本發(fā)明屬于聚氨酯合成領(lǐng)域，具體涉及一種聚氨酯發(fā)泡輪胎用組合料及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚氨酯微孔彈性體是一種兼具彈性體良好的機械性能和泡沫的舒適性的材料，具有優(yōu)異的耐磨性，較高的承載性，強度高，彈性好，可以制成不同密度、硬度產(chǎn)品，滿足市場的個性化需求，被廣泛的應(yīng)用在部分車輛輪胎中。其中，在自行車輪和輪椅輪方面，輪胎重量輕且尺寸大，從18寸到24寸不等，輪胎需要優(yōu)良的韌性，目前使用較廣泛的是橡膠充氣輪胎，但是輪胎內(nèi)部體積相對較小，充氣內(nèi)胎在夏天就很容易產(chǎn)生爆胎，所以需要開發(fā)一款韌性優(yōu)良、表面美觀的聚氨酯發(fā)泡輪胎料，來滿足生產(chǎn)生活的需要。

隨著聚氨酯發(fā)泡輪胎的快速發(fā)展，提高產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)效率，快速熟化脫模成為輪胎生產(chǎn)商的迫切需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種聚氨酯發(fā)泡輪胎用組合料，開模時間短，有效提高生產(chǎn)效率，所制得輪胎韌性好，適用于輪椅和自行車輪胎；本發(fā)明還提供其制備方法。

本發(fā)明所述的聚氨酯發(fā)泡輪胎用組合料，由質(zhì)量比為100：90～120的A組分和B組分混合制成：

A組分由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制成：

B組分由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制成：

聚酯多元醇 100份；

異氰酸酯 160～250份；

抑制劑 20～40ppm。

A組分中聚酯多元醇為官能度為2～2.05、羥值為50～80mg KOH/g的聚酯多元醇。

A組分中的交聯(lián)劑為甘油、二乙醇胺或三乙醇胺中的一種或幾種的混合物；擴鏈劑為1,4-丁二醇、乙二醇、二乙二醇中的一種或幾種的混合物。交聯(lián)劑優(yōu)選甘油(市售)或三乙醇胺(市售)；擴鏈劑優(yōu)選1,4-丁二醇和乙二醇的混合物。

A組分中的泡沫穩(wěn)定劑為有機硅表面活性劑，優(yōu)選美國氣體化工產(chǎn)品有限公司的勻泡劑DC193或DABCO SI4203中的一種或兩種。DABCO SI4203主要應(yīng)用于低密度鞋底體系，改善表面外觀，同時保持優(yōu)秀的尺寸穩(wěn)定性。

A組分中的發(fā)泡劑為水。

A組分中的催化劑為二月桂酸二丁基錫、三亞乙基二胺、雙(二甲氨基乙基)醚或延遲催化劑中的一種或幾種的混合物；優(yōu)選二月桂酸二丁基錫(T-12)、三亞乙基二胺(A-33)或延遲催化劑Dabco 1027(美國空氣化工產(chǎn)品有限公司)中的一種或幾種的混合物。

B組分中的聚酯多元醇為官能度為2、數(shù)均分子量為30～80mg KOH/g的聚酯多元醇。優(yōu)選官能度為2、羥值為50～80mg KOH/g的聚酯多元醇。

A、B組分中聚酯多元醇的制備方法為：

將醇類和對苯二甲酸和/或己二酸加入到反應(yīng)釜中，邊攪拌邊升溫。當釜溫升至130～150℃，酯化反應(yīng)開始，控制出水速率及頂溫，頂溫下降后以10℃/h升溫速率加熱至220～230℃，當出水量達到理論出水量的85％時，開始抽真空，控制真空度小于0.096MPa，1h后加入0.1％鈦酸四丁酯并進行縮聚反應(yīng)，得到最終產(chǎn)品酸值低于1mgKOH/g，羥值為50～80mgKOH/g。

B組分中的異氰酸酯為4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯和碳化二亞胺改性MDI，優(yōu)選MDI-100(市售，煙臺萬華聚氨酯股份有限公司)、44C(市售，德國拜耳公司)、MM103C(市售，巴斯夫有限公司)或CD-C(市售，德國拜耳公司)中的一種或幾種的混合物；其中，碳化二亞胺改性MDI占異氰酸酯總質(zhì)量的9～16％。

B組分中的抑制劑為磷酸，用于抑制副反應(yīng)的發(fā)生。

所述的聚氨酯發(fā)泡輪胎用組合料的制備方法，包括如下步驟：

A組分：將A組分所有原料置于反應(yīng)釜中升溫到50～60℃，攪拌30分鐘后，降溫到30～40℃出料，密封保存；

B組分：將聚酯多元醇和抑制劑加入到反應(yīng)釜中，升溫至50～60℃加入異氰酸酯，然后升溫至75～80℃下保溫反應(yīng)1～1.5小時，取樣檢測，-NCO的質(zhì)量含量為19.0～23.0％，降溫出料，密封保存。

制備方法優(yōu)選為包括如下步驟：

A組分：將A組分所有原料置于反應(yīng)釜中升溫到50～60℃，攪拌30分鐘后，降溫到30～40℃出料，密封保存；

B組分：將聚酯多元醇和抑制劑加入到反應(yīng)釜中，升溫至50～60℃，加入4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯，升溫至75～80℃下保溫反應(yīng)1～1.5小時，然后，加入碳化二亞胺改性MDI，攪拌0.5小時，取樣檢測，-NCO的質(zhì)量含量為19.0～23.0％，降溫出料，密封保存。

采用本發(fā)明所述的聚氨酯發(fā)泡輪胎用組合料制備輪胎的方法如下：

設(shè)備為離心機和鋼制模具，模具溫度40～50℃，料溫35～45℃。

操作方式：首先，離心機旋轉(zhuǎn)模具，然后，通過低壓機將制備好的A、B組分料依靠離心力澆注到模具中，模具發(fā)滿后停止轉(zhuǎn)動，2～2.5min開模。

做出的輪胎硬度60A～90A，表面沒有瑕疵，有光澤，性能優(yōu)良。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

(1)采用本發(fā)明組合料制作的輪胎韌性好，在安裝過程中能夠承受較強的拉力，產(chǎn)品次品率低；適用于輪椅和自行車輪胎；滿足2～3分鐘開模，有效的提高生產(chǎn)效率；產(chǎn)品表面無瑕疵，有光澤。

(2)本發(fā)明所述的制備方法，工藝合理。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。

實施例中用到的所有原料除特殊說明外，均為市購。

實施例中，A組分采用的聚酯多元醇采用如下方法制備：

聚酯PEDA 1的制備，將500gAA、125gEG、225gDEG、1g催化劑鈦酸四丁酯混合，氮氣保護下加熱至225℃進行聚酯化反應(yīng)，氮氣下保溫反應(yīng)，酸值為0.6mgKOH/g、羥值為76mgKOH/g時停止反應(yīng)，密封保存。

聚酯PDA 2的制備，將400gAA、100gPTA、410gDEG、1g催化劑鈦酸四丁酯混合，氮氣保護下加熱至225℃進行聚酯化反應(yīng)，氮氣下保溫反應(yīng)，酸值為0.3mgKOH/g、羥值為56mgKOH/g時停止反應(yīng)，密封保存。

聚酯PEDA 3的制備，將1000gAA、243gEG、416gDEG、10gTMP、1g催化劑鈦酸四丁酯混合，氮氣保護下加熱至225℃進行聚酯化反應(yīng)，氮氣下保溫反應(yīng)，酸值為0.4mgKOH/g、羥值為56mgKOH/g時停止反應(yīng)，密封保存。

聚酯PEDA 4的制備，將800gAA、192gEG、330gDEG、23gTMP、1g催化劑鈦酸四丁酯混合，氮氣保護下加熱至225℃進行聚酯化反應(yīng)，反應(yīng)20小時，酸值為0.6mgKOH/g、羥值為57mgKOH/g時停止反應(yīng)，密封保存。

其中，AA為己二酸，EG為乙二醇，DEG為二甘醇，PTA為對苯二甲酸，TMP為三羥甲基丙烷。

實施例1

A組分：分別稱取PEDA 1 5kg，PEDA 3 5kg，1,4-丁二醇0.2kg，乙二醇1kg，勻泡劑DC193(美國空氣化工產(chǎn)品有限公司產(chǎn)品)40g，水30g，催化劑A33 100g，催化劑Dabco 1027 50g，甘油50g，升溫到50℃，攪拌30min，降溫到30℃出料密封保存。

B組分：分別稱取聚酯多元醇(PE2420，山東一諾威聚氨酯股份有限公司產(chǎn)品)10kg，磷酸1g，溫度保持在50℃加入20kg的4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯，升溫至75℃下保溫反應(yīng)1小時，加入4kg碳化二亞胺改性MDI，攪拌0.5小時，取樣檢測，-NCO的質(zhì)量含量22.0％，降溫至40℃出料，密封保存。

輪胎制作時，A組分和B組分的質(zhì)量比為100:92。

實施例2

A組分：分別稱取PEDA 1 8kg，聚酯PEDA 4 2kg，乙二醇1.3kg，勻泡劑SI 4203(美國空氣化工產(chǎn)品有限公司產(chǎn)品)50g，水35g，催化劑A33 120g，催化劑T-12 4g，三乙醇胺100g，升溫到55℃，攪拌30min，降溫到35℃出料密封保存。

B組分：分別稱取聚酯多元醇PDA 2 10kg，磷酸1g，溫度保持在55℃加入14kg的4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯，升溫至80℃下保溫反應(yīng)1.2小時，加入2kg碳化二亞胺改性MDI，攪拌0.5小時，取樣檢測，-NCO的質(zhì)量含量19.0％，降溫至40℃出料，密封保存。

輪胎制作時，A組分和B組分的質(zhì)量比為100:120。

實施例3

A組分：分別稱取PEDA 3 10kg，乙二醇1.4kg，1,4-丁二醇0.3kg，勻泡劑SI 4203(美國空氣化工產(chǎn)品有限公司)20g，勻泡劑DC193(美國空氣化工產(chǎn)品有限公司產(chǎn)品)20g，水40g，催化劑A33 130g，催化劑T-12 2g，催化劑Dabco 1027 20g，升溫到60℃，攪拌30min，降溫到40℃出料密封保存。

B組分：分別稱取聚酯多元醇PDA2 10kg，磷酸1g，溫度保持在60℃加入20kg的4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯，升溫至80℃下保溫反應(yīng)1.5小時，加入2kg碳化二亞胺改性MDI，攪拌0.5小時，取樣檢測，-NCO的質(zhì)量含量21.0％，降溫至40℃出料，密封保存。

輪胎制作時，A組分和B組分的質(zhì)量比為100:110。

將實施例1-3制備得到的產(chǎn)品進行性能測試，測試結(jié)果見表1。

表1實施例1-3制備得到的產(chǎn)品的性能測試結(jié)果

表格中的數(shù)據(jù)表明：配方滿足所制作的輪胎密度從400～500，硬度從65A～90A不等，輪胎的性能均優(yōu)良。