[發明專利]一種免充氣實心輪胎

在審

• 申請號: 201710368610.0
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107199832A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 秦柳;田曉莉;許袁;張聰
• 申請（專利權）人: 寧波格林美孚新材料科技有限公司
• 主分類號: B60C7/00
• 分類號: B60C7/00;B60C1/00;B29D30/02;B29C43/52;B29C43/58;B29K75/00
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(普通合伙)33243
• 代理人: 洪珊珊

技術領域

本發明涉及一種輪胎，具體是指一種免充氣實心輪胎，屬于輪胎技術領域。

背景技術

傳統輪胎都是有內胎的，在車輛行駛過程中易出現內胎爆裂的危險，傳統輪胎還容易被玻璃、釘子等尖銳物扎破、刺穿，導致危險事故的發生，同時還需要補胎和不定期充氣，使用起來比較麻煩。傳統的全橡膠實心胎在長時間的騎行后會出現老化、開裂等現象，而且騎行的舒適度很差。因此研制一種彈性好，穩定性好，使用性能好的新型實心輪胎顯得非常有必要。

免充氣輪胎從19世紀20年代出現以后，越來越受到人們關注。早期的免充氣輪胎主要是實心輪胎，在重工業領域有著廣泛的應用，主要安裝在搬運或運輸沉重型貨物和材料的叉車或鏟車上。實心輪胎普遍生熱快而散熱慢，容易因為生熱而損壞，而且乘坐舒適性差，因此乘用車輛很少采用。2005年米其林公司發布了新型的Tweel概念輪胎，輪胎和輪輞結合成一體，可以在免充氣情況下擁有普通充氣輪胎的主要功能。Tweel的發布是具有現代意義的新型免充氣輪胎誕生的標志，建立了輪胎經濟性、環保性、安全性和行駛平順性的新標準。此后，更多國際輪胎制造企業、輪胎研發機構和汽車制造廠商開始關注新型免充氣輪胎的開發，有關的新發明、新技術和新概念輪胎大量出現。

目前，免充氣輪胎主要由聚氨酯材料制備，這種輪胎由于對聚氨酯生產工藝控制不好，沒有得到一種既耐磨又具有良好并適宜彈性的聚氨酯本體，因此需要在輪胎上增加其他部件增強抗承載能力，或者在輪胎上鏤刻出鏤空結構來減小硬度，這些都會增加工藝和成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構穩定、重量輕、抗壓性好、彈性好、可回收的新型免充氣實心輪胎，特別是用于低速行駛車輛，如自行車、電動車和嬰兒推車等所用的免充氣實心輪胎。

為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種免充氣實心輪胎，所述的免充氣實心輪胎包括免充氣實心胎芯、橡膠外胎及輪輞，免充氣實心胎芯和橡膠外胎組裝后固定在輪輞上，所述的免充氣實心胎芯是由熱塑性聚氨酯發泡材料模壓成型制得。

本發明利用熱塑性聚氨酯發泡材料的特點：質量輕，耐磨性好，彈性好等，采用模壓成型手段制造新型的免充氣實心胎芯，這種胎芯的成型條件簡單，制備的免充氣實心輪胎可以回收，實現資源的最大化利用。

進一步優選，所述熱塑性聚氨酯發泡材料為聚醚型熱塑性聚氨酯發泡材料。其中聚醚型熱塑性聚氨酯的異氰酸酯指數R值NCO/OH為1.01-1.04，隨著R值的增大，異氰酸酯含量增加，熱塑性聚氨酯硬段含量增加，結晶性增強，造成拉伸強度和斷裂伸長率等力學性能增加，但是當R值繼續增大時，由于NCO基團含量過多，分子柔順性降低，力學性能反而有所下降。當R值為1.01-1.04時，聚醚型熱塑性聚氨酯力學性能適宜，獲得的發泡材料性能優異。

作為優選，所述免充氣實心胎芯上設計有3-8個凹槽，而橡膠外胎上設計對應數量的鼓包。這樣胎芯與外胎可以形成一個比較穩固的結構。

作為優選，所述熱塑性聚氨酯發泡材料由超臨界二氧化碳發泡制得?？刂茥l件使用超臨界二氧化碳發泡，獲得的發泡材料泡孔分布均勻，孔徑均一，材料的力學性能優異。

作為優選，所述發泡過程包括：將熱塑性聚氨酯材料放入高壓釜中，通入CO₂，使高壓釜中壓力為7-40Mpa，溫度為25-55℃，進行保壓滲透，泄壓后進行發泡。

作為優選，發泡過程中的保壓滲透時間為2-4h。超臨界CO₂滲透基體是一個緩慢的過程，保壓滲透時間太短，超臨界CO₂還沒有完全滲入彈性體；保壓滲透時間太長，發泡形成的泡孔過大。

作為優選，所述熱塑性聚氨酯發泡材料的密度為0.1-0.3g/cm³。發泡材料密度越小，材料中形成的泡孔越多，使用過程中容易被壓實，產生坍陷，影響材料使用壽命；而密度越大，發泡材料的彈性不足，影響騎行舒適度。

進一步優選，所述熱塑性聚氨酯發泡材料的密度為0.15-0.23g/cm³。

作為優選，所述模壓成型步驟包括：將熱塑性聚氨酯發泡材料充入模具，加熱施壓，保穩定型后，通冷卻水冷卻，脫模并干燥定型得免充氣實心胎芯。