澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及聚氨酯輪胎的制作方法，公開了一種澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法，包括以下步驟：材料準備、涂布處理、模具前期處理、預熱處理、組裝處理、澆注處理、一次硬化和二次硬化。本發(fā)明的工藝擴大分子極性使聚氨酯和輪芯表面之間可緊密結合；對輪芯表面進行涂布處理，選用每1kg的接著劑配比1.2～1.8kg的MEK的涂料對輪芯表面進行涂布，使聚氨酯與輪芯之間產生更多咬合，提高粘結強度；澆注時采用聚氨酯和硬化劑按100：10～100：15（重量）的百分比澆入模具內，后對澆注后的模具進行兩次的硬化，使聚氨酯澆注有充分的流動性，防止輪芯表面形成氣泡降低粘合，造成脫膠。
【專利說明】澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及聚氨酯輪胎的制作方法，尤其涉及了一種澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法。
【背景技術】
[0002]實心輪胎是各種工業(yè)車輛所使用的傳統(tǒng)充氣輪胎的替換產品，廣泛應用于礦山、工廠、港口、倉庫等速度慢負荷高的場合，目前實心輪胎多為橡膠胎。由于這些場合的路面條件比較苛刻，路面不平整，橡膠胎體內部產熱高，胎體易因為內部高而爆裂。這些都會造成輪胎的早期損壞而影響其使用壽命。另一方面，橡膠實心胎，為了得到較好的性能，大量使用炭黑補強，這樣輪胎在行駛中會出現(xiàn)路面形成黒痕而污染環(huán)境，在一些如印刷、造紙、食品、倉庫等環(huán)境整潔度要求高的場合不宜使用。
[0003]目前，環(huán)保型實心輪胎，專利號為01225667.6的實用新型專利，它是將環(huán)氧樹脂、硅橡膠或廢舊橡膠作為實心輪胎輪芯，在外面包裹一層聚氨酯而成。實心輪胎的特點是內生熱大，且在沖擊和振動載荷作用下容易產生輪轂和胎面分離現(xiàn)象，在使用情況下頻繁出現(xiàn)此類現(xiàn)象，導致運送成本加大，安全性能無法保障，上述的專利的輪芯，同樣存在相同的缺點，在較高負荷條件下，容易產生輪轂和胎面分離現(xiàn)象，或是胎體內部升溫大，易導致輪胎早期損壞。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中容易產生輪轂和胎面分離現(xiàn)象的缺點，提供了一種不易脫膠損壞的澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明通過下述技術方案得以解決:
[0006]澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法，包括以下步驟:
[0007]步驟A.材料準備
[0008]( I)預聚體和硬化劑的備制
[0009]選用NCO重量含量為4.20%?4.47%的聚氨酯；選用硬化劑:M0CA ；
[0010](2)輪芯材料的備制
[0011]選用直徑均在170mm以上的鑄件和鋁件以及直徑在204mm以上的鋼管；
[0012]步驟B.涂布處理
[0013]選用固體含量在18.50?20.50% (重量)的接著劑，每Ikg的接著劑配比1.2?1.8kg的MEK，然后進行攪拌；將輪芯材料置于涂布機內進行接著劑的涂布，后進行風干，風干時間在3h以上；配比、涂布、風干過程所處的溫度在35°C以下，濕度在55%以下；
[0014]步驟C.模具前期處理
[0015]在模具內涂上離型劑；
[0016]步驟D.預熱處理
[0017](I)將聚氨酯置于聚氨酯爐中，使聚氨酯處于75?100°C的溫度中進行預熱，預熱時間在18h以下；
[0018](2)將硬化劑置于硬化劑爐中，使硬化劑處于110?130°C的溫度中進行預熱，預熱時間在16h以下；
[0019](3)將模具置于預熱爐中進行預熱，預熱溫度在90?120°C之間；
[0020](4)將風干后的鋼管、鑄件和鋁件置于預熱爐中進行預熱，預熱溫度在105?120°C之間，預熱時間在2?16h之間；
[0021]步驟E.組裝處理
[0022]將輪芯材料組裝在模具內，后進行預熱處理，預熱溫度在105?115°C之間，預熱時間在0.5?8h之間；
[0023]步驟F.澆注處理
[0024]預熱后的聚氨酯和硬化劑均融化成液體，將聚氨酯和硬化劑按100:10?100:15(重量)的百分比澆入模具內；
[0025]步驟G.—次硬化
[0026]將澆注后的模具置于加熱爐中加熱，加熱溫度在100?120°C之間，加熱時間為Ih以上，聚氨酯和硬化劑凝固后為胎面；
[0027]步驟H.二次硬化
[0028]一次硬化后進行脫模，將脫模后的胎面和輪芯置于加熱爐中，加熱溫度在100?120°C之間，加熱時間為6?24h之間；
[0029]步驟1.冷卻
[0030]將脫模后的胎面和輪芯冷卻至20?30°C之間。
[0031]作為優(yōu)選，在聚氨酯和硬化劑進行預熱時，對聚氨酯和硬化劑進行真空脫泡處理:聚氨酯和硬化劑分別在溫度維持在75?100°C和110?130°C的反應爐中進行脫泡，反應爐中的真空度< 133Pa。
[0032]作為優(yōu)選，硬化劑的色數(shù)在3?5之間，接著劑的粘度在750?1050mPa *s之間，接著劑的相對密度在0.95?0.99g之間，接著劑的剝離強度< 20KN/m，接著劑的接著力(90%。
[0033]作為優(yōu)選，聚氨酯的粘度在700?1100 (mPa*s)之間，聚氨酯的色數(shù)在I以下。
[0034]作為優(yōu)選，輪芯材料進行涂布處理前，先對輪芯材料進行拋丸處理:將輪芯材料置于拋丸機中進行噴射，直徑在150_以下的輪芯材料噴射時間為2min，直徑在151以上的輪芯材料噴射時間為3min。
[0035]作為優(yōu)選，涂布處理時，鋼管外表面涂抹接著劑的厚度在26?36um之間。
[0036]作為優(yōu)選，涂布處理時，鑄件外表面涂抹接著劑的厚度在31?41um之間。
[0037]作為優(yōu)選，涂布處理時，鋁件外表面涂抹接著劑的厚度在34?44um之間。
[0038]本發(fā)明的工藝擴大分子極性使聚氨酯和輪芯表面之間可緊密結合；對輪芯表面進行涂布處理，選用每Ikg的接著劑配比1.2?1.8kg的MEK的涂料對輪芯表面進行涂布，使聚氨酯與輪芯之間產生更多咬合，提高粘結強度；澆注時采用聚氨酯和硬化劑按100:10?100:15 (重量)的百分比澆入模具內，后對澆注后的模具進行兩次的硬化，使聚氨酯澆注有充分的流動性，防止輪芯表面形成氣泡降低粘合，造成脫膠?！緦＠綀D】
【附圖說明】
[0039]圖1是本發(fā)明的制作流程圖。
[0040]圖2是聚氨酯和MOCA以100:12的重量比混合制得的不同規(guī)格的胎面其彈性率與溫度的關系曲線圖。
[0041]圖3是聚氨酯和MOCA以100:12的重量比混合制得的不同規(guī)格的胎面其在起動時的阻力系數(shù)統(tǒng)計圖。
[0042]圖4是聚氨酯和MOCA以100:12的重量比混合制得的不同規(guī)格的胎面其在不同負載的情況下消耗電力的曲線圖。
[0043]圖5是聚氨酯和MOCA以100:12的重量比混合制得的不同規(guī)格的胎面其耐久性曲線圖。
[0044]圖6是聚氨酯和MOCA以100:12的重量比混合制得的胎面與現(xiàn)有產品的耐負荷性對比統(tǒng)計圖。
【具體實施方式】
[0045]下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0046]實施例1
[0047]澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法，如圖1所示，包括以下步驟:
[0048]步驟A.材料準備
[0049]( I)預聚體和硬化劑的備制
[0050]選用NCO重量含量為4.20%?4.47%的聚氨酯；選用硬化劑:M0CA ；M0CA選擇熔點在98。。?110。。的C13H12CL2N2，M0CA的胺值在7.4?7.6 (mol/g)之間；聚氨酯中的NCO當量為940%?1000% ；
[0051](2)輪芯材料的備制
[0052]選用直徑均在170mm以上的鑄件和鋁件以及直徑在204mm以上的鋼管；在本實施例中，鑄件和鋁件均采用直徑為178mm ;鑄件的材質采用FC200，鋁件的材質采用ACD12，鋼管的材質采用STKMl3A ；
[0053]步驟B.涂布處理
[0054]選用固體含量在18.50?20.50% (重量)的接著劑，每Ikg的接著劑配比1.2?1.8kg的MEK，然后進行攪拌；將輪芯材料置于噴膠機內進行接著劑的涂布，后進行風干，風干時間在3h以上；配比、涂布、風干過程所處的溫度在35°C以下，濕度在55%以下；
[0055]步驟C.模具前期處理
[0056]在模具內涂上離型劑；離型劑采用聚乙烯醇或硅油或硅脂或乳化石臘；涂離型劑時是用手動涂布槍呈45度角度在模具內側涂布一周，一周即為3圈，涂布必須均勻，并用氣槍再次吹散模具內側的離型劑；
[0057]步驟D.預熱處理
[0058](I)將聚氨酯置于聚氨酯爐中，使聚氨酯處于75?100°C的溫度中進行預熱，預熱時間在18h以下；在本實施例中，聚氨酯處于85°C的溫度中進行預熱；
[0059](2)將硬化劑置于硬化劑爐中，使硬化劑處于110?130°C的溫度中進行預熱，預熱時間在16h以下；在本實施例中，使硬化劑處于120°C的溫度中進行預熱；[0060](3)將模具置于預熱爐中進行預熱，預熱溫度在90~120°C之間；在本實施例中，預熱溫度為100°C ；
[0061](4)將風干后的鋼管、鑄件和鋁件置于預熱爐中進行預熱，預熱溫度在105~120°C之間，預熱時間在2~16h之間；在本實施例中，預熱溫度為110°C ；
[0062]步驟E.組裝處理
[0063]將輪芯材料組裝在模具內，后進行預熱處理，預熱溫度在105~115°C之間，預熱時間在0.5~8h之間；在本實施例中，預熱溫度為110°C ；
[0064]步驟F.澆注處理
[0065]預熱后的聚氨酯和硬化劑均融化成液體，將聚氨酯和硬化劑按100:10~100:15(重量)的百分比在混合缸內進行混合，投入硬化劑是采用漏斗投入，聚氨酯和硬化劑投入時采用真空攪拌，攪拌前確認混合缸內的壓力，當壓力在-0.1MPz以下時攪拌15min后關閉；這15!^11內有IOmin是進行攪拌和真空脫泡，另外5min只進行真空脫泡；將聚氨酯和硬化劑投的混合液澆入模具內；在本實施例中，聚氨酯和硬化劑按100:12 (重量)的百分比澆入模具內；
[0066]步驟G.—次硬化
[0067]將澆注后的模具置于加熱爐中加熱，加熱溫度在100~120°C之間，加熱時間為Ih以上，聚氨酯和硬化劑凝固后為胎面，胎面為Ihr ;在本實施例中,加熱溫度為100°C ；
[0068]步驟H.二次硬化
[0069]一次硬化后進行脫模，將脫模后的胎面和輪芯置于加熱爐中，加熱溫度在100~120°C之間，加熱時間為6~24h之間，胎面為3hr ;在本實施例中，加熱溫度為100°C ；
[0070]步驟1.冷卻
[0071]將脫模后的胎面和輪芯冷卻至20~30°C之間。將脫模后的胎面和輪芯冷卻至25 0C ；
[0072]在聚氨酯和硬化劑進行預熱時，對聚氨酯和硬化劑進行真空脫泡處理:聚氨酯和硬化劑分別在溫度維持在75~100°C和110~130°C的反應爐中進行脫泡，反應爐中的真空度 < 133Pa。
[0073]硬化劑的色數(shù)在3~5之間，接著劑的粘度在750~1050mPa.s之間，接著劑的相對密度在0.95~0.99g之間，接著劑的剝離強度< 20KN/m，接著劑的接著力< 90%。
[0074]聚氨酯的粘度在700~1100 CmPa.s)之間，聚氨酯的色數(shù)在I以下。
[0075]輪芯材料進行涂布處理前，先對輪芯材料進行拋丸處理:將輪芯材料置于拋丸機中進行噴射，直徑在150_以下的輪芯材料噴射時間為2min，直徑在151以上的輪芯材料噴射時間為3min。
[0076]涂布處理時，鋼管外表面涂抹接著劑的厚度在26~36um之間，鑄件外表面涂抹接著劑的厚度在25~45um之間，鋁件外表面涂抹接著劑的厚度在34~44um之間。涂布處理采用噴膠機進行涂布，涂布前先對噴膠機進行清洗，清洗時將缸內膠取出，噴膠機的管內使用500g的二氯甲烷進行清洗，打至起動安鈕2分鐘，后取出二氯甲烷，將噴嘴卸下放在二氯甲烷內浸泡。
[0077]如圖2為聚氨酯和MOCA以100:12的重量比混合制得的不同規(guī)格的胎面其彈性率與溫度的關系曲線圖，A 為 #1000Hs90 ;B*#2500Hs95 ;C 為 #2000Hs95 ;D 為 #2000Hs90 ；E為#3000Hs95 ;彈性率的數(shù)值越高表示越硬，另外，相對溫度變化彈性率的變化小的種類不易受熱影響，在聚氨酯車輪的耐久性方面非常優(yōu)越，從圖中可看出以該比例制成的胎面其彈性率較不易受溫度影響。
[0078]圖3為聚氨酯和MOCA以100:12的重量比混合制得的不同規(guī)格的胎面其在起動時的阻力系數(shù)統(tǒng)計圖，試驗條件一試料尺寸:Φ80*56，澆注型聚氨酯彈性體厚度:10.25mm,負荷重量:300Kg，拉伸速度:5mm/sec，試驗品在水平、平滑的鐵制面上行走；比較起動阻力系數(shù) u，#3000Hs95 是 #2000Hs95 的-50% ;另外 #2500Hs95 是 #2000Hs95 的-50% ;這種情況表示起動時花費很少的能量即可完成起動。
[0079]圖4為聚氨酯和MOCA以100:12的重量比混合制得的不同規(guī)格的胎面其在不同負載的情況下消耗電力的曲線圖，試驗條件一試料:Φ200*60，澆注型聚氨酯彈性體厚度:10_，行走速度:5km/h ；F 為 #2000Hs95 ；G 為 #2500Hs95 ；H 為 #3000Hs95 ;從圖中可看出消費電力在允許負荷范圍內，#3000Hs95削減#2000Hs95的40-50% ；#2500Hs95削減#2000Hs95 的 15%。
[0080]圖5為聚氨酯和MOCA以100:12的重量比混合制得的不同規(guī)格的胎面其耐久性曲線圖(S-N 曲線圖)，I 為 #3000Hs95 ;J 為 #2500Hs95 ；K 為 #1000Hs90 ；L 為 #2000Hs90 ；M為#2000Hs95 ;試驗條件一試料:Φ80*56，澆注型聚氨酯彈性體厚度:10.25mm，行走速度:5km/h ;該曲線是在澆注型聚氨酯彈性體施加一定的壓力，直至發(fā)生破裂或破斷，以點記錄反復回數(shù)，表示材料的疲勞性。從同一變形率來看、可以判斷以該比例制成的胎面的疲勞耐久壽命非常長，其中以#2500Hs95和#3000Hs95為最。
[0081]圖6為聚氨酯和MOCA以100:12的重量比混合制得的胎面與現(xiàn)有產品的耐負荷性對比統(tǒng)計圖，試驗條件一試料:Φ 125*50，澆注型聚氨酯彈性體厚度:12mm，速度:6km/h ；#20000Hs95與現(xiàn)有產品1、現(xiàn)有產品2相比較，其耐負荷性優(yōu)越25% ；#25000Hs95與#20000Hs95相比較，其耐負荷性優(yōu)越25%。
[0082]實施例2
[0083]其基本工藝與實施例1相同，不同之處在于聚氨酯和硬化劑按100:10 (重量)的百分比澆入模具內。
[0084]實施例3
[0085]其基本工藝與實施例1相同，不同之處在于聚氨酯和硬化劑按100:15 (重量)的百分比澆入模具內。
[0086]總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
【權利要求】
1.澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟A.材料準備 (1)預聚體和硬化劑的備制 選用NCO重量含量為4.20%~4.47%的聚氨酯；選用硬化劑:M0CA ； (2)輪芯材料的備制 選用直徑均在170mm以上的鑄件和鋁件以及直徑在204mm以上的鋼管； 步驟B.涂布處理 選用固體含量在18.50~20.50% (重量)的接著劑，每Ikg的接著劑配比1.2~1.8kg的MEK，然后進行攪拌；將輪芯材料置于涂布機內進行接著劑的涂布，后進行風干，風干時間在3h以上；配比、涂布、風干過程所處的溫度在35°C以下，濕度在55%以下； 步驟C.模具前期處理 在模具內涂上離型劑； 步驟D.預熱處理 (1)將聚氨酯置于聚氨酯爐中，使聚氨酯處于75~100°C的溫度中進行預熱，預熱時間在18h以下； (2)將硬化劑置于硬化劑爐中，使硬化劑處于110~130°C的溫度中進行預熱，預熱時間在16h以下； (3)將模具置于預熱爐中進行預熱，預熱溫度在90~120°C之間； (4)將風干后的鋼管、鑄件和鋁件置于預熱爐中進行預熱，預熱溫度在105~120°C之間，預熱時間在2~16h之間； E.組裝處理 將輪芯材料組裝在模具內，后進行預熱處理，預熱溫度在105~115°C之間，預熱時間在0.5~8h之間； 步驟F.澆注處理 預熱后的聚氨酯和硬化劑均融化成液體，將聚氨酯和硬化劑按100:10~100:15 (重量)的百分比澆入模具內； 步驟G.—次硬化 將澆注后的模具置于加熱爐中加熱，加熱溫度在100~120°C之間，加熱時間為Ih以上，聚氨酯和硬化劑凝固后為胎面； 步驟H.二次硬化 一次硬化后進行脫模，將脫模后的胎面和輪芯置于加熱爐中，加熱溫度在100~120°C之間，加熱時間為6~24h之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法，其特征在于:還包括步驟1.冷卻 將脫模后的胎面和輪芯冷卻至20~30°C之間。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法，其特征在于:在聚氨酯和硬化劑進行預熱時，對聚氨酯和硬化劑進行真空脫泡處理:聚氨酯和硬化劑分別在溫度維持在75~100°C和110~130°C的反應爐中進行脫泡，反應爐中的真空度< 133Pa。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法，其特征在于:硬化劑的色數(shù)在3~5之間，接著劑的粘度在750~1050mPa.s之間，接著劑的相對密度在0.95~0.99g之間，接著劑的剝離強度≤20KN/m，接著劑的接著力≤90%。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法，其特征在于--聚氨酯的粘度在700~1100 CmPa.s)之間，聚氨酯的色數(shù)在I以下。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法，其特征在于:輪芯材料進行涂布處理前，先對輪芯材料進行拋丸處理:將輪芯材料置于拋丸機中進行噴射，直徑在150mm以下的輪芯材料噴射時間為2min，直徑在151以上的輪芯材料噴射時間為3min。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法，其特征在于:涂布處理時，鋼管外表面涂抹接著劑的厚度在26~36um之間。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法，其特征在于:涂布處理時，鑄件外表面涂抹接著劑的厚度在31~41um之間。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的澆注型彈性體聚氨酯輪胎的制作方法，其特征在于:涂布處理時，鋁件外表 面涂抹接著劑的厚度在34~44um之間。
【文檔編號】B29C39/02GK103786290SQ201410029353
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權日:2014年1月22日
【發(fā)明者】楊愛林, 李軍 申請人:杭州臺創(chuàng)實業(yè)有限公司