專利名稱：輪胎翻新用聚氨酯－普通橡膠復合預硫化胎面的制備方法
技術領域：
本發明涉及舊輪胎翻新技術，是指采用聚氨酯彈性體材料與普通橡膠復合預硫化胎面的制備方法。
背景技術：
隨著社會經濟的發展、汽車擁有量不斷增加，輪胎的生產和消耗量也逐年增加，每年報廢的輪胎數量巨大。目前舊輪胎的翻新技術主要有傳統的熱翻(采用模具高溫硫化)和技術較為先進的冷翻(采用天然膠低溫預硫化胎面技術)。我國主要采用高溫硫化翻胎技術，只有少數工廠采用低溫預硫化胎面技術。整體技術水平只相當于國外二十世紀70年代到80年代水平。熱翻主要用于翻新斜交胎，由于在高溫高壓下硫化，容易使胎體變形和老化，影響了翻新輪胎的質量，因此其行駛里程只能達到新胎的50-70％。國外廣泛使用技術先進的冷翻工藝，冷翻適合于子午胎和斜交胎，翻新后輪胎的行駛里程可接近甚至超過新胎，但對胎體要求較高，翻新前要求對胎體進行嚴格檢查。
然而，無論是熱翻還是冷翻工藝，都是使用普通橡膠(天然膠、順丁膠、丁苯膠)生產胎面，需配用大量污染性大的炭黑、有致癌性的芳烴油以及其它對環境有污染的配合劑，生產過程中還會產生大量的廢水、廢氣。因此，目前在翻新舊輪胎生產及使用過程中環境污染較為嚴重。
汽車的發展要求輪胎向更長壽、安全、環保、節能的方向發展。聚氨酯生產的輪胎其耐磨性、滾動阻力、抗撕裂性能都明顯高于現使用的輪胎，且不會產生廢棄物，因此用聚氨酯翻新輪胎代替現橡膠翻新輪胎是世界翻胎業的發展方向。但是舊輪胎翻新中只有普通橡膠預硫化胎面技術，而未見有用聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面翻新輪胎的報道。制造聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面關鍵要解決好聚氨酯與普通橡膠的粘合問題。
發明內容
本發明的目的在于克服現有輪胎翻新技術的不足之處，提供一種能大大提高翻新輪胎的質量，并進一步減少環境污染的輪胎翻新用聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面的制備方法。
一種輪胎翻新用聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面的制備方法，它以普通橡膠作為與舊胎體粘合的基部膠，聚氨酯作為胎冠膠；本法包括以下步驟及工藝條件步驟一基部膠長膠條或環形膠條的制備用擠出機將混煉后的普通橡膠擠出成所需形狀的長膠條，冷卻停放2～30h后使用或用接頭機將長膠條接成環形膠條；長膠條或環形膠條的基部膠形狀為平形、矩形、翼形或弧形；步驟二基部膠的預硫化(1)在長條形或環形的預硫化基部膠模具內涂刷脫模劑，并加熱到110～130℃待用；(2)將步驟一擠出成形的基部膠長膠條或接頭后的環形膠條放入長條形或環形的預硫化基部膠模具內，并繼續加熱到130～140℃、在1.0～2.0MPa壓力下硫化10～20min；(3)停止加熱，卸壓，冷卻，基部膠膠條出模，再冷卻至常溫，停放12～48h待用；步驟三聚氨酯彈性體預聚體的制備聚氨酯預聚體為低聚物多元醇和異氰酸酯體系，按常規方法合成，其中低聚物多元醇是指聚酯多元醇或聚醚多元醇或聚己內酯多元醇；異氰酸酯是指甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷二異氰酸酯或對苯二異氰酸酯，預聚體中異氰酸根含量在3.5～7％之間；步驟四澆注聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面(1)備料將步驟三制備的聚氨酯彈性體預聚體移至澆注機A罐中，并加熱至60～80℃，在真空至-0.095～-0.099MPa條件下，脫泡20～40min；將擴鏈劑移至B罐中，擴鏈劑是指擴鏈系數在0.85～0.99之間的低分子二元醇或二元胺；按常規方法測定預聚體中異氰酸根(NCO)含量和按設定的擴鏈系數計算預聚體與擴鏈劑用量的比例，并按比例調節澆注機A、B兩罐的計量泵；(2)澆注將普通橡膠基部膠預硫化膠條與聚氨酯彈性體粘合的部位涂上羥基聚氨酯粘合劑，預熱至95±5℃待用；在長條形或環形預硫化胎面模具內涂刷脫模劑，加熱至120～130℃，開動澆注機，澆注到預定位置后，放入已涂有粘合劑的普通橡膠胎面預硫化膠條，蓋上模板加壓，在120～130℃下保溫，30～90min出模，然后在80～100℃的烘房中處理16～30h，即初步制得聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面；步驟五后處理將步驟四制得的聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面與翻新胎體接觸的普通橡膠基部膠面打磨均勻，并貼上塑料薄膜以保證打磨面的清潔，即制得聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面的終制品。
本發明與現有普通橡膠預硫化胎面技術相比具有如下優點(1)采用本發明的復合預硫化胎面代替現用的普通橡膠預硫化胎面翻新輪胎，質量明顯提高，耐磨性提高一倍以上，使用壽命一般比用普通橡膠胎面翻新輪胎提高一倍，有效地減少了輪胎翻新次數，相對減少廢舊輪胎的產生，從而減少對緊缺物資天然橡膠的依賴按2006年翻新輪胎1000萬條計，采用聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面可節約天然膠6.0萬噸。
(2)本發明進一步減少了制造過程中的環境污染，同時消除了翻新輪胎使用過程中的環境污染。聚氨酯作為胎冠膠避免了使用普通橡膠需配用致癌物芳烴油及污染大的炭黑所造成的嚴重污染，使這種翻新輪胎成為環保輪胎。
(3)采用本發明生產的翻新胎實現減量化生產，節約能源，同時也可節約輪胎從生產到使用再到翻新所消耗的社會資源。
(4)可降低翻新成本、降低用戶使用成本，每萬公里使用成本只有國內中高檔翻新輪胎的65～80％，性價比明顯提高。
(5)采用本發明翻新輪胎，現有翻胎廠不用增加任何設備、無需增加投資，翻新的輪胎使用壽命長、性能好，具有極好的社會效益和經濟效益，易于推廣。
具體實施例方式
下面將結合實施例對本發明作進一步的詳述實施例一環形平形聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面的制備本法制備的輪胎翻新用聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面以普通橡膠作為基部膠，聚氨酯作為胎冠膠；包括以下步驟及工藝條件步驟一基部膠環形膠條的制備(1)在75L密煉機混煉基部膠的母煉膠，停放6h以上后在φ450mm開煉機上加硫化劑，停放6h以上后待用；(2)用φ60mm冷喂料擠出機及冷卻卷取聯動裝置將混煉后的普通橡膠基部膠擠出成平形的長膠條，用塑料薄膜將長膠條卷取好。冷卻停放4h后用接頭機將長條形的平形基部膠接成環形；步驟二基部膠的預硫化(1)在環形的預硫化基部膠模具內涂刷脫模劑，加熱到130℃待用；(2)將步驟一擠出成形的環形基部膠放入環形的預硫化基部膠模具內，并繼續加熱到140℃、在1.0MPa壓力下硫化10min；(3)停止加熱，卸壓，冷卻，基部膠膠片出模，再冷卻至常溫，停放45h待用；步驟三聚氨酯彈性體預聚體的制備稱取平均分子量1500的聚己二酸乙二醇丙二醇酯100重量份，投入反應釜中，加熱至120±10℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時，降溫至65±5℃后，投入23.2重量份的甲苯二異氰酸酯，，逐步升溫至80～85℃，反應2小時，測得異氰酸根含量為4.5，預聚體密封備用；步驟四澆注聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面(1)備料將步驟三制備的聚氨酯彈性體預聚體移至澆注機A罐中，并加熱至65±5℃，在真空至-0.099MPa條件下，脫泡25min；將擴鏈劑3，3′二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷移至B罐中，擴鏈劑系數取0.9；按常規方法測定預聚體中異氰酸根(NCO)含量和按設定的擴鏈系數計算預聚體與擴鏈劑用量的比例，此時A、B料計量比例為100∶12.88，按此比例調節澆注機A、B兩罐的計量泵；按專利申請號03126768.8公開的方法制備羥基聚氨酯粘合劑；(2)澆注將普通橡膠基部膠預硫化膠條與聚氨酯彈性體粘合的部位涂上羥基聚氨酯粘合劑，預熱至95±5℃待用；在長條形或環形預硫化胎面模具內涂刷脫模劑，加熱至120℃，開動澆注機，澆注到預定位置后，放入已涂有粘合劑的普通橡膠胎面預硫化基部膠環形膠條，蓋上模板加壓，在120℃下保溫，85min后出模，然后在80℃的烘房中處理28h，即初步制得聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面；步驟五后處理將步驟四制得的聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面與翻新胎體接觸的普通橡膠基部膠面用打磨機打磨均勻，并貼上塑料薄膜以保證打磨面的清潔，即制得環形聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面終制品。
實施例二長條形矩形聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面的制備本法制備的輪胎翻新用聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面以普通橡膠作為基部膠，聚氨酯作為胎冠膠；包括以下步驟及工藝條件步驟一基部膠矩形長膠條的制備(1)在75L密煉機混煉基部膠的母煉膠，停放6h以上后在φ450mm開煉機上加硫化劑，停放6h以上后待用；(2)用φ60mm冷喂料擠出機及冷卻卷取聯動裝置將混煉后的普通橡膠基部膠擠出成矩形的長膠條，用塑料薄膜將長膠條卷取好，冷卻停放12h后待用；步驟二基部膠的預硫化(1)在矩形長條預硫化基部膠模具內涂刷脫模劑，加熱到125℃待用；(2)將步驟一擠出成形的矩形長條基部膠放入環形的預硫化基部膠模具內，并繼續加熱到137℃、在1.4MPa壓力下硫化13min；(3)停止加熱，卸壓，冷卻，基部膠膠片出模，再冷卻至常溫，停放35h后待用；步驟三聚氨酯彈性體預聚體的制備稱取平均分子量2000聚四氫呋喃二醇100重量份，投入反應釜中，加熱至120±10℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時，降溫至65±5℃后，投入18重量份的甲苯二異氰酸酯，，逐步升溫至80～85℃，反應2小時，測得異氰酸根含量為3.8，預聚體密封備用；步驟四澆注聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面
(1)備料將步驟三制備的聚氨酯彈性體預聚體移至澆注機A罐中，并加熱至70±5℃，在真空至-0.095Mpa條件下，脫泡30min；將擴鏈劑3，5-二甲硫基甲苯二胺移至B罐中，擴鏈劑系數取0.85；按常規方法測定預聚體中異氰酸根(NCO)含量和按設定的擴鏈系數計算預聚體與擴鏈劑用量的比例，此時A、B料計量比例為100∶8.24，按此比例調節好澆注機A、B兩罐的計量泵；按專利申請號03126768.8公開的方法制備羥基聚氨酯粘合劑；(2)澆注將普通橡膠基部膠預硫化膠條與聚氨酯彈性體粘合的部位涂上羥基聚氨酯粘合劑，預熱至95±5℃待用；在矩形長條預硫化胎面模具內涂刷脫模劑，加熱至124℃，開動澆注機澆注，澆注到預定位置后停止澆注，放入已涂有粘合劑的普通橡膠預硫化矩形基部長膠條，蓋上模板加壓，在125℃下保溫68min后出模，然后在85℃的烘房中處理24h，即初步制得聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面；步驟五的后處理過程同實施例1。
實施例三長條形翼形聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面的制備本法制備的輪胎翻新用聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面以普通橡膠作為基部膠，聚氨酯作為胎冠膠；包括以下步驟及工藝條件步驟一基部膠矩形長膠條的制備(1)在75L密煉機混煉基部膠的母煉膠，停放6h以上后在φ450mm開煉機上加硫化劑，停放6h以上后待用；(2)用φ60mm冷喂料擠出機及冷卻卷取聯動裝置將混煉后的普通橡膠基部膠擠出成翼形的長膠條，用塑料薄膜將長膠條卷取好，冷卻停放30h后待用；步驟二基部膠的預硫化(1)在翼形的長膠條預硫化基部膠模具內涂刷脫模劑，加熱到120℃待用；(2)將步驟一擠出成形的翼形的長膠條基部膠放入翼形長條形的預硫化基部膠模具內，并繼續加熱到135℃、在1.4MPa壓力下硫化15min；
(3)停止加熱，卸壓，冷卻，基部膠膠片出模，再冷卻至常溫，停放25h后待用；步驟三聚氨酯彈性體預聚體的制備稱取平均分子量1000的聚己二酸丁二醇酯100重量份，投入反應釜中，加熱至120±10℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時，降溫至65±5℃后，投入56.7重量份的二苯基甲烷二異氰酸酯，逐步升溫至80～85℃，反應2小時，測得異氰酸根含量為6.8，預聚體密封備用；步驟四澆注聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面(1)備料將步驟三制備的聚氨酯彈性體預聚體移至澆注機A罐中，并加熱至75±5℃，在真空至-0.096Mpa條件下，脫泡35min；將擴鏈劑1，4-丁二醇移至B罐中，擴鏈劑系數取0.95；按常規方法測定預聚體中異氰酸根(NCO)含量和按設定的擴鏈系數計算預聚體與擴鏈劑用量的比例，此時A、B料計量比例為100∶6.91，按此比例調節好澆注機A、B兩罐的計量泵；按專利申請號03126768.8公開的方法制備羥基聚氨酯粘合劑；(2)澆注將普通橡膠基部膠預硫化膠條與聚氨酯彈性體粘合的部位涂上羥基聚氨酯粘合劑，預熱至95±5℃待用；在翼形長條預硫化胎面模具內涂刷脫模劑，加熱至126℃，開動澆注機澆注，澆注到預定位置后停止澆注，放入已涂有粘合劑的普通橡膠預硫化翼形基部長膠條，蓋上模板加壓，在128℃下保溫50min后出模，然后在90℃的烘房中處理20h，即初步制得聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面；步驟五的后處理過程同實施例1。
實施例四長條形弧形聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面的制備本法制備的輪胎翻新用聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面以普通橡膠作為基部膠，聚氨酯作為胎冠膠；包括以下步驟及工藝條件步驟一基部膠弧形長膠條的制備(1)在75L密煉機混煉基部膠的母煉膠，停放6h以上后在φ450mm開煉機上加硫化劑，停放6h以上后待用；
(2)用φ60mm冷喂料擠出機及冷卻卷取聯動裝置將混煉后的普通橡膠基部膠擠出成翼形的長膠條，用塑料薄膜將長膠條卷取好，冷卻停放28h后待用；步驟二基部膠的預硫化(1)在弧形的長膠條預硫化基部膠模具內涂刷脫模劑，加熱到115℃待用；(2)將步驟一擠出成形的弧形的長膠條基部膠放入弧形長條形的預硫化基部膠模具內，并繼續加熱到132℃、在2.0MPa壓力下硫化18min；(3)停止加熱，卸壓，冷卻，基部膠膠片出模，再冷卻至常溫，停放15h后待用；步驟三聚氨酯彈性體預聚體的制備稱取平均分子量1000的聚己內酯二醇100重量份，投入反應釜中，加熱至120±10℃，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時，降溫至90±5℃后，投入28.8重量份的對苯二異氰酸酯，強烈攪拌使其溶解，逐步升溫至100～105℃，反應2小時，測異氰酸根含量為5.2，預聚體密封備用；步驟四澆注聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面(1)備料將步驟三制備的聚氨酯彈性體預聚體移至澆注機A罐中，并加熱至78±2℃，在抽真空至-0.098Mpa條件下，脫泡40min；將擴鏈劑間苯二酚雙(β-羥乙基)醚移至B罐中，擴鏈劑系數取0.97；按常規方法測定預聚體中異氰酸根(NCO)含量和按設定的擴鏈系數計算預聚體與擴鏈劑用量的比例，此時A、B料計量比例為100∶11.9，按此比例調節好澆注機A、B兩罐的計量泵；按專利申請號03126768.8公開的方法制備羥基聚氨酯粘合劑；(2)澆注將普通橡膠基部膠預硫化膠條與聚氨酯彈性體粘合的部位涂上羥基聚氨酯粘合劑，預熱至95±5℃待用；在弧形長條預硫化胎面模具內涂刷脫模劑，加熱至130℃，開動澆注機澆注，澆注到預定位置后停止澆注，放入已涂有粘合劑的普通橡膠預硫化弧形基部膠長膠條，蓋上模板加壓，在130℃下保溫32min后出模，然后在95℃的烘房中處理16h，即初步制得聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面；步驟五的后處理過程同實施例1。
權利要求
1.一種輪胎翻新用聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面的制備方法，其特征在于它以普通橡膠作為基部膠，聚氨酯作為胎冠膠；本法包括以下步驟及工藝條件步驟一基部膠長膠條或環形膠條的制備用擠出機將混煉后的普通橡膠擠出成所需形狀的長膠條，冷卻停放2～30h后使用或用接頭機將長膠條接成環形膠條；步驟二基部膠的預硫化(1)在長條形或環形的預硫化基部膠模具內涂刷脫模劑，并加熱到110～130℃待用；(2)將步驟一擠出成形的基部膠長膠條或接頭后的環形膠條放入長條形或環形的預硫化基部膠模具內，繼續加熱到130～140℃、并在1.0～2.0MPa壓力下硫化10～20min；(3)停止加熱，卸壓，冷卻，基部膠膠條出模，再冷卻至常溫，停放12～48h待用；步驟三聚氨酯彈性體預聚體的制備聚氨酯預聚體為低聚物多元醇和異氰酸酯體系，按常規方法合成，預聚體中異氰酸根含量在3.5～7％之間；步驟四澆注聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面(1)備料將步驟三制備的聚氨酯彈性體預聚體移至澆注機A罐中，并加熱至60～80℃，在真空至-0.095～-0.099MPa條件下，脫泡20～40min；將擴鏈劑移至B罐中，擴鏈劑是指擴鏈系數在0.85～0.99之間的低分子二元醇或二元胺；按常規方法測定預聚體中異氰酸根含量和按設定的擴鏈系數計算預聚體與擴鏈劑用量的比例，并按比例調節澆注機A、B兩罐的計量泵；(2)澆注將普通橡膠基部膠預硫化膠條與聚氨酯彈性體粘合的部位涂上羥基聚氨酯粘合劑，預熱至95±5℃待用；在長條形或環形預硫化胎面模具內涂刷脫模劑，加熱至120～130℃，開動澆注機，澆注到預定位置后，放入已涂有粘合劑的普通橡膠胎面預硫化膠條，蓋上模板加壓，在120～130℃下保溫30～90min后出模，然后在80～100℃的烘房中處理16～30h，最后經后處理即制得聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面。
2.根據權利要求1所述的一種輪胎翻新用聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面的制備方法，其特征在于長膠條和環形膠條的基部膠形狀為平形、矩形、翼形或弧形。
3.根據權利要求1所述的一種輪胎翻新用聚氨酯-普通橡膠復合預硫化胎面的制備方法，其特征在于聚氨酯預聚體為低聚物多元醇和異氰酸酯體系，其中低聚物多元醇是指聚酯多元醇或聚醚多元醇或聚己內酯多元醇；異氰酸酯是指甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷二異氰酸酯或對苯二異氰酸酯。
全文摘要
本發明涉及舊輪胎翻新技術，特別是指采用聚氨酯－普通橡膠復合預硫化胎面的制備方法。它以普通橡膠作為基部膠，聚氨酯作為胎冠膠；首先將普通橡膠制備成形狀為平形、矩形、翼形或弧形的長膠條和環形膠條的基部膠，再將其預硫化，然后用聚氨酯預聚體和擴鏈系數在0.85～0.99之間的低分子二元醇或二元胺擴鏈劑進行澆注，澆注到預定位置后，放入已涂有羥基聚氨酯粘合劑的普通橡膠胎面預硫化膠條；在120～130℃下保溫30～90min后出模，經后處理得產品。采用本發明翻新輪胎，現有翻胎廠不用增加任何設備、無需增加投資，翻新的輪胎使用壽命長、性能好，性價比明顯提高；且環保，具有極好的社會效益和經濟效益，易于推廣。
文檔編號C08G18/10GK1915648SQ20061003710
公開日2007年2月21日 申請日期2006年8月18日 優先權日2006年8月18日
發明者張海, 高孝恒, 鄒明清 申請人:廣州華工百川自控科技有限公司