專利名稱：二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎及其成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡塑復(fù)合輪胎及其成型工藝，更具體地說是一種二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎及其成型工藝。
背景技術(shù)：
輪胎是汽車的重要部件之一，它直接與路面接觸，支承負(fù)荷，向地面?zhèn)鬟f動力、驅(qū)動力和轉(zhuǎn)向力，因此傳統(tǒng)橡膠胎面磨損現(xiàn)象非常嚴(yán)重，直接影響了輪胎的行駛里程和使用壽命，造成了“黑色污染”。即使經(jīng)過配方改性處理，其耐磨性的提高仍然很有局限，并且添加的一些物質(zhì)對環(huán)境有嚴(yán)重的污染。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，人們開始重視使用不污染環(huán)境的材料制造輪胎，而且努力提高輪胎的耐磨性以提高輪胎的使用壽命，減少污染。聚氨酯彈性體(PU)強(qiáng)度高、耐磨性好，有利于環(huán)保，目前已經(jīng)開發(fā)出可以替代橡膠輪胎的新型PU輪胎。輪胎的耐磨性雖然有很大的提高，但其成型設(shè)備和工藝比較復(fù)雜，且存在耐熱性差、動態(tài)力學(xué)性能不佳等缺點(diǎn)逐漸被淘汰。中國專利200310111979. I提出用聚氨酯胎面代替橡膠胎面，并提供了一種聚氨酯胎面-橡膠胎體復(fù)合結(jié)構(gòu)綠色輪胎的制造方法。該方法通過澆注PU胎面的方式得到輪胎制品，成型工藝復(fù)雜且耗時(shí)較長；得到的聚氨酯胎面-橡膠胎體復(fù)合輪胎還存在一些問題如粘合層處應(yīng)變?yōu)槠胀ㄝ喬ハ嗤课坏?-10倍，輪胎在充氣和負(fù)載工況下，粘合層部位在周期性壓縮和剪切力的作用下容易脫空，從而影響輪胎的使用壽命和行駛安全性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述橡塑復(fù)合輪胎及其成型工藝的不足，提出一種二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎，以及一種簡單、高效的輪胎成型方法。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是，二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎，由二階花紋聚氨酯膜和橡膠輪胎復(fù)合而成，通過擠出、壓延等工藝制備的二階花紋聚氨酯膜，其花紋在薄膜制備過程中成型，花紋的形狀可以靈活設(shè)計(jì)以滿足輪胎不同的性能要求，如低噪聲、高抓地力等；輪胎胎坯在已有的成型機(jī)上加工而成，在橡膠輪胎胎坯表面覆蓋帶有花紋的二階花紋聚氨酯膜，然后二者一同放于輪胎硫化機(jī)中成型，二階花紋聚氨酯膜與橡膠輪胎胎坯表面一起形成傳統(tǒng)的花紋溝槽，溝槽的表面覆蓋有二階花紋聚氨酯膜，該輪胎即為二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎。本發(fā)明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎，二階花紋聚氨酯膜上可均勻布置一定形狀的通孔，如錐形的圓孔或方孔等(靠近外表面直徑大)，使輪胎在硫化工藝操作時(shí)部分橡膠流到聚氨酯膜外面，形成的橡膠錐臺對聚氨酯膜具有扣緊力，增加聚氨酯膜貼附的牢固性。本發(fā)明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎，二階花紋聚氨酯膜的寬度方向的兩端可制作成鋸齒狀，聚氨酯膜邊緣與橡膠形成交錯嵌入，提高聚氨酯膜貼附的牢固性，聚氨酯膜的邊沿不易與橡膠分離。本發(fā)明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎，二階花紋聚氨酯膜在胎坯周向上的接頭處可以采用多齒形的相互嚙合連接，即一端的凹凸與另一端的凹凸錯開，連接時(shí)二階花紋聚氨酯膜兩端二者凹凸配合；或二階花紋聚氨酯膜端部的凹凸結(jié)構(gòu)為燕尾形，兩個(gè)端部扣接式的連接，端部不易錯位，輪胎充氣或受到周向力時(shí)聚氨酯膜周向的連接處不易脫開， 并且粘接后聚氨酯膜不易剝離。本發(fā)明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎，二階花紋聚氨酯膜的寬度可稍稍大于輪胎接地寬度，使得聚氨酯發(fā)揮其耐磨性，輪胎其他部位的性能仍保持傳統(tǒng)輪胎的性能。本發(fā)明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎的成型方法采用以下技術(shù)方案預(yù)先制備帶有二階花紋的聚氨酯膜，在預(yù)與橡膠輪胎胎坯接觸的聚氨酯膜的內(nèi)表面涂覆膠黏劑，在輪胎成型機(jī)上對橡膠輪胎胎坯套裝貼合涂覆有膠黏劑的聚氨酯膜，將聚氨酯膜與橡膠的復(fù)合胎坯在輪胎定型硫化機(jī)上進(jìn)行共硫化操作，聚氨酯膜均勻包覆在輪胎上并共同具有原有傳統(tǒng)輪胎花紋，聚氨酯膜自身帶有花紋，該花紋稱作二階花紋，輪胎硫化溫度低于聚氨酯彈性體的熔點(diǎn)，聚氨酯彈性體處于軟化狀態(tài)，但不發(fā)生流動，其帶有的二階花紋不被破壞，而橡膠處于黏流狀態(tài)，能夠在活絡(luò)模具中很好地流動，最后模具打開，二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎制備完成。本發(fā)明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎的成型方法還可以這樣實(shí)現(xiàn)預(yù)先制備帶有二階花紋的聚氨酯膜，在聚氨酯膜的內(nèi)表面(無二階花紋面)涂覆膠黏劑，將聚氨酯膜貼附到橡膠輪胎胎坯上并經(jīng)一定時(shí)間的加熱處理，使聚氨酯膜與橡膠胎面粘結(jié)良好，在輪胎成型機(jī)上對輪胎進(jìn)行成型操作，初步形成聚氨酯-橡膠復(fù)合輪胎，最后將輪胎在定型硫化機(jī)上進(jìn)行硫化處理，得到輪胎制品。聚氨酯膜的物理性質(zhì)要與橡膠胎面的物理性質(zhì)相匹配。本發(fā)明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎在保證原有輪胎胎面性能的基礎(chǔ)上提高了輪胎的耐磨性，聚氨酯膜上的二階花紋又賦予了輪胎新的性能，如低噪聲，高抓著性等；聚氨酯膜包覆在胎面的花紋溝槽和輪胎花紋塊上，薄膜中的通孔使橡膠冒出，薄膜兩端以齒狀形式結(jié)合，極大地增加了聚氨酯膜貼附的牢固性，有效避免了粘合層脫空的現(xiàn)象；同時(shí)聚氨酯材料得到充分的利用，節(jié)約了材料，降低了成本。本發(fā)明的二階花紋聚氨酯膜-橡膠輪胎復(fù)合成型工藝在現(xiàn)有輪胎加工成型設(shè)備上就能實(shí)現(xiàn)，并且與橡膠輪胎的加工成型同步完成，不再額外消耗時(shí)間，具有工藝簡單、耗時(shí)少、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎的斷面圖。圖3是本發(fā)明一種二階花紋聚氨酯膜結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明二階花紋聚氨酯膜與輪胎胎面粘結(jié)工藝示意圖。圖中1_橡膠輪胎；2_聚氨酯膜；3_ 二階花紋；4_輪胎花紋塊；5_輪胎花紋溝槽； 6-齒狀凹槽；7_錐形通孔；8_齒狀凸槽；9_輪胎胎面。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本發(fā)明的輪胎制品由二階花紋聚氨酯膜2和橡膠輪胎I復(fù)合而成。二階花紋聚氨酯膜2通過擠出、壓延等工藝來制備，二階花紋3的形狀可以靈活設(shè)計(jì)以滿足輪胎不同的性能要求，如低噪聲、高抓地力等；橡膠輪胎I胎坯在已有的成型機(jī)上加工而成， 二階花紋聚氨酯膜與橡膠輪胎胎面經(jīng)復(fù)合成型，得到二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎。如圖2所示，二階花紋聚氨酯膜2均勻地貼附在橡膠輪胎的輪胎花紋塊4和花紋溝槽5上。如圖3所示，二階花紋聚氨酯膜2上可均勻布置一定形狀的錐形通孔7，使輪胎在硫化工藝操作時(shí)部分橡膠流到聚氨酯膜外面，增加聚氨酯膜貼附的牢固性。二階花紋聚氨酯膜2的兩端可設(shè)成相互嚙合的齒狀凹槽6和齒狀凸槽8，以增大粘結(jié)面積，提高聚氨酯膜貼附的牢固性。如圖4所示，本發(fā)明的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎的成型方法可采取以下方案預(yù)先制備帶有二階花紋3的聚氨酯膜2，聚氨酯膜2厚度為1-1. 5mm, 二階花紋3厚度為O. 5mm,聚氨酯膜2的厚度太大，貼附在輪胎表面時(shí)使花紋溝槽5的尺寸發(fā)生很大的變化， 從而影響原有的胎面特性；厚度太小，則無法充分發(fā)揮耐磨性能。在聚氨酯膜2內(nèi)表面上涂覆膠黏劑，在輪胎成型機(jī)上對橡膠輪胎I胎坯套裝貼合涂覆有膠黏劑的聚氨酯膜2，將聚氨酯-橡膠復(fù)合輪胎在輪胎定型硫化機(jī)上進(jìn)行共硫化操作，在原有輪胎花紋塊4和花紋溝槽 5的基礎(chǔ)上使聚氨酯膜2均勻包覆在橡膠輪胎上，同時(shí)帶有新的二階花紋3。本發(fā)明的成型方法還可以這樣實(shí)現(xiàn)預(yù)先制備帶有二階花紋3的聚氨酯膜2，在聚氨酯膜2內(nèi)表面涂覆膠黏劑，將聚氨酯膜2貼附到輪胎胎面9橡膠上并經(jīng)一定時(shí)間的加熱處理，使聚氨酯膜2與橡膠胎面粘結(jié)良好，在輪胎成型機(jī)上對輪胎進(jìn)行成型操作，初步形成聚氨酯-橡膠復(fù)合輪胎，最后將輪胎在定型硫化機(jī)上進(jìn)行硫化處理，得到輪胎制品。優(yōu)選地，聚氨酯膜2的物理性質(zhì)要與橡膠輪胎胎面9的物理性質(zhì)相匹配，以減小聚氨酯和橡膠貼合處的應(yīng)力。聚氨酯-橡膠復(fù)合輪胎在硫化誘導(dǎo)期時(shí)的溫度保持在 160°C -170°C之間，使聚氨酯彈性體處于軟化狀態(tài)，但不發(fā)生流動，而橡膠處于黏流狀態(tài)，能夠在活絡(luò)模具中很好地流動，從而與聚氨酯膜很好的貼合。本發(fā)明的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎在保證原有輪胎胎面性能的基礎(chǔ)上提高了輪胎的耐磨性，聚氨酯膜2上的二階花紋3又賦予了輪胎新的性能，如低噪聲，高抓著性等；聚氨酯膜2能夠很好地貼附在橡膠輪胎I上，有效避免了粘合層脫空的現(xiàn)象；同時(shí)聚氨酯材料能夠得到充分的利用，節(jié)約了材料，降低了成本。本發(fā)明的二階花紋聚氨酯膜-橡膠輪胎復(fù)合成型工藝在現(xiàn)有輪胎加工成型設(shè)備上就能實(shí)現(xiàn)，并且與橡膠輪胎的加工成型同步完成，不再額外消耗時(shí)間，具有工藝簡單、耗時(shí)少、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎，其特征在于由二階花紋聚氨酯膜和橡膠輪胎復(fù)合而成，通過擠出、壓延等工藝制備的二階花紋聚氨酯膜貼覆在橡膠輪胎胎坯表面并與橡膠輪胎胎坯表面一起形成傳統(tǒng)的花紋溝槽，溝槽的表面覆蓋有二階花紋聚氨酯膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎，其特征在于二階花紋聚氨酯膜上均勻布置一定形狀的通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎，其特征在于二階花紋聚氨酯膜通孔為錐形的圓孔或方孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎，其特征在于二階花紋聚氨酯膜的寬度方向的兩端可制作成鋸齒狀，聚氨酯膜邊緣與橡膠形成交錯嵌入。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎，其特征在于二階花紋聚氨酯膜在周向上的接頭處可以采用多齒形的相互嚙合的齒狀凹槽和齒狀凸槽連接，二階花紋聚氨酯膜兩端形成凹凸結(jié)構(gòu)配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎，其特征在于二階花紋聚氨酯膜端部凹凸結(jié)構(gòu)為燕尾形，兩個(gè)端部的連接為扣接式。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎，其特征在于二階花紋聚氨酯膜的寬度可稍稍大于輪胎接地寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎，其特征在于二階花紋聚氨酯膜厚度為1-1. 5mm，二階花紋厚度為O. 5mm。
9.權(quán)利要求I所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎的成型工藝，其特征在于預(yù)先制備帶有二階花紋的聚氨酯膜，在預(yù)與橡膠輪胎胎坯接觸的聚氨酯膜的內(nèi)表面涂覆膠黏劑，在輪胎成型機(jī)上對橡膠輪胎胎坯套裝貼合涂覆有膠黏劑的聚氨酯膜，將聚氨酯膜與橡膠的復(fù)合胎坯在輪胎定型硫化機(jī)上進(jìn)行共硫化操作，輪胎硫化溫度低于聚氨酯彈性體的熔點(diǎn)，聚氨酯膜均勻包覆在輪胎上并共同具有原有傳統(tǒng)輪胎花紋，聚氨酯膜自身還帶有花紋， 模具打開，二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎制備完成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎的成型工藝，其特征在于將聚氨酯膜貼附到橡膠輪胎胎坯上后，增設(shè)經(jīng)一定時(shí)間的加熱處理的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種二階花紋聚氨酯膜-橡膠復(fù)合輪胎及其成型工藝，在橡膠輪胎的胎面上貼附一層帶有二階花紋的聚氨酯膜，二階花紋聚氨酯膜通過膠黏劑與橡膠輪胎胎面貼合，經(jīng)共硫化工藝操作制成聚氨酯-橡膠復(fù)合輪胎。聚氨酯薄膜上的錐形通孔和端部的嚙合齒槽增加了貼合的牢固性，使二階花紋聚氨酯薄膜均勻牢固地貼附在胎面花紋塊和花紋溝槽上，在保證原有胎面花紋性能的基礎(chǔ)上提高了輪胎的耐磨性，并賦予了輪胎新的性能，聚氨酯材料得到充分利用，節(jié)約了材料，降低了成本。本發(fā)明二階花紋聚氨酯膜-橡膠輪胎復(fù)合成型工藝在現(xiàn)有輪胎加工成型設(shè)備上就能實(shí)現(xiàn)，與橡膠輪胎的加工成型同步完成，不再額外消耗時(shí)間，具有工藝簡單、耗時(shí)少、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B60C1/00GK102582363SQ20121007711
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者丁玉梅, 楊衛(wèi)民, 趙鵬 申請人:北京化工大學(xué)