一种工程轮胎用双组分聚氨酯原液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种工程轮胎用双组分聚氨酯原液，包括α组分、β组分；α组分的原料按重量份包括：聚醚多元醇100，乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇30‑50，1,4‑丁二醇5‑10，甲基丙二醇1‑3，二乙二醇1‑3，三乙烯二胺2‑4，二甲基硅氧烷1‑2，增强助剂4‑10，水1‑2；β组分的原料按重量份包括：4,4‑二苯基甲烷二异氰酸酯80‑100，聚醚多元醇5‑15，增强助剂1‑5。增强助剂采用如下工艺制备：将微晶纤维素、纳米碳酸钙、聚乳酸、乙醇溶液混合，80‑90℃搅拌15‑25min，然后升温至180‑200℃，加入硅烷偶联剂KH550继续搅拌，然后加入纳米氧化锆继续搅拌，降至室温得到增强助剂。

【技术实现步骤摘要】
一种工程轮胎用双组分聚氨酯原液及其制备方法
本专利技术涉及工程轮胎
，尤其涉及一种工程轮胎用双组分聚氨酯原液及其制备方法和使用方法。
技术介绍
工程轮胎广泛应用于矿山、工厂、港口、仓库等速度慢负荷高的场合，目前工程轮胎多为橡胶胎，由于这些场合的路面条件比较苛刻，路面不平整、橡胶胎体内部产热高等会造成轮胎的早期损坏而影响其使用寿命。为了得到较好的性能，目前大量使用炭黑补强，这样轮胎在路面行驶中会出现黒痕而污染环境。聚氨酯作为新型功能型材料已为人们所熟知，由于其产品优异的高性能、高附加值、广适性以及工艺简捷等特点，使聚氨酯材料迅速跻身为世界六大工程塑料之一，聚氨酯由于其优异的耐寒性、吸收冲击性等性能，在工程轮胎行业获得广泛应用。聚氨酯轮胎原液分为聚酯型和聚醚型两类。市售聚氨酯轮胎70％是聚酯型的。而聚醚型轮胎是在近几年才上市，由于具有较强的耐屈挠和耐低温等性能，克服了聚酯型聚氨酯轮胎某些缺陷，且成本低廉，因而受到人们的大量选用。工程轮胎是工程车辆直接与地面接触的部分，在轮胎滚动过程中直接受力，其性能要求是整个车辆中最为全面的。但聚醚型聚氨酯的耐磨与耐撕裂性能较差，无法满足工程轮胎的苛刻要求，亟待解决。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种工程轮胎用双组分聚氨酯原液及其制备方法和使用方法。一种工程轮胎用双组分聚氨酯原液，包括α组分、β组分；α组分的原料按重量份包括：聚醚多元醇100份，乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇30-50份，1,4-丁二醇5-10份，甲基丙二醇1-3份，二乙二醇1-3份，三乙烯二胺2-4份，二甲基硅氧烷1-2份，增强助剂4-10份，水1-2份；β组分的原料按重量份包括：4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯80-100份，聚醚多元醇5-15份，增强助剂1-5份；所述增强助剂为纳米氧化锆增强聚乳酸复合物。优选地，乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇中乙烯基聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯睛、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物中至少一种。优选地，聚醚多元醇为聚氧化丙烯多元醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇和/或聚四氢呋喃醚多元醇。优选地，α组分中聚醚多元醇的分子量为2000-2500。优选地，β组分中聚醚多元醇的分子量为500-1800。优选地，增强助剂采用如下工艺制备：将微晶纤维素、纳米碳酸钙、聚乳酸、乙醇溶液混合，80-90℃搅拌15-25min，然后升温至180-200℃，加入硅烷偶联剂KH550继续搅拌，然后加入纳米氧化锆继续搅拌，降至室温得到增强助剂。优选地，微晶纤维素、纳米碳酸钙、聚乳酸、硅烷偶联剂KH550、纳米氧化锆的质量比为20-30：2-6：1-2：0.1-1：1-4。优选地，乙醇溶液的浓度为40-60wt％。上述工程轮胎用双组分聚氨酯原液制备方法，包括如下步骤：将聚醚多元醇、乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇、增强助剂混合均匀，氮气保护下110-120℃真空反应1-2h，冷却至65-75℃，加入1,4-丁二醇、甲基丙二醇、二乙二醇、三乙烯二胺、二甲基硅氧烷、水，搅拌1-2h，得到α组分；将4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚多元醇、增强助剂混合，40-50℃搅拌1-2h，氮气保护下升温至110-120℃真空反应2-3h，冷却至80-90℃搅拌20-30min，搅拌速度为100-200r/min，得到β组分。上述工程轮胎用双组分聚氨酯原液使用方法，将α组分与β组分混合均匀，混合温度为50-70℃，注入模具，105-115℃固化4-8h，脱模得到工程轮胎用双组分聚氨酯。本专利技术的技术效果如下所示：本专利技术所用聚醚多元醇与增强助剂间互溶性好，聚醚多元醇与增强助剂分为两部分分别加入至α组分、β组分中，其中一部分与4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯反应生成预聚体，另一部分与固化剂等助剂混合，在固化时加入，不仅可促使聚氨酯原液的高度均一性，而且产物固化后保证了加工成型的整体结构，结构致密性高，同时耐磨与耐撕裂性能极为优异。本专利技术采用聚乳酸与微晶纤维素、纳米碳酸钙复配，不仅相互间相容性好，结合强度高，产物具有较好的热塑性，在聚氨酯中形成高度均一的体系，而且耐撕裂性能极为优异，但耐磨性能较差，由于其含有大量碳基共轭双键、醇羟基、酚羟基等活性基团，因此进一步与纳米氧化锆结合，纳米氧化锆表面具有丰富的羟基，界面结合强度高，所得增强助剂可有效阻碍裂纹扩展，并传递局部载荷，使得应力分布均匀，同时可达到耐撕裂与耐磨效果，大幅改善力学性能。本专利技术所得聚氨酯可用于工程轮胎，其耐磨性是天然橡胶的5-7倍，承载大，耐穿透，耐撕裂性能优异，而且使用寿命长，是橡胶轮胎的5倍以上，同时加工成本低，无污染。本专利技术的工艺上操作方便，配方易变更改动，工艺简单，成本低，较橡胶工艺大大节约了人力物力。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步解说。实施例1一种工程轮胎用双组分聚氨酯原液，包括α组分、β组分；α组分的原料包括：分子量为2500的聚氧化丙烯多元醇100kg，聚丙烯接枝聚氧化丙烯多元醇30kg，1,4-丁二醇10kg，甲基丙二醇1kg，二乙二醇3kg，三乙烯二胺2kg，二甲基硅氧烷2kg，增强助剂4kg，水2kg；β组分的原料包括：4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯80kg，分子量为500的聚氧化丙烯多元醇15kg，增强助剂1kg。增强助剂采用如下工艺制备：将30kg微晶纤维素、2kg纳米碳酸钙、2kg聚乳酸、50kg浓度为60wt％乙醇溶液混合，80℃搅拌25min，然后升温至180℃，加入1kg硅烷偶联剂KH550继续搅拌5min，搅拌速度为100r/min，然后加入1kg纳米氧化锆继续搅拌60s，搅拌速度为400r/min，降至室温，得到增强助剂。上述工程轮胎用双组分聚氨酯原液制备方法，包括如下步骤：将聚氧化丙烯多元醇、聚丙烯接枝聚氧化丙烯多元醇、增强助剂高速混合均匀，搅拌速度为1500r/min，然后送入反应釜中，氮气保护下110℃真空反应2h，冷却至65℃，加入1,4-丁二醇、甲基丙二醇、二乙二醇、三乙烯二胺、二甲基硅氧烷、水，搅拌2h，得到α组分；将4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚氧化丙烯多元醇、增强助剂送入反应釜中，40℃搅拌2h，搅拌速度为1000r/min，氮气保护下升温至120℃真空反应2h，冷却至90℃搅拌20min，搅拌速度为200r/min，得到β组分。上述工程轮胎用双组分聚氨酯原液使用方法，将α组分与β组分在温度50℃混合，注入模具，115℃固化4h，脱模得到工程轮胎用双组分聚氨酯。实施例2一种工程轮胎用双组分聚氨酯原液，包括α组分、β组分；α组分的原料包括：分子量为2000的四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇100kg，聚乙烯接枝四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇50kg，1,4-丁二醇5kg，甲基丙二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工程轮胎用双组分聚氨酯原液，其特征在于，包括α组分、β组分；/nα组分的原料按重量份包括：聚醚多元醇100份，乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇30-50份，1,4-丁二醇5-10份，甲基丙二醇1-3份，二乙二醇1-3份，三乙烯二胺2-4份，二甲基硅氧烷1-2份，增强助剂4-10份，水1-2份；/nβ组分的原料按重量份包括：4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯80-100份，聚醚多元醇5-15份，增强助剂1-5份；/n所述增强助剂为纳米氧化锆增强聚乳酸复合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种工程轮胎用双组分聚氨酯原液，其特征在于，包括α组分、β组分；
α组分的原料按重量份包括：聚醚多元醇100份，乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇30-50份，1,4-丁二醇5-10份，甲基丙二醇1-3份，二乙二醇1-3份，三乙烯二胺2-4份，二甲基硅氧烷1-2份，增强助剂4-10份，水1-2份；
β组分的原料按重量份包括：4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯80-100份，聚醚多元醇5-15份，增强助剂1-5份；
所述增强助剂为纳米氧化锆增强聚乳酸复合物。


2.根据权利要求1所述工程轮胎用双组分聚氨酯原液，其特征在于，乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇中乙烯基聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯睛、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物中至少一种。


3.根据权利要求1所述工程轮胎用双组分聚氨酯原液，其特征在于，聚醚多元醇为聚氧化丙烯多元醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇和/或聚四氢呋喃醚多元醇。


4.根据权利要求1所述工程轮胎用双组分聚氨酯原液，其特征在于，α组分中聚醚多元醇的分子量为2000-2500。


5.根据权利要求1所述工程轮胎用双组分聚氨酯原液，其特征在于，β组分中聚醚多元醇的分子量为500-1800。


6.根据权利要求1所述工程轮胎用双组分聚氨酯原液，其特征在于，增强助剂采用如下工艺制备：将微晶纤维素、纳米碳酸钙、聚乳酸、乙醇溶液混...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶正芬，
申请(专利权)人：叶正芬，
类型：发明
国别省市：浙江;33