专利名称：聚氨酯－橡胶复合轮胎及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种复合轮胎的制造技术，更具体地说涉及一种聚氨酯胎面—橡胶胎体复合结构绿色轮胎及其制造方法。
背景技术：
聚氨酯是一种综合性能优异的材料，走过了60多年的发展里程，具有独特的综合性能很宽的硬度、强度和模量范围，高伸长率，宽的使用温度范围，并且还有很好的耐油、耐低温、耐臭氧老化等特性，及首屈一指的耐磨性，俗称“耐磨橡胶”，其耐磨性是天然橡胶的2～10倍，并且成型工艺和设备简单，能完全回收利用，是一种比较理想的轮胎胎面胶材料。
从上世纪60年代开始，世界上许多国家就开始了将聚氨酯应用于轮胎制造的研究工作，如奥地利的lim公司，德国的phoenix和英国的UTI公司等。这些研究在结构上基本都是聚氨酯整体浇注型轮胎，即胎体和胎面都采用聚氨酯制造。成型时将帘线、带束层、钢丝圈等预先在模具中定位放好，然后采用离心浇注法将聚氨酯浇注到模具中，固化后脱模即成轮胎制品。这种整体浇注型聚氨酯轮胎成型方便、快捷，设备成本低，仅为同规模橡胶轮胎生产设备投资的五分之一。但由于聚氨酯极性强，分子间及分子内氢键作用大，导致其分子链刚性大，在动态使用条件下内生热也很大，而聚氨酯本身耐热性比较差，长期使用温度为80℃以下。因此开发出的这些轮胎仅适应于行驶速度低于50Km/小时的场合，如自行车、娱乐车、剪草车、高尔夫车、滑板车等用的低速轮胎等。最近美国Amerityre公司研发出了客车备用胎，虽然达到了美国联邦机动车辆安全标准(FMVSS)109的标准，使聚氨酯轮胎的实用性达到了一个新的档次，但该轮胎是由封孔聚氨酯泡沫制成的实心胎，仍只能以50Km/小时的速度行驶2000英里。综上所述，由于聚氨酯材料结构性能的特殊性，目前面世的聚氨酯轮胎均为低速轮胎。
发明内容
本发明的目的在于克服上述聚氨酯轮胎的不足之处，采用聚氨酯胎面—橡胶胎体复合结构，并对聚氨酯配方进行优化和改性，使其行驶生热低和耐热性高，从而提出一种适应高速行驶要求且使用寿命长的聚氨酯—橡胶复合轮胎及其工艺简单、成本低廉、容易工业化的制造方法。
本发明通过下述技术方案予以实现。
本发明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；所使用的扩链剂低分子二元醇优选自扩链系数为0.95～0.98之间的1，4-丁二醇或氢醌-双(β-羟乙基)醚或/和间苯二酚双(β-羟乙基)醚；(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。
与现有全聚氨酯轮胎技术相比，本聚氨酯—橡胶复合轮胎有如下优点1、聚氨酯胎面—橡胶胎体复合结构的轮胎，综合了橡胶胎体变形小、弹性高和聚氨酯胎面耐磨的优点，具有行驶生热低、耐磨和环保等特点，能达到高速行驶要求。
2、聚氨酯胎面胶配方合理，性能优良，行驶中生热比橡胶胎面胶低5℃左右，同时耐热性能优良，120℃下强度保持率可达30％以上。
3、由于具有上述优点，生产出的聚氨酯复合轮胎能适应较高速度行驶要求，可达80～100Km/小时，而且轮胎使用寿命长，一般可达橡胶轮胎的2倍。
4、设备投入少，成型工艺简单，易于实现工业化生产。
具体实施例方式
通过如下实施例对本发明作进一步的阐述。
实施例1步骤一橡胶胎体的表面处理采用涂表面处理剂和聚氨酯胶粘剂相结合的胎体表面处理方法。
(1)表面处理剂的配制取6.8重量份N，N-二氯对甲苯磺酰胺，加入到93.2重量份的无水丙酮溶液中，搅拌溶解均匀后再加入4.2重量份过氧化苯甲酰，搅拌均匀后即制得表面处理剂；(2)聚氨酯胶粘剂的配制将100重量份的分子量为1000的聚四氢呋喃二醇投入反应釜中，加热至120±10℃，抽真空至余压小于500Pa，脱除水份2小时，降温至80℃左右，解除真空，通入氮气，加入59重量份的纯二苯基甲烷二异氰酸酯，反应2小时，测其异氰酸根百分含量即NCO％，当预聚体NCO％约为7.2％时备用，使用时取其45重量份，加入55重量份的乙酸乙酯稀释，搅拌均匀，加入3.32重量份的1，4-丁二醇/三乙醇胺混合扩链剂，其中1，4-丁二醇2.96重量份，三乙醇胺0.36重量份，搅拌均匀即得到聚氨酯胶粘剂；(3)胎体表面处理工艺将胎体与聚氨酯弹性体胎面粘接的部位打磨，清理干净，均匀喷涂或刷涂步骤一(1)制备的表面处理剂，停放20分钟，再均匀喷涂或刷涂步骤一(2)制备的聚氨酯胶粘剂，停放30分钟，即可用于浇注胎面；步骤二聚氨酯胎面胶预聚体的制备本实施例采用分子量为2000的聚四氢呋喃二醇/四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚-对苯二异氰酸酯体系，其中四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚中环氧丙烷含量为20％，采用聚合前晶须硅改性。
(1)改性晶须硅的制备称取粉末晶须硅100重量份，在氮气保护下加热至240～250℃，活化6小时，称取60重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯，溶解于225重量份无水甲苯后，再加入活化粉末晶须硅中，逐步升温至80±2℃，反应1.5小时，取出，放到真空干燥箱中，加热至230±10℃，抽真空至余压小于500Pa，脱甲苯、干燥4小时，取出、冷却、粉碎，即制得表面处理晶须硅；(2)聚氨酯胎面胶预聚体的制备称取平均分子量2000的聚四氢呋喃二元醇70重量份，分子量为2000的四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚30重量份，经步骤二(1)处理过的晶须硅3重量份，投入反应釜中，加热至120±10℃，抽真空至余压小于500Pa，脱除水分2小时，降温至90±5℃后，投入18.2重量份的对苯二异氰酸酯，强烈搅拌使其溶解，逐步升温至100～105℃，反应2小时，即制得采用晶须硅改性的聚氨酯预聚体；步骤三复合轮胎的制备(1)备料将步骤二制备的聚氨酯预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机的A罐中，加热至75±2℃，抽真空至余压小于500pa，脱泡15分钟后备用，将扩链剂间苯二酚双(β-羟乙基)醚放在B罐中；按常规计算扩链剂用量并计算聚氨酯预聚体与扩链剂间苯二酚双(β-羟乙基)醚用量的比例，具体计算过程如下每100重量份聚氨酯预聚体所需扩链剂份数为B＝0.045×2.36×0.97×100＝10.3式中0.045为上述聚氨酯预聚体的异氰酸根含量理论值4.5％；2.36为扩链剂采用间苯二酚双(β-羟乙基)醚时的常数；0.97为本实施例选取的扩链系数。
即每100份聚氨酯预聚体需10.3份扩链剂间苯二酚双(β-羟乙基)醚，按此比例调整好聚氨酯弹性体浇注机A、B两组分计量泵；(2)浇注将经表面处理并涂有聚氨酯胶粘剂的胎体放在预热至110℃的模具中，开动浇注机进行浇注，注满后保持压力270±10Kpa并保温110℃，60分钟后出模，将已脱模的轮胎放入110℃烘箱或烘道中后处理16小时，即制得成品。
实施例2步骤一橡胶胎体的表面处理采用等离子表面处理和涂聚氨酯胶粘剂相结合的胎体表面处理方法。
(1)聚氨酯胶粘剂的配制将100重量份的分子量为2000的聚己内酯二醇投入反应釜中，加热至120±10℃，抽真空至余压小于500Pa，脱除水份2小时，降温至80±2℃，解除真空，通入氮气，加入47.6重量份的纯二苯基甲烷二异氰酸酯，反应2小时，测NCO％约为8％备用。使用时取55重量份的预聚体，加入45重量份乙酸乙酯稀释，搅拌均匀，加入4.51重量份的1，4-丁二醇/三乙醇胺混合扩链剂，其中1，4-丁二醇4.02重量份，三乙醇胺0.49重量份，搅拌均匀即得到聚氨酯胶粘剂；(2)胎体表面处理工艺将胎体表面清理干净，进行等离子表面处理，处理后停放0.5小时，再喷涂或刷涂步骤一(1)制备的聚氨酯胶粘剂，涂胶粘剂后，停放2小时，即可用于浇注胎面；步骤二聚氨酯胎面胶预聚体的制备本实施例选择分子量为2000的聚己内酯二醇/四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚-对苯二异氰酸酯体系，其中四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚的分子量为2000，环氧丙烷含量为35％，采用聚合前纳米蒙脱土改性。
(1)纳米蒙脱土的制备将5重量份的蒙脱土，加入到95重量份的蒸馏水中，80±2℃下逐步加入16重量份十六烷基三甲基氯化铵，搅拌下反应3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；(2)聚氨酯胎面胶预聚体的制备将50重量份的分子量为2000的聚己内酯二元醇，50重量份的分子量为2000的四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚，5重量份的按步骤二(1)制备的纳米蒙托土，投入反应釜中，加热至120±10℃，抽真空至余压小于500Pa，脱除水分2小时，降温至90±5℃，投入对苯二异氰酸酯15.7重量份，强烈搅拌使其溶解，逐步升温至100～105℃，反应2小时，即制得采用纳米蒙脱土改性的聚氨酯预聚体；步骤三复合轮胎的浇注(1)备料将步骤二制备的聚氨酯预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机的A罐中，加热至80±2℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡25分钟，将氢醌-双(β-羟乙基)醚和间苯二酚双(β-羟乙基)醚按质量比7∶3混合作为扩链剂放在B罐中，按常规计算扩链剂用量并计算预聚体与扩链剂用量的比例，具体计算过程如下每100重量份聚氨酯预聚体所需扩链剂份数为B＝0.035×2.36×0.95×100＝7.847式中0.035为上述聚氨酯预聚体的异氰酸根含量理论值3.5％；2.36为扩链剂采用氢醌-双(β-羟乙基)醚和间苯二酚双(β-羟乙基)醚时的常数；0.95为本实施例选取的扩链系数。
即每100份聚氨酯预聚体需7.847份扩链剂，按此比例调整好聚氨酯弹性体浇注机A、B两组分计量泵；(2)浇注将经步骤一处理的胎体放在预热至110℃的模具中，开动浇注机进行浇注；注满后保持压力220±10Kpa并110℃保温，80分钟后出模，将已浇注好胎面的轮胎放入110℃烘箱或烘道中后处理15小时，即制得成品。
实施例3步骤一橡胶胎体的表面处理采用等离子表面处理和涂聚氨酯胶粘剂相结合的胎体表面处理方法。
(1)聚氨酯胶粘剂的配制将100重量份的分子量为1000的聚四氢呋喃二醇投入反应釜中，加热至120±10℃，抽真空至余压小于500Pa，脱除水份2小时，降温至70±5℃，解除真空，通入氮气，加入纯二苯基甲烷二异氰酸酯64重量份，反应2小时，测NCO％约为7.9备用。使用时取60重量份的预聚体，加入40重量份的乙酸乙酯稀释，搅拌均匀，加入5.02重量份的1，4-丁二醇/三乙醇胺混合扩链剂，其中1，4-丁二醇4.47重量份，三乙醇胺0.55重量份，搅拌均匀即得到聚氨酯胶粘剂；(2)橡胶胎体表面处理工艺将胎体表面清理干净，进行等离子表面处理，处理后停放0.2小时，再喷涂或刷涂步骤一(1)制备的聚氨酯胶粘剂，涂胶粘剂后，停放1.5小时，即可用于浇注胎面；步骤二聚氨酯胎面胶预聚体的制备本实施例选择分子量为2000的聚四氢呋喃二醇/端羟基聚丁二烯-二苯基甲烷二异氰酸酯体系，其中端羟基聚丁二烯分子量为2000，采用聚合后纳米蒙托土改性。
(1)纳米蒙脱土的制备蒙脱土9重量份，加入到91重量份的蒸馏水中，80±2℃下逐步加入27重量份十六烷基三甲基氯化铵，搅拌下反应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；(2)聚氨酯胎面胶预聚体的制备称取分子量为2000的聚四氢呋喃二元醇80重量份，分子量2000的端羟基聚丁二烯20重量份，投入反应釜中，加热至120±10℃，抽真空至余压小于500Pa，脱除水份2小时，降温至70±5℃，投入二苯基甲烷二异氰酸酯39.5重量份，溶解后逐步升温至80±2℃，反应2小时，即制得聚氨酯预聚体；(3)将步骤二(1)制备的纳米蒙托土2重量份用大功率高速分散机分散到100重量份步骤二(2)制备的聚氨酯预聚体中，即制得采用纳米蒙托土改性的聚氨酯预聚体；步骤三聚氨酯复合轮胎的制备(1)备料将步骤二(3)制备的聚氨酯预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机的A罐中，加热至80±2℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡30分钟，将扩链剂1，4-丁二醇放在B罐中，按常规计算扩链剂用量并计算预聚体与扩链剂用量的比例，具体计算过程如下每100重量份聚氨酯预聚体所需扩链剂份数为B＝0.065×1.07×0.95×100＝6.61式中0.065为上述预聚体的异氰酸根含量理论值为6.5％；1.07为扩链剂采用1，4-丁二醇时的常数；0.95为本实施例选取的扩链系数。
即每100份聚氨酯预聚体需6.61份扩链剂1，4-丁二醇，按此比例调整好聚氨酯弹性体浇注机A、B两组分计量泵；(2)浇注将经表面处理并涂有聚氨酯胶粘剂的胎体放在预热至120℃的模具中，开动浇注机进行浇注，注满后保持压力250±10Kpa并120℃保温，70分钟后出模，将已浇注好胎面的轮胎放入110℃烘箱或烘道中后处理20小时，即制得成品。
实施例4步骤一橡胶胎体的表面处理采用涂表面处理剂和聚氨酯胶粘剂相结合的胎体表面处理方法。
(1)表面处理剂的配制取12重量份的N，N-二氯对甲苯磺酰胺，加入到88重量份的无水丙酮溶液中，搅拌溶解均匀后再加入7.2重量份的过氧化苯甲酰，搅拌均匀后即制得表面处理剂；(2)聚氨酯胶粘剂的配制将100重量份的分子量为2000的聚己内酯二醇投入反应釜中，加热至120±10℃，抽真空至余压小于500Pa，脱除水份2小时，降温至70±5℃，解除真空，通入氮气，加入纯二苯基甲烷二异氰酸酯42重量份，反应1～2小时，测NCO％约为7.0％备用。使用时取55重量份的预聚体，加入45重量份的乙酸乙酯稀释，搅拌均匀，加入3.94重量份的1，4-丁二醇/三乙醇胺混合扩链剂，其中1，4-丁二醇3.51重量份，三乙醇胺0.43重量份，搅拌均匀即得到聚氨酯胶粘剂；(3)胎体表面处理工艺将胎体与聚氨酯弹性体胎面粘接的部位打磨，均匀喷涂或刷涂上步骤一(1)配制的表面处理剂后，停放45分钟，再均匀喷涂或刷涂上步骤一(2)配制的聚氨酯胶粘剂，停放2小时，即可用于浇注胎面；步骤二聚氨酯胎面胶预聚体的制备本实施例选择分子量为2000的聚己内酯二醇/端羟基聚丁二烯-二苯基甲烷二异氰酸酯体系，其中端羟基聚丁二烯分子量为2000，采用聚合后晶须硅改性。
(1)改性晶须硅的制备称取粉末晶须硅100重量份，在氮气保护下加热至230～250℃，活化4小时，称取二苯基甲烷二异氰酸酯50重量份，溶解于250重量份的无水甲苯中后加入到粉末晶须硅中，逐步升温至80±2℃，反应2小时，取出，放到真空干燥箱中，加热至230±10℃，抽真空至余压小于500Pa，干燥6小时，取出、冷却、粉碎，即制得表面处理晶须硅；(2)聚氨酯胎面胶预聚体的制备称取分子量为2000的聚己内酯二醇75重量份，分子量2000的端羟基聚丁二烯25重量份，投入反应釜中，加热至120±10℃，抽真空至余压小于500Pa，脱除水分1小时，降温至60～65℃，投入纯二苯基甲烷二异氰酸酯37重量份，溶解后逐步升温至80±2℃，反应2小时，即制得聚氨酯预聚体；(3)将5重量份的按步骤二(1)制备的改性晶须硅用大功率高速分散机分散到100重量份步骤二(2)制备的预聚体中，即制得采用晶须硅改性的聚氨酯胎面胶预聚体；步骤三聚氨酯复合轮胎的制备(1)备料将步骤二(3)制备的聚氨酯预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机的A罐中，加热至80±℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡10～15分钟，将扩链剂氢醌-双(β-羟乙基)醚放在B罐中，按常规计算扩链剂用量并计算预聚体与扩链剂用量的比例，具体计算过程如下每100重量份聚氨酯预聚体所需扩链剂份数为B＝0.060×2.36×0.95×100＝13.45式中0.060为上述预聚体的异氰酸根含量理论值6.0％；2.36为扩链剂采用氢醌-双(β-羟乙基)醚时的常数；0.95为本实施例选取的扩链系数。
即每100份聚氨酯预聚体需13.45份扩链剂，按此比例调整好聚氨酯弹性体浇注机A、B两组分计量泵；(2)浇注将经表面处理并涂有聚氨酯胶粘剂的胎体放在预热至110℃的模具中，开动浇注机进行浇注，注满后保持压力200～300Kpa并110℃保温，80分钟后出模，将已浇注好胎面的轮胎放入110℃烘箱或烘道中后处理18小时，即制得成品。
权利要求
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。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯-橡胶复合轮胎的制造方法，其特征在于复合轮胎浇注时使用的扩链剂低分子二元醇选自扩链系数为0.95～0.98之间的1，4-丁二醇或氢醌-双(β-羟乙基)醚或/和间苯二酚双(β-羟乙基)醚。
全文摘要
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。
文档编号B29K75/00GK1788970SQ20051010198
公开日2006年6月21日 申请日期2005年12月5日 优先权日2005年12月5日
发明者张海, 易玉华, 马铁军 申请人:广州华工百川自控科技有限公司