本發(fā)明屬于車輪制造領域，公開了一種聚氨酯車輪生產工藝。

背景技術：

相較普通橡膠輪胎，聚氨酯車輪具有使用壽命長、耐高溫、無異味、耐磨性和抗撕裂強度更好，且不易出現(xiàn)胎面剝離現(xiàn)象等優(yōu)點，故常運用于叉車、工廠等室內用小車。一種常見的聚氨酯車輪的生產工藝可簡化描述為在輪轂的外表面涂抹粘附劑后，注塑聚氨酯材料，形成緊密一體的聚氨酯車輪。在實際生產過程中，輪轂的表面處理工藝、表面質量、粘附劑的選用、注塑聚氨酯材料的選用、注塑工藝條件都會影響到聚氨酯車輪的質量。

本發(fā)明公開了一種聚氨酯車輪生產工藝，涉及輪轂的表面處理工藝、粘附劑的選用、粘附劑的涂布工藝標準、注塑聚氨酯材料的選用和注塑工藝條件的選擇；在本生產工藝方法下，能穩(wěn)定高效的獲得優(yōu)良的輪轂表面質量，有效保證后道粘附劑涂抹的涂層的附著力、涂層的耐潮濕及耐腐蝕能力，保證聚氨酯注塑層在輪轂上的粘附力和穩(wěn)定性，防止聚氨酯在與輪轂的粘附面產生裂紋、掉塊剝離等質量缺陷。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明在于提供一種聚氨酯車輪生產工藝，解決現(xiàn)有技術中的聚氨酯車輪質量不穩(wěn)定，存在聚氨酯在與輪轂的粘附面容易產生裂紋脫落、掉塊剝離等質量缺陷的問題，采用本發(fā)明的技術方案，可有效提高聚氨酯車輪的性能穩(wěn)定性；提高生產效率，有效防止聚氨酯在與輪轂的粘附面容易產生裂紋脫落、掉塊剝離等質量缺陷的技術效果。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明通過下述技術方案得以解決：

一種聚氨酯車輪生產工藝，包括輪轂噴砂、粘接劑涂布、注塑；輪轂噴砂，包括將輪轂放置于旋轉工作臺上，輪轂軸心與旋轉工作臺軸心重合，噴砂機噴嘴對輪轂噴砂處理，噴砂過程中旋轉工作臺持續(xù)旋轉，噴砂機噴嘴升降往復式上下運動，輪轂外徑8cm-25cm，輪轂累垛高度為15cm-25cm，噴砂機噴嘴距輪轂外表面的距離為12cm-18cm，旋轉工作臺轉速為20-30rpm，噴砂機噴嘴升降的行程大于輪轂累垛高度的3cm-10cm，噴砂的砂粒為棕剛玉，大小為20目-45目，噴砂壓力為3.5～4.5bar，噴砂時間100s-450s。

作為優(yōu)選，噴砂機噴嘴距輪轂外表面的距離為15cm，旋轉工作臺轉速為25rpm，噴砂的砂粒為棕剛玉，大小為36目。

作為優(yōu)選，噴砂機噴嘴距輪轂外表面的距離為15cm，旋轉工作臺轉速為25rpm，噴砂的砂粒為棕剛玉，大小為36目，輪轂外徑8cm-10cm，鋁合金輪轂或鑄鐵輪轂噴砂時間為100s-120s。

作為優(yōu)選，噴砂機噴嘴距輪轂外表面的距離為15cm，旋轉工作臺轉速為25rpm，噴砂的砂粒為棕剛玉，大小為36目，輪轂外徑8cm-10cm，碳鋼輪轂噴砂時間為120s-150s。

作為優(yōu)選，噴砂機噴嘴距輪轂外表面的距離為15cm，旋轉工作臺轉速為25rpm，噴砂的砂粒為棕剛玉，大小為36目，輪轂外徑10cm-15cm，鋁合金輪轂或鑄鐵輪轂噴砂時間為120s-150s。

作為優(yōu)選，噴砂機噴嘴距輪轂外表面的距離為15cm，旋轉工作臺轉速為25rpm，噴砂的砂粒為棕剛玉，大小為36目，輪轂外徑10cm-15cm，碳鋼輪轂噴砂時間為150s-180s。

作為優(yōu)選，噴砂機噴嘴距輪轂外表面的距離為15cm，旋轉工作臺轉速為25rpm，噴砂的砂粒為棕剛玉，大小為36目，輪轂外徑15-25cm，鋁合金輪轂或鑄鐵輪轂噴砂時間為200s-240s。

作為優(yōu)選，噴砂機噴嘴距輪轂外表面的距離為15cm，旋轉工作臺轉速為25rpm，噴砂的砂粒為棕剛玉，大小為36目，輪轂外徑15-25cm，輪轂外徑15-25cm，碳鋼輪轂噴砂時間為250s-300s。

粘接劑涂布，包括將待噴輪轂放置于旋轉工作臺上，輪轂軸心與旋轉工作臺軸心重合，粘接劑涂布機的噴嘴對輪轂進行涂布處理，涂布過程中旋轉工作臺持續(xù)旋轉，粘接劑涂布機的噴嘴升降往復式上下運動，粘接劑涂布機的噴嘴距輪轂外表面的距離為12cm-18cm，粘接劑從噴嘴噴出的壓力為5bar～6bar，在此條件下，能保證噴出的粘接劑能均勻的噴涂于輪轂表面，不形成局部堆厚區(qū)，由不會造成粘接劑噴出范圍過寬，造成粘接劑浪費和噴涂效率低的缺陷；旋轉工作臺轉速為20-30rpm，粘接劑涂布機的噴嘴升降的行程大于輪轂高度的3cm-8cm，粘接劑涂布膜厚：25μm～45μm；通過對以上工藝參數(shù)的精確控制，實現(xiàn)輪轂表面粘接劑效率高，質量優(yōu)良穩(wěn)定的涂布。

作為優(yōu)選，輪轂待噴涂工件表面經過噴砂處理，表面無可見油膩、污垢、氧化皮、銹皮、油漆、氧化物、腐蝕物、和其它外來物質，疵點限定為不超過每平方米表面的5％，輪轂表面具有良好的表面質量，有助于保證輪轂表面粘接劑的涂布質量。

作為優(yōu)選，所用的粘接劑由開姆洛克218(橡膠與金屬膠粘劑)與丁酮按質量份2:3混合均勻組成，粘接劑的組成配比是保證輪轂表面粘接劑涂布質量的一大關鍵，本配比經實驗研究表面，能保證后續(xù)工序聚氨酯層的粘接質量。

作為優(yōu)選，粘接劑涂布作業(yè)環(huán)境溫度為25℃～35℃，濕度10％～45％，工藝作業(yè)環(huán)境對輪轂表面粘接劑涂布質量也有一定影響，在此作業(yè)環(huán)境下，粘接劑在整個涂布過程中都不會發(fā)生老化、粘接質量變差等質量問題。

注塑，注塑所用的聚氨酯配方包括二苯甲烷二異氰酸酯68-75份、氫醌雙羥乙基醚4-6份、硫代二丙酸二月硅脂3-4.7份、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮6-12.3份、乙二胺丙基三乙氧基硅烷5.4-8.6份、石英粉2-5份，其中二苯甲烷二異氰酸酯作為聚氨酯合成反應主原料，氫醌雙羥乙基醚作為擴鏈劑、硫代二丙酸二月硅脂作為抗氧劑、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮作為耐候劑、乙二胺丙基三乙氧基硅烷作為反應促進劑、石英粉作為填充補強劑。

作為優(yōu)選，二苯甲烷二異氰酸酯70份、氫醌雙羥乙基醚4.8份、硫代二丙酸二月硅脂4份、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮10份、乙二胺丙基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷6.5份、石英粉2.2份。

作為優(yōu)選，還包括異佛爾酮二異氰酸酯3-5份、異佛爾酮二胺2.2-3.5份作為反應固化劑，進一步的異佛爾酮二異氰酸酯3.5份、異佛爾酮二胺2.5份。

作為優(yōu)選，聚氨酯制備過程中需要用到的有機溶劑為乙酸乙酯和二甲苯的混合溶劑，其中乙酸乙酯和二甲苯的質量比為1.8-2。

作為優(yōu)選，注塑包括金屬輪轂的表面涂膠靜置、預熱烘烤、模具注塑、硫化脫模和二次硫化。

作為優(yōu)選，金屬輪轂的表面涂膠靜置的涂膠厚度25μm～45μm，靜置條件溫度35℃以下，濕度55％以下，靜置時間40min～60min，涂膠厚度25μm～45μm能有效保證在聚氨酯注塑層金屬輪轂之間形成一層致密的粘附層，保證彼此之間的粘附強度，過厚粘附層之間會形成分層，粘附層產生剝離撕裂，過薄會導致粘附不牢靠，在聚氨酯注塑層與金屬輪轂之間產生剝離橫移，通過在溫度35℃以下，濕度55％以下的條件下靜置40min～60min，進一步勻化粘附涂膠層的厚度和粘附性能，保證后續(xù)注塑的粘附質量。

作為優(yōu)選，預熱烘烤包括將靜置后的涂膠金屬輪轂放置在100℃的烘箱中烘烤4～6小時，通過烘烤，使得經過靜置勻化的粘附涂膠層活化，使得粘附涂膠層的粘附力提升到最佳水平，為接下來的注塑做好準備，注塑模具內表面均勻涂抹脫模劑，將注塑模具加熱保溫，使得模具溫度90℃～110℃，涂抹脫模劑方便后續(xù)的脫模，模具的預熱保證了后續(xù)注塑工序原料性能穩(wěn)定，縮小內層與外層的原料溫差，使注塑層的內外層性能均勻，有效保證聚氨酯車輪的使用壽命和使用性能。

作為優(yōu)選，模具注塑包括將加溫后的預聚體聚氨酯原料進行相應的脫泡處理30min完成后，將金屬輪轂組裝于溫度90℃～110℃的模具內進行澆注作業(yè)，澆注原料溫度70℃～85℃，原料澆筑壓力3.2mpa～3.5mpa；當澆注完成后所有澆注開關關閉。在此技術參數(shù)的條件下，能保證注塑的高效和產品質量的穩(wěn)定，形成的注塑聚氨酯層擁有良好的機械性能。

作為優(yōu)選，硫化脫模包括澆注后產品投入硫化爐中硫化后脫模處理，硫化溫度85℃～95℃，硫化時間50min～80min，經過硫化后加強了注塑聚氨酯層的拉力、硬度、彈性、抗老化等性能。

作為優(yōu)選，二次硫化脫模包括將取出的產品放入二次硫化爐中硫化12h～20h，二次硫化的溫度65～75℃，經過二次硫化，注塑聚氨酯層具有更加穩(wěn)定的物性，使其結構的密度、拉升強度、回彈性、硬度、溶脹程度、密度及熱穩(wěn)定性都有較大的改善，并且產品的尺寸穩(wěn)定性得到更大的保證。

作為優(yōu)選，預熱烘烤包括將靜置后的涂膠金屬輪轂放置在100℃的烘箱中烘烤6小時，注塑模具內表面均勻涂抹脫模劑，將注塑模具加熱保溫，使得模具溫度100℃。

作為優(yōu)選，硫化脫模包括澆注后產品投入硫化爐中硫化后脫模處理，硫化溫度90℃，硫化時間60min。

作為優(yōu)選，二次硫化脫模包括將取出的產品放入二次硫化爐中硫化處理16h，二次硫化的溫度70℃。

本發(fā)明提供一種聚氨酯車輪生產工藝具有工藝參數(shù)合理、實際操作簡單、產品質量穩(wěn)定、生產效率高的技術優(yōu)勢，能有效保證后聚氨酯注塑層在金屬輪轂表層的粘附力和穩(wěn)定性，防止聚氨酯在與輪轂的粘附面產生裂紋，橫移離位和聚氨酯表層起毛、掉塊剝離等質量缺陷。

附圖說明

圖1是本發(fā)明輪轂噴砂和粘接劑涂布工藝方案原理示意圖。

圖2是本發(fā)明注塑工藝方案流程示意圖。

具體實施方式

輪轂的表面處理噴砂處理工藝、粘附劑的選用、粘附劑的涂布工藝標準、注塑聚氨酯材料的選用和注塑工藝條件的選擇都會對聚氨酯車輪的產品質量產生影響，下面結合對各個工序的工藝的具體實施例及各工序工藝的不同組合的具體實施例，用以解釋說明本發(fā)明的技術方案。

噴砂實施例

根據(jù)不同工藝參數(shù)，進行多組噴砂實驗，各組的實驗工藝參數(shù)見以下各表：

粘接劑涂布實施例

輪轂噴砂結束后，對輪轂表明進行粘接劑涂布，粘接劑由開姆洛克218(橡膠與金屬膠粘劑)與丁酮按質量份2:3混合均勻組成；粘接劑涂布層膜厚25μm～45μm；進行多組輪轂粘接劑涂布實驗，各組的實驗工藝參數(shù)見以下各表，其中接劑涂布膜厚值為在輪轂表面面隨機任取測定：

聚氨酯配方及生產工藝實施例1

聚氨酯通過如下步驟制備：向反應釜中投入乙酸乙酯和二甲苯的混合溶劑200g，乙酸乙酯和二甲苯的質量比為1.8，往混合溶劑中投入二苯甲烷二異氰酸酯75g、氫醌雙羥乙基醚6g、硫代二丙酸二月硅脂4g、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮10g、乙二胺丙基三乙氧基硅烷6g，納米級石英粉4g，進行充分攪拌后，溫度控制在75～85℃，反應5小時后，同時緩慢降溫到40℃-50℃反應3小時。

聚氨酯配方及生產工藝實施例2

聚氨酯通過如下步驟制備：向反應釜中投入乙酸乙酯和二甲苯的混合溶劑200g，乙酸乙酯和二甲苯的質量比為2，往混合溶劑中投入二苯甲烷二異氰酸酯70g、氫醌雙羥乙基醚4.8g、硫代二丙酸二月硅脂4g、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮10g、乙二胺丙基三乙氧基硅烷6.5g，納米級石英粉2.2g，進行充分攪拌后，溫度控制在75～85℃，反應5小時后，緩慢降溫到40℃-50℃反應3小時。

聚氨酯配方及生產工藝實施例3

聚氨酯通過如下步驟制備：向反應釜中投入乙酸乙酯和二甲苯的混合溶劑200g，乙酸乙酯和二甲苯的質量比為1.8，往混合溶劑中投入二苯甲烷二異氰酸酯75g、氫醌雙羥乙基醚6g、硫代二丙酸二月硅脂4g、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮10g、乙二胺丙基三乙氧基硅烷6g，納米級石英粉4g，進行充分攪拌后，溫度控制在75～85℃，反應5小時后，繼續(xù)向反應釜添加異佛爾酮二異氰酸酯5g、異佛爾酮二胺3g，同時緩慢降溫到40℃-50℃反應3小時。

聚氨酯配方及生產工藝實施例4

聚氨酯通過如下步驟制備：向反應釜中投入乙酸乙酯和二甲苯的混合溶劑200g，乙酸乙酯和二甲苯的質量比為2，往混合溶劑中投入二苯甲烷二異氰酸酯70g、氫醌雙羥乙基醚4.8g、硫代二丙酸二月硅脂4g、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮10g、乙二胺丙基三乙氧基硅烷6.5g，納米級石英粉2.2g，進行充分攪拌后，溫度控制在75～85℃，反應5小時后，繼續(xù)向反應釜添加異佛爾酮二異氰酸酯3.5g、異佛爾酮二胺2.5g，同時緩慢降溫到40℃-50℃反應3小時。

注塑工藝實施例1

金屬輪轂注塑工藝，包括金屬輪轂的表面涂膠靜置、預熱烘烤、模具注塑、硫化脫模和二次硫化，首先在金屬輪轂表面涂布粘接膠后靜置，粘接膠的涂膠厚度25μm～45μm，靜置條件溫度35℃，濕度55％，靜置時間40min～60min。將靜置后的涂膠金屬輪轂放置在100℃的烘箱中烘烤4～6小時，注塑模具內表面均勻涂抹脫模劑，將注塑模具加熱保溫，使得模具溫度90℃～110℃。將加溫后的預聚體聚氨酯原料進行脫泡處理20～40min后，將金屬輪轂組裝于溫度90℃～110℃的模具內進行澆注作業(yè)，澆注原料溫度70℃～85℃，原料澆筑壓力3.2mpa～3.5mpa；當澆注完成后所有澆注開關關閉。澆注后產品投入硫化爐中硫化后脫模處理，硫化溫度85℃～95℃，硫化時間50min～80min。將取出的產品放入二次硫化爐中硫化12h～20h，二次硫化的溫度65～75℃。

注塑工藝實施例2

金屬輪轂注塑工藝，包括金屬輪轂的表面涂膠靜置、預熱烘烤、模具注塑、硫化脫模和二次硫化，首先在金屬輪轂表面涂布粘接膠后靜置，粘接膠的涂膠厚度25μm～45μm，靜置條件溫度30℃，濕度50％，靜置時間40min～60min。將靜置后的涂膠金屬輪轂放置在100℃的烘箱中烘烤6小時，注塑模具內表面均勻涂抹脫模劑，將注塑模具加熱保溫，使得模具溫度100℃。將加溫后的預聚體聚氨酯原料進行脫泡處理20～40min后，將金屬輪轂組裝于溫度90℃～110℃的模具內進行澆注作業(yè)，澆注原料溫度70℃～85℃，原料澆筑壓力3.2mpa～3.5mpa；當澆注完成后所有澆注開關關閉。澆注后產品投入硫化爐中硫化后脫模處理，硫化溫度90℃，硫化時間60min。將取出的產品放入二次硫化爐中硫化處理16h，二次硫化的溫度70℃。

注塑工藝實施例3

金屬輪轂注塑工藝，包括金屬輪轂的表面涂膠靜置、預熱烘烤、模具注塑、硫化脫模和二次硫化，首先在金屬輪轂表面涂布粘接膠后靜置，粘接膠的涂膠厚度25μm～30μm，靜置條件溫度28℃，濕度45％，靜置時間40minmin。將靜置后的涂膠金屬輪轂放置在100℃的烘箱中烘烤6小時，注塑模具內表面均勻涂抹脫模劑，將注塑模具加熱保溫，使得模具溫度100℃。將加溫后的預聚體聚氨酯原料進行脫泡處理20后，將金屬輪轂組裝于溫度90℃的模具內進行澆注作業(yè)，澆注原料溫度70℃，原料澆筑壓力3.2mpa；當澆注完成后所有澆注開關關閉。澆注后產品投入硫化爐中硫化后脫模處理，硫化溫度90℃，硫化時間60min。將取出的產品放入二次硫化爐中硫化處理16h，二次硫化的溫度70℃。

注塑工藝實施例4

金屬輪轂注塑工藝，包括金屬輪轂的表面涂膠靜置、預熱烘烤、模具注塑、硫化脫模和二次硫化，首先在金屬輪轂表面涂布粘接膠后靜置，粘接膠的涂膠厚度30μm～40μm，靜置條件溫度17℃，濕度35％，靜置時間55min。將靜置后的涂膠金屬輪轂放置在100℃的烘箱中烘烤6小時，注塑模具內表面均勻涂抹脫模劑，將注塑模具加熱保溫，使得模具溫度100℃。將加溫后的預聚體聚氨酯原料進行脫泡處理35min后，將金屬輪轂組裝于溫度100℃的模具內進行澆注作業(yè)，澆注原料溫度80℃，原料澆筑壓力3.3mpa；當澆注完成后所有澆注開關關閉。澆注后產品投入硫化爐中硫化后脫模處理，硫化溫度90℃，硫化時間60min。將取出的產品放入二次硫化爐中硫化處理16h，二次硫化的溫度70℃。

注塑工藝實施例5

金屬輪轂注塑工藝，包括金屬輪轂的表面涂膠靜置、預熱烘烤、模具注塑、硫化脫模和二次硫化，首先在金屬輪轂表面涂布粘接膠后靜置，粘接膠的涂膠厚度40～45μm，靜置條件溫度17℃，濕度30％，靜置時間60min。將靜置后的涂膠金屬輪轂放置在100℃的烘箱中烘烤6小時，注塑模具內表面均勻涂抹脫模劑，將注塑模具加熱保溫，使得模具溫度100℃。將加溫后的預聚體聚氨酯原料進行脫泡處理40min后，將金屬輪轂組裝于溫度100℃的模具內進行澆注作業(yè)，澆注原料溫度85℃，原料澆筑壓力3.5mpa；當澆注完成后所有澆注開關關閉。澆注后產品投入硫化爐中硫化后脫模處理，硫化溫度90℃，硫化時間60min。將取出的產品放入二次硫化爐中硫化處理16h，二次硫化的溫度70℃。

聚氨酯車輪生產工藝實施例

輪轂的表面處理工藝、表面質量、粘附劑的選用、注塑聚氨酯材料的選用、注塑工藝條件都會影響到聚氨酯車輪的質量；根據(jù)不同的工藝組合，聚氨酯車輪的質量也會有差異，本實施例如下表所示，選取若干工藝組合，用以說明本發(fā)明的技術方案。

對以上實施例1-13的聚氨酯車輪分別每組取樣20件進行性能測試，破壞力測試，測試條件為：對車輪添加1100kg初始負荷，速度4km/h進行行駛測試，測試2.5h若測試樣異常不必承認的情況下，并且負荷在連續(xù)50kg增加的情況下進行行駛試驗，直到測試試樣異常被認可，所承受的負荷為破壞負荷；摩擦系數(shù)測試為外徑150mm，厚度25nn的輪轂表面注塑20mm厚度聚氨酯，負載1200kg，速度75km/h條件下，在水平鋼測試48h后測定摩擦系數(shù)；實驗測試結果如下表：

通過上述實驗過程中發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的技術方案生產工藝下，在最大負載下，聚氨酯車輪的聚氨酯注塑層與輪轂僅出現(xiàn)微小剝離，移位距離在1～5mm之間；值得注意的是現(xiàn)有技術產品的對比組別測試最大破壞負荷為1200kg，且在最大破壞負荷時，聚氨酯注塑層與輪轂出現(xiàn)整個端面剝離、發(fā)生脫落、聚氨酯層爆裂的情況。通過實驗對比，采用本發(fā)明的技術方案，能穩(wěn)定高效的獲得優(yōu)良的輪轂表面質量，有效保證后道粘附劑涂抹的涂層的附著力、涂層的耐潮濕及耐腐蝕能力，進而保證聚氨酯注塑層在輪轂上的粘附力和穩(wěn)定性，防止聚氨酯在與輪轂的粘附面產生裂紋、掉塊剝離等質量缺陷。

總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明專利申請范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。