一種密封劑組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種密封劑，特別是一種應(yīng)用于修補(bǔ)輪胎上的穿孔的密封劑組合物，還涉及制備所述密封劑組合物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]行駛道路上堅(jiān)硬的物體，比如釘子、石頭等偶爾會(huì)刺破輪胎，空氣由穿孔泄漏而導(dǎo)致輪胎變扁，這容易造成交通事故，給駕駛員帶來傷害。在輪胎運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，液態(tài)輪胎密封劑可用來暫時(shí)密封穿孔，它為駕駛員提供了一種臨時(shí)的緊急補(bǔ)救措施，讓駕駛員能在輪胎刺破后繼續(xù)行程及尋求幫助，這對(duì)在高速公路上行駛的車輛來說尤為重要。
[0003]一般而言，液體輪胎密封劑由密封材料、增粘劑和包含防凍劑的溶劑組成。常用的密封材料包括膠乳、丁基橡膠和各種微粒物質(zhì)。增粘劑是用于增加粘著性的化學(xué)品，常用于輪胎密封劑的增粘劑是樹脂化合物。防凍劑，例如乙二醇和丙二醇，可用來降低輪胎密封劑的凝固點(diǎn)，從而防止密封劑在低溫操作環(huán)境下凝固。
[0004]在過去的幾十年中，人們發(fā)明了各種各樣的液態(tài)輪胎密封劑。早期階段，如相關(guān)專利包含但不限于歐洲專利N0.1382654A1、美國(guó)專利N0.6992119B2及N0.0142420A1中所述，為實(shí)現(xiàn)密封目的，最常見的密封劑是由丁基橡膠和/或膠乳組成。這些成分的缺點(diǎn)有穩(wěn)定性不足即保質(zhì)期較短、存在氣味問題且使用后很難被清理干凈。
[0005]美國(guó)專利N0.4337322和N0.4588758中公開了進(jìn)一步改進(jìn)后的輪胎密封劑，使用了石棉纖維、乙二醇和洗漆劑作為開閥型(valve-open)密封劑中的主要成分。但眾所周知的是石棉纖維致癌，而乙二醇也因具有毒性會(huì)危害到環(huán)境。
[0006]考慮到環(huán)境因素，美國(guó)專利N0.5059636中公開了一種基于非石油材料的輪胎密封劑，該配方中使用了硫化膠粉、小麥粉、鈣鹽等成分。但這種密封劑的缺點(diǎn)是在使用前需要先將輪胎上的閥芯移除，即開閥型密封劑。
[0007]同時(shí)一種基于“原木堵塞(log-jam)”機(jī)理的密封劑開始受到關(guān)注，“原木堵塞”機(jī)理即當(dāng)液體輪胎內(nèi)外壓力差的作用下，流經(jīng)穿孔處時(shí)，液體介質(zhì)中的微粒在穿孔處累積并進(jìn)而導(dǎo)致穿孔被封堵。美國(guó)專利N0.5772747和N0.5856376中公開了基于這一機(jī)理的密封齊U，但均屬于開閥型密封劑。
[0008]在美國(guó)專利N0.6013697公開的配方中，主要使用了膨潤(rùn)土和云母，這些微粒物質(zhì)填充穿孔空隙并形成堵塞物以防止進(jìn)一步的氣體泄漏。該密封劑為直通型(valve-through)密封劑，即在使用前無需移除輪胎閥芯，使用更為便捷的同時(shí)環(huán)保無害，并且它還具有快速密封性能。但粘土片(clay platelet)的沉淀和絮凝是該密封劑的主要問題。
[0009]另外一些基于原木堵塞機(jī)理的密封劑，相關(guān)專利包含但不限于美國(guó)專利2002/0077391Α1、2007/0129464Α1、2007/0203260、國(guó)際專利 W
[0010]2008/022402、PCT/AU2008/001499，在密封劑配方上做了很多創(chuàng)新。這類輪胎密封劑具有無臭、保質(zhì)期長(zhǎng)和使用后易于清理的優(yōu)點(diǎn)，但它的密封性能相對(duì)較差。
[0011]除了原木堵塞原理，另一種類型的密封劑是基于粘性的膠乳懸浮液。膠乳懸浮液是一種高粘度的流體，它可以牢固的粘附在穿孔壁上并最終封鎖氣體泄漏通道。但是，基于膠乳的密封劑的缺點(diǎn)包括使用后很難清理、不確定的粘連性質(zhì)、對(duì)眼睛皮膚有刺激性及使用了揮發(fā)性的有機(jī)化合物等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種環(huán)保無害、沉淀較少、儲(chǔ)存期長(zhǎng)、能快速密封并在使用后易于清理的直通型輪胎密封劑組合物。
[0013]與此相應(yīng)，本發(fā)明另一個(gè)要解決的技術(shù)問題是提供一種環(huán)保無害、沉淀較少、儲(chǔ)存期長(zhǎng)、能快速密封并在使用后易于清理的直通型輪胎密封劑的制備方法。
[0014]就該密封劑組合物而言，本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是:一種基于原木堵塞和粘膠堵塞(viscous gel clogging)組合機(jī)理的新型增強(qiáng)型輪胎密封劑組合物。所述密封劑組合物包含重量百分比為80-95%的液態(tài)載體、重量百分比為0.1-10%的由水溶聚合物衍生所得的凝膠材料、重量百分比為1-10%的膠乳、重量百分比為0.1-5%的作為填充料的剛性顆粒和重量百分比為0.1-5%的表面活性劑。
[0015]為擴(kuò)大液態(tài)密封劑使用的工作溫度范圍，所述液態(tài)載體包括水和防凍劑；所述防凍劑包括乙二醇、丙二醇和甘油中的至少一種:乙二醇在所述密封劑組合物中所占的重量百分比為5-70%，丙二醇在所述密封劑組合物中所占的重量百分比為5-70%，甘油在所述密封劑組合物中所占的重量百分比為5-60%。
[0016]所述水溶聚合物包括天然衍生水溶聚合物和\或人工合成水溶聚合物，作為填充料的剛性顆粒在所述密封劑組合物中所占的重量百分比優(yōu)選為1_3%，顆粒大小在0.05-320 μ m的范圍內(nèi)，所述剛性顆粒在穿孔處形成堵塞，由水溶聚合物衍生所得的凝膠材料通過填充穿孔處空隙增強(qiáng)了密封性，膠乳的添加進(jìn)一步提高了密封劑的密封性能。所述膠乳包含純天然膠乳、合成膠乳和改進(jìn)的天然膠乳中的至少一種。為提高膠乳成分的穩(wěn)定性以及液態(tài)密封劑在輪胎內(nèi)的潤(rùn)濕性和展開性，需要添加至少一種適合的表面活性劑。
[0017]根據(jù)相應(yīng)的功能需要，所述密封劑還包含重量百分比為0.1-1%的添加劑，所述添加劑包括消泡劑、防蝕劑、防腐劑、著色劑和香味劑中的至少一種。另外，所述密封劑還包含重量百分比為0.05-3%的膨潤(rùn)土以減少沉淀。
[0018]所述密封劑組合物的粘度范圍是19.3 - 5000mPas，PH值范圍在8-10之間，密封功能有效的溫度范圍在_40°C至80°C之間。
[0019]就該密封劑的制備方法而言，本發(fā)明解決上述技術(shù)方案是:相對(duì)于100重量份的所述密封劑組合物，其制備方法包含以下步驟:
[0020]a.在80-95重量份的液態(tài)載體中，將0.1-10重量份的水溶聚合物轉(zhuǎn)化為衍生凝膠材料；
[0021]b.在步驟a所得的凝膠懸浮液中添加0.1-5重量份的剛性顆粒和1_10重量份的膠乳并充分混合；
[0022]c.在步驟b所得的組合物中添加0.1-5重量份的表面活性劑。
[0023]所述水溶聚合物選用殼聚糖時(shí)，相對(duì)于100重量份的所述密封劑組合物，將所述水溶聚合物轉(zhuǎn)化為衍生凝膠材料的方法包括以下步驟:
[0024]a.在10-60重量份的水中加入0.1-10重量份的殼聚糖；
[0025]b.向a中所得的溶液中加入適量的酸，將溶液PH值調(diào)至0-5范圍內(nèi)；
[0026]c.殼聚糖完全溶解后，加入適量的堿，將溶液PH值調(diào)高至8-10范圍內(nèi)，即可得到所述衍生凝膠材料。
[0027]本發(fā)明中的密封劑組合物的有益效果在于:該密封劑環(huán)保、安全無毒并能高效即時(shí)的密封輪胎穿孔；而其所能密封的穿孔大小是由密封劑固態(tài)成分中顆粒的大小和數(shù)量來決定的，它能密封由直徑6.35mm甚至更大的穿刺形成的穿孔。它是一種直通型密封劑，在注入前無需移除閥芯，使用十分便捷。所述密封劑在_40°C至80°C之間能很好地發(fā)揮功效。所述密封效果能持續(xù)12至48小時(shí)或更長(zhǎng)，這取決于確切的密封劑組合物；同時(shí)在使用過后，用水能很容易地清理所應(yīng)用的密封劑。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案以及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0029]在本發(fā)明的提出的技術(shù)方案中，用于修補(bǔ)輪胎上的穿孔的密封劑組合物是一種基于原木堵塞和粘膠堵塞(viscous gel clogging)組合機(jī)理的新型增強(qiáng)型輪胎密封劑組合物。所述密封劑組合物包含重量百分比為80-95%的液態(tài)載體、重量百分比為0.1-10%的由水溶聚合物衍生所得的凝膠材料、重量百分比為1-10%的膠乳、重量百分比為0.1-5%的作為填充料的剛性顆粒和重量百分比為0.1-5%的表面活性劑。
[0030]要制得100重量份的所述密封劑組合物，具體的制備方法包含以下步驟:
[0031]a.在80-95重量份的液態(tài)載體中，將0.1_10重量份的水溶聚合物轉(zhuǎn)化為衍生凝膠材料；
[0032]b.在所得凝膠懸浮液中添加0.1-5重量份的剛性顆粒和1-10重量份的膠乳并充分混合；
[0033]c.在b中所得的組合物中添加0.1-5重量份的表面活性劑和0.1-1重量份的添加劑并充分混合。
[0034]優(yōu)選的:1.在10-60重量份的水中，將0.1-10重量份的水溶聚合物轉(zhuǎn)化為衍生凝膠材料；
[0035]2.在步驟I所得凝膠懸浮液中添加防凍劑、0.1-5重量份的剛性顆粒以及1-10重量份的膠乳并充分混合；
[0036]3.在步驟2所得的組合物中添加0.1-5重量份的表面活性劑和0.1_1重量份的添加劑并充分混合。
[0037]所述水溶聚合物可以是天然衍生的水溶聚合物，比如殼聚糖、海藻酸鈉和絲膠等，也可以是人工合成