨酯預(yù)聚體的異氰酸根含量理論值6.35％；2.55為擴(kuò)鏈劑采用3，5-二甲硫基甲苯二胺時(shí)的常數(shù)；0.85為本實(shí)施例選取的擴(kuò)鏈系數(shù)。
即每100份聚氨酯預(yù)聚體需13.76份擴(kuò)鏈劑3，5-二甲硫基甲苯二胺，按此比例調(diào)整好聚氨酯彈性體澆注機(jī)A、B兩組分計(jì)量泵；(2)澆注將按步驟一處理好的金屬輪輞1放在預(yù)熱至120℃的輪胎模具中，開(kāi)動(dòng)澆注機(jī)進(jìn)行澆注，聚氨酯厚度為75mm，澆注完后保溫110℃，60分鐘后出模，將已脫模的輪胎放入110℃烘箱或烘道中后處理16小時(shí)，即制得成品，其結(jié)構(gòu)如圖1、2所示，由聚氨酯3和金屬輪輞1組成，金屬輪輞1起支撐和傳遞力作用，聚氨酯3直接粘接在金屬輪輞1上并直接與地面接觸，提供輪胎的抓著性和磨耗性能，實(shí)心輪胎通過(guò)螺絲孔4裝配到車(chē)輛上。
實(shí)施例2單層聚氨酯實(shí)心輪胎的制造，采用聚氨酯材料與金屬輪輞直接粘合，具體包括下述步驟和工藝條件步驟一金屬輪輞的表面處理(1)膠粘劑的配制取50重量份的開(kāi)姆洛克213，加入到50重量份的異丙醇和甲乙酮混合溶劑中，混合溶劑中異丙醇重量百分含量為45％，攪拌混合均勻即可；(2)輪輞表面處理工藝將如圖1、2所示金屬輪輞1表面進(jìn)行拋砂，再用乙酸乙酯對(duì)表面進(jìn)行除油脫脂，清理干凈后均勻噴涂或刷涂步驟一(1)配制的膠粘劑，室溫停放40分鐘，再于120℃烘箱中烘30分鐘，即可用于澆注；步驟二聚氨酯預(yù)聚體體系的制備稱(chēng)取平均分子量為2000的聚己內(nèi)酯二醇40重量份，分子量為1000的聚四氫呋喃二醇60重量份，投入反應(yīng)釜中，加熱至120±10℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時(shí)，降溫至65±5℃后，投入二苯基甲烷二異氰酸酯/甲苯二異氰酸酯30.5重量份，其中二苯基甲烷二異氰酸酯10.5重量份，逐步升溫至80±2℃，反應(yīng)2小時(shí)，測(cè)異氰酸根含量約為4.9％，即制得外層用聚氨酯預(yù)聚體；步驟三實(shí)心輪胎的制備(1)備料將步驟二制備的聚氨酯預(yù)聚體移至聚氨酯彈性體澆注機(jī)的A罐中，加熱至80±2℃，抽真空至余壓小于500pa，脫泡20分鐘后備用，將擴(kuò)鏈劑3，3′二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷放在B罐中；按常規(guī)計(jì)算擴(kuò)鏈劑用量并計(jì)算聚氨酯預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑3，3′二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷用量的比例，具體計(jì)算過(guò)程如下每100重量份聚氨酯預(yù)聚體所需擴(kuò)鏈劑份數(shù)為B＝0.049×3.18×0.90×100＝14.02式中0.049為上述聚氨酯預(yù)聚體的異氰酸根含量理論值4.9％；3.18為擴(kuò)鏈劑采用3，3′二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷時(shí)的常數(shù)；0.90為本實(shí)施例選取的擴(kuò)鏈系數(shù)。
即每100份聚氨酯預(yù)聚體需14.02份擴(kuò)鏈劑3，3′二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷，按此比例調(diào)整好聚氨酯彈性體澆注機(jī)A、B兩組分計(jì)量泵；(2)澆注將按步驟一處理好的輪輞放在預(yù)熱至110℃的輪胎模具中，開(kāi)動(dòng)澆注機(jī)進(jìn)行澆注，聚氨酯厚度為90mm，澆注完后保溫110℃，80分鐘后出模，將已澆注好胎面的輪胎放入110℃烘箱或烘道中后處理15小時(shí)，即制得成品單層聚氨酯實(shí)心輪胎，其結(jié)構(gòu)如圖1、2所示，由聚氨酯3和金屬輪輞1組成，金屬輪輞1起支撐和傳遞力的作用，聚氨酯3直接粘接在金屬輪輞1上并直接與地面接觸，提供輪胎的抓著性和磨耗性能，實(shí)心輪胎通過(guò)螺絲孔4裝配到車(chē)輛上。
實(shí)施例3雙層聚氨酯實(shí)心輪胎的制造，采用聚氨酯材料與金屬輪輞直接粘合，具體包括下述步驟和工藝條件步驟一金屬輪輞的表面處理(1)膠粘劑的配制取55重量份的開(kāi)姆洛克219，加入到45重量份的異丙醇和乙酸乙酯混合溶劑中，混合溶劑中異丙醇重量百分含量為55％，攪拌混合均勻即可；(2)輪輞表面處理工藝將如圖1、2所示金屬輪輞1表面進(jìn)行拋砂，再用乙酸乙酯對(duì)表面進(jìn)行除油脫脂，清理干凈后均勻噴涂或刷涂步驟一(1)配制的膠粘劑，室溫停放1小時(shí)，再于120℃烘箱中烘45分鐘，即可用于澆注；步驟二聚氨酯預(yù)聚體體系的制備(1)稱(chēng)取平均分子量為1000的聚四氫呋喃二醇100重量份，投入反應(yīng)釜中，加熱至120±10℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時(shí)，降溫至65±5℃后，投入二苯基甲烷二異氰酸酯/甲苯二異氰酸酯36.9重量份，其中二苯基甲烷二異氰酸酯14.7重量份，逐步升溫至80±2℃，反應(yīng)2小時(shí)，測(cè)異氰酸根含量約為5.3％，即制得外層用聚氨酯預(yù)聚體；(2)稱(chēng)取平均分子量為1000的聚四氫呋喃二醇100重量份，投入反應(yīng)釜中，加熱至120±10℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時(shí)，降溫至65±5℃后，投入3，3’-二甲基-4，4’-聯(lián)苯二異氰酸酯56重量份，逐步升溫至80±2℃，反應(yīng)2小時(shí)，測(cè)異氰酸根含量約為6％，即制得內(nèi)層用聚氨酯預(yù)聚體；
步驟三實(shí)心輪胎的制備(1)內(nèi)層聚氨酯備料將步驟二(2)合成的預(yù)聚體移至聚氨酯彈性體澆注機(jī)A罐中，加熱至80±2℃抽真空至余壓小于500Pa，脫泡30分鐘，將擴(kuò)鏈劑3，5-二甲硫基甲苯二胺移至B罐中，按常規(guī)方法測(cè)定預(yù)聚體中異氰酸根含量和按設(shè)定的擴(kuò)鏈系數(shù)計(jì)算預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑用量的比例，具體計(jì)算過(guò)程如下每100重量份聚氨酯預(yù)聚體所需擴(kuò)鏈劑份數(shù)為B＝0.06×2.55×0.85×100＝13.0式中0.06為上述聚氨酯預(yù)聚體的異氰酸根含量理論值6％；2.55為擴(kuò)鏈劑采用3，5-二甲硫基甲苯二胺時(shí)的常數(shù)；0.85為本實(shí)施例選取的擴(kuò)鏈系數(shù)。
即每100份聚氨酯預(yù)聚體需13.0份擴(kuò)鏈劑3，5-二甲硫基甲苯二胺，按此比例調(diào)整好聚氨酯彈性體澆注機(jī)A、B兩組分計(jì)量泵；(2)內(nèi)層聚氨酯的澆注將按步驟一處理好的金屬輪輞1放在預(yù)熱至120℃的模具中，開(kāi)動(dòng)澆注機(jī)進(jìn)行澆注，聚氨酯厚度為55mm，澆注完后保溫110℃，40分鐘后出模，即為可用于澆注外層聚氨酯的半成品輪胎；(3)外層聚氨酯備料將步驟二(1)制備的聚氨酯預(yù)聚體移至聚氨酯彈性體澆注機(jī)的A罐中，加熱至80±5℃，抽真空至余壓小于500pa，脫泡15分鐘后備用，將擴(kuò)鏈劑3，3′二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷放在B罐中；按常規(guī)計(jì)算擴(kuò)鏈劑用量并計(jì)算聚氨酯預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑3，3′二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷用量的比例，具體計(jì)算過(guò)程如下每100重量份聚氨酯預(yù)聚體所需擴(kuò)鏈劑份數(shù)為B＝0.053×3.18×0.92×100＝15.5式中0.053為上述聚氨酯預(yù)聚體的異氰酸根含量理論值5.3％；3.18為擴(kuò)鏈劑采用3，3′二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷時(shí)的常數(shù)；0.92為本實(shí)施例選取的擴(kuò)鏈系數(shù)。
即每100份聚氨酯預(yù)聚體需15.5份擴(kuò)鏈劑3，3′二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷，按此比例調(diào)整好聚氨酯彈性體澆注機(jī)A、B兩組分計(jì)量泵；(4)外層聚氨酯的澆注將步驟三(2)制備的已澆注內(nèi)層聚氨酯的半成品輪胎放在預(yù)熱至120℃的輪胎模具中，開(kāi)動(dòng)澆注機(jī)進(jìn)行澆注，聚氨酯厚度為25mm，澆注完后保溫120±5℃，30分鐘后出模，將已澆注好的輪胎放入110℃烘箱或烘道中后處理20小時(shí)，即制得成品，其結(jié)構(gòu)如圖1、2所示，由內(nèi)層聚氨酯2、外層聚氨酯3和金屬輪輞1組成，內(nèi)層聚氨酯2直接粘接在金屬輪輞1上，金屬輪輞1起支撐和傳遞力的作用，內(nèi)層聚氨酯2起緩沖地面沖擊、吸收振動(dòng)的作用，外層聚氨酯3直接與地面接觸，提供輪胎的抓著性和磨耗性能，實(shí)心輪胎通過(guò)螺絲孔4裝配到車(chē)輛上。
實(shí)施例4雙層聚氨酯實(shí)心輪胎的制造，采用聚氨酯材料與金屬輪輞直接粘合，具體包括下述步驟和工藝條件步驟一金屬輪輞的表面處理(1)膠粘劑的配制取55重量份的開(kāi)姆洛克218，加入到45重量份的異丙醇和乙酸乙酯混合溶劑中，混合溶劑中異丙醇重量百分含量為48％，攪拌混合均勻即可；(2)輪輞表面處理工藝將金屬輪輞表面進(jìn)行拋砂，再用乙酸乙酯對(duì)表面進(jìn)行除油脫脂，清理干凈后均勻噴涂或刷涂步驟一(1)配制的膠粘劑，室溫停放1小時(shí)，再于120℃烘箱中烘45分鐘，即可用于澆注；步驟二聚氨酯預(yù)聚體體系的制備(1)稱(chēng)取平均分子量為1000的聚己內(nèi)酯二醇50重量份，分子量為2000的聚四氫呋喃二醇50重量份，投入反應(yīng)釜中，加熱至120±10℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時(shí)，降溫至65±5℃后，投入二苯基甲烷二異氰酸酯/甲苯二異氰酸酯35.9重量份，其中二苯基甲烷二異氰酸酯14.7重量份，逐步升溫至80±2℃，反應(yīng)2小時(shí)，測(cè)異氰酸根含量約為6.5％，即制得外層用聚氨酯預(yù)聚體；(2)稱(chēng)取平均分子量為2000的聚己內(nèi)酯二醇100重量份，投入反應(yīng)釜中，加熱至120±10℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時(shí)，降溫至65±5℃后，投入3，3’-二甲基-4，4’-聯(lián)苯二異氰酸酯34重量份，逐步升溫至80±2℃，反應(yīng)2小時(shí)，測(cè)異氰酸根含量約為5％，即制得內(nèi)層用聚氨酯預(yù)聚體；步驟三實(shí)心輪胎的制備(1)內(nèi)層聚氨酯備料將步驟二(2)合成的預(yù)聚體移至聚氨酯彈性體澆注機(jī)A罐中，加熱至80±2℃抽真空至余壓小于500Pa，脫泡30分鐘，將擴(kuò)鏈劑3，3′二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷移至B罐中，按常規(guī)方法測(cè)定預(yù)聚體中異氰酸根含量和按設(shè)定的擴(kuò)鏈系數(shù)計(jì)算預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑用量的比例，具體計(jì)算過(guò)程如下每100重量份聚氨酯預(yù)聚體所需擴(kuò)鏈劑份數(shù)為B＝0.05×3.18×0.95×100＝15.1式中0.05為上述聚氨酯預(yù)聚體的異氰酸根含量理論值5％；3.18為擴(kuò)鏈劑采用3，3′二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷時(shí)的常數(shù)；0.95為本實(shí)施例選取的擴(kuò)鏈系數(shù)。
即每100份聚氨酯預(yù)聚體需15.1份擴(kuò)鏈劑3，3′二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷，按此比例調(diào)整好聚氨酯彈性體澆注機(jī)A、B兩組分計(jì)量泵；(2)內(nèi)層聚氨酯的澆注將按步驟一處理好的輪輞放在預(yù)熱至120℃的模具中，開(kāi)動(dòng)澆注機(jī)進(jìn)行澆注，聚氨酯厚度為35mm，澆注完后保溫110℃，40分鐘后出模，即可用于澆注外層聚氨酯的半成品輪胎；(3)外層聚氨酯備料將步驟二(1)制備的聚氨酯預(yù)聚體移至聚氨酯彈性體澆注機(jī)的A罐中，加熱至80±5℃，抽真空至余壓小于500pa，脫泡15分鐘后備用，將擴(kuò)鏈劑3，5-二甲硫基甲苯二胺放在B罐中；按常規(guī)計(jì)算擴(kuò)鏈劑用量并計(jì)算聚氨酯預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑3，5-二甲硫基甲苯二胺用量的比例，具體計(jì)算過(guò)程如下每100重量份聚氨酯預(yù)聚體所需擴(kuò)鏈劑份數(shù)為B＝0.05×2.55×0.92×100＝11.7式中0.05為上述聚氨酯預(yù)聚體的異氰酸根含量理論值5.0％；2.55為擴(kuò)鏈劑采用3，5-二甲硫基甲苯二胺時(shí)的常數(shù)；0.92為本實(shí)施例選取的擴(kuò)鏈系數(shù)。
即每100份聚氨酯預(yù)聚體需11.7份擴(kuò)鏈劑3，5-二甲硫基甲苯二胺，按此比例調(diào)整好聚氨酯彈性體澆注機(jī)A、B兩組分計(jì)量泵；(4)外層聚氨酯的澆注將步驟三(2)制備的已澆注內(nèi)層聚氨酯的半成品輪胎放在預(yù)熱至120℃的輪胎模具中，開(kāi)動(dòng)澆注機(jī)進(jìn)行澆注，聚氨酯厚度為40mm，澆注完后保溫120±5℃，30分鐘后出模，將已澆注好的輪胎放入110℃烘箱或烘道中后處理20小時(shí)，即制得成品，其結(jié)構(gòu)如圖1、2所示，由內(nèi)層聚氨酯2、外層聚氨酯3和金屬輪輞1組成，內(nèi)層聚氨酯2直接粘接在金屬輪輞1上，金屬輪輞1起支撐和傳遞力的作用，內(nèi)層聚氨酯2起緩沖地面沖擊、吸收振動(dòng)的作用，外層聚氨酯3直接與地面接觸，提供輪胎的抓著性和磨耗性能，實(shí)心輪胎通過(guò)螺絲孔4裝配到車(chē)輛上。
權(quán)利要求
1.一種聚氨酯實(shí)心輪胎，其特征在于該輪胎由起支撐和傳遞力作用的金屬輪輞和直接粘合在金屬輪輞上的單層或雙層聚氨酯所組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚氨酯實(shí)心輪胎，其特征在于采用單層聚氨酯結(jié)構(gòu)時(shí)，聚氨酯層的厚度為60～100mm；采用雙層聚氨酯結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)層聚氨酯的厚度為30～60mm，外層聚氨酯的厚度為20～40mm。
3.一種聚氨酯實(shí)心輪胎的制造方法，其特征在于采用聚氨酯材料與金屬輪輞直接粘合，具體包括下述步驟和工藝條件步驟一金屬輪輞的表面處理(1)膠粘劑的配制在40～55重量份的異丙醇和乙酸乙酯或異丙醇和甲乙酮混合溶劑中加入45～60重量份的開(kāi)姆洛克，混合溶劑中異丙醇重量百分含量為45～55％，攪拌混合均勻即可；(2)輪輞表面處理工藝將金屬輪輞表面進(jìn)行拋砂、除油脫脂，清理干凈后均勻噴涂或刷涂步驟一(1)配制的膠粘劑，室溫停放0.5～1小時(shí)，再放入烘箱中烘0.5～1小時(shí)，即可用于澆注輪胎；步驟二聚氨酯預(yù)聚體體系的制備外層聚氨酯，即供單層結(jié)構(gòu)或雙層結(jié)構(gòu)外層用的低聚物多元醇-二苯基甲烷二異氰酸酯/甲苯二異氰酸酯體系聚氨酯體系按常規(guī)方法合成，其中低聚物多元醇為分子量在1000～2000之間的聚四氫呋喃二醇或聚己內(nèi)酯二醇或它們的混合物；二苯基甲烷二異氰酸酯用量范圍為二苯基甲烷二異氰酸酯/甲苯二異氰酸酯體系總重量的30～50％；預(yù)聚體中異氰酸根含量為4.5～6.5％之間；步驟三實(shí)心輪胎的制備(1)備料將步驟二(1)制備的外層聚氨酯預(yù)聚體移至聚氨酯彈性體澆注機(jī)A罐中，加熱至80～90℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫泡15～30分鐘，將擴(kuò)鏈劑低分子二元胺移至B罐中，按常規(guī)方法測(cè)定預(yù)聚體中異氰酸根含量和按設(shè)定的擴(kuò)鏈系數(shù)計(jì)算預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑用量的比例，并按比例調(diào)節(jié)好聚氨酯彈性體澆注機(jī)A、B兩罐的計(jì)量泵；(2)澆注將按步驟一處理好的金屬輪輞放在預(yù)熱至110～130℃的輪胎模具中，開(kāi)動(dòng)澆注機(jī)進(jìn)行澆注，聚氨酯厚度范圍為60～100mm，澆注完后保溫110～130℃，30～80分鐘后出模，將已澆注好的輪胎放入110～130℃烘箱或烘道中后處理12～24小時(shí)，即制得成品單層聚氨酯實(shí)心輪胎。
4.一種聚氨酯實(shí)心輪胎的制造方法，其特征在于雙層聚氨酯實(shí)心輪胎的制造分二次澆注而成，具體包括下述步驟和工藝條件步驟一金屬輪輞的表面處理(1)膠粘劑的配制在40～55重量份的異丙醇和乙酸乙酯或異丙醇和甲乙酮混合溶劑中加入45～60重量份的開(kāi)姆洛克，混合溶劑中異丙醇重量百分含量為45～55％，攪拌混合均勻即可；(2)輪輞表面處理工藝將金屬輪輞表面進(jìn)行拋砂、除油脫脂，清理干凈后均勻噴涂或刷涂步驟一(1)配制的膠粘劑，室溫停放0.5～1小時(shí)，再放入烘箱中烘0.5～1小時(shí)，即可用于澆注輪胎；步驟二聚氨酯預(yù)聚體體系的制備(1)外層聚氨酯，即供單層結(jié)構(gòu)或雙層結(jié)構(gòu)外層用的低聚物多元醇-二苯基甲烷二異氰酸酯/甲苯二異氰酸酯體系聚氨酯體系按常規(guī)方法合成，其中低聚物多元醇為分子量在1000～2000之間的聚四氫呋喃二醇或聚己內(nèi)酯二醇或它們的混合物；二苯基甲烷二異氰酸酯用量范圍為二苯基甲烷二異氰酸酯/甲苯二異氰酸酯體系總重量的30～50％；預(yù)聚體中異氰酸根含量為4.5～6.5％之間；(2)內(nèi)層聚氨酯，即供雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)層用的低聚物多元醇-3，3’-二甲基-4，4’-聯(lián)苯二異氰酸酯體系聚氨酯體系按常規(guī)方法合成，其中低聚物多元醇為分子量在1000～2000之間的聚四氫呋喃二醇或聚己內(nèi)酯二醇；預(yù)聚體中異氰酸根含量為5.0～6.0％之間；步驟三實(shí)心輪胎的制備(1)內(nèi)層聚氨酯備料將步驟二(2)制備的內(nèi)層聚氨酯預(yù)聚體移至聚氨酯彈性體澆注機(jī)A罐中，加熱至80～90℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫泡15～30分鐘，將擴(kuò)鏈劑低分子二元胺移至B罐中，按常規(guī)方法測(cè)定預(yù)聚體中異氰酸根含量和按設(shè)定的擴(kuò)鏈系數(shù)計(jì)算預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑用量的比例，并按比例調(diào)節(jié)好聚氨酯彈性體澆注機(jī)A、B兩罐的計(jì)量泵；(2)內(nèi)層聚氨酯的澆注將按步驟一處理好的金屬輪輞放在預(yù)熱至110～130℃的模具中，開(kāi)動(dòng)澆注機(jī)進(jìn)行澆注，聚氨酯厚度范圍為30～60mm，澆注完后保溫110～130℃，30～60分鐘后出模，即為可用于澆注外層聚氨酯的半成品輪胎；(3)外層聚氨酯備料將步驟二(1)制備的預(yù)聚體移至聚氨酯彈性體澆注機(jī)A罐中，加熱至80～90℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫泡15～30分鐘，將擴(kuò)鏈劑低分子二元胺移至B罐中，按常規(guī)方法測(cè)定預(yù)聚體中異氰酸根含量和按設(shè)定的擴(kuò)鏈系數(shù)計(jì)算預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑用量的比例，并按比例調(diào)節(jié)好聚氨酯彈性體澆注機(jī)A、B兩罐的計(jì)量泵；(4)外層聚氨酯的澆注將經(jīng)步驟三(2)已澆注內(nèi)層聚氨酯的半成品輪胎放在預(yù)熱至110～130℃的輪胎模具中，開(kāi)動(dòng)澆注機(jī)進(jìn)行澆注，聚氨酯厚度范圍為20～40mm，澆注完后保溫110～130℃，30～80分鐘后出模，將已澆注好的輪胎放入110～130℃烘箱或烘道中后處理12～24小時(shí)，即制得成品雙層聚氨酯實(shí)心輪胎。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述一種聚氨酯實(shí)心輪胎的制造方法，其特征在于本制造方法中合成用擴(kuò)鏈劑低分子二元胺，是指擴(kuò)鏈系數(shù)為0.85～0.95之間的3，5-二甲硫基甲苯二胺或3，3′二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚氨酯輪胎制造技術(shù)，具體是指一種適合工業(yè)車(chē)輛使用的聚氨酯實(shí)心輪胎及其制造方法。所述聚氨酯實(shí)心輪胎由起支撐和傳遞力作用的金屬輪輞和直接粘合在金屬輪輞上的單層或雙層聚氨酯所組成。單層結(jié)構(gòu)或雙層結(jié)構(gòu)外層用的聚氨酯為低聚物多元醇－二苯基甲烷二異氰酸酯/甲苯二異氰酸酯體系；雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)層用的聚氨酯為低聚物多元醇－3，3’－二甲基－4，4’－聯(lián)苯二異氰酸酯體系聚氨酯。本發(fā)明胎體結(jié)實(shí)耐用，不會(huì)產(chǎn)生早期破壞，使用壽命長(zhǎng)；不污染環(huán)境，適合在環(huán)境整潔度要求高的場(chǎng)合使用；胎體散熱性能良好，輪胎行駛溫度低而不會(huì)出現(xiàn)胎體爆破。設(shè)備投入少，成型工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B60C7/00GK1807130SQ200610033348
公開(kāi)日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2006年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月27日
發(fā)明者易玉華, 馬鐵軍, 張海, 汪浩 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)