聚氨酯实心轮胎的模具及其加工方法
【技术领域】
[0001]聚氨酯实心轮胎的模具及其加工方法，属于实心轮胎的加工技术领域。
【背景技术】
[0002]现有的聚氨酯轮胎主要有两种形式；一是只利用聚氨酯做一层耐磨层包覆在橡胶内胎的外面，以增加轮胎的耐磨性能，同时保留内部橡胶的部分弹性。但是这种形式仍没有解决橡胶寿命短、易开裂等问题，仍然时常出现内胎漏气的现象；二是通常的内充气橡胶轮胎内部充入泡沫聚氨酯材料，这种泡沫聚氨酯单纯作为橡胶轮胎内部填充物，虽然成功解决了橡胶漏气的问题，但是外层橡胶轮胎不耐磨、不耐油、使用寿命短的问题没能解决；生产聚氨酯实心轮胎时需要将液态的原材料利用模具浇注成型，但目前还没有适合生产聚氨酯实心轮胎的模具，而且现有的轮胎模具在开模时取轮胎比较困难，不便于清理。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种操作方便、便于取出实心轮胎的聚氨酯实心轮胎的模具，开模时可以非常方便的将轮胎取出，便于对模具进行清理；还提供一种利用该模具制造聚氨酯实心轮胎的方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该聚氨酯实心轮胎的模具，包括轮毂模块、花纹模块、下模和上模，轮毂模块竖向设置，花纹模块同轴套设在轮毂模块的外侧，在轮毂模块与花纹模块之间构成一个环形的轮胎模腔，下模密封固定在轮胎模腔的下侧，上模向下压紧在轮胎模腔的上侧；
所述花纹模块包括上下对接的上花纹模块和下花纹模块，上花纹模块设置在一个环形上固定座的圆周内侧，下花纹模块设置在一个环形下固定座的圆周内侧，上固定座与下固定座之间设有导向定位机构，其中下花纹模块由多个下花纹块沿圆周方向拼接构成，且下花纹块通过下花纹块导向机构滑动设置在下固定座内，下花纹块导向机构使下花纹块在向上滑动的同时产生向径向外侧的位移。在开模时，提起上模和上花纹模块，取轮胎时，下花纹块在向上滑动的同时产生向径向外侧的位移，从而使下花纹块相互分离并脱离轮胎，便于将轮胎从轮胎模腔中取出，并且方便对模具的清理。
[0005]优选的，所述下花纹块与下固定座之间设有推动下花纹块沿下花纹块导向机构向斜上方滑动的开模弹簧。开模时，提起上模和上花纹模块后，开模弹簧推动下花纹块和轮胎向上移动，自动将轮胎弹出，并且由于此时下花纹块相互分离并脱离了轮胎，使得轮胎可以非常方便的取出，操作方便。
[0006]优选的，所述上花纹模块由多个上花纹块沿圆周方向拼接构成，上花纹块通过上花纹块导向机构滑动设置在上固定座内，上花纹块导向机构使上花纹块向下滑动的同时产生向径向外侧的位移。在提起上花纹模块时，各个上花纹块自动向下滑动，下花纹块相互分离并脱离轮胎，防止开模时上花纹块与轮胎相互粘接，便于开模，操作方便。
[0007]优选的，所述轮毂模块包括上轮毂模块与下轮毂模块，下轮毂模块同轴固定在下模的上侧，上轮毂模块同轴固定在下轮毂模块的上侧，上轮毂模块与下轮毂模块之间设有中心定位机构，上模同心套在上轮毂模块的外侧。在开模时，上轮毂模块与下轮毂模块分离，便于将轮胎从上轮毂模块和下轮毂模块之间取出，在浇注前装配上轮毂模块和下轮毂模块时，通过中心定位机构可以保证上轮毂模块和下轮毂模块的同轴度，保证轮胎的内侧尺寸精度符合要求，装配方便。
[0008]优选的，所述下固定座的内侧面为锥面，下花纹块的外侧面是与下固定座内侧面相配合的锥面；所述下花纹块导向机构包括倾斜设置的下导轨，下导轨通过下固定销固定在下固定座内侧，下花纹块上开设有与下导轨配合的下导向槽。下花纹块通过锥面的外侧面与下固定座锥面的内侧面配合，确保下花纹块工作稳定，避免下花纹块快速磨损。
[0009]优选的，所述下导向槽的底部封闭设置，下导轨下端与下导向槽的底部抵接实现下花纹块的限位。通过下导向槽底部对下花纹块进行限位，防止下花纹块脱落，结构简单，工作可靠。
[0010]一种聚氨酯实心轮胎的加工方法，包括上述的聚氨酯实心轮胎的模具，包括以下步骤:
步骤I，制备液态的原材料；
步骤2，打开上模，将原材料浇注至轮胎模腔内；
步骤3，在原材料快要凝固时，将上模压紧在轮胎模腔上侧，在110~120°C下硫化2.5-4小时，然后提起上丰旲;
步骤4，提起上花纹模块，将轮胎从轮胎模腔中取出，并将轮胎放入硫化烘箱在110~120°C下再次硫化8~16小时。在原材料快要凝固时是指在将原材浇注至轮胎模腔内
3-8分钟后，将上模压紧在轮胎模腔上侧，避免上模下压的过程中将液态的原材料挤出轮胎模腔，较佳的，给上模施加一个向下的压力，该压力为8~15MPa，从而将原材料中的气泡挤压出去，施加压力的时间为25~35分钟，步骤3中的硫化时间从原材料浇注至轮胎模腔内开始计时。本发明的轮胎硫化工艺使用二次硫化的方法，一次硫化时直接在轮胎浇注模具内进行只在较短的时间内做基本硫化，二次硫化则转移至硫化烘箱在较长的时间内完全的硫化，彻底稳固轮胎的性能。本工艺生产的聚氨酯低速实心轮胎，耐磨性能是普通橡胶的5~10倍。承载大，解决了橡胶实心轮胎常见的掉块和裂口问题，且能做到运行刹车无印痕，环保洁净。
[0011]优选的，步骤I具体包括以下步骤:
步骤101，制备预聚体:将0.8-1.5重量份的聚酯多元醇进行脱水反应，控制脱水反应温度为110~120°C，反应时间为3.5~4.5小时；然后加入0.15-0.25重量份的甲苯二异氰酸酯在70°C ~90°C下混合反应制得预聚体；
步骤102，将步骤101中的预聚体和0.1-0.15重量份的固化剂组分分别投入浇注机的A、B罐，按上述重量份比例混合得到液态的原材料。本发明采用的是预聚体法，聚酯多元醇与TDI完全反应后再与固化剂组分混合，这种方法制得的预聚体能存放的时间比较长，其产品性能稳定，便于实现规模化生产。
[0012]优选的，步骤102中所述固化剂组分为二甲硫基甲苯二胺、BD14和邻苯二甲酸二甲氧基乙酯按质量比1: (3-6): (1~3)配制的混合固化剂；
固化剂组分的制备工艺为:首先按照质量比固化剂BD14:二甲硫基甲苯二胺:邻苯二甲酸二甲氧基乙酯=1: 3-6:1-3备料；将固化剂BD14和增塑剂DMEP在100~110°C下进行脱水反应3.5~4小时；然后与DMTDA混匀即得固化剂组分。本发明的配方制得的聚氨酯硬度自30-90度可调；拉伸强度达到40Mpa，是橡胶的2.2倍(橡胶轮胎的拉升强度为ISMpa);断裂伸长率达到810%，是橡胶的1.8倍(橡胶实心轮胎的断裂伸长率为450%);阿克隆磨耗量仅为0.1，橡胶轮胎的磨耗量是聚氨酯轮胎的4倍(橡胶实心轮胎的阿克隆磨耗量为0.4)；而回弹达到30，是橡胶的1.5倍(橡胶实心轮胎的回弹是20)。本发明的配方制得的聚氨酯的上述性能使得此聚氨酯即达到轮胎表面所需的耐磨性能，又有适合作为轮胎内芯的弹性，这才使本发明的聚氨酯可以制得一种内、外材料和性能完全相同的一体实心轮胎，并进一步使本发明工艺可以利用轮胎浇注模具进行一次浇注成型得以实现，大大的简化了轮胎的生产工艺。
[0013]与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是:
1、该聚氨酯实心轮胎的模具适合用液态原材料浇注成型实心轮胎模具，在开模时，提起上模和上花纹模块，取轮胎时，下花纹块在向上滑动的同时产生向径向外侧的位移，从而使下花纹块相互分离并脱离轮胎，便于将轮胎从轮胎模腔中取出，并且方便对模具的清理。
[0014]2、下花纹块与下固定座之间设有推动下花纹块沿下花纹块导向机构向斜上方滑动的开模弹簧，开模时，提起上模和上花纹模块后，开模弹簧推动下花纹块和轮胎向上移动，自动将轮胎弹出，并且由于此时下花纹块相互分离并脱离了轮胎，使得轮胎可以非常方便的取出，操作方便。
[0015]3、上花纹模块由多个上花纹块沿圆周方向拼接构成，上花纹块导向机构使上花纹块向下滑动的同时产生向径向外侧的位移，在提起上花纹模块时，各个上花纹块自动向下滑动，下花