礦山用聚氨酯工程輪胎及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于有機高分子材料制品【技術領域】，具體涉及一種礦山用聚氨酯工程輪胎及其制備方法。由如下重量份數(shù)的原料制成：多元醇0.8-1.2份，多異氰酸酯0.25-0.4份、固化劑0.1-0.2份、反應控制劑0.00001份；其中多元醇由聚酯多元醇218與聚四氫呋喃醚以重量比為2:6-10混合制成。本發(fā)明并提供其制備方法，先制備預聚體和固化組分，然后澆注制得產品。制備得到的工程輪胎耐磨是橡膠的3-10倍，承載大，耐穿透，而且本工藝內生熱低，使用壽命長，是橡膠輪胎的2-4倍，且加工成本低，無污染。具有成本低、彈性好、滾動阻力小、生熱低等優(yōu)勢，還提供其制備方法，工藝簡單成本低。
【專利說明】礦山用聚氨酯工程輪胎及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于有機高分子材料制品【技術領域】，具體涉及一種礦山用聚氨酯工程輪胎及其制備方法。
【背景技術】
[0002]由于近年來地下礦藏挖掘業(yè)自動化程度迅速提高，工程輪胎市場需求量急劇增力口，加之傳統(tǒng)橡膠輪胎其生產工藝技術要求更高，生產設備精度也要求更嚴格，投資巨大。
[0003]現(xiàn)有技術大多采用橡膠制作工程輪胎，工藝復雜，成本高，污染大不環(huán)保。制作的工程輪胎產品不耐磨，不耐油、不耐穿刺、承載力小、使用壽命短等缺點。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種礦山用聚氨酯工程輪胎，耐磨性能是普通橡膠的3-10倍，承載大，耐穿透，而且本工藝內生熱低，使用壽命長，是橡膠輪胎的2-4倍，且加工成本低，無污染。具有成本低、彈性好、滾動阻力小、生熱低等優(yōu)勢，還提供其制備方法，工藝簡單成本低。
[0005]本發(fā)明所述的礦山用聚氨酯工程輪胎，多元醇0.8-1.2份，多異氰酸酯0.25-0.4份、固化劑0.1-0.2份、反應控制劑0.00001份；其中:多元醇由聚酯多元醇218與聚四氫呋喃醚以重量比為2:6-10混合制成。
[0006]多元醇采用聚酯多元醇218與`聚四氫呋喃醚以重量比為2:6-10混合制成，能夠降低成本提高性能。聚酯多元醇218為市購，購于青島新宇田化工有限公司，物理性能優(yōu)越，價格低，但內生熱大；PTMG (聚四氫呋喃醚)價格高，是聚酯多元醇的3倍，但內生熱是聚酯的三分之一，將兩種料混合既降低了成本又大大提高了它的性能。
[0007]多異氰酸酯優(yōu)選為TDI。多異氰酸酯有多種，我們采用甲苯二異氰酸酯，其命名是根據(jù)NCO反應基團在苯環(huán)上所處的位置不同來區(qū)分，它有2，4-甲苯二異氰酸酯和2，6甲苯二異氰酸酯兩種異構體。T65為2，4-TDI和2，6-TDI兩種異構體比例為(65±2) %和(35 ± 2) %的混合體；T80為2，4-TDI和2，6-TDI兩種異構體比例為(80 ± 2) %和(20 ± 2) %的混合體；Τ100為2，4-TDI含量大于95%的產品，其2，6-TDI含量甚微。多異氰酸酯優(yōu)選采用 TDI TlOO0
[0008]固化劑為DADMT (2，4_ 二胺基_3，5_ 二甲硫基甲苯)。現(xiàn)有一般采用的固化劑為MOCA (4，4’ - 二氨基-3，3’ - 二氯二苯甲烷)，其常溫下為固態(tài)，熔點為107°C，易結晶，長時間加溫易變色、變質，使用時溫度為110°C左右，這樣預聚體溫度須達到75°C左右，混合固化時反應速度快，難操作，在較高溫度下樹脂化，有燃燒和爆炸危險，且有致癌性。DADMT常溫下為液態(tài)，使用時不用加熱，易操作，且預聚體的溫度可自由控制，使得制備得到的輪胎性能優(yōu)異。
[0009]反應控制劑為二月桂酸二丁基錫。
[0010]礦山用聚氨酯工程輪胎的制備方法包括以下步驟:[0011](I)半預聚體的制備:
[0012]將多元醇脫水，加入多異氰酸酯，溫度控制在70-100°C，混合反應制得半預聚體；
[0013](2)固化組分的制備:
[0014]將多元醇脫水，與固化劑DADMT混合，得到固化組分；
[0015](3)工程輪胎的制備:
[0016]將半預聚體和固化組分混合，加入反應控制劑反應，注入模具，硫化脫模即可；
[0017]其中:步驟(I)與步驟(2)中使用的多元醇的重量比為1:0.8-1.2。
[0018]步驟(I)和步驟(2)中脫水溫度為110-120°C，時間為4小時-8小時。
[0019]多元醇分為兩部分加入，其中一部分與異氰酸酯反應生成預聚體，另一部分和固化劑等混合，在澆注時加入。這種方法生成的預聚體中游離的NCO基團含量較高，一般為12%到15%，故經常把這種預聚體稱為“半預聚體”。
[0020]其特點是:①預聚體的組分粘度較低，可以調到與固化劑混合組分粘度相接近；②采用的是半預聚體法，就是多元醇A分開一部分與TDI反應，一部分與固化劑混合，這樣既提高了混合的均勻性，又改善了聚氨酯彈性體的一些性能。這種方法便于實現(xiàn)工業(yè)化。特殊工藝保證了一次加工成型整體結構，保證了其高性能，使用壽命長。整體澆注加工工藝一次成型不分離，復合結構提高了密度。內生熱比國內同類產品降低了 3倍。
[0021]綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0022](I)制備得到的 礦山用聚氨酯工程輪胎，耐磨是橡膠的3-10倍，承載大，耐穿透，而且本工藝內生熱低，使用壽命長，是橡膠輪胎的2-4倍，且加工成本低，無污染。
[0023](2)省去了龐大的生產設備，大大簡化了加工工藝，使材料混合、成型、硫化實現(xiàn)一體化。
[0024](3)工藝上操作方便，配方易變更改動，工藝簡單，成本低，較橡膠工藝大大節(jié)約了人力物力。
【具體實施方式】
[0025]下面結合實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0026]實施例1
[0027]多元醇由聚酯多元醇218與聚四氫呋喃醚以重量比為2:6混合制成。
[0028](I)將50g多元醇加溫至110°C真空脫水4小時，降至70°C，加入TDI T10025g，溫度控制在90°C，混合反應2小時制得半預聚體；
[0029](2)將50g多元醇加溫至110°C真空脫水4小時，降至70V’與IOg固化劑DADMT
混合；
[0030](3)將步驟(I)和步驟(2)制備得到的產品混合，加入反應控制劑二月桂酸二丁基錫T120.0lmg,快速攪拌反應10分鐘，注入模具放入120°C的烘箱中，硫化20小時，脫模即可。
[0031]對實施例1制備得到的工程輪胎進行性能測試:
[0032]實施例1制備得到的輪胎的硬度為邵氏A90度；橡膠輪胎的硬度為70度左右，普通聚氨酯的硬度自15到90度可調。
[0033]實施例1制備得到的輪胎彈性為30度，橡膠輪胎的彈性為30度左右，普通聚氨酯的彈性為20度左右；
[0034]實施例1制備得到的輪胎扯斷強度為55Mpa，橡膠的扯斷強度為為20Mpa，是橡膠的2.75倍。
[0035]實施例2:
[0036](I)將24kg多元醇加溫至115°C真空脫水6小時，降至75°C，加入TDI T10020kg,溫度控制在98°C，混合反應4小時制得半預聚體；
[0037](2)將16kg多元醇加溫至115°C真空脫水6小時，降至75°C，與固化劑DADMTlOkg
混合；
[0038](3)將步驟(I)和步驟(2)制備得到的產品混合，加入反應控制劑二月桂酸二丁基錫0.0lmg 一滴，快速攪拌反應10分鐘，注入模具放入120°C的烘箱中，硫化20小時，脫模即可。
[0039]其中:多元醇由聚酯多元醇218與聚四氫呋喃醚以重量比為2:10混合制成。
[0040]對實施例2制備得到的工程輪胎進行性能測試:
[0041]實施例2制備得到的輪胎的硬度為邵氏A90度；橡膠輪胎的硬度為70度左右，普通聚氨酯的硬度自15到90度可調。
[0042]實施例2制備得到的輪胎彈性為31度，橡膠輪胎的彈性為30度左右，普通聚氨酯的彈性為20度左右；
`[0043]實施例2制備得到的輪胎扯斷強度為60Mpa，橡膠的扯斷強度為為20Mpa，是橡膠的3.0倍。
[0044]實施例3
[0045](I)將48kg多元醇加溫至120°C真空脫水8小時，降至75°C，加入TDI T10030kg,溫度控制在78°C，混合反應4小時制得半預聚體；
[0046](2)將72kg多元醇加溫至120°C真空脫水8小時，降至75°C，與固化劑DADMT15kg
混合；
[0047](3)將步驟(I)和步驟(2)制備得到的產品混合，加入反應控制劑二月桂酸二丁基錫0.0lmg 一滴，快速攪拌反應10分鐘，注入模具放入120°C的烘箱中，硫化20小時，脫模即可。
[0048]其中:多元醇由聚酯多元醇218與聚四氫呋喃醚以重量比為2:8混合制成。
[0049]對實施例3制備得到的工程輪胎進行性能測試:
[0050]實施例3制備得到的輪胎的硬度為邵氏A90度；橡膠輪胎的硬度為70度左右，普通聚氨酯的硬度自15到90度可調。
[0051]實施例3制備得到的輪胎彈性為30，橡膠輪胎的彈性為30度左右，普通聚氨酯的彈性為20度左右；
[0052]實施例3制備得到的輪胎扯斷強度為65Mpa，橡膠的扯斷強度為為20Mpa，是橡膠的3.25倍。
【權利要求】
1.一種礦山用聚氨酯工程輪胎，其特征在于:由如下重量份數(shù)的原料制成:多元醇0.8-1.2份，多異氰酸酯0.25-0.4份、固化劑0.1-0.2份、反應控制劑0.00001份;其中:多元醇由聚酯多元醇218與聚四氫呋喃醚以重量比為2:6-10混合制成。
2.根據(jù)權利要求1所述的礦山用聚氨酯工程輪胎，其特征在于:多異氰酸酯為TDI。
3.根據(jù)權利要求2所述的礦山用聚氨酯工程輪胎，其特征在于:多異氰酸酯為TDITlOOo
4.根據(jù)權利要求1所述的礦山用聚氨酯工程輪胎，其特征在于:固化劑為DADMT。
5.根據(jù)權利要求1所述的礦山用聚氨酯工程輪胎，其特征在于:反應控制劑為二月桂酸二丁基錫。
6.一種1-5所述的礦山用聚氨酯工程輪胎的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)半預聚體的制備: 將部分多元醇脫水，加入多異氰酸酯，溫度控制在70-10(TC，混合反應制得半預聚體； (2)固化組分的制備: 將另一部分多元醇脫水，與固化劑DADMT混合，得到固化組分； (3)工程輪胎的制備:`` 將半預聚體和固化組分混合，加入反應控制劑反應，注入模具，硫化脫模即可； 其中:步驟(I)與步驟(2)中使用的多元醇的重量比為1:0.8-1.2。
7.根據(jù)權利要求6所述的礦山用聚氨酯工程輪胎的制備方法，步驟(I)和步驟(2)中脫水溫度為110-120°C，時間為4小時-8小時。
【文檔編號】C08G18/32GK103435777SQ201310362938
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權日:2013年8月19日
【發(fā)明者】辛浩波, 張合軍, 張宗喜, 高宗山, 張雪穎 申請人:淄博啟明星新材料有限公司