聚氨酯實心輪胎的模具及其加工方法
【技術領域】
[0001]聚氨酯實心輪胎的模具及其加工方法，屬于實心輪胎的加工技術領域。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的聚氨酯輪胎主要有兩種形式；一是只利用聚氨酯做一層耐磨層包覆在橡膠內(nèi)胎的外面，以增加輪胎的耐磨性能，同時保留內(nèi)部橡膠的部分彈性。但是這種形式仍沒有解決橡膠壽命短、易開裂等問題，仍然時常出現(xiàn)內(nèi)胎漏氣的現(xiàn)象；二是通常的內(nèi)充氣橡膠輪胎內(nèi)部充入泡沫聚氨酯材料，這種泡沫聚氨酯單純作為橡膠輪胎內(nèi)部填充物，雖然成功解決了橡膠漏氣的問題，但是外層橡膠輪胎不耐磨、不耐油、使用壽命短的問題沒能解決；生產(chǎn)聚氨酯實心輪胎時需要將液態(tài)的原材料利用模具澆注成型，但目前還沒有適合生產(chǎn)聚氨酯實心輪胎的模具，而且現(xiàn)有的輪胎模具在開模時取輪胎比較困難，不便于清理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是:克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種操作方便、便于取出實心輪胎的聚氨酯實心輪胎的模具，開模時可以非常方便的將輪胎取出，便于對模具進行清理；還提供一種利用該模具制造聚氨酯實心輪胎的方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:該聚氨酯實心輪胎的模具，包括輪轂模塊、花紋模塊、下模和上模，輪轂模塊豎向設置，花紋模塊同軸套設在輪轂模塊的外側(cè)，在輪轂模塊與花紋模塊之間構成一個環(huán)形的輪胎模腔，下模密封固定在輪胎模腔的下側(cè)，上模向下壓緊在輪胎模腔的上側(cè)；
所述花紋模塊包括上下對接的上花紋模塊和下花紋模塊，上花紋模塊設置在一個環(huán)形上固定座的圓周內(nèi)側(cè)，下花紋模塊設置在一個環(huán)形下固定座的圓周內(nèi)側(cè)，上固定座與下固定座之間設有導向定位機構，其中下花紋模塊由多個下花紋塊沿圓周方向拼接構成，且下花紋塊通過下花紋塊導向機構滑動設置在下固定座內(nèi)，下花紋塊導向機構使下花紋塊在向上滑動的同時產(chǎn)生向徑向外側(cè)的位移。在開模時，提起上模和上花紋模塊，取輪胎時，下花紋塊在向上滑動的同時產(chǎn)生向徑向外側(cè)的位移，從而使下花紋塊相互分離并脫離輪胎，便于將輪胎從輪胎模腔中取出，并且方便對模具的清理。
[0005]優(yōu)選的，所述下花紋塊與下固定座之間設有推動下花紋塊沿下花紋塊導向機構向斜上方滑動的開模彈簧。開模時，提起上模和上花紋模塊后，開模彈簧推動下花紋塊和輪胎向上移動，自動將輪胎彈出，并且由于此時下花紋塊相互分離并脫離了輪胎，使得輪胎可以非常方便的取出，操作方便。
[0006]優(yōu)選的，所述上花紋模塊由多個上花紋塊沿圓周方向拼接構成，上花紋塊通過上花紋塊導向機構滑動設置在上固定座內(nèi)，上花紋塊導向機構使上花紋塊向下滑動的同時產(chǎn)生向徑向外側(cè)的位移。在提起上花紋模塊時，各個上花紋塊自動向下滑動，下花紋塊相互分離并脫離輪胎，防止開模時上花紋塊與輪胎相互粘接，便于開模，操作方便。
[0007]優(yōu)選的，所述輪轂模塊包括上輪轂模塊與下輪轂模塊，下輪轂模塊同軸固定在下模的上側(cè)，上輪轂模塊同軸固定在下輪轂模塊的上側(cè)，上輪轂模塊與下輪轂模塊之間設有中心定位機構，上模同心套在上輪轂模塊的外側(cè)。在開模時，上輪轂模塊與下輪轂模塊分離，便于將輪胎從上輪轂模塊和下輪轂模塊之間取出，在澆注前裝配上輪轂模塊和下輪轂模塊時，通過中心定位機構可以保證上輪轂模塊和下輪轂模塊的同軸度，保證輪胎的內(nèi)側(cè)尺寸精度符合要求，裝配方便。
[0008]優(yōu)選的，所述下固定座的內(nèi)側(cè)面為錐面，下花紋塊的外側(cè)面是與下固定座內(nèi)側(cè)面相配合的錐面；所述下花紋塊導向機構包括傾斜設置的下導軌，下導軌通過下固定銷固定在下固定座內(nèi)側(cè)，下花紋塊上開設有與下導軌配合的下導向槽。下花紋塊通過錐面的外側(cè)面與下固定座錐面的內(nèi)側(cè)面配合，確保下花紋塊工作穩(wěn)定，避免下花紋塊快速磨損。
[0009]優(yōu)選的，所述下導向槽的底部封閉設置，下導軌下端與下導向槽的底部抵接實現(xiàn)下花紋塊的限位。通過下導向槽底部對下花紋塊進行限位，防止下花紋塊脫落，結(jié)構簡單，工作可靠。
[0010]一種聚氨酯實心輪胎的加工方法，包括上述的聚氨酯實心輪胎的模具，包括以下步驟:
步驟I，制備液態(tài)的原材料；
步驟2，打開上模，將原材料澆注至輪胎模腔內(nèi)；
步驟3，在原材料快要凝固時，將上模壓緊在輪胎模腔上側(cè)，在110~120°C下硫化2.5-4小時，然后提起上豐旲;
步驟4，提起上花紋模塊，將輪胎從輪胎模腔中取出，并將輪胎放入硫化烘箱在110~120°C下再次硫化8~16小時。在原材料快要凝固時是指在將原材澆注至輪胎模腔內(nèi)
3-8分鐘后，將上模壓緊在輪胎模腔上側(cè)，避免上模下壓的過程中將液態(tài)的原材料擠出輪胎模腔，較佳的，給上模施加一個向下的壓力，該壓力為8~15MPa，從而將原材料中的氣泡擠壓出去，施加壓力的時間為25~35分鐘，步驟3中的硫化時間從原材料澆注至輪胎模腔內(nèi)開始計時。本發(fā)明的輪胎硫化工藝使用二次硫化的方法，一次硫化時直接在輪胎澆注模具內(nèi)進行只在較短的時間內(nèi)做基本硫化，二次硫化則轉(zhuǎn)移至硫化烘箱在較長的時間內(nèi)完全的硫化，徹底穩(wěn)固輪胎的性能。本工藝生產(chǎn)的聚氨酯低速實心輪胎，耐磨性能是普通橡膠的5~10倍。承載大，解決了橡膠實心輪胎常見的掉塊和裂口問題，且能做到運行剎車無印痕，環(huán)保潔凈。
[0011]優(yōu)選的，步驟I具體包括以下步驟:
步驟101，制備預聚體:將0.8-1.5重量份的聚酯多元醇進行脫水反應，控制脫水反應溫度為110~120°C，反應時間為3.5~4.5小時；然后加入0.15-0.25重量份的甲苯二異氰酸酯在70°C ~90°C下混合反應制得預聚體；
步驟102，將步驟101中的預聚體和0.1-0.15重量份的固化劑組分分別投入澆注機的A、B罐，按上述重量份比例混合得到液態(tài)的原材料。本發(fā)明采用的是預聚體法，聚酯多元醇與TDI完全反應后再與固化劑組分混合，這種方法制得的預聚體能存放的時間比較長，其產(chǎn)品性能穩(wěn)定，便于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
[0012]優(yōu)選的，步驟102中所述固化劑組分為二甲硫基甲苯二胺、BD14和鄰苯二甲酸二甲氧基乙酯按質(zhì)量比1: (3-6): (1~3)配制的混合固化劑；
固化劑組分的制備工藝為:首先按照質(zhì)量比固化劑BD14:二甲硫基甲苯二胺:鄰苯二甲酸二甲氧基乙酯=1: 3-6:1-3備料；將固化劑BD14和增塑劑DMEP在100~110°C下進行脫水反應3.5~4小時；然后與DMTDA混勻即得固化劑組分。本發(fā)明的配方制得的聚氨酯硬度自30-90度可調(diào)；拉伸強度達到40Mpa，是橡膠的2.2倍(橡膠輪胎的拉升強度為ISMpa);斷裂伸長率達到810%，是橡膠的1.8倍(橡膠實心輪胎的斷裂伸長率為450%);阿克隆磨耗量僅為0.1，橡膠輪胎的磨耗量是聚氨酯輪胎的4倍(橡膠實心輪胎的阿克隆磨耗量為0.4)；而回彈達到30，是橡膠的1.5倍(橡膠實心輪胎的回彈是20)。本發(fā)明的配方制得的聚氨酯的上述性能使得此聚氨酯即達到輪胎表面所需的耐磨性能，又有適合作為輪胎內(nèi)芯的彈性，這才使本發(fā)明的聚氨酯可以制得一種內(nèi)、外材料和性能完全相同的一體實心輪胎，并進一步使本發(fā)明工藝可以利用輪胎澆注模具進行一次澆注成型得以實現(xiàn)，大大的簡化了輪胎的生產(chǎn)工藝。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所具有的有益效果是:
1、該聚氨酯實心輪胎的模具適合用液態(tài)原材料澆注成型實心輪胎模具，在開模時，提起上模和上花紋模塊，取輪胎時，下花紋塊在向上滑動的同時產(chǎn)生向徑向外側(cè)的位移，從而使下花紋塊相互分離并脫離輪胎，便于將輪胎從輪胎模腔中取出，并且方便對模具的清理。
[0014]2、下花紋塊與下固定座之間設有推動下花紋塊沿下花紋塊導向機構向斜上方滑動的開模彈簧，開模時，提起上模和上花紋模塊后，開模彈簧推動下花紋塊和輪胎向上移動，自動將輪胎彈出，并且由于此時下花紋塊相互分離并脫離了輪胎，使得輪胎可以非常方便的取出，操作方便。
[0015]3、上花紋模塊由多個上花紋塊沿圓周方向拼接構成，上花紋塊導向機構使上花紋塊向下滑動的同時產(chǎn)生向徑向外側(cè)的位移，在提起上花紋模塊時，各個上花紋塊自動向下滑動，下花