包括不同特性的聚氨酯的免充气轮胎及其制备方法_2

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一聚氨酯的 填充水平。
[0023] 根据又一方面,中间部分可包括织物和纸中的至少一种,并且将中间部分置于模 制组件中可包括经框架结构支撑中间部分,以使中间部分大体上维持圆形形状,与向模制 组件提供的第一聚氨酯和第二聚氨酯相同。
【附图说明】
[0024] 图1是机器的示例性实施例的侧视图,其包括模制轮胎的示例性实施例。
[0025] 图2是模制轮胎的示例性实施例的透视图。
[0026] 图3是模制轮胎的示例性实施例的局部截面图。
[0027] 图4是模制轮胎的另一示例性实施例的局部截面图。
[0028] 图5是用于模制轮胎的模具组件的示例性实施例的剖面侧视图。
[0029] 图6是用于模制轮胎的模具组件的另一示例性实施例的剖面侧视图。
【具体实施方式】
[0030] 图1示出了示例性机器10,其被配置成行进跨过地形。图1示出的示例性机器10 是轮式装载机。然而,机器10可为任意类型的地面负载车辆,诸如,例如汽车、卡车、农用车 辆和/或施工车辆,诸如,例如推土机、滑移装载机、挖掘机、平地机、公路载重车、非公路载 重车和/或本领域技术人员已知的任何其他车辆类型。除了自走式机器,机器10可为任何 被配置成通过其他机器协助或推进而行进跨过地形的装置。
[0031] 图1示出的示例性机器10包括底盘12和动力传动系14,所述动力传动系14连接 至车轮16,并配置成为车轮16提供动力,以使机器10能够行进跨过地形。机器10还包括 操作者站18,以为机器10的操作者提供操作者界面和保护。机器10还包括铲斗20,其配 置成便于材料移动。如图1所示,示例性车轮16包括连接至动力传动系14的轮毂22,以及 连接至轮毂22的轮胎24。示例性轮胎24为模制轮胎,诸如,举例而言模制非充气轮胎。
[0032] 图2和图3所示的示例性轮胎24包括内圆周部分26和外圆周部分28,所述内圆 周部分26配置成连接至轮毂22,所述外圆周部分28配置成连接至胎面部分32的内表面 30,所述胎面部分32配置成用于提高轮胎24在所述轮胎24与轮胎24行经地形之间界面 处的牵引力。在内圆周部分26和外圆周部分28之间延伸的是支撑结构34。示例性支撑 结构34用于使内圆周部分26和外圆周部分28彼此相互连接。如图1-4所示,示例性轮胎 24包括多个腔33,所述腔33配置成为轮胎24提供具有期望水平的支撑和缓冲的支撑结构 34。根据一些实施例,一个或多个腔33可具有轴向中间区35,与更接近轮胎24轴向侧面的 腔33的部分相比,轴向中间区35具有相对更小的截面。
[0033] 根据一些实施例,内圆周部分26和外圆周部分28中的一个或多个是支撑结构34 的一部分。轮毂22和/或内圆周部分26配置为便于使轮毂22连接至内圆周部分26。根 据一些实施例,支撑结构34、内圆周部分26、外圆周部分28和/或胎面部分32,例如通过模 制,一体成型为单个整体件。例如,胎面部分32和支撑结构34可彼此化学键合。例如,胎 面部分32的材料和支撑结构34的材料可彼此共价键合。根据一些实施例,支撑结构34、内 圆周部分26和/或外圆周部分28,例如通过模制,一体成型为单个整体件,并且胎面部分 32可适时地和/或在合适位置上单独形成,并在共用模具组件中接合至支撑结构34,以形 成单个整体件。即使在此种实施例中,胎面部分32和支撑结构34也可彼此化学键合。例 如,胎面部分32的材料和支撑结构34的材料可彼此共价键合。
[0034] 示例性轮胎24包括内圆周部分26、外圆周部分28、胎面部分32以及支撑结构34, 所述轮胎可配置成提供在机器和地形之间所需的牵引力和缓冲量。例如,支撑结构34可配 置成支撑满载、部分负载和空载状态下的机器,从而提供所需的牵引力和/或缓冲量,而不 考虑载荷。
[0035] 例如,若机器为图1所示的轮式装载机,当该装载机的铲斗为空载时,一个或多个 车轮16上的载荷可在约60000镑至约160000镑的范围(例如,120000镑)。相比之下,对 于装载有材料的铲斗,一个或多个车轮16上的载荷可在约200000镑至约400000镑的范围 (例如,350000镑)。轮胎24可配置成提供期望水平的牵引力和缓冲量,而无需考虑铲斗是 满载、部分负载还是空载。对于较小的机器,相应地可采用较低的载荷。例如,就滑移装载 机而言,一个或多个车轮16上的载荷可在空载约1000镑至满载约3000镑(例如2400镑) 的范围内。
[0036] 基于轮胎的预期用途,轮胎24可具有适于所需性能特征的尺寸。例如,示例性轮 胎24可具有内径ID和外径0D,内径ID用于与轮毂22相连接,范围为0. 5米至4米(例如 2米),外径0D的范围为0. 75米至6米(例如4米)(参见图2)。根据一些实施方式,轮胎 24的内径与轮胎24的外径的比值范围为0.25 : 1至0.75 : 1,或0.4 : 1至0.6 : 1, 例如,约0.5 : 1。支撑结构34可在内圆周部分26处具有内轴向宽度Wi(参见图3和图 4),并且在外圆周部分28处具有外轴向宽度Wo,所述内轴向宽度Wi范围为0. 05米至3米 (例如0. 8米),所述外轴向宽度Wo范围为0. 1米至4米(例如1米)。例如,示例性轮胎 24可具有梯形截面(参见图3)。也可采用其它尺寸。例如,对于较小的机器,采用相应较 小的尺寸。
[0037] 根据一些实施例,胎面部分32由第一聚氨酯形成,该第一聚氨酯具有第一材料特 性,且支撑结构34由第二聚氨酯形成,该第二聚氨酯具有不同于该第一材料特性的第二材 料特性。根据一些实施例,胎面部分32与支撑结构34化学键合。例如,胎面部分32的第 一聚氨酯中的至少一些与支撑结构34的第二聚氨酯中的至少一些共价键合。与由粘合剂、 机械或紧固件所形成的结合相比,这可能产生更优异的结合。
[0038] 由于该第一聚氨酯的第一材料特性不同于第二聚氨酯的第二材料特性,可以使胎 面部分32和支撑结构34的特性适合于轮胎24那些各个部分所需的特性。例如,与胎面部 分32的第一聚氨酯相比,支撑结构34的第二聚氨酯可选择为相对更硬和/或更强,以使支 撑结构34可具有足够的硬度和强度来支撑轮胎24上的预期载荷。根据一些实施例,胎面 部分32的第一聚氨酯可以选择为比第二聚氨酯相对更耐切割和耐磨和/或具有更高的摩 擦系数,以使不论选作支撑结构34的第二聚氨酯如何,胎面部分32都可为轮胎24提供所 需的磨损和/或牵引力特性。
[0039] 例如,胎面部分32的第一聚氨酯可包括聚氨酯脲材料,该聚氨酯脲材料基于聚 酯、聚己酸内酯和聚碳酸酯多元醇中的一种或多种,可提供相对增强的耐磨性。这样的聚氨 酯脲材料可以包括用亚甲基二异氰酸酯(MDI)封端的聚氨酯预聚物,该聚氨酯预聚物可相 对强地相分离并形成具有相对增强的抗裂纹扩展性的材料。也可以使用用甲苯二异氰酸 酯(TDI)、萘二异氰酸酯(NDI)和/或对苯二异氰酸酯(ΡΗΠ )封端的替代性聚氨酯。这样 的聚氨酯预聚物材料可用芳香族二胺进行固化,该芳香族二胺也可促使强的相分离。示例 性芳香族二胺包括亚甲基双苯二胺(MDA),该亚甲基双苯二胺可以被结合在盐复合物中,例 如,三(4,4'-二氨基二苯基甲烷)氯化钠(TDDM)。
[0040] 根据一些实施例,第一聚氨酯可以具有范围为约60A至约60D的肖氏硬度(例如, 肖氏A硬度85)。对于某些应用,诸如那些有松软地面条件的,由具有相对较高硬度值的材 料形成胎面部分32,以通过胎面穿透产生足够的摩擦力,此种情况可能是有利的。对于诸如 那些坚硬或岩石地面条件的应用,由具有相对较低硬度值的材料形成胎面部分32,以允许 胎面部分32在硬岩石周边的适形性,此种情况可能是有利的。
[0041] 根据一些实施例,支撑结构34的第二聚氨酯可包括聚氨酯脲材料,该聚氨酯脲材 料基于聚醚、聚己酸内酯和聚碳酸酯多元醇中的一种或多种,该聚氨酯脲材料可提供相对 增强的疲劳强度和/或相对较低的生热性能(例如,低tan δ )。例如,对于高湿度环境,第 二聚氨酯在吸收水分之后为该轮胎的所需功能提供低tan δ,这可能是有利的。这样的聚氨 酯脲材料可以包括用亚甲基二异氰酸酯(MDI)封端的聚氨酯预聚物,其可相对较强地相分 离并形成具有相对增强的抗裂纹扩展性的材料,该材料可提高疲劳强度。也可以使用用甲 苯二异氰酸酯(TDI)、萘二异氰酸酯(NDI)和/或对苯二异氰酸酯(ΡΗΠ )封端的替代性聚 氨酯。这样的聚氨酯预聚物材料可用芳香族二胺进行固化,该芳香族二胺也可促使强的相 分离。示例性芳香族二胺包括亚甲基双苯二胺(MDA),该亚甲基双苯二胺可以被结合在盐 复合物中,例如,三(4,4'-二氨基二苯基甲烷)氯化钠(TDDM)。聚氨酯脲中的化学交联 可为支撑结构34提供改进的弹性。这样的化学交联可通过本领域已知的任何方式实现,包 括但不仅限于:使用三官能或者更高官能团的预聚物、扩链剂或固化剂;以低固
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