高性能橡胶免充气轮胎的制作方法

本实用新型涉及一种高性能橡胶免充气轮胎，属于轮胎技术领域。

背景技术：

现行免充气轮胎主要有橡胶实心胎和热塑性弹性体发泡型两种，橡胶制成的实心胎有较好的耐磨性、抓地性，使用寿命较长，但普遍存在重量太重、骑行笨重的问题；而热塑性弹性体发泡型免充气轮胎重量轻、骑行省力，但其胎面的耐磨性、抓地性较差，以及胎侧抗破坏性能不足，使用寿命较短。橡胶实心胎和热塑性弹性体发泡型两种材质的轮胎在性能上此消彼长，为了避免上述二者各自存在的弊端，逐渐出现了充气外胎搭配发泡内胎的组合结构，通过充气外胎搭配发泡内胎的组合，保持了充气外胎较好的耐磨性、抓地性，同时发泡内胎也具备免充气轮胎免维护的特点。

但是在使用过程中，此组合结构也有缺点产生，主要分析如下：首先，现有的发泡内胎为热塑性塑胶材质，现行对热塑性塑胶体发泡多用化学发泡剂，该化学发泡剂在受热条件下分解产生气体，产生的泡孔不均匀，易串孔，因此，导致现有的热塑性塑胶弹性不佳，骑行时的舒适性较差；其次，热塑性塑胶发泡内胎保气性差，在使用后期容易出现串孔，导致发泡内胎塌陷、变形，影响骑行，使用寿命短；再次，充气外胎搭配发泡内胎的组合，整体重量优势不明显，同样会有有骑行笨重的问题产生；最后，此种组合结构的成本较高，且组装工序相对费时，不便捷。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种在确保耐磨性、抓地性基础上，降低重量、提升舒适性，延长使用寿命的高性能橡胶免充气轮胎。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为高性能橡胶免充气轮胎，包括环形内芯，所述环形内芯的内圈设置有底座，外圈设置有外表层，所述环形内芯、外表层和底座一体硫化成型，所述环形内芯是由橡胶材料发泡而成，具有无数独立、密闭、空心球体的组合结构，所述外表层是由耐磨性和抓地性较好的橡胶材质制成。

优选的，所述外表层包裹在环形内芯的外部。

优选的，该轮胎的两侧胎边上还设置有防刺层。

优选的，所述外表层为天然橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶中的一种或多种组合的材料，同时配合碳黑、软化油、活性剂、硫磺或非硫磺的硫化剂以及橡胶促进剂混炼制成，所述外表层在硫化后的硬度设置为45-80shoreA。

优选的，所述环形内芯为圆形或椭圆形结构，其橡胶材质为天然橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶中的一种或多种组合的材料，并配合碳黑、活性剂、发泡剂、硫磺或非硫磺的硫化剂以及橡胶促进剂进行混炼而成。

优选的，所述底座的橡胶材质硬度为60-95shoreA。

优选的，所述防刺层为橡胶材质，该橡胶材质是天然橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶中的一种或多种组合的材料；或者防刺层是由尼龙、凯夫拉、PET、棉线材料编织而成的纤维布层。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：本实用新型结构简单，采用不同性能的橡胶一体硫化成型，在确保耐磨性、抓地性基础上，降低重量、提升舒适性，延长轮胎的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型中实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型中内芯的结构示意图。

图3为本实用新型中实施例二的结构示意图。

图4为本实用新型中实施例三的结构示意图。

图5为实施例三中防刺层的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一

高性能橡胶免充气轮胎，包括环形内芯2，环形内芯2的内圈设置有底座3，外圈设置有外表层1，环形内芯2、外表层1和底座3一体硫化成型，环形内芯2是由橡胶材料发泡而成，具有无数独立、密闭、空心球体的组合结构，每个空心的球体具有独立气室，弹性较佳，保气性佳，相邻的发泡球体之间不容易发生串孔，使内芯2不容易塌陷、变形，确保使用性能和寿命，外表层1是由耐磨性和抓地性较好的橡胶材质制成。

表层1设置在免充气轮胎的上端，底座3设置在免充气轮胎的底部，内芯2位于免充气轮胎的中间部位。为提高外表层1的耐磨性、抓地性，外表层1采用耐磨性和抓地性较好的橡胶材质，该橡胶材质可以为天然橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶中的一种或多种组合的材料，并配合碳黑、软化油、活性剂、硫磺或非硫磺的硫化剂以及橡胶促进剂混炼制成，上述混炼制成的橡胶材质在硫化后的硬度设置为45-80shoreA。若外表层1的橡胶材质硬度太低，其与地面摩擦产生的阻力太大，会造成外表层1磨损过快、骑行费力的问题；若外表层1的橡胶材质硬度太高，则外表层1抓地力不足，容易生产刹车长、打滑等安全问题。内芯2为近似圆形或椭圆形的环状体，是由橡胶材料发泡而成，该橡胶材质可以为天然橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶中的一种或多种组合的材料，并配合碳黑、活性剂、发泡剂、硫磺或非硫磺的硫化剂以及橡胶促进剂进行混炼，其主要原理在于：通过物理发泡剂配合生胶强度等，使得物理发泡剂在橡胶本体中形成均分布的闭孔气体室，本实用新型实施例中的生胶门尼粘度控制在(50M表示粘度，以门尼值为单位；L表示大转子；1为预热时间，单位min；4为转动时间，单位min；)、硫化温度控制在130-200℃、硫化压力控制在80-200kg。如图2所示，通过上述条件下，生胶经历熔融、凝胶、交联等一系列变化，再配合物理发泡剂的作用，以形成密闭、均匀、独立的球体气室泡孔。每个空心的球体具有独立气室，弹性较佳，可提升舒适性；橡胶材质保气性佳，相邻的发泡球体之间不容易发生串孔，使内芯2不容易塌陷、变形，确保性能和使用寿命。为改善免充气轮胎的滑移、脱圈问题，同时确保底座3具有足够的刚性，不易从轮辋滑动和脱落，底座3采用硬度比外表层1更高的橡胶材质，底座3橡胶材质硬度为60-95shoreA。

实施例二

如图3所示，外表层1包裹在环形内芯的外部，其余与实施例一相同。

实施例三

如图4、图5所示，为了提升免充气轮胎两侧边的耐刺扎、抗撕裂性能，提升轮胎的使用寿命，在免充气轮胎两侧的胎边贴合防刺层4。当外表层1设置在环形内芯外圈时，防刺层贴合在环形内芯上；当外表层1包裹在环形内芯外部时，防刺层贴合在外表层上，防刺层4可以为橡胶材质，是天然橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶中的一种或多种组合的材料；防刺层4也可以为纤维布层，是由尼龙、凯夫拉、PET、棉线等材料编织而成。防刺层4与外表层1、内芯2及底座3可同时硫化，实现一体成型，易于生产。其余与实施例一相同。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本实用新型范围内。