[发明专利]聚氨酯－橡胶复合轮胎及其制造方法

摘要

本发明涉及一种复合轮胎的制造技术，具体地说涉及一种聚氨酯－橡胶复合轮胎及其制造方法。本发明采用聚氨酯胎面－橡胶胎体复合结构，经对低聚物多元醇/四氢呋喃－环氧丙烷共聚醚－对苯二异氰酸酯体系聚氨酯和低聚物多元醇/端羟基聚丁二烯－二苯基甲烷二异氰酸酯体系聚氨酯的配方进行优化和改性、胎体表面处理、浇注而成复合结构绿色轮胎。其行驶生热低和耐热性高，从而适应了高速行驶要求且使用寿命长。复合轮胎制造方法简单、成本低廉、容易工业化。

主权项

1、一种聚氨酯-橡胶复合轮胎的制造方法，其特征在于：包括下述步骤和工艺条件：步骤一：橡胶胎体的表面处理(1)表面处理剂的配制：将5～15重量份的N，N-二氯对甲苯磺酰胺加到经分子筛处理的85～95重量份的无水丙酮溶液中，搅拌溶解均匀后再加入3～10重量份的过氧化苯甲酰，搅拌均匀即可；(2)聚氨酯胶粘剂的配制：先将分子量为1000～2000的聚四氢呋喃二醇或聚己内酯二醇和纯二苯基甲烷二异氰酸酯按常规方法合成，异氰酸根含量为7～8％之间的聚氨酯预聚体，然后用乙酸乙酯稀释至聚氨酯预聚体浓度为40～60％，再使用1，4-丁二醇/三乙醇胺混合扩链；(3)胎体表面处理工艺：将橡胶胎体与聚氨酯胎面的粘接部位打磨，清理干净后均匀喷涂或刷涂步骤一(1)配制的表面处理剂，停放0.5～1小时，或进行等离子表面处理，停放0.1～1小时，再均匀喷涂或刷涂步骤一(2)配制的聚氨酯胶粘剂，停放0.5～3小时，即可用于浇注胎面；步骤二：聚氨酯胎面胶预聚体体系的制备(1)低聚物多元醇/四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚-对苯二异氰酸酯体系聚氨酯：体系按常规方法合成，其中低聚物多元醇为分子量在1000～2000之间的聚四氢呋喃二醇或聚己内酯二醇；四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚用量范围在低聚物多元醇/四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚体系总量的30～50％之间，其中分子量为2000的环氧丙烷含量为20～40％；预聚体中异氰酸根含量为3.5～5.0％之间；(2)低聚物多元醇/端羟基聚丁二烯-二苯基甲烷二异氰酸酯体系聚氨酯：体系按常规方法合成，其中低聚物多元醇为分子量在1000～2000之间的聚四氢呋喃二醇或聚己内酯二醇；端羟基聚丁二烯用量范围在低聚物多元醇/端羟基聚丁二烯体系总量的15～30％之间；预聚体中异氰酸根含量为5.0～7.0％之间；(3)改性晶须硅的制备：100重量份的粉末晶须硅加热活化后，加入50～60重量份的多异氰酸酯和150～250重量份的无水甲苯，在80±2℃下反应1～2小时，然后在220～240℃温度和余压小于500Pa的真空下脱甲苯、干燥4～6小时，冷却、粉碎即得到多异氰酸酯改性的晶须硅；(4)纳米蒙脱土的制备：5～10重量份的蒙脱土加入到90～95重量份的蒸馏水中，80±2℃下逐步加入14～16重量份的十四～十八烷基三甲基氯化铵，搅拌下反应1～2小时，得到蒙脱土悬浮液，抽滤，水洗至无氯离子，干燥，粉碎成约50～90nm的粉末状纳米蒙脱土；(5)聚氨酯胎面胶预聚体的制备：将步骤二(3)制备的改性晶须硅或步骤二(4)制备的纳米蒙脱土加入到步骤二(1)或(2)的体系中，并按常规方法合成聚氨酯胎面胶预聚体；也可取1～7重量份的步骤二(3)制备的改性晶须硅或步骤二(4)制备的纳米蒙脱土，用高速分散机加入到100重量份的步骤二(1)或(2)合成的聚氨酯预聚体中；步骤三：复合轮胎的制备(1)备料将步骤二(5)合成的预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机A罐中，加热至70～80℃抽真空至余压小于500Pa，脱泡15～30分钟，将扩链剂低分子二元醇移至B罐中，按常规方法测定预聚体中异氰酸根含量和按设定的扩链系数计算预聚体与扩链剂用量的比例，并按比例调节好聚氨酯弹性体浇注机A、B两罐的计量泵；(2)浇注将按步骤一处理好的胎体放在预热至110～130℃的模具中，开动浇注机进行浇注，注满后保持压力200～300Kpa并保温110～130℃，30～80分钟后出模，将已浇注好胎面的轮胎放入110～130℃烘箱或烘道中后处理12～24小时，即制得成品。