CN116041647A - 非充气自修复轮胎的制备方法和修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非充气自修复轮胎的制备方法和修复方法，涉及新型轮胎技术领域，所述非充气自修复轮胎的制备方法包括：获取轮胎参数，根据所述轮胎参数和预设第一配比，基于多元醇和二异氰酸酯制备得到聚氨酯预聚体；根据预设第二配比和所述聚氨酯预聚体的第一质量，基于所述聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂制备得到非充气自修复轮胎。本发明通过多元醇和二异氰酸酯制备得到聚氨酯预聚体，通过聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂制备得到非充气自修复轮胎，修复剂中的氨基或羟基能够与聚氨酯预聚体中的异氰酸根反应，从而在聚氨酯分子主链上引入了二硫键，该二硫键能够在一定温度下实现可逆断裂与重组，起到自修复的作用。

Description

非充气自修复轮胎的制备方法和修复方法

技术领域

本发明涉及新型轮胎技术领域，尤其涉及非充气自修复轮胎的制备方法和修复方法。

背景技术

非充气轮胎是一种新型环保轮胎，在结构上主要包括内缓冲层、支撑体、外缓冲层和胎面层等，以弹性支撑体取代传统充气轮胎的胎压。聚氨酯弹性体材料，具有承载能力强、耐磨性好、抗撕裂能力强、耐化学腐蚀性高等优点，是非充气轮胎的首选材料。

尽管非充气轮胎具备诸多优点，但也存在以下缺点：一方面，非充气轮胎在遭到较小程度破坏（如刺穿、划割等）的情况下，虽然仍具有部分行驶能力，但若未进行及时修复，这些较小程度破坏会形成局部的力学缺陷，且随着使用时间的延长会造成非充气轮胎不可逆的毁坏；另一方面，非充气轮胎上使用的主要材料为聚氨酯弹性体，与充气轮胎所使用的橡胶材料有着本质的不同，传统的轮胎修补技术并不适用于非充气轮胎的修补，给非充气轮胎的维护造成困难。

因此，如何制备一种非充气且具有自修复功能的轮胎，是急需解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种非充气自修复轮胎的制备方法和修复方法，旨在解决制备一种非充气且具有自修复功能的轮胎的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种非充气自修复轮胎的制备方法，所述非充气自修复轮胎的制备方法包括如下步骤：

获取轮胎参数，根据所述轮胎参数和预设第一配比，基于多元醇和二异氰酸酯制备得到聚氨酯预聚体；

根据预设第二配比和所述聚氨酯预聚体的第一质量，基于所述聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂制备得到非充气自修复轮胎。

可选地，根据所述轮胎参数和预设第一配比，基于多元醇和二异氰酸酯制备得到聚氨酯预聚体的步骤包括：

根据所述轮胎参数，确定二异氰酸酯的第二质量，并将第二质量的所述二异氰酸酯加入反应釜中；

根据预设第一配比和预设第一温度，将多元醇滴加到所述反应釜中得到混合物，并对所述反应釜中的所述混合物进行搅拌，制备得到聚氨酯预聚体。

可选地，对所述反应釜中的所述混合物进行搅拌，制备得到聚氨酯预聚体的步骤包括：

根据预设搅拌时长，对所述反应釜中的所述混合物进行搅拌，并实时获取所述混合物的粘度；

计算所述粘度的变化率，直到所述变化率小于预设变化率阈值，制备得到聚氨酯预聚体。

可选地，根据预设第二配比和所述聚氨酯预聚体的第一质量，基于所述聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂制备得到非充气自修复轮胎的步骤包括：

根据预设第二配比和所述聚氨酯预聚体的第一质量，分别确定催化剂的第三质量、扩链剂的第四质量和修复剂的第五质量；

将所述第一质量的所述聚氨酯预聚体加入浇注机的第一罐体，并将所述第三质量的催化剂、所述第四质量的所述扩链剂和所述第五质量的修复剂加入所述浇注机的第二罐体；

基于预设第二温度，通过所述浇注机将所述聚氨酯预聚体、所述催化剂、所述扩链剂和所述修复剂浇注到经过预热的非充气轮胎模具中，并对浇注后的非充气轮胎模具中的内容物进行固化、脱模和胎面粘接，制备得到非充气自修复轮胎。

可选地，对浇注后的非充气轮胎模具中的内容物进行固化、脱模和胎面粘接，制备得到非充气自修复轮胎的步骤包括：

将浇注后的非充气轮胎模具放入烘箱中，并基于预设预固化时长和预设预固化温度，对所述非充气轮胎模具中的内容物进行预固化；

对经过所述预固化的所述内容物进行脱模，得到半成型非充气轮胎，并将所述半成型非充气轮胎放入所述烘箱中，并基于预设后固化时长和预设后固化温度，对所述半成型非充气轮胎进行后固化；

将经过所述后固化的半成型非充气轮胎进行胎面粘接，得到非充气自修复轮胎。

可选地，预设第一配比为：所述聚氨酯预聚体中的羟基与异氰酸根的摩尔当量比为（2至10）:1。

可选地，预设第二配比为：所述第一质量、所述第三质量、所述第四质量与所述第五质量之和的比值为100:（0.05至0.15）:（10至15），所述第四质量与所述第五质量的比值为（1至5）:1。

为实现上述目的，本发明提供一种非充气自修复轮胎的修复方法，所述非充气自修复轮胎的修复方法包括如下步骤：

若确定所述非充气自修复轮胎受损，则检测所述非充气自修复轮胎的受损程度和磨损程度；

若确定所述受损程度和所述磨损程度符合修复条件，则确定所述非充气自修复轮胎的受损类型和受损位置，并根据所述受损类型对所述受损位置进行对应的处理，使得所述受损位置进行自修复；

若确定所述受损程度和所述磨损程度不符合修复条件，则提取所述非充气自修复轮胎的聚氨酯材料，并对所述聚氨酯材料进行重塑，以制备新的非充气自修复轮胎。

可选地，根据所述受损类型对所述受损位置进行对应的处理，使得所述受损位置进行自修复的步骤包括：

根据所述受损类型，确定所述受损位置的固定方式以及加热条件；

根据所述固定方式对所述受损位置进行固定处理，并根据所述加热条件对经过固定处理的所述受损位置进行加热处理，使得所述受损位置进行自修复。

可选地，对所述聚氨酯材料进行重塑，以制备新的非充气自修复轮胎的步骤包括：

对所述聚氨酯材料进行破碎处理，得到聚氨酯颗粒，并对所述聚氨酯颗粒进行烘干、溶解、注塑，制备得到新的非充气自修复轮胎。

本发明提出的非充气自修复轮胎的制备方法，获取轮胎参数，根据所述轮胎参数和预设第一配比，基于多元醇和二异氰酸酯制备得到聚氨酯预聚体；根据预设第二配比和所述聚氨酯预聚体的第一质量，基于所述聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂制备得到非充气自修复轮胎。本发明通过多元醇和二异氰酸酯制备得到聚氨酯预聚体，通过聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂制备得到非充气自修复轮胎；本发明提出的非充气自修复轮胎的修复方法，若确定所述非充气自修复轮胎受损，则检测所述非充气自修复轮胎的受损程度和磨损程度；若确定所述受损程度和所述磨损程度符合修复条件，则确定所述非充气自修复轮胎的受损类型和受损位置，并根据所述受损类型对所述受损位置进行对应的处理，使得所述受损位置进行自修复；若确定所述受损程度和所述磨损程度不符合修复条件，则提取所述非充气自修复轮胎的聚氨酯材料，并对所述聚氨酯材料进行重塑，以制备新的非充气自修复轮胎。通过修复剂中的氨基或羟基能够与聚氨酯预聚体中的异氰酸根反应，从而在聚氨酯分子主链上引入了二硫键，该二硫键能够在一定温度下实现可逆断裂与重组，起到自修复的作用，实现非充气自修复轮胎的自修复。

附图说明

图1是本发明非充气自修复轮胎的制备方法实施例的流程示意图；

图2为本发明非充气自修复轮胎的修复方法实施例的流程示意图；

图3为本发明加热温度、加热时长和修复率的关系示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明非充气自修复轮胎的制备方法实施例的流程示意图，所述非充气自修复轮胎的制备方法包括如下步骤：

步骤S10，获取轮胎参数，根据所述轮胎参数和预设第一配比，基于多元醇和二异氰酸酯制备得到聚氨酯预聚体；

步骤S20，根据预设第二配比和所述聚氨酯预聚体的第一质量，基于所述聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂制备得到非充气自修复轮胎。

本实施例非充气自修复轮胎制备方法可运用于轮胎制备机构的轮胎制备设备中，该轮胎制备设备可以是PC机或智能制造设备，可以理解的是，本实施例非充气自修复轮胎制备方法还可适用于人工制备非充气自修复轮胎的过程，为描述方便，以轮胎制备设备为例进行描述；轮胎制备设备在接收到制备指令时，获取制备指令中对应的轮胎参数，根据轮胎参数和预设第一配比，确定二异氰酸酯的第二质量，并将第二质量的二异氰酸酯加入反应釜中；轮胎制备设备根据预设滴加时长和预设第一温度，将多元醇滴加到反应釜中得到混合物，并对反应釜中的混合物进行搅拌，制备得到聚氨酯预聚体；轮胎制备设备根据预设第二配比和聚氨酯预聚体的第一质量，分别确定催化剂的第三质量、扩链剂的第四质量和修复剂的第五质量；轮胎制备设备将第一质量的聚氨酯预聚体加入浇注机的第一罐体，并将第三质量的催化剂、第四质量的扩链剂和第五质量的修复剂加入浇注机的第二罐体；轮胎制备设备基于预设第二温度，通过浇注机将聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂浇注到经过预热的非充气轮胎模具中，并对浇注后的非充气轮胎模具中的内容物进行固化、脱模和胎面粘接，制备得到非充气自修复轮胎。需要说明的是，轮胎参数是指需要制备的非充气自修复轮胎的尺寸、数量等，轮胎制备设备需要结合当前制备的轮胎参数和预设第一配比，确定各种制备原料的用量。

本实施例的非充气自修复轮胎制备方法，获取轮胎参数，根据轮胎参数和预设第一配比，基于多元醇和二异氰酸酯制备得到聚氨酯预聚体；根据预设第二配比和聚氨酯预聚体的第一质量，基于聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂制备得到非充气自修复轮胎。通过多元醇和二异氰酸酯制备得到聚氨酯预聚体，通过聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂制备得到非充气自修复轮胎。

以下将对各个步骤进行详细说明：

步骤S10，获取轮胎参数，根据所述轮胎参数和预设第一配比，基于多元醇和二异氰酸酯制备得到聚氨酯预聚体；

在本实施例中，轮胎制备设备在接收到制备指令时，获取制备指令中对应的轮胎参数，根据轮胎参数和预设第一配比，分别确定多元醇和二异氰酸酯的用量，并基于确定用量的多元醇和二异氰酸酯，制备得到聚氨酯预聚体；需要说明的是，二异氰酸酯：包括芳香族二异氰酸酯，如甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、碳化二亚胺改性MDI、对苯二异氰酸酯（PPDI）、苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯（TMXDI）、萘二异氰酸酯（NDI）等；环脂肪族多异氰酸酯，如1，4-环己烷二异氰酸酯（CHDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二环己基甲烷二异氰酸酯（氢化MDI）、环己烷二亚甲基二异氰酸酯（HXDI）等；线型脂肪族异氰酸酯，如六亚甲基二异氰酸酯（HDI）等。本发明的首选二异氰酸酯是MDI。多元醇：包括聚酯多元醇和聚醚多元醇，如聚己二酸乙二醇酯二醇（PEA）、聚己内酯（PCL）多元醇、聚碳酸酯二醇（PCDL）、聚氧化丙烯二醇（PPG）、聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯四醇、聚四氢呋喃二醇（PTMEG）。本发明首选聚酯多元醇是PCL多元醇，官能度2-3，羟值36-112 mg KOH/g，分子量1000-3000，粘度值100-900 mPa.s（75oC）；首选的聚醚多元醇是PTMEG，羟值37-120 mg KOH/g，分子量1000-3000，粘度300-4000 mPa.s（40oC）。

具体地，根据所述轮胎参数和预设第一配比，基于多元醇和二异氰酸酯制备得到聚氨酯预聚体的步骤包括：

步骤S101，根据所述轮胎参数，确定二异氰酸酯的第二质量，并将第二质量的所述二异氰酸酯加入反应釜中；

在该步骤中，轮胎制备设备根据轮胎参数，确定二异氰酸酯的第二质量，并将第二质量的二异氰酸酯加入反应釜中；可以理解的是，轮胎参数是指需要制备的非充气自修复轮胎的尺寸、数量等，制备不同的非充气自修复轮胎的尺寸、数量不同，对应的二异氰酸酯的用量也不同，轮胎制备设备需要根据制备的非充气自修复轮胎的尺寸、数量，确定二异氰酸酯的第二质量，并将第二质量的二异氰酸酯加入反应釜中，等待后续制备的开始。

步骤S102，根据预设第一配比和预设第一温度，将多元醇滴加到所述反应釜中得到混合物，并对所述反应釜中的所述混合物进行搅拌，制备得到聚氨酯预聚体。

在该步骤中，轮胎制备设备在确定二异氰酸酯的第二质量后，根据二异氰酸酯的第二质量和预设第一配比，确定多元醇的用量，并根据多元醇的用量，确定滴加时长，再根据滴加时长和预设第一温度，将多元醇滴加到装有第二质量的二异氰酸酯的反应釜中得到混合物，并对反应釜中的混合物进行搅拌，制备得到聚氨酯预聚体。其中，预设第一配比为：聚氨酯预聚体中的羟基（-OH）与异氰酸根（-NCO）的摩尔当量比为（2至10）:1，羟基（-OH）是属于多元醇中的，异氰酸根（-NCO）是属于二异氰酸酯中的；滴加时长为1小时至4小时，预设第一温度为40^oC至100^oC。

在一可行的实施例中，确定二异氰酸酯是二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），确定多元醇中的聚酯多元醇为聚己内酯（PCL）多元醇，多元醇中的聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇（PTMEG），确定预设第一配比为：聚氨酯预聚体中的羟基（-OH）与异氰酸根（-NCO）的摩尔当量比为4:1，滴加时长为2小时，预设第一温度为80^oC，轮胎制备设备根据预设第一配比，确定多元醇的用量，其中聚己内酯（PCL）多元醇和聚四氢呋喃二醇（PTMEG）的配比可自行调整，只要满足预设第一配比便可，轮胎制备设备将多元醇在80^oC的条件下，持续向装有第二质量的二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）的反应釜中滴加2小时，得到粘度较大的聚氨酯预聚体，并在滴加完成后，对反应釜中粘度较大的聚氨酯预聚体进行搅拌，制备得到聚氨酯预聚体。

进一步地，对所述反应釜中的所述混合物进行搅拌，制备得到聚氨酯预聚体的步骤包括：

步骤S1021，根据预设搅拌时长，对所述反应釜中的所述混合物进行搅拌，并实时获取所述混合物的粘度；

步骤S1022，计算所述粘度的变化率，直到所述变化率小于预设变化率阈值，制备得到聚氨酯预聚体。

在步骤S1021至步骤S1022中，轮胎制备设备根据预设搅拌时长，对反应釜中的混合物进行搅拌，并实时获取混合物的粘度，计算粘度的变化率，直到变化率小于预设变化率阈值，制备得到聚氨酯预聚体，其中，预设搅拌时长至少为12小时。

在一可行的实施例中，轮胎制备设备在制备得到粘度较大的聚氨酯预聚体后，对反应釜中的粘度较大的聚氨酯预聚体持续搅拌12小时，并在搅拌的过程中，通过粘度计实时获取聚氨酯预聚体的粘度，并每小时计算一次粘度的变化率，直到粘度变化率小于预设变化率阈值或粘度变化率基本不变，便制备得到聚氨酯预聚体。

步骤S20，根据预设第二配比和所述聚氨酯预聚体的第一质量，基于所述聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂制备得到非充气自修复轮胎。

在本实施例中，轮胎制备设备根据预设第二配比和聚氨酯预聚体的第一质量，分别确定催化剂、扩链剂和修复剂的用量，进而基于确定用量的聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂制备得到非充气自修复轮胎。

具体地，步骤S20包括：

步骤S201，根据预设第二配比和所述聚氨酯预聚体的第一质量，分别确定催化剂的第三质量、扩链剂的第四质量和修复剂的第五质量；

在该步骤中，轮胎制备设备根据在制备得到聚氨酯预聚体后，称量聚氨酯预聚体的第一质量，根据预设第二配比和所述聚氨酯预聚体的第一质量，分别确定催化剂的第三质量、扩链剂的第四质量和修复剂的第五质量，需要说明的是，预设第二配比为：第一质量、第三质量、第四质量与第五质量之和的比值为100:（0.05至0.15）:（10至15），其中第四质量与第五质量的比值为（1至5）:1。如：假设第一质量为100kg，那么对应的第三质量为0.5kg至15kg，具体的第三质量可根据实际情况确定，在此不做限定，对应的第四质量与第五质量之和为10kg至15kg，具体的第四质量与第五质量之和可根据实际情况确定，在此不做限定。

步骤S202，将所述第一质量的所述聚氨酯预聚体加入浇注机的第一罐体，并将所述第三质量的催化剂、所述第四质量的所述扩链剂和所述第五质量的修复剂加入所述浇注机的第二罐体；

在该步骤中，轮胎制备设备将第一质量的聚氨酯预聚体加入浇注机的第一罐体，并使得第一罐体的温度保持在90^oC-110^oC，并将第三质量的催化剂、第四质量的扩链剂和第五质量的修复剂加入浇注机的第二罐体，并使得第二罐体的温度保持在25^oC-60^oC，以确保第一罐体和第二罐体中的内容物不凝固。

具体地，将第三质量的催化剂、第四质量的扩链剂和第五质量的修复剂加入浇注机的第二罐体的具体过程为：在25^oC-60^oC的条件下，先将第三质量的催化剂溶解在第四质量的扩链剂中，再将第五质量的修复剂加入溶解了催化剂的扩链剂中，得到催化剂、扩链剂和修复剂的混合物，最后将该混合物加入浇注机的第二罐体中。

步骤S203，基于预设第二温度，通过所述浇注机将所述聚氨酯预聚体、所述催化剂、所述扩链剂和所述修复剂浇注到经过预热的非充气轮胎模具中，并对浇注后的非充气轮胎模具中的内容物进行固化、脱模和胎面粘接，制备得到非充气自修复轮胎。

在该步骤中，轮胎制备设备将浇注机的机头设置为预设第二温度，预设第二温度为110^oC-125^oC，再通过浇注机将第一罐体中的聚氨酯预聚体和第二罐体中的催化剂、扩链剂和修复剂的混合物浇注到经过预热的非充气轮胎模具中，经过预热非充气轮胎模具的温度为90^oC-125^oC，并对浇注后的非充气轮胎模具中的内容物进行固化、脱模和胎面粘接，制备得到非充气自修复轮胎。

进一步地，对浇注后的非充气轮胎模具中的内容物进行固化、脱模和胎面粘接，制备得到非充气自修复轮胎的步骤包括：

步骤S2031，将浇注后的非充气轮胎模具放入烘箱中，并基于预设预固化时长和预设预固化温度，对所述非充气轮胎模具中的内容物进行预固化；

在该步骤中，轮胎制备设备将浇注后的非充气轮胎模具放入烘箱中，设置烘箱的温度为预固化温度，预固化温度为100^oC-120^oC，并对非充气轮胎模具中聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂的混合物进行预固化时间为1小时至3小时的预固化。可以理解的是，预固化温度较低时，对应的预固化时长就较长。

步骤S2032，对经过所述预固化的所述内容物进行脱模，得到半成型非充气轮胎，并将所述半成型非充气轮胎放入所述烘箱中，并基于预设后固化时长和预设后固化温度，对所述半成型非充气轮胎进行后固化；

在该步骤中，轮胎制备设备对非充气轮胎模具中预固化后的聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂的混合物进行脱模，得到半成型非充气轮胎，再将半成型非充气轮胎放入烘箱中，设置烘箱的温度为后固化温度，后固化温度为100^oC-120^oC，并对半成型非充气轮胎进行后固化时间为10小时至18小时的后固化。可以理解的是，后固化温度较低时，对应的后固化时长就较长。

步骤S2033，将经过所述后固化的半成型非充气轮胎进行胎面粘接，得到非充气自修复轮胎。

在该步骤中，轮胎制备设备在经过后固化的半成型非充气轮胎的胎面粘接位置上涂覆一层胶黏剂层，再将橡胶胎面进行与经过后固化的半成型非充气轮胎进行粘接，得到非充气自修复轮胎。

本实施例的轮胎制备设备在接收到制备指令时，获取制备指令中对应的轮胎参数，根据轮胎参数和预设第一配比，确定二异氰酸酯的第二质量，并将第二质量的二异氰酸酯加入反应釜中；轮胎制备设备根据预设滴加时长和预设第一温度，将多元醇滴加到反应釜中得到混合物，并对反应釜中的混合物进行搅拌，制备得到聚氨酯预聚体；轮胎制备设备根据预设第二配比和聚氨酯预聚体的第一质量，分别确定催化剂的第三质量、扩链剂的第四质量和修复剂的第五质量；轮胎制备设备将第一质量的聚氨酯预聚体加入浇注机的第一罐体，并将第三质量的催化剂、第四质量的扩链剂和第五质量的修复剂加入浇注机的第二罐体；轮胎制备设备基于预设第二温度，通过浇注机将聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂浇注到经过预热的非充气轮胎模具中，并对浇注后的非充气轮胎模具中的内容物进行固化、脱模和胎面粘接，制备得到非充气自修复轮胎。通过多元醇和二异氰酸酯制备得到聚氨酯预聚体，通过聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂制备得到非充气自修复轮胎。

进一步地，参考图2，图2为本发明非充气自修复轮胎的修复方法实施例的流程示意图，所述非充气自修复轮胎的修复方法包括如下步骤：

步骤S30，若确定所述非充气自修复轮胎受损，则检测所述非充气自修复轮胎的受损程度和磨损程度；

步骤S40，若确定所述受损程度和所述磨损程度符合修复条件，则确定所述非充气自修复轮胎的受损类型和受损位置，并根据所述受损类型对所述受损位置进行对应的处理，使得所述受损位置进行自修复；

步骤S50，若确定所述受损程度和所述磨损程度不符合修复条件，则提取所述非充气自修复轮胎的聚氨酯材料，并对所述聚氨酯材料进行重塑，以制备新的非充气自修复轮胎。

本实施例非充气自修复轮胎修复方法可运用于轮胎制备机构的轮胎修复设备中，该轮胎修复设备可以是PC机或智能制造设备，可以理解的是，本实施例非充气自修复轮胎修复方法还可适用于人工修复非充气自修复轮胎的过程，为描述方便，以轮胎修复设备为例进行描述；轮胎修复设备对非充气自修复轮胎进行检测，若确定非充气自修复轮胎受损，则检测非充气自修复轮胎的受损程度和磨损程度；轮胎修复设备若确定受损程度和磨损程度符合修复条件，则确定非充气自修复轮胎的受损类型和受损位置，根据受损类型，确定受损位置的固定方式以及加热条件；轮胎修复设备根据固定方式对受损位置进行固定处理，并根据加热条件对经过固定处理的受损位置进行加热处理，使得受损位置进行自修复；轮胎修复设备若确定受损程度和磨损程度不符合修复条件，则提取非充气自修复轮胎的聚氨酯材料，并对聚氨酯材料进行破碎处理，得到聚氨酯颗粒，并对聚氨酯颗粒进行烘干、溶解、注塑，制备得到新的非充气自修复轮胎。

本实施例的非充气自修复轮胎的修复方法，若确定受损程度磨损程度符合修复条件，则确定非充气自修复轮胎的受损类型和受损位置，并根据受损类型对受损位置进行对应的处理，使得受损位置进行自修复；若确定受损程度和磨损程度不符合修复条件，则提取非充气自修复轮胎的聚氨酯材料，并对聚氨酯材料进行重塑，以制备新的非充气自修复轮胎。在修复过程中，将非充气自修复轮胎中的受损位置进行固定处理和加热处理，通过非充气自修复轮胎中含有的修复剂中的氨基或羟基与聚氨酯预聚体中的异氰酸根反应，从而在聚氨酯分子主链上引入了二硫键，该二硫键能够在一定温度下实现可逆断裂与重组，起到自修复的作用，实现非充气自修复轮胎的自修复。

以下对各个步骤进行详细说明：

步骤S30，若确定所述非充气自修复轮胎受损，则检测所述非充气自修复轮胎的受损程度和磨损程度；

在该步骤中，轮胎修复设备轮胎修复设备对非充气自修复轮胎进行检测，若确定非充气自修复轮胎受损，则检测非充气自修复轮胎的受损程度和磨损程度，可以理解的是，受损程度包括划痕、刺穿、断裂和轮胎材料缺失等，非充气自修复轮胎的使用年限越久磨损程度便越严重。对于如轮胎材料缺失等较严重的受损程度，以及磨损程度较严重的非充气自修复轮胎，进行重塑得到新的非充气自修复轮胎；对于如划痕、刺穿、断裂等较轻微的受损程度，以及磨损程度较轻微的非充气自修复轮胎，进行修复。

步骤S40，若确定所述受损程度和所述磨损程度符合修复条件，则确定所述非充气自修复轮胎的受损类型和受损位置，并根据所述受损类型对所述受损位置进行对应的处理，使得所述受损位置进行自修复；

在本实施例中，轮胎修复设备若确定非充气自修复轮胎的受损程度和磨损程度符合修复条件，则确定非充气自修复轮胎的受损类型和受损位置，并根据受损类型对受损位置进行对应的固定和加热处理，使得非充气自修复轮胎的受损位置中的修复剂分子上的两个氨基（-NH2）或羟基（-OH）能够与异氰酸根（-NCO）反应，从而在聚氨酯分子主链上引入了二硫键，该二硫键能够在一定温度下实现可逆断裂与重组，起到自修复的作用，进而使得非充气自修复轮胎的受损位置进行自修复。

具体地，根据所述受损类型对所述受损位置进行对应的处理，使得所述受损位置进行自修复的步骤包括：

步骤S401，根据所述受损类型，确定所述受损位置的固定方式以及加热条件；

步骤S402，根据所述固定方式对所述受损位置进行固定处理，并根据所述加热条件对经过固定处理的所述受损位置进行加热处理，使得所述受损位置进行自修复。

在步骤S401至步骤S402中，轮胎修复设备根据非充气自修复轮胎的受损类型，确定受损位置的固定方式以及加热条件，再根据固定方式对受损位置进行固定处理，根据加热条件对经过固定处理的受损位置进行加热处理，使得受损位置进行自修复；具体地，若非充气自修复轮胎的受损类型为划痕时，在受损位置上采用单面粘贴胶带固定，并进行加热，使得受损位置进行自修复；若非充气自修复轮胎的受损类型为刺穿时，先使得受损位置上的刺穿部位的切面相互接触，并采用双面粘贴胶带固定，并进行加热，使得受损位置进行自修复；若非充气自修复轮胎的受损类型为断裂时，先使得受损位置上的断裂部位的两个断裂切面相互接触，并采用胶带缠绕固定，并进行加热，使得受损位置进行自修复。需要说明的是，对非充气自修复轮胎的受损位置进行加热时，加热温度、加热时长和受损位置的修复率的关系如图3所示，实际修复时可以取50^oC-130^oC范围内的任意的加热温度，所需加热时长可根据图3进行估计。一定加热温度条件下，加热时长越长，自修复率越高；一定加热时长条件下，加热温度越高，自修复率越高。足够加热温度和足够加热时长情况下，非充气自修复轮胎的受损位置的自修复率最大不超过95%。

步骤S50，若确定所述受损程度和所述磨损程度不符合修复条件，则提取所述非充气自修复轮胎的聚氨酯材料，并对所述聚氨酯材料进行重塑，以制备新的非充气自修复轮胎。

在该步骤中，轮胎修复设备若确定受损程度和磨损程度不符合修复条件，则提取非充气自修复轮胎的聚氨酯材料，并对聚氨酯材料进行重塑，以制备新的非充气自修复轮胎。可以理解的是，受损程度和磨损程度较严重时，修复后的非充气自修复轮胎也难以达到使用的标准，因此需要基于非充气自修复轮胎的聚氨酯材料，重塑制备一个新的非充气自修复轮胎。

具体地，对所述聚氨酯材料进行重塑，以制备新的非充气自修复轮胎的步骤包括：

步骤S501，对所述聚氨酯材料进行破碎处理，得到聚氨酯颗粒，并对所述聚氨酯颗粒进行烘干、溶解、注塑，制备得到新的非充气自修复轮胎。

在该步骤中，轮胎修复设备对聚氨酯材料进行破碎处理，得到聚氨酯颗粒，并对聚氨酯颗粒进行烘干、溶解、注塑，制备得到新的非充气自修复轮胎；具体地，轮胎修复设备将损坏的非充气自修复轮胎的橡胶胎面、胶黏剂层等非聚氨酯材料去除，通过破碎机对剩余的聚氨酯材料进行破碎处理，得到聚氨酯颗粒，再将聚氨酯颗粒放入烘箱中进行充分烘干，然后将烘干后的聚氨酯颗粒投入注塑机中进行非充气轮胎的注塑成型，得到新的非充气自修复轮胎，新的非充气自修复轮胎的力学性能可以达到原非充气自修复轮胎的90%。需要说明的是，该回收利用的方式可以重复进行，直至新的非充气自修复轮胎的力学性能不符合使用的要求为止。

本实施例的轮胎修复设备，若确定受损程度磨损程度符合修复条件，则确定非充气自修复轮胎的受损类型和受损位置，并根据受损类型对受损位置进行对应的处理，使得受损位置进行自修复；若确定受损程度和磨损程度不符合修复条件，则提取非充气自修复轮胎的聚氨酯材料，并对聚氨酯材料进行重塑，以制备新的非充气自修复轮胎。在修复过程中，将非充气自修复轮胎中的受损位置进行固定处理和加热处理，通过非充气自修复轮胎中含有的修复剂中的氨基或羟基与聚氨酯预聚体中的异氰酸根反应，从而在聚氨酯分子主链上引入了二硫键，该二硫键能够在一定温度下实现可逆断裂与重组，起到自修复的作用，实现非充气自修复轮胎的自修复。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者***中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令，用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书与附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种非充气自修复轮胎的制备方法，其特征在于，所述非充气自修复轮胎的制备方法包括如下步骤：

获取轮胎参数，根据所述轮胎参数和预设第一配比，基于多元醇和二异氰酸酯制备得到聚氨酯预聚体；

根据预设第二配比和所述聚氨酯预聚体的第一质量，基于所述聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂制备得到非充气自修复轮胎。

2.如权利要求1所述的非充气自修复轮胎的制备方法，其特征在于，所述根据所述轮胎参数和预设第一配比，基于多元醇和二异氰酸酯制备得到聚氨酯预聚体的步骤包括：

根据所述轮胎参数，确定二异氰酸酯的第二质量，并将第二质量的所述二异氰酸酯加入反应釜中；

根据预设第一配比和预设第一温度，将多元醇滴加到所述反应釜中得到混合物，并对所述反应釜中的所述混合物进行搅拌，制备得到聚氨酯预聚体。

3.如权利要求2所述的非充气自修复轮胎的制备方法，其特征在于，所述对所述反应釜中的所述混合物进行搅拌，制备得到聚氨酯预聚体的步骤包括：

根据预设搅拌时长，对所述反应釜中的所述混合物进行搅拌，并实时获取所述混合物的粘度；

计算所述粘度的变化率，直到所述变化率小于预设变化率阈值，制备得到聚氨酯预聚体。

4.如权利要求1所述的非充气自修复轮胎的制备方法，其特征在于，所述根据预设第二配比和所述聚氨酯预聚体的第一质量，基于所述聚氨酯预聚体、催化剂、扩链剂和修复剂制备得到非充气自修复轮胎的步骤包括：

根据预设第二配比和所述聚氨酯预聚体的第一质量，分别确定催化剂的第三质量、扩链剂的第四质量和修复剂的第五质量；

将所述第一质量的所述聚氨酯预聚体加入浇注机的第一罐体，并将所述第三质量的催化剂、所述第四质量的所述扩链剂和所述第五质量的修复剂加入所述浇注机的第二罐体；

基于预设第二温度，通过所述浇注机将所述聚氨酯预聚体、所述催化剂、所述扩链剂和所述修复剂浇注到经过预热的非充气轮胎模具中，并对浇注后的非充气轮胎模具中的内容物进行固化、脱模和胎面粘接，制备得到非充气自修复轮胎。

5.如权利要求4所述的非充气自修复轮胎的制备方法，其特征在于，所述对浇注后的非充气轮胎模具中的内容物进行固化、脱模和胎面粘接，制备得到非充气自修复轮胎的步骤包括：

将浇注后的非充气轮胎模具放入烘箱中，并基于预设预固化时长和预设预固化温度，对所述非充气轮胎模具中的内容物进行预固化；

对经过所述预固化的所述内容物进行脱模，得到半成型非充气轮胎，并将所述半成型非充气轮胎放入所述烘箱中，并基于预设后固化时长和预设后固化温度，对所述半成型非充气轮胎进行后固化；

将经过所述后固化的半成型非充气轮胎进行胎面粘接，得到非充气自修复轮胎。

6.如权利要求1所述的非充气自修复轮胎的制备方法，其特征在于，所述预设第一配比为：所述聚氨酯预聚体中的羟基与异氰酸根的摩尔当量比为（2至10）:1。

7.如权利要求4所述的非充气自修复轮胎的制备方法，其特征在于，所述预设第二配比为：所述第一质量、所述第三质量、所述第四质量与所述第五质量之和的比值为100:（0.05至0.15）:（10至15），所述第四质量与所述第五质量的比值为（1至5）:1。

8.一种非充气自修复轮胎的修复方法，其特征在于，所述非充气自修复轮胎的修复方法应用于权利要求1所述的非充气自修复轮胎，所述非充气自修复轮胎的修复方法包括如下步骤：

若确定所述非充气自修复轮胎受损，则检测所述非充气自修复轮胎的受损程度和磨损程度；

若确定所述受损程度和所述磨损程度符合修复条件，则确定所述非充气自修复轮胎的受损类型和受损位置，并根据所述受损类型对所述受损位置进行对应的处理，使得所述受损位置进行自修复；

若确定所述受损程度和所述磨损程度不符合修复条件，则提取所述非充气自修复轮胎的聚氨酯材料，并对所述聚氨酯材料进行重塑，以制备新的非充气自修复轮胎。

9.如权利要求8中所述的非充气自修复轮胎修复方法，其特征在于，所述根据所述受损类型对所述受损位置进行对应的处理，使得所述受损位置进行自修复的步骤包括：

根据所述受损类型，确定所述受损位置的固定方式以及加热条件；

根据所述固定方式对所述受损位置进行固定处理，并根据所述加热条件对经过固定处理的所述受损位置进行加热处理，使得所述受损位置进行自修复。

10.如权利要求8所述的非充气自修复轮胎修复方法，其特征在于，所述对所述聚氨酯材料进行重塑，以制备新的非充气自修复轮胎的步骤包括：

对所述聚氨酯材料进行破碎处理，得到聚氨酯颗粒，并对所述聚氨酯颗粒进行烘干、溶解、注塑，制备得到新的非充气自修复轮胎。

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