[發明專利]一種三維壓印石墨烯PU輪胎制造方法及裝備

有效

• 申請號: 201611087402.5
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106378945B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 楊衛民;譚晶;高曉東;丁玉梅
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B29D30/16
• 分類號: B29D30/16;B29D30/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種三維壓印石墨烯PU輪胎制造方法及裝備，將聚氨酯材料中混入一定量的石墨烯，利用兩臺擠出機塑化石墨烯PU復合材料，胎體分為四次包覆完成，接觸輪輞第一層為石墨烯PU混合材料，擠出第一層后在匯流器中通入一定量的超臨界氮氣，利用疊層器混合擠出制成內部帶有微氣泡的發泡石墨烯PU，在第一層的基礎上貼合第二層和第三層采用發泡石墨烯PU材料，四層采用石墨烯PU材料；四層材料貼合過程中上壓輥和下壓輥將各層壓實，最后帶有輪胎花紋的熱壓板在油缸的帶動下在胎體上壓印出輪胎花紋。本發明制造方法及裝備制備了一種石墨烯PU發泡輪胎，通過在聚氨酯材料中加入一定量石墨烯及超臨界氮氣微氣泡，制成的PU輪胎具有彈性、導熱性，更舒適。

技術領域

本發明主要涉及輪胎制備領域，尤其涉及一種三維壓印石墨烯PU輪胎制造方法及裝置，PU為聚氨酯。

背景技術

隨著現代汽車和航空工業的迅猛發展，對輪胎性能的要求也不斷提高。傳統輪胎主要采用橡膠材料，如子午線輪胎、斜交輪胎等。然而，傳統充氣輪胎由于其本身的特點，不可避免地存在一些問題，如扎刺爆胎、制造成型工藝復雜、在軍事領域無法抵抗輕型武器的沖擊等；同時傳統輪胎的各功能相互牽制、相互矛盾，不能實現多目標優化。市場上逐漸出現一些聚氨酯輪胎，目前聚氨酯輪胎多采用實心結構，中國專利(公開號CN103786290A，CN105330811A)公開的聚氨酯輪胎制造方法均為澆注成型，輪胎內生熱較大、散熱性差，限制了輪胎行駛速度，易發生破壞；同時聚氨酯實心胎彈性較差，影響輪胎行駛的舒適性。提高聚氨酯輪胎的耐熱性、舒適性是其面臨的主要問題。

發明內容

針對以上問題，本發明旨在提供一種三維壓印石墨烯PU輪胎制造方法及裝備，通過材料配方、發泡技術、層疊擠出及壓印技術可制成具有高耐熱性、高彈性和低噪音的石墨烯PU發泡輪胎。

本發明旨在提供一種三維壓印石墨烯PU輪胎制造方法，將聚氨酯材料中混入一定量的石墨烯，利用兩臺擠出機塑化石墨烯PU復合材料，伺服電機帶動輪輞轉動，擠出后的胎體包裹在輪輞上，胎體分為四次包覆完成，接觸輪輞第一層為石墨烯PU混合材料，擠出第一層后在匯流器中通入一定量的超臨界氮氣，利用疊層器混合擠出制成內部帶有微氣泡的發泡石墨烯PU，在第一層的基礎上貼合第二層和第三層，第二層和第三層均采用發泡石墨烯PU材料，停止向匯流器通入超臨界氮氣，第四層即胎面采用石墨烯PU材料；擠出機停止工作；四層材料貼合過程中上壓輥和下壓輥將各層壓實，最后帶有輪胎花紋的熱壓板在油缸的帶動下在胎體上壓印出輪胎花紋。

本發明旨在提供一種三維壓印石墨烯PU輪胎，其中，輪輞采用合金材料或者碳纖維增強復合材料。

本發明旨在提供一種三維壓印石墨烯PU輪胎制備方法，其中，微氣泡的獲得主要依靠以下方式：超臨界氮氣與熔體混合成為單相熔體，由于匯流器中熔體有兩層，兩層之間通入一層氣體；利用層疊器進一步使氣孔尺寸接近，分布均勻，在輪輞上貼合后，降低壓力或者降溫就會產生微氣孔，通過溫度變化和壓力降控制氣孔大小。

本發明提供的一種三維壓印石墨烯PU輪胎制備方法，其中，輪胎花紋由雕刻有花紋的熱壓板壓印制作完成，熱壓板的溫度由電磁加熱控制器調節，壓力由油缸提供，根據不同改性的聚氨酯材料，熱壓板可提供不同的壓印溫度、壓力和時間。輪胎花紋的制作方法也可以采用現有花紋的制作方法，由內部帶有花紋的輪胎成型模具熱壓后冷卻，成型模具帶有加熱器，將胎坯預熱，胎坯壓上花紋后降溫，得到最終的輪胎制品。

本發明提供的一種三維壓印石墨烯PU輪胎制備方法，為了減少原料更換造成的浪費，可以有兩個擠出工位，每個工位有兩臺擠出機及匯流器、層疊器、機頭，其中有一個在匯流器有超臨界氮氣注入系統，這樣在輪輞上貼合第一層和第四層與第二層和第三層使用不同的擠出工位。