聚氨酯實(shí)心輪胎材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚氨醋材料領(lǐng)域，具體設(shè)及到一種聚氨醋實(shí)屯、輪胎材料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨醋是一種性能優(yōu)異的材料，在所有的彈性體中，聚氨醋橡膠的耐磨性能最好， 故有"耐磨膠"之稱(chēng)，與天然橡膠相比，其抗磨性能可提高2~10倍之多。同時(shí)，它還具有 較高的機(jī)械強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度，加之它所具備的優(yōu)異的減震緩沖性能，使它具備了較好的 柔克剛"的本領(lǐng)，較適宜于制成各種輪胎制品使用。聚氨醋輪胎的應(yīng)用范圍較廣，使用效 果也很有特色，用聚氨醋制成的實(shí)屯、輪胎非常耐磨耐用，而且重量輕，既不存在被堅(jiān)硬的石 頭、鐵釘扎破內(nèi)胎的問(wèn)題，也不用給輪胎充氣。它應(yīng)用于工地上的小推車(chē)、童車(chē)、玩具車(chē)、輪 椅等，效果都很好。中國(guó)專(zhuān)利CN200610033348《一種聚氨醋實(shí)屯、輪胎及其制造方法》介紹了 低聚物多元醇一二苯基甲燒二異氯酸醋/甲苯二異氯酸醋體系和低聚物多元醇一3,3' -二甲基一4,4'-聯(lián)苯二異氯酸醋體系的聚氨醋輪胎，但其配方中含有有機(jī)溶劑，易污染環(huán) 境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提出一種聚氨醋實(shí)屯、輪胎材料及其制備方法，用運(yùn)種聚氨醋材料 制成的實(shí)屯、輪胎具有成品密度低，胎面硬度高，耐磨性能好，達(dá)到了制品的應(yīng)用要求。
[0004] 運(yùn)種聚氨醋實(shí)屯、輪胎材料包括A組分和B組分，所述的A組分為聚醋多元醇、擴(kuò) 鏈劑、發(fā)泡劑、催化劑A和勻泡劑W質(zhì)量比100 :巧~30) : (0.3~3.0) : (0.3~ 3. 0) : (0. 3~2. 5)的比例混合而成的混合物；所述的B組分是由異氯酸醋、聚醋多元醇、 聚酸多元醇在副反應(yīng)阻止劑存在下W質(zhì)量比100 : (20~50) : (0~30)的比例進(jìn)行預(yù) 聚反應(yīng)制得。 陽(yáng)0化]運(yùn)種聚氨醋實(shí)屯、輪胎材料的制備方法包括W下步驟：
[0006] (1)將二元酸和多元醇在催化劑B作用下，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于140°C~250°C進(jìn)行聚 醋化反應(yīng)，反應(yīng)至酸值降為Im巧OH/gW下，徑值為30~200m巧OH/g時(shí)停止反應(yīng)，制得聚醋 多元醇；
[0007] 似A組份的制備：將步驟（1)制備所得的聚醋多元醇與擴(kuò)鏈劑、發(fā)泡劑、催化劑A、 勻泡劑加入反應(yīng)蓋，升溫到50~80°C混合均勻，再冷卻至35~40°C出料，獲得A組份；
[0008] (3)B組份的制備：將步驟（1)制備所得的聚醋多元醇與聚酸多元醇、異氯酸醋在 副反應(yīng)終止劑存在下于70~80°C條件下反應(yīng)2~化，獲得B組份。
[0009] 將運(yùn)種聚氨醋實(shí)屯、輪胎材料的A組分與B組分充分混合后，注入模具反應(yīng)成型，脫 模，熟化，即可得到輪胎制品，制得的輪胎制品密度低，聚氨醋輪胎的成型密度可在0. 2~ 0. 50g/cm3內(nèi)調(diào)節(jié)；成型后不收縮，不扭曲，尺寸穩(wěn)定；聚氨醋輪胎的胎面硬度較高，為70~ 100邵氏A;耐磨性能好，為普通橡膠輪胎的2~10倍;A組分與B組分混合物料的混合比 寬容度好、混合料流動(dòng)性好，制品脫模時(shí)間短、表面質(zhì)量好，耐磨性能高，與輪胎的其他附件 結(jié)合能力好。而且配方中不用有機(jī)溶劑，不易造成環(huán)境問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 運(yùn)種聚氨醋實(shí)屯、輪胎材料包括A組分和B組分，所述的A組分為：聚醋多元醇、 擴(kuò)鏈劑、發(fā)泡劑、催化劑A和勻泡劑W質(zhì)量比100 :巧~30) : (0.3~3.0) : (0.3~ 3. 0) : (0. 3~2. 5)的比例混合而成的混合物；所述的B組分是由異氯酸醋、聚醋多元醇、 聚酸多元醇在副反應(yīng)阻止劑存在下W質(zhì)量比100 : (20~50) : (0~30)的比例進(jìn)行預(yù) 聚反應(yīng)制得。其中A組分的制備為物理混合過(guò)程，升溫的作用僅為有助于各組分混合均勻， 因有部分多元醇在常溫下粘度較大，升溫后粘度減小，易于混合，最終產(chǎn)物在40~50°C時(shí) 為液態(tài)，粘度約為200~600CPS。
[0011] 運(yùn)種聚氨醋實(shí)屯、輪胎材料中，所述的A組分或B組分中的聚醋多元醇可W由二元 酸和多元醇在催化劑B的作用下進(jìn)行聚醋化反應(yīng)制得。所述的二元酸和多元醇的質(zhì)量比可 W為1 : (0. 5~。；其中，所述的二元酸可W為己二酸（AA)和對(duì)苯二甲酸（PTA)W質(zhì)量 比1 : (0~1)的混合物；所述的多元醇可W為乙二醇巧G)、一縮二乙二醇值EG)、1，4-下 二醇（1，4-BG)中的兩種或兩種W上W任意的比例混合后，再和Ξ徑甲基丙烷（TMP)W質(zhì)量 比1 : (0~0.05)相混合得到的混合物；所述催化劑B可W為鐵酸四異丙醋，也可使用醋 酸鋒。
[0012] 運(yùn)種聚氨醋實(shí)屯、輪胎材料中，所述的A組分中的擴(kuò)鏈劑可W為1,4-下二醇 (1，4-BG)、乙二醇巧G)、一縮二乙二醇值EG)中的一種或兩種W上W任意比例的混合物；所 述的發(fā)泡劑可W為水、氯氣控中的一種或兩種W任意比例的混合物；所述的催化劑A可W 為二月桂酸二下基錫、Ξ乙締二胺、四甲基二亞乙基Ξ胺中的一種或者多種混合物；所述的 勻泡劑可W為DC-193、DC-3042或DC-3043中的一種或兩種W上W任意比例的混合物。
[0013] 運(yùn)種聚氨醋實(shí)屯、輪胎材料中，所述的B組分中的異氯酸醋可W為4, 4'-二苯基甲 燒二異氯酸醋（MDI)、碳化二亞胺改性MDI、多苯基多亞甲基多異氯酸醋（PAPI)中的一種或 兩種W上W任意比例的混合物；所述的聚酸多元醇可W為聚氧化丙締多元醇、聚氧化乙締 共聚酸多元醇和聚四氨巧喃多元醇中的一種或幾種；所述的副反應(yīng)阻止劑可W為無(wú)機(jī)酸如 憐酸、有機(jī)酸如冰醋酸、或苯甲酯氯。
[0014] 運(yùn)種聚氨醋實(shí)屯、輪胎材料的制備方法包括W下步驟：
[0015] (1)將二元酸和多元醇在催化劑B作用下，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于140°C~250°C進(jìn)行聚 醋化反應(yīng)，反應(yīng)至酸值降為Im巧OH/gW下，徑值為30~200m巧OH/g時(shí)停止反應(yīng)，制得聚醋 多元醇；聚醋多元醇的官能度控制在2~2. 7。
[0016] 似A組份的制備：將步驟（1)制備所得的聚醋多元醇與擴(kuò)鏈劑、發(fā)泡劑、催化劑A、 勻泡劑加入反應(yīng)蓋，升溫到50~80°C混合均勻，再冷卻至35~40°C出料，獲得A組份；最 終產(chǎn)物在40~50°C時(shí)為液態(tài)，粘度約為200~600CPS。
[0017] (3)B組份的制備：將步驟（1)制備所得的聚醋多元醇與聚酸多元醇、異氯酸醋在 副反應(yīng)終止劑存在下于70~80°C條件下反應(yīng)2~化，獲得B組份。最終產(chǎn)物在40~50°C 時(shí)為液態(tài)，粘度約為100~300CPS。
[0018] 下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。實(shí)施例 1~6為聚醋多元醇的制備，其中實(shí)施例3、實(shí)施例4、實(shí)施例5、實(shí)施例6各重復(fù)2次，w得 到足夠量的聚醋多元醇樣品用于后面的實(shí)施例；實(shí)施例7~12為聚氨醋實(shí)屯、輪胎材料的制 備。各實(shí)施例中所用的原料中，聚酸多元醇選用購(gòu)自天津第Ξ石油化工廠(chǎng)的聚酸二醇產(chǎn)品， 牌號(hào)為ZS-T280,分子量為4000 ;有機(jī)娃勻泡劑選用購(gòu)自美國(guó)氣體化工產(chǎn)品公司產(chǎn)品，牌號(hào) 為DC-3043 ;其余材料均為購(gòu)自市場(chǎng)的工業(yè)品或自制。
[0019] 實(shí)施例1 :
[0020] 制備聚醋多元醇 1 :將 518gAA、222評(píng)TA、203姐G、203曲EG、33. 5gTMP和 5g催 化劑鐵酸四異下醋混合，氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至240°C進(jìn)行聚醋化反應(yīng)，反應(yīng)20化，酸值為 0. 3m巧OH/g、徑值為70m巧OH/g時(shí)停止反應(yīng)，制得聚醋多元醇960邑。 陽(yáng)〇2U 實(shí)施例2: 陽(yáng)02引制備聚醋多元醇2 :將470gAA、117評(píng)TAU11姐G、258曲EG、22gTMP和5g催化劑鐵 酸四異下醋混合，氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至230°C進(jìn)行聚醋化反應(yīng)，反應(yīng)18化，酸值0. 3m巧OH/g、 徑值為56m巧OH/g時(shí)停止反應(yīng)，制得960g聚醋多元醇。 陽(yáng)02引 實(shí)施例3 :
[0024] 制備聚醋多元醇3 :將707gAA、142姐G、330曲EG和5g催化劑鐵酸四異下醋混合， 氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至220°C進(jìn)行聚醋化反應(yīng)，反應(yīng)16化，酸值0. 4m巧OH/g、徑值為56m巧OH/g時(shí)停止反應(yīng)，制得聚醋多元醇961g。 陽(yáng)02引 實(shí)施例4 : 陽(yáng)0%] 制備聚醋多元醇4 :將696gAA、145姐G、335曲EG和5g催化劑鐵酸四異下醋混合， 氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至220°C進(jìn)行聚醋化反應(yīng)，反應(yīng)16化，酸值0. 3m巧OH/g、徑值為74m巧OH/g時(shí)停止反應(yīng)，制得聚醋多元醇961g。
[0027] 實(shí)施例5 :
[002引制備聚醋多元醇5 :將741gAA、135姐G、316濁G和5g催化劑鐵酸四異下醋混合，氮 氣保護(hù)下加熱至220°C進(jìn)行聚醋化反應(yīng)，反應(yīng)16化，酸值0. 3m巧OH/g、徑值為56m巧OH/g時(shí) 停止反應(yīng)，制得聚醋多元醇961g。
[0029] 實(shí)施例6 :
[0030] 制備聚醋多元醇6 :將570gAA、143評(píng)TAU40姐G、325濁G和5g催化劑鐵酸四異 下醋混合，氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至230°C進(jìn)行聚醋化反應(yīng)，反應(yīng)16化，酸值0. 3m巧OH/g、徑值為 56m巧OH/g時(shí)停止反應(yīng)，制得聚醋多元醇960g。 陽(yáng)〇3U 實(shí)施例7: 陽(yáng)03引 1、A組分原料：
[0033] 聚醋多元醇2 50邑，
[0034] 聚醋多元醇4 50邑，
[0035] 聚醋多元醇6 900邑，
[0036] 擴(kuò)鏈劑巧G) 150邑，
[0037] 有機(jī)娃勻泡劑lOg，
[0038] 發(fā)泡劑化CFC-141B) 70g，
[0039] 催化劑（Ξ乙締二胺）ISg。 W40] 2、B組分原料：
[0041] 4, 4-二苯基甲燒二異氯酸醋620g，
[0042] 碳化二亞胺改性MDI40g，
[0043] 聚醋多元醇6 260g，
[0044] 聚酸多元醇ZS-T280 80g，
[0045] 憐酸 0. 〇6邑。
[0046] 3、制備過(guò)程：
[0047] 將A組分的原料投入反應(yīng)蓋中，升溫至60°C混合均勻3小時(shí)，再冷卻至40°C后出 料，密封保存；
[0048] 將B組分的原料置于反應(yīng)蓋中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至75°C，反應(yīng)2. 5小時(shí)，降溫至 45 °C，取樣分析游離-NC0含量為20. 5 %，密封保存。 W例實(shí)施例8 :
[0050] 1、A組分原料： 陽(yáng)化U 聚醋多元醇150邑，