[发明专利]一种热塑性聚氨酯自行车内胎及其制备方法

说明书

本发明公开了一种热塑性聚氨酯自行车内胎及其制备方法，属于自行车内胎的制备技术领域。所述热塑性聚氨酯自行车内胎是先用双螺杆挤出机将环氧化蒙脱土、聚乙烯醇、热塑性聚氨酯、防老剂和色母料进行熔融共混，经挤出、造粒，制得热塑性聚氨酯自行车内胎专用料，再用单螺杆挤出机将上述专用料进行熔融、挤出成型热塑性聚氨酯软管，然后将热塑性聚氨酯软管切断，经冲孔、粘接气嘴、焊接成环制备而成。本发明制得的热塑性聚氨酯自行车内胎具有重量轻、原料成本低、气密性和耐热氧老化性优异、可回收再利用等优势，经济价值和社会效益显著。

技术领域

本发明属于自行车内胎的制备技术领域，具体涉及一种热塑性聚氨酯自行车内胎及其制备方法。

背景技术

自行车是一种重要的环保交通工具，自行车骑行已经成为人们的主要出行方式，同时，越来越多的人们也将自行车作为健身器材用来骑行锻炼。目前，自行车内胎的材质主要是丁基橡胶。因为丁基橡胶分子主链上由于具有较多的侧甲基和少量双键，所以，丁基橡胶具有气密性好、透气率低、耐热性能、耐老化性能及耐酸碱性能好等特点。但是，丁基橡胶内胎在成型时需要硫化交联，生产环境恶劣，同时，丁基橡胶内胎在废弃后无法二次加工成型，只能通过焚烧或者掩埋的方式处理，造成了严重的环境污染和宝贵的石油资源浪费。热塑性聚氨酯内胎具有可注射成型、生产环境清洁、生产工艺简单、耐磨性能优异、耐刺穿性能好、可回收再利用等优势，是替代丁基橡胶内胎，作为自行车内胎的首选。但是，热塑性聚氨酯内胎存在气密性差的问题，限制了热塑性聚氨酯内胎的应用。

发明内容

本发明针对目前热塑性聚氨酯内胎在应用于自行车内胎时存在气密性差的问题，提供了一种热塑性聚氨酯自行车内胎及其制备方法。本发明制得的热塑性聚氨酯自行车内胎具有重量轻、原料成本低、气密性和耐热氧老化性优异、可回收再利用等优势，经济价值和社会效益显著。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种热塑性聚氨酯自行车内胎是先用双螺杆挤出机将环氧化蒙脱土、聚乙烯醇、热塑性聚氨酯、防老剂和色母料进行熔融共混，经挤出、造粒，制得热塑性聚氨酯自行车内胎专用料，再用单螺杆挤出机将上述专用料进行熔融、挤出成型热塑性聚氨酯软管，然后将热塑性聚氨酯软管切断，经冲孔、粘接气嘴、焊接成环制备而成；具体的制备方法如下：

（1）将200~300 g蒙脱土加入到5~10 L去离子水中，于室温下机械搅拌1~2 h，再加入80~200 g十二烷基三甲基溴化铵，于60~80 ℃继续机械搅拌4~8 h，经过滤、洗涤、干燥、粉碎和过200目筛，制得十二烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土；

（2）将100~200 g十二烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土加入到4~6 L去离子水中，于室温下机械搅拌1~2 h，再加入100~300 mL的γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷溶液，于50~70 ℃继续机械搅拌6~10 h，经过滤、洗涤、干燥、粉碎和过200目筛，制得环氧化蒙脱土；

（3）将60~80 g环氧化蒙脱土、200~300 g聚乙烯醇、500~1000 g热塑性聚氨酯、10~40 g防老剂和10~20 g色母料用高速混合机于室温下混合5~10 min，上述初混料用双螺杆挤出机进行熔融共混，熔融温度为180~220 ℃，螺杆转速为30~60 rpm，熔融共混物经挤出、造粒，制得热塑性聚氨酯自行车内胎专用料；

（4）将热塑性聚氨酯自行车内胎专用料用单螺杆挤出机进行熔融，熔融温度为170~210 ℃，螺杆转速为10~20 rpm，熔融物经模具挤出，模具温度为180~220 ℃，牵引速度为5~10 m/min，挤出物经定型、冷却，制得热塑性聚氨酯软管；

（5）先用裁断机切断热塑性聚氨酯软管，再用冲孔机在软管表面冲孔，然后在孔洞处用聚氨酯胶水粘接聚氨酯气嘴，最后用高周波塑料熔接机将软管进行闭环焊接，制得所述热塑性聚氨酯自行车内胎。

所述γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷溶液的溶剂为体积比为1:1的无水乙醇和去离子水混合液，γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的浓度为100 g/L。