聚氨酯实心轮胎材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于聚氨醋材料领域，具体设及到一种聚氨醋实屯、轮胎材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 聚氨醋是一种性能优异的材料，在所有的弹性体中，聚氨醋橡胶的耐磨性能最好， 故有"耐磨胶"之称，与天然橡胶相比，其抗磨性能可提高2~10倍之多。同时，它还具有 较高的机械强度和抗撕裂强度，加之它所具备的优异的减震缓冲性能，使它具备了较好的 柔克刚"的本领，较适宜于制成各种轮胎制品使用。聚氨醋轮胎的应用范围较广，使用效 果也很有特色，用聚氨醋制成的实屯、轮胎非常耐磨耐用，而且重量轻，既不存在被坚硬的石 头、铁钉扎破内胎的问题，也不用给轮胎充气。它应用于工地上的小推车、童车、玩具车、轮 椅等，效果都很好。中国专利CN200610033348《一种聚氨醋实屯、轮胎及其制造方法》介绍了 低聚物多元醇一二苯基甲烧二异氯酸醋/甲苯二异氯酸醋体系和低聚物多元醇一3,3' -二甲基一4,4'-联苯二异氯酸醋体系的聚氨醋轮胎，但其配方中含有有机溶剂，易污染环 境。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提出一种聚氨醋实屯、轮胎材料及其制备方法，用运种聚氨醋材料 制成的实屯、轮胎具有成品密度低，胎面硬度高，耐磨性能好，达到了制品的应用要求。
[0004] 运种聚氨醋实屯、轮胎材料包括A组分和B组分，所述的A组分为聚醋多元醇、扩 链剂、发泡剂、催化剂A和匀泡剂W质量比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组分是由异氯酸醋、聚醋多元醇、 聚酸多元醇在副反应阻止剂存在下W质量比100 : (20~50) : (0~30)的比例进行预 聚反应制得。 阳0化]运种聚氨醋实屯、轮胎材料的制备方法包括W下步骤：
[0006] (1)将二元酸和多元醇在催化剂B作用下，在氮气保护下于140°C~250°C进行聚 醋化反应，反应至酸值降为Im巧OH/gW下，径值为30~200m巧OH/g时停止反应，制得聚醋 多元醇；
[0007] 似A组份的制备：将步骤（1)制备所得的聚醋多元醇与扩链剂、发泡剂、催化剂A、 匀泡剂加入反应蓋，升溫到50~80°C混合均匀，再冷却至35~40°C出料，获得A组份；
[0008] (3)B组份的制备：将步骤（1)制备所得的聚醋多元醇与聚酸多元醇、异氯酸醋在 副反应终止剂存在下于70~80°C条件下反应2~化，获得B组份。
[0009] 将运种聚氨醋实屯、轮胎材料的A组分与B组分充分混合后，注入模具反应成型，脱 模，熟化，即可得到轮胎制品，制得的轮胎制品密度低，聚氨醋轮胎的成型密度可在0. 2~ 0. 50g/cm3内调节；成型后不收缩，不扭曲，尺寸稳定；聚氨醋轮胎的胎面硬度较高，为70~ 100邵氏A;耐磨性能好，为普通橡胶轮胎的2~10倍;A组分与B组分混合物料的混合比 宽容度好、混合料流动性好，制品脱模时间短、表面质量好，耐磨性能高，与轮胎的其他附件 结合能力好。而且配方中不用有机溶剂，不易造成环境问题。
【具体实施方式】
[0010] 运种聚氨醋实屯、轮胎材料包括A组分和B组分，所述的A组分为：聚醋多元醇、 扩链剂、发泡剂、催化剂A和匀泡剂W质量比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组分是由异氯酸醋、聚醋多元醇、 聚酸多元醇在副反应阻止剂存在下W质量比100 : (20~50) : (0~30)的比例进行预 聚反应制得。其中A组分的制备为物理混合过程，升溫的作用仅为有助于各组分混合均匀， 因有部分多元醇在常溫下粘度较大，升溫后粘度减小，易于混合，最终产物在40~50°C时 为液态，粘度约为200~600CPS。
[0011] 运种聚氨醋实屯、轮胎材料中，所述的A组分或B组分中的聚醋多元醇可W由二元 酸和多元醇在催化剂B的作用下进行聚醋化反应制得。所述的二元酸和多元醇的质量比可 W为1 : (0. 5~。；其中，所述的二元酸可W为己二酸（AA)和对苯二甲酸（PTA)W质量 比1 : (0~1)的混合物；所述的多元醇可W为乙二醇巧G)、一缩二乙二醇值EG)、1，4-下 二醇（1，4-BG)中的两种或两种W上W任意的比例混合后，再和Ξ径甲基丙烷（TMP)W质量 比1 : (0~0.05)相混合得到的混合物；所述催化剂B可W为铁酸四异丙醋，也可使用醋 酸锋。
[0012] 运种聚氨醋实屯、轮胎材料中，所述的A组分中的扩链剂可W为1,4-下二醇 (1，4-BG)、乙二醇巧G)、一缩二乙二醇值EG)中的一种或两种W上W任意比例的混合物；所 述的发泡剂可W为水、氯氣控中的一种或两种W任意比例的混合物；所述的催化剂A可W 为二月桂酸二下基锡、Ξ乙締二胺、四甲基二亚乙基Ξ胺中的一种或者多种混合物；所述的 匀泡剂可W为DC-193、DC-3042或DC-3043中的一种或两种W上W任意比例的混合物。
[0013] 运种聚氨醋实屯、轮胎材料中，所述的B组分中的异氯酸醋可W为4, 4'-二苯基甲 烧二异氯酸醋（MDI)、碳化二亚胺改性MDI、多苯基多亚甲基多异氯酸醋（PAPI)中的一种或 两种W上W任意比例的混合物；所述的聚酸多元醇可W为聚氧化丙締多元醇、聚氧化乙締 共聚酸多元醇和聚四氨巧喃多元醇中的一种或几种；所述的副反应阻止剂可W为无机酸如 憐酸、有机酸如冰醋酸、或苯甲酯氯。
[0014] 运种聚氨醋实屯、轮胎材料的制备方法包括W下步骤：
[0015] (1)将二元酸和多元醇在催化剂B作用下，在氮气保护下于140°C~250°C进行聚 醋化反应，反应至酸值降为Im巧OH/gW下，径值为30~200m巧OH/g时停止反应，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组份的制备：将步骤（1)制备所得的聚醋多元醇与扩链剂、发泡剂、催化剂A、 匀泡剂加入反应蓋，升溫到50~80°C混合均匀，再冷却至35~40°C出料，获得A组份；最 终产物在40~50°C时为液态，粘度约为200~600CPS。
[0017] (3)B组份的制备：将步骤（1)制备所得的聚醋多元醇与聚酸多元醇、异氯酸醋在 副反应终止剂存在下于70~80°C条件下反应2~化，获得B组份。最终产物在40~50°C 时为液态，粘度约为100~300CPS。
[0018] 下面结合实例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。实施例 1~6为聚醋多元醇的制备，其中实施例3、实施例4、实施例5、实施例6各重复2次，w得 到足够量的聚醋多元醇样品用于后面的实施例；实施例7~12为聚氨醋实屯、轮胎材料的制 备。各实施例中所用的原料中，聚酸多元醇选用购自天津第Ξ石油化工厂的聚酸二醇产品， 牌号为ZS-T280,分子量为4000 ;有机娃匀泡剂选用购自美国气体化工产品公司产品，牌号 为DC-3043 ;其余材料均为购自市场的工业品或自制。
[0019] 实施例1 :
[0020] 制备聚醋多元醇 1 :将 518gAA、222评TA、203姐G、203曲EG、33. 5gTMP和 5g催 化剂铁酸四异下醋混合，氮气保护下加热至240°C进行聚醋化反应，反应20化，酸值为 0. 3m巧OH/g、径值为70m巧OH/g时停止反应，制得聚醋多元醇960邑。 阳〇2U 实施例2: 阳02引制备聚醋多元醇2 :将470gAA、117评TAU11姐G、258曲EG、22gTMP和5g催化剂铁 酸四异下醋混合，氮气保护下加热至230°C进行聚醋化反应，反应18化，酸值0. 3m巧OH/g、 径值为56m巧OH/g时停止反应，制得960g聚醋多元醇。 阳02引 实施例3 :
[0024] 制备聚醋多元醇3 :将707gAA、142姐G、330曲EG和5g催化剂铁酸四异下醋混合， 氮气保护下加热至220°C进行聚醋化反应，反应16化，酸值0. 4m巧OH/g、径值为56m巧OH/g时停止反应，制得聚醋多元醇961g。 阳02引 实施例4 : 阳0%] 制备聚醋多元醇4 :将696gAA、145姐G、335曲EG和5g催化剂铁酸四异下醋混合， 氮气保护下加热至220°C进行聚醋化反应，反应16化，酸值0. 3m巧OH/g、径值为74m巧OH/g时停止反应，制得聚醋多元醇961g。
[0027] 实施例5 :
[002引制备聚醋多元醇5 :将741gAA、135姐G、316浊G和5g催化剂铁酸四异下醋混合，氮 气保护下加热至220°C进行聚醋化反应，反应16化，酸值0. 3m巧OH/g、径值为56m巧OH/g时 停止反应，制得聚醋多元醇961g。
[0029] 实施例6 :
[0030] 制备聚醋多元醇6 :将570gAA、143评TAU40姐G、325浊G和5g催化剂铁酸四异 下醋混合，氮气保护下加热至230°C进行聚醋化反应，反应16化，酸值0. 3m巧OH/g、径值为 56m巧OH/g时停止反应，制得聚醋多元醇960g。 阳〇3U 实施例7: 阳03引 1、A组分原料：
[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] 扩链剂巧G) 150邑，
[0037] 有机娃匀泡剂lOg，
[0038] 发泡剂化CFC-141B) 70g，
[0039] 催化剂（Ξ乙締二胺）ISg。 W40] 2、B组分原料：
[0041] 4, 4-二苯基甲烧二异氯酸醋620g，
[0042] 碳化二亚胺改性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、制备过程：
[0047] 将A组分的原料投入反应蓋中，升溫至60°C混合均匀3小时，再冷却至40°C后出 料，密封保存；
[0048] 将B组分的原料置于反应蓋中，在氮气保护下升溫至75°C，反应2. 5小时，降溫至 45 °C，取样分析游离-NC0含量为20. 5 %，密封保存。 W例实施例8 :
[0050] 1、A组分原料： 阳化U 聚醋多元醇150邑，