[发明专利]包括不同特性的聚氨酯的免充气轮胎及其制备方法

说明书

一种模制轮胎(24)，可包括支撑结构(34)，该支撑结构具有内圆周部分(26)和外圆周部分(28)。所述内圆周部分可配置成与轮毂(22)相关联。所述模制轮胎还可包括胎面部分(32)，该胎面部分(32)与所述支撑结构的外圆周部分相关联，其中所述胎面部分可由具有第一材料特性的第一聚氨酯形成。所述支撑结构可由第二聚氨酯形成，该第二聚氨酯具有不同于第一材料特性的第二材料特性。所述支撑结构可与所述胎面部分化学键合。

技术领域

本发明涉及模制轮胎和用于模制轮胎的方法，并且更具体地，涉及这样一种模制轮胎以及用于模制轮胎的方法，该轮胎具有胎面部分，形成该胎面部分的材料不同于形成轮胎另一部分的材料。

背景技术

轮胎可通过以下方式形成：将可流动形式的材料供入模具中，在材料硬化后，从模具中移除模制轮胎。然而，可能期望模制轮胎具有胎面部分，该胎面部分显示出与轮胎其他部分不同的材料特性。例如，可能期望胎面部分具有特定的摩擦性和耐磨性，这些特性不同于轮胎的其他部分，诸如在胎面部分和轮毂之间的轮胎部分。

例如，在机器轮胎中，可能期望提供这样的轮胎，其具有相对硬的材料，该材料能够支撑与机器重量相关联的高载荷以及任何有效载荷。相比之下，可能期望这样的轮胎的胎面部分由提供期望牵引力水平和耐磨性的材料形成。然而，模制由单种材料形成的轮胎并获得期望特性的组合可能是很困难的。已经进行了各种尝试以将聚氨酯胎面材料模制到橡胶轮胎上。然而，在某些操作条件下，例如由于高速、高载荷或高温，聚氨酯胎面材料可能倾向于与橡胶轮胎分离。因此，可能期望提供一种模制轮胎，该轮胎提供了期望的硬度、牵引力和耐磨性的结合。

在Krishnan的美国专利第4,669,517号(’517专利)中，公开了用于制备结合到硫化橡胶基质表面的聚氨酯复合材料的方法和所得到的复合缓冲轮胎的示例。更具体地讲，’517专利的方法要求橡胶基质含有羟基封端的聚丁二烯多元醇。该方法包括：首先，在含有聚丁二烯多元醇的干净的硫化橡胶表面施用三聚氰酸涂层，随后施用酚醛树脂的附加涂层，然后施用液态聚氨酯反应混合物，其固化形成最终的复合材料。’517专利的方法特别用于制备含有适用于硫化橡胶胎面的聚氨酯胎体的轮胎，以及用于含有适用于硫化橡胶胎体的聚氨酯胎面的轮胎。

尽管’517专利中所公开的方法声称可获得含有适用于硫化橡胶胎体的聚氨酯胎面的轮胎，但是’517专利并未公开具有聚氨酯胎面部分和聚氨酯支撑结构的轮胎，或者得到该模制轮胎的相关方法，其中胎面部分的聚氨酯的特性不同于聚氨酯支撑结构的特性。此外，’517专利的方法对于大规模生产模制轮胎而言，可能太过复杂且不切实际。

在此公开的模制轮胎和相关方法可用于缓解或克服上述的一个或多个可能的缺陷。

发明内容

根据本发明的第一方面，本发明用于模制轮胎。所述模制轮胎可包括支撑结构，该支撑结构具有内圆周部分和外圆周部分。内圆周部分可配置成与轮毂相关联。模制轮胎还可包括胎面部分，该胎面部分与支撑结构的外圆周部分相关联，其中胎面部分可由具有第一材料特性的第一聚氨酯形成。支撑结构可由第二聚氨酯形成，该第二聚氨酯具有不同于第一材料特性的第二材料特性。支撑结构可与胎面部分化学键合。根据一些方面，第一聚氨酯可与第二聚氨酯共价键合。

根据另一方面，所述模制轮胎可包括中间部分，该中间部分使胎面部分和外圆周部分彼此连接，其中中间部分由第三聚氨酯形成。例如，支撑结构可经由中间部分与胎面部化学键合。根据另一方面，第三聚氨酯在固化前可为50％至90％化学计量的。例如，第三聚氨酯在固化前可为60％至80％化学计量的。根据再一方面，中间部分可与支撑结构和胎面部分中的至少一个颜色不同。

根据另一方面，第一聚氨酯和第二聚氨酯在固化前可以是基本上化学计量的。根据再一方面，第二聚氨酯可比第一聚氨酯更硬。根据又一方面，第一聚氨酯可更耐切割并且具有比第二聚氨酯更高的摩擦系数。