防静电聚氨酯实心轮胎材料制造技术

本发明专利技术涉及防静电聚氨酯实心轮胎材料，属于聚氨酯轮胎制造技术领域。且所述防静电聚氨酯实心轮胎材料，包括以下原料：聚醚多元醇、聚酯多元醇、扩链剂、异氰酸酯、交联剂、改性导电炭黑、改性抗静电剂、反应型阻燃剂。改性导电炭黑不但可以增强聚氨酯实心轮胎的机械强度，还能利用导电炭黑的导电性，提高实心轮胎的防静电性能，但是其防静电作用效果有限，为此，本发明专利技术还引入了改性抗静电剂，此改性抗静电剂具有FeCl3和季铵盐结构的双重导电作用，其抗静电效果优异，与导电炭黑协同提高聚氨酯实心轮胎的防静电性能；所述反应型阻燃剂，具有DOPO阻燃结构、含氟甲基和氨基，提高了聚氨酯实心轮胎的热稳定性。胎的热稳定性。

【技术实现步骤摘要】
防静电聚氨酯实心轮胎材料


[0001]本专利技术属于聚氨酯轮胎制造
，具体地，涉及防静电聚氨酯实心轮胎材料。

技术介绍

[0002]轮胎作为车辆的主要配件，分为充气轮胎和实心轮胎。充气轮胎缓冲效果好，但易磨损、漏气，因此普遍应用于对舒适度、行驶速度有较高要求的车辆；实心轮胎具有耐负荷高、强度高、高抗撕、耐刺扎等优点，主要用于对载重有要求、长期户外使用的车辆。而且聚氨酯实心轮胎相较于传统的橡胶实心轮胎具有弹性好、易回收利用的特点，广受市场的欢迎。如专利CN106800637A公开的一种耐磨聚氨酯实心轮胎，通过多元醇、主要原料之一的多元醇为6000
‑
8000分子量的聚醚多元醇，最后浇注成型；专利CN104497252A报道的聚氨酯实心轮胎采用了两种不同分子量3官能度的聚醚多元醇，其制作实心轮胎的方法虽然简单易实施、生产效率高；专利CN105330811A公开的一种聚氨酯实心轮胎材料包含A组分和B组分，A组分为聚酯多元醇、扩链剂、发泡剂、催化剂A和匀泡剂，B组分为异氰酸酯、聚酯多元醇、聚醚多元醇。
[0003]但是，聚氨酯实心轮胎在应用过程中，因重负荷，与地面的摩擦较为严重，接触面容易积聚大量静电荷和大量热，造成聚氨酯链的软化和分解，缩短了聚氨酯实心轮胎的使用寿命。因此，提高聚氨酯实心轮胎的热稳定性和抗静电能力，降低摩擦产生的电荷，延长聚氨酯实心轮胎的使用寿命，是聚氨酯实心轮胎需要解决的技术问题。
[0004]如中国专利CN104497252A公开的一种制作实心轮胎用聚氨酯，由A组分和B组分按照以下重量份制成：A组分：聚醚多元醇180
‑
90份、聚酯多元醇210
‑
20份、泡沫稳定剂0.1
‑
0.2份、胺催化剂0.3
‑
0.40份、金属催化剂0.05
‑
0.10份、交联剂3
‑
5份、扩链剂1：5
‑
7份、扩链剂2：10
‑
12份、物理发泡剂5
‑
10份，B组分为改性黑料100
‑
110份。但是该聚氨酯热稳定性低。
[0005]因此，本专利技术提供了防静电聚氨酯实心轮胎材料。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供防静电聚氨酯实心轮胎材料，以解决
技术介绍
中提到的技术问题。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]防静电聚氨酯实心轮胎材料，包括以下重量份的原料：100
‑
170份聚醚多元醇、140
‑
250份聚酯多元醇、15
‑
23份扩链剂、18
‑
40份异氰酸酯、4
‑
8.5份交联剂、5
‑
18份改性导电炭黑、8
‑
20份改性抗静电剂、25
‑
55份反应型阻燃剂。
[0009]进一步地，所述聚醚多元醇的数均分子量为2000
‑
3000，平均羟基官能度为2
‑
3。
[0010]进一步地，所述聚酯多元醇的数均分子量为2500
‑
3500，平均羟基官能度为2
‑
3。
[0011]进一步地，所述扩链剂为乙二醇、丁二醇、己二醇中的几种任意比混合物。
[0012]进一步地，所述交联剂为三羟甲基丙烷、季戊四醇、马来酸酐中的几种任意比的混合物。
[0013]进一步地，所述改性导电炭黑为硅烷偶联剂改性的导电炭黑，提高导电炭黑在聚氨酯体系中的分散程度，促进导电炭黑对聚氨酯强度的增强作用，硅烷偶联剂选用KH560、KH550、KH570中的一种。
[0014]进一步地，所述改性抗静电剂通过以下步骤制成：
[0015]X1、将4
‑
乙烯基吡啶、1,1,3,3
‑
四甲基硅烷和甲苯混合均匀后，在氮气保护下，加热至93℃，然后加入氯铂酸异丙醇溶液，反应5h，反应结束后用活性炭吸附铂催化剂，过滤，旋蒸除去溶剂，得改性聚硅氧烷，其中，4
‑
乙烯基吡啶、1,1,3,3
‑
四甲基硅烷的摩尔比为1：1，氯铂酸异丙醇溶液的加入量为4
‑
乙烯基吡啶和1,1,3,3
‑
四甲基硅烷总质量的0.5
‑
3.5％，氯铂酸异丙醇溶液的质量分数为1％；
[0016]在上述反应中，利用双键和硅氢在氯铂酸的作用下发生的加成聚合反应，得改性聚硅氧烷，且改性聚硅氧烷的分子结构式如下所示；
[0017][0018]X2、将改性聚硅氧烷和硝基甲烷依次加入三口烧瓶中，搅拌至改性聚硅氧烷完全溶解，然后在氮气和搅拌状态下加入1
‑
溴正己烷，加热至65℃，搅拌反应24h，反应结束后，用甲醇沉淀，过滤，洗涤，真空干燥，得抗静电剂，其中，改性聚硅氧烷、硝基甲烷、1
‑
溴正己烷的用量比为10
‑
14g：100
‑
200mL：0.7
‑
1.8g；
[0019]在X2反应中，利用了吡啶环中的氮原子与1
‑
溴正己烷中的溴的反应，使得改性聚硅氧烷分子链引入季铵结构，得抗静电剂，其分子结构式如下所示；
[0020][0021]X3、将抗静电剂和无水氯仿加热搅拌直至抗静电剂完全溶解，搅拌过程中控制温度不超过55℃，然后停止加热，冷却至室温，滴加FeCl3的甲醇溶液，滴加速度为1滴/3秒，滴加完全后，继续搅拌反应40
‑
60min，旋蒸除去溶剂，然后真空干燥，得改性抗静电剂，其中，抗静电剂、氯仿、FeCl3、甲醇的用量比为20g：70
‑
90mL：12g：60
‑
80mL。
[0022]在X3反应中，利用了抗静电剂中未季铵化的吡啶环中的氮原子与铁离子形成配位键，使得抗静电剂分子链对铁离子进行包裹，得改性抗静电剂。
[0023]进一步地，所述反应型阻燃剂通过以下步骤制成：
[0024]B1、将5
‑
硝基
‑2‑
氯三氟甲苯、DOPO
‑
BQ、碳酸钾、DMF加入带有搅拌装置的三口烧瓶中，油浴加热至130℃，搅拌反应24h，冷却后抽滤，除去沉淀物得到滤液，将滤液旋转蒸发浓
缩，在真空干燥箱中干燥，得DOPO衍生物，其中，5
‑
硝基
‑2‑
氯三氟甲苯、DOPO
‑
BQ、碳酸钾的摩尔比为2.1
‑
2.3：1：2；
[0025]在上述反应中利用5
‑
硝基
‑2‑
氯三氟甲苯中的氯和DOPO
‑
BQ中的羟基发生的取代反应，得DOPO衍生物，且DOPO衍生物的分子结构式如下所示；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.防静电聚氨酯实心轮胎材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：100
‑
170份聚醚多元醇、140
‑
250份聚酯多元醇、15
‑
23份扩链剂、18
‑
40份异氰酸酯、4
‑
8.5份交联剂、5
‑
18份改性导电炭黑、8
‑
20份改性抗静电剂、25
‑
55份反应型阻燃剂；所述改性抗静电剂包括以下步骤制成：将抗静电剂和无水氯仿加热搅拌直至抗静电剂完全溶解，搅拌过程中控制温度不超过55℃，然后停止加热，冷却至室温，滴加FeCl3的甲醇溶液，滴加完全后，继续搅拌反应40
‑
60min，旋蒸除去溶剂，得改性抗静电剂。2.根据权利要求1所述的防静电聚氨酯实心轮胎材料，其特征在于：所述抗静电剂、无水氯仿、FeCl3、甲醇的用量比为20g：70
‑
90mL：12g：60
‑
80mL。3.根据权利要求1所述的防静电聚氨酯实心轮胎材料，其特征在于：所述抗静电剂包括以下步骤制成：将改性聚硅氧烷和硝基甲烷混合后，搅拌至改性聚硅氧烷完全溶解，然后在氮气和搅拌状态下加入1
‑
溴正己烷，加热至65℃，搅拌反应24h，经后处理，得抗静电剂。4.根据权利要求3所述的防静电聚氨酯实心轮胎材料，其特征在于：所述改性聚硅氧烷、硝基甲烷、1
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：史春晓，史玉林，
申请(专利权)人：安徽誉林新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：