一种防爆轮胎的制作方法

本发明是一种防爆轮胎，具体涉及轿车使用的防爆轮胎，属于轮胎设计领域。

背景技术：

轮胎是在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品。车辆行驶时，轮胎胎面会直接接触地面，爆胎通常是因尖锐物扎破轮胎胎面至胎体，导致轮胎气密层被扎破，气密层内高压气体急速泄露的情况。若车辆在高速行驶过程中发生爆胎，危险性极大，因此，爆胎也是威胁行车安全的重要隐患。

现有专利文献CN200984930（一种汽车前轮防爆轮胎，2007-12-05）公开了一种双轮圈双轮胎的设计，即由两轮胎组合形成前轮总成，并在两轮胎的中心处穿装双合金轮圈。在两轮胎之装合处有一胎槽。本发明的防爆轮胎，由原来的一轮圈一轮胎，该为双轮圈双轮胎的设计。在高速行驶中，遇到前轮爆胎的情况，由于双轮胎的两个轮胎可起到互补作用，无论哪一个轮胎爆胎，都可以由另一个轮胎补救，以支撑汽车继续高速前行。其方向控制及刹车均不受影响，避免了重大交通事故的发生。可广泛适用于轿车及军用越野车辆。

专利文献CN204674303U（一种具有双层结构的防爆轮胎，2015-09-30）公开了一种具有双层结构的防爆轮胎，其包括轮毂，及安装在轮毂上内轮胎、外轮胎；所述的外轮胎内部设有内轮胎，且内轮胎与外轮胎的质量相同；所述的轮毂上设有内轮胎充气嘴、外轮胎充气嘴，所述的轮毂的外轮缘和内轮缘的外圆周端面均设有一环形凹槽，且环形凹槽内嵌装有减震圈；所述的内轮胎两侧与外轮胎两侧的间隙为4-5cm，内轮胎的胎面与外轮胎的胎面间隙为3-4cm。其有益效果在于：设计合理、结构简单、使用安全方便，降低了车胎爆破后造成的安全事故。

为匹配防爆轮胎的使用，满足人们对不同驾驶环境的要求，轮胎性能的提高被提上日程。我们知道，轮胎的性能由轮胎橡胶的胶料配方所决定，为增强斜交轮胎的胎面性能，需要对轮胎胎面的胶料配方提出改进方案，为此，本发明应运而生。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种防爆轮胎，采用防爆层、胶囊空间和胎面胶料相结合的方式，在胎面表面喷涂防爆层，以增加胎面表面的弹性，减缓尖锐物对胎面橡胶的作用力；在胎面胶料内设胶囊空腔，当尖锐物刺穿胶囊空腔至胎体，胶囊空腔的补漏胶水会与空气反应而固化，避免气密层内高压气体的泄露，威胁行车安全。

本发明通过下述技术方案实现：一种防爆轮胎，包括由胎面、胎体、缓冲层、胎圈构成的轮胎本体，所述胎面是以橡胶为基体，辅以补强填充剂、促进剂、硫化剂、硫化促进剂、粘合增进剂制备而得的橡胶组合物，在胎面表面喷射有一层由高分子防爆材料制作而成的防爆层，在胎面内设有若干个胶囊空腔，所述胶囊空腔内设补漏胶水。

所述胎面由外层橡胶层和内侧橡胶层粘合而成，所述防爆层设于外侧橡胶层表面，所述胶囊空腔设于内侧橡胶层内。

沿所述外侧橡胶层环形设置有四组并排的花纹面，所述花纹面分别为两组外侧花纹面和设于两组外侧花纹面之间的两组内侧花纹面，所述外侧花纹面和内侧花纹面均由若干个V型沟槽分隔形成若干个花纹块，所述防爆层设于花纹块的冠部。

在所述四组花纹面之间设沟槽结构，所述的胶囊空腔对应V型沟槽和沟槽结构分布于内层橡胶层内。

所述防爆层的厚度为2-3.5mm。

所述橡胶包括全氟醚橡胶、丁腈橡胶和天然橡胶，橡胶占胎面胶总量的比率为50-54.5%。

按重量份数计，所述胎面胶配方包含：全氟醚橡胶20-24份、丁腈橡胶16-24份、天然橡胶10-16份、补强填充剂35-42份、促进剂3.5-5.3份、硫化剂1.2-2.5份、硫化促进剂1-3份、粘合增进剂0.8-1.5份。

按重量份数计，所述胎面胶配方包含：全氟醚橡胶20-24份、丁腈橡胶16-24份、天然橡胶10-16份、N220碳黑35-42份、氧化锌2-3.5份、硬脂酸1.5-1.8份、硫磺粉1.2-2.5份、次磺酰胺类促进剂1-2.5份、白炭黑0.8-1.5份。

按重量份数计，所述胎面胶配方包含：全氟醚橡胶20-24份、丁腈橡胶16-23份、天然橡胶10-16份、N330碳黑35-42份、氧化锌2-3.5份、硬脂酸1.5-2.0份、HDOT20不溶性硫磺1.2-2.5份、次磺酰胺类促进剂1-3份、白炭黑0.8-1.5份。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明在胎面外表面即外层橡胶层上喷涂有一层由高分子防爆材料制作而成的防爆层，防爆层具有一定的弹性，可降低尖锐物对胎面橡胶的作用力，提高胎面的防爆性能。

（2）本发明在胎面胶料内即内层橡胶层内设有若干个胶囊空腔，当尖锐物刺穿胶囊空腔至胎体，胶囊空腔的补漏胶水会与空气反应而固化，避免气密层内高压气体的泄露，威胁行车安全，可保障轮胎在遭遇尖锐物后仍可以最高60-80km/h的时速行驶2小时以上，特别适用于高速路或无修理条件下车辆的自救。

（3）本发明针对车辆行驶情况而设计，防爆层设于花纹块冠部，胶囊空腔对应V型沟槽和沟槽结构而分布，设计合理。

（4）本发明胎面胶料中使用全氟醚橡胶、丁腈橡胶和天然橡胶作为橡胶基体，该橡胶基体占胎面胶料总量52-60%，由其制备得到的胎面具有耐高温、耐磨损、耐低温、抗形变以及稳定性能好等特点，满足轿车在不同环境中的使用要求，能提高轮胎的使用寿命。

（5）本发明在胎面胶料中以N220碳黑或N330碳黑作为补强填充剂使用，由于提高胎面胶料的耐磨性，使其具备超强的耐磨特性。

（6）本发明在胎面胶料中使用促进剂作为硫化活性剂，参与橡胶的硫化反应，采用氧化锌和硬脂酸配合使用，一方面，氧化锌对天然橡胶有一定的补强作用；另一方面，硬脂酸对胶料有一定程度的软化增塑作用，能帮助碳黑的混合和分散。

（7）本发明在胎面胶料中使用硫磺粉或HDOT20不溶性硫磺作为硫化剂，未加快硫化反应速度，缩短硫化时间，采用次磺酰胺类促进剂作为硫化促进剂，可以提高硫化生产效率和硫化胶质量，使胶制品硫化程度均匀，具有降低产品成本的效果。

（8）为增加胎面胶料的表面粘性，本发明在胎面胶料中以白炭黑作为粘合增进剂，有利于胎面与轮胎本体其他结构层的粘合，有利于改善轮胎制备工艺。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图2为本发明的本外部结构示意图。

其中，1—胎面，1-1—外层橡胶层，1-2—内层橡胶层，2—防爆层，3—胶囊空腔，4—外侧花纹面，5—内侧花纹面，6—V型沟槽，7—沟槽结构，8—加强筋。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

本实施例提出了一种防爆轮胎，包括由胎面1、胎体、缓冲层、胎圈构成的轮胎本体，如图1所示，轮胎本体结构中，胎面1由双层橡胶层粘合合成，在外层橡胶层1-1上喷涂有一层由高分子防爆材料制作而成的防爆层2，在内层橡胶层1-2内设有若干个胶囊空腔3，胶囊空腔3内设补漏胶水。

在本实施例中，沿外侧橡胶层环形设置有四组并排的花纹面，花纹面分别为两组外侧花纹面4和设于两组外侧花纹面4之间的两组内侧花纹面5，外侧花纹面4和内侧花纹面5均由若干个V型沟槽6分隔形成若干个花纹块，防爆层2则设于花纹块的冠部，防爆层2的厚度为2-3.5mm，本实施例优选3.0mm。

本实施例在四组花纹面之间设沟槽结构7，胶囊空腔3对应V型沟槽6和沟槽结构7分布于内层橡胶层1-2内。

在本实施例中，组成胎面1的外层橡胶层1-1和内侧橡胶层均是以橡胶为基体，辅以补强填充剂、促进剂、硫化剂、硫化促进剂、粘合增进剂制备而得的橡胶组合物，其中，橡胶包括全氟醚橡胶、丁腈橡胶和天然橡胶，橡胶占胎面胶总量的比率为54.5%。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：由全氟醚橡胶、丁腈橡胶和天然橡胶组成的橡胶占胎面胶总量的比率为50%。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于：按重量份数计，胎面胶配方包含：全氟醚橡胶20份、丁腈橡胶16份、天然橡胶10份、补强填充剂35份、促进剂3.5份、硫化剂1.2份、硫化促进剂1份、粘合增进剂0.8份。

实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于：按重量份数计，胎面胶配方包含：全氟醚橡胶24份、丁腈橡胶24份、天然橡胶16份、补强填充剂42份、促进剂5.3份、硫化剂2.5份、硫化促进剂3份、粘合增进剂1.5份。

实施例5：

本实施例提出了一种防爆轮胎，包括由胎面1、胎体、缓冲层、胎圈构成的轮胎本体。如图1所示，轮胎本体结构中，胎面1由双层橡胶层粘合合成，在外层橡胶层1-1上喷涂有一层由高分子防爆材料制作而成的防爆层2，在内层橡胶层1-2内设有若干个胶囊空腔3，胶囊空腔3内设补漏胶水。

在本实施例中，沿外侧橡胶层环形设置有四组并排的花纹面，花纹面分别为两组外侧花纹面4和设于两组外侧花纹面4之间的两组内侧花纹面5，外侧花纹面4和内侧花纹面5均由若干个V型沟槽6分隔形成若干个花纹块，防爆层2则设于花纹块的冠部，防爆层2的厚度为2-3.5mm，本实施例优选3.0mm。

为提高本实施例中轮胎胎面使用的舒适性，对外侧橡胶层上的花纹设计如下：

使外侧花纹面4上花纹块的面积大于内侧花纹面5上花纹块的面积，根据轮胎内、外侧方位的不同，如图2所示，图中左侧为轮胎内侧，图中右侧为轮胎外侧，使位于轮胎内侧的外侧花纹面4上花纹块的面积小于位于轮胎外侧的外侧花纹面4上花纹块的面积，一方面，有利于车辆在转向时提升轮胎外侧的抓地力，确保车辆的操控品质；另一方面，轮胎内侧相对较小的花纹块，则会在静音方面表面出优势，起到胎面功能性的平衡。

两组外侧花纹面4上的花纹块错位设置，两组内侧花纹面5上的花纹块错位设置，一组外侧花纹面4和一组内侧花纹面5上的V型沟槽6呈正V型，另一组外侧花纹面4和另一组内侧花纹面5上的V型沟槽6呈倒V型，当然，为增加轮胎胎面的耐磨损性，在V型沟槽6内还增设有加强筋8。

为使胎面1获得更好的排水性能，将位于外侧花纹面4和内侧花纹面5之间的沟槽结构7的宽度控制在5-8mm，优选6mm。

在本实施例中，组成胎面1的外层橡胶层1-1和内侧橡胶层均是以橡胶为基体，辅以补强填充剂、促进剂、硫化剂、硫化促进剂、粘合增进剂制备而得的橡胶组合物。其中，橡胶包括全氟醚橡胶、丁腈橡胶和天然橡胶。

按重量份数计，胎面胶配方包含：全氟醚橡胶20份、丁腈橡胶16份、天然橡胶10份、N220碳黑42份、氧化锌3.5份、硬脂酸1.8份、硫磺粉2.5份、次磺酰胺类促进剂1份、白炭黑0.8份。

实施例6：

本实施例与实施例5的区别在于：按重量份数计，胎面胶配方包含：全氟醚橡胶24份、丁腈橡胶24份、天然橡胶16份、N220碳黑35份、氧化锌2份、硬脂酸1.5份、硫磺粉1.2份、次磺酰胺类促进剂2.5份、白炭黑1.5份。

实施例7：

本实施例与实施例5的区别在于：按重量份数计，胎面胶配方包含：全氟醚橡胶22份、丁腈橡胶18份、天然橡胶15份、N220碳黑40份、氧化锌3份、硬脂酸1.6份、硫磺粉2.0份、次磺酰胺类促进剂1.8份、白炭黑1.2份。

实施例8：

本实施例与实施例5的区别在于：按重量份数计，胎面胶配方包含：全氟醚橡胶20份、丁腈橡胶16份、天然橡胶10份、N330碳黑35份、氧化锌2份、硬脂酸1.5份、HDOT20不溶性硫磺1.2份、次磺酰胺类促进剂3份、白炭黑1.5份。

实施例9：

本实施例与实施例5的区别在于：按重量份数计，胎面胶配方包含：全氟醚橡胶24份、丁腈橡胶23份、天然橡胶16份、N330碳黑42份、氧化锌3.5份、硬脂酸2.0份、HDOT20不溶性硫磺2.5份、次磺酰胺类促进剂1份、白炭黑0.8份。

实施例10：

本实施例与实施例5的区别在于：按重量份数计，胎面胶配方包含：全氟醚橡胶22份、丁腈橡胶20份、天然橡胶14份、N330碳黑40份、氧化锌2.5份、硬脂酸1.6份、HDOT20不溶性硫磺2.0份、次磺酰胺类促进剂2.5份、白炭黑1.2份。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。