[发明专利]包括聚氨基甲酸酯支撑件的非充气轮胎

说明书

披露一种非充气轮胎，其具有支撑结构，所述支撑结构包括外加固环形带、轮毂和一组在所述轮毂之间延伸并且从所述外加固环形带径向朝内的支撑件。所述支撑结构至少部分由聚氨基甲酸酯形成，所述聚氨基甲酸酯由包含芳香族二异氰酸酯单体和活性氢组分的反应产物的预聚物产生，所述活性氢组分选自多元醇、多元胺或其组合，所述芳香族二异氰酸酯单体和所述活性氢组分以至少1.8:1的NCO比异氰酸酯反应官能团的比率混合，其中所述活性氢组分的数目平均分子量介于1000与6000之间并且其中所述预聚物含有不超过10重量％残余芳香族二异氰酸酯单体。所述反应组分还包括固化剂。

技术领域

本发明大体上涉及非充气轮胎，其具有由聚氨基甲酸酯材料形成的至少一部分。

背景技术

非充气柔性车轮或轮胎为所属领域的技术人员众所周知。此类轮胎或车轮不是由常规空气压力支撑而是通过结构支撑。举例来说，以引用的方式全部并入本文中的美国专利第7,201,194号披露一种结构支撑的非充气轮胎，其具有(1)支撑载荷的环形带，(2)车轮或轮毂以及(3)多个轮辐，其将环形带与车轮或轮毂之间的载荷压力以张力形式传输。轮胎仅通过结构特性支撑其载荷，并且与充气轮胎中的机制相反，没有来自内部空气压力的支撑。

支撑结构的至少一部分已知由聚氨基甲酸酯制成。聚氨基甲酸酯为用于多种商业应用的特殊聚合物，其包括例如刚性或柔性发泡体、弹性体、涂料、粘着剂和密封剂。聚氨基甲酸酯的化学方法利用异氰酸酯(-N＝C＝O)与活性氢组分(例如(R-OH)或(R-NH₂))的反应，产生称为聚氨基甲酸酯的聚合物类别，其包括聚氨基甲酸酯-脲聚合物的群组，其为异氰酸酯与胺活性氢组分的反应产物。

发明内容

本文披露的具体实施例包括具有支撑结构的非充气轮胎，所述支撑结构包括外加固环形带、轮毂和一组在轮毂之间延伸并且从外加固环形带径向朝内的支撑件。所述支撑结构至少部分由聚氨基甲酸酯形成，所述聚氨基甲酸酯为包括预聚物的组分的反应产物，所述预聚物包含芳香族二异氰酸酯单体和活性氢组分的反应产物，所述活性氢组分选自多元醇、多元胺或其组合，所述芳香族二异氰酸酯单体和所述活性氢组分以至少1.8:1的NCO比异氰酸酯反应官能团的比率混合，其中所述多元醇活性氢组分的数目平均分子量介于1000与6000之间并且其中预聚物含有不超过10重量％残余芳香族二异氰酸酯单体。所述反应组分还包括固化剂。

此外，也许是预聚物的NCO含量介于2重量％与6重量％之间和/或芳香族二异氰酸酯单体分子的两个异氰酸酯部分之间的直接路径仅包括芳香族环成员。

附图说明

图1为示范性结构支撑的非充气轮胎的示意图。

图2A-E为结构支撑的非充气轮胎中示范性结构排列的示意图。

具体实施方式

本发明的实施例包括非充气轮胎，其具有至少部分由聚氨基甲酸酯材料形成的支撑结构。非充气轮胎的支撑结构代替充气轮胎中通常由空气压力提供的支撑。就像充气轮胎中一样，希望减少非充气轮胎的滚动阻力并且提高非充气轮胎的寿命，这些特性都是客户重视的特性。已发现可以通过在其支撑结构的至少一部分中利用本文披露的聚氨基甲酸酯材料，对非充气轮胎的滚动阻力和寿命作出显著改良。

在具体实施例中，用于形成支撑结构的至少一部分的聚氨基甲酸酯为包括预聚物的组分和增链剂或固化剂的反应产物。通过使用预聚物，制造商对结构、特性和成品质量的控制高于制造商使用全部反应物一次性混合的一次进料法时的控制。预聚物可以通过混合一种或多种相当长链的活性氢组分(例如相当长链的多元醇和/或多元胺)与过量的二异氰酸酯材料提供反应产物来制备，所述反应产物是单体和最终聚氨基甲酸酯产物之间的中间物。接着将预聚物与增链剂或固化剂(例如二醇和/或二胺)混合形成具有所要高分子量的最终反应产物，来制备最终聚氨基甲酸酯产物。