本發(fā)明涉及聚氨酯輪胎制造技術(shù),具體是指一種適合冷庫工業(yè)車輛使用的防滑型聚氨酯實心輪胎及其制造方法。
背景技術(shù):
隨著工業(yè)車輛和其它各種特殊用途車輛對輪胎性能要求的不斷提高,傳統(tǒng)的充氣輪胎在某些場合已不能滿足使用要求。橡膠實心輪胎的出現(xiàn),在某些方面可以滿足特殊條件對輪胎的特殊要求,實心輪胎是各種工業(yè)車輛所使用的傳統(tǒng)充氣輪胎的換代產(chǎn)品,廣泛應用于礦山、工廠、港口、倉庫等速度慢負荷高的場合,目前實心輪胎多為橡膠胎。由于這些場合的路面條件比較苛刻,路面不平整,橡膠實心胎容易產(chǎn)生花紋掉塊和脫層現(xiàn)象。同時由于負載大,橡膠胎體內(nèi)部生熱高,胎體易因內(nèi)部溫度高而爆裂。這些都會造成輪胎的早期損壞而影響其使用壽命。另一方面,橡膠實心胎,為了得到較好的性能,大量使用碳黑補強,這樣輪胎在行駛中會在路面形成黑痕而污染環(huán)境,在一些如印刷、造紙、食品、倉庫等環(huán)境整潔度要求高的場合不宜使用。另外,其結(jié)構(gòu)和成型工藝復雜,原材料消耗大、質(zhì)量大、能耗多、在一定程度上制約了它的發(fā)展。
聚氨酯是一種綜合性能優(yōu)異的材料,不用添加任何助劑或補強材料就能得到獨特的綜合性能:強度高、耐磨性好、高抗撕、耐刺扎。中國專利CN 01225667.6號實用新型專利公布了一種環(huán)保型聚氨酯實心輪胎,它是將環(huán)氧樹脂、硅橡膠或廢舊橡膠作為實心輪胎輪芯,在外面包裹一層聚氨酯而成。實心輪胎的特點是內(nèi)生熱大,上述材料制成的輪芯導熱和散熱性能差,在較高負荷條件下胎體溫升大,同樣易導致輪胎早期損壞,因此,該結(jié)構(gòu)的聚氨酯實心輪胎應用效果不好。中國專利CN 100400314C聚氨酯輪胎單層結(jié)構(gòu)或雙層結(jié)構(gòu)外層用的聚氨酯為低聚物多元醇-二苯基甲烷二異氰酸酯/甲苯二異氰酸酯體系;雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)層用的聚氨酯為低聚物多元醇-3, 3-二甲基-4, 4-聯(lián)苯二異氰酸酯體系聚氨酯。該發(fā)明雖然胎體結(jié)實耐用,不會產(chǎn)生早期破壞,使用壽命長、不污染環(huán)境,但該制備聚氨酯的單體中剛性基團較多,使得聚氨酯分子鏈過于僵硬,直接導致胎體發(fā)硬,削弱了其在低溫環(huán)境中輪胎的防滑性。
本發(fā)明所制備的一種冷庫防滑聚氨酯實心輪胎,通過改變反應單體自身結(jié)構(gòu),增加了聚氨酯分子鏈中的軟段含量,所制備的實心輪胎在冷庫的溫度下不易硬化,提高了防滑效果,胎體結(jié)實耐用,不會產(chǎn)生早期破壞,使用壽命長;不污染環(huán)境,適合在環(huán)境整潔度要求高的場合使用,成型工藝簡單,易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
一種冷庫防滑聚氨酯實心輪胎的制備方法,其制備方法如下:將一定量的聚醚二元醇投入反應釜中,加熱并抽真空后,加入一定量的異佛爾酮二異氰酸酯以及催化劑,升溫反應后制得聚氨酯預聚體;將預聚體移至聚氨酯彈性體澆注機中,加熱并抽真空,加入1,6-己二胺擴鏈劑,反應一段時間后,加入一定量的功能添加劑,在輪胎模具中澆注,澆注完后保溫,熱處理后即制得成品。
所述的一種冷庫防滑聚氨酯實心輪胎的制備方法,其特征在于所述催化劑為三亞乙基二胺、二月桂酸二丁基錫及四乙烯基三胺中的一種或多種。
所述的一種冷庫防滑聚氨酯實心輪胎的制備方法,其特征在于所述功能添加劑為阻燃劑、抗氧劑的一種或多種。
所述的一種冷庫防滑聚氨酯實心輪胎的制備方法,其特征在于所述的阻燃劑為十溴聯(lián)苯醚。
所述的一種冷庫防滑聚氨酯實心輪胎的制備方法,其特征在于所述的抗氧劑為三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯。
所述的一種冷庫防滑聚氨酯實心輪胎的制備方法,其特征在于所述聚醚二元醇的用量為100重量份。
所述的一種冷庫防滑聚氨酯實心輪胎的制備方法,其特征在于所述異佛爾酮二異氰酸酯的用量為20~40重量份。
所述的一種冷庫防滑聚氨酯實心輪胎的制備方法,其特征在于所述擴鏈劑1,6-己二胺的用量為10~15重量份。
所述的一種冷庫防滑聚氨酯實心輪胎的制備方法,其特征在于所述催化劑的用量為1~2重量份。
所述的一種冷庫防滑聚氨酯實心輪胎的制備方法,其特征在于所述功能添加劑為阻燃劑用量為5~10重量份。
有益效果:
1、本發(fā)明所制備的一種冷庫防滑聚氨酯實心輪胎,通過改變反應單體自身結(jié)構(gòu),增加了聚氨酯分子鏈中的軟段含量,所制備的實心輪胎在冷庫的溫度下不易硬化,提高了防滑效果;2、該聚氨酯實心輪胎具有強度高、彈性好、耐磨性好、高抗撕、耐刺扎等優(yōu)點,使用中不會出現(xiàn)掉塊、脫層現(xiàn)象;
3、聚氨酯實心輪胎制造過程中不添加任何補強材料,特別是不需要使用碳黑,制品中不含揮發(fā)成分,因此不污染環(huán)境,適合在環(huán)境整潔度要求高的場合使用;
4、設備投入少,成型工藝簡單,易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
附圖說明
圖1為防滑功能聚氨酯實心輪胎裝配圖縱切面;
圖2為防滑功能聚氨酯實心輪胎裝配圖橫切面。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的闡述,但不僅限于本實施例。
實施例1:
步驟一: 聚氨酯預聚體體系的制備
將100重量份的聚醚二元醇投入反應釜中,加熱到120℃后,并抽真空至余壓小于500Pa,脫除水分2小時,降溫至65℃后,投入然后加入20重量份的異佛爾酮二異氰酸酯以及1重量份催化劑,逐步升溫至80℃,反應2小時后制得聚氨酯預聚體
步驟二:實心輪胎的制備
將步驟一制備的聚氨酯預聚體移至聚氨酯彈性體澆注機罐中,加熱至85℃,抽真空至余壓小于500Pa,脫泡數(shù)分鐘后備用,將10重量份擴鏈劑1,6-己二胺放入罐中,攪拌混合,反應5小時后,加入5重量份十溴聯(lián)苯醚及0.5重量份三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯,在50℃下保溫2小時,開動澆注機進行澆注,聚氨酯厚度為75mm,澆注完后保溫110℃,60分鐘后出模,將己脫模的輪胎放入110℃烘箱或烘道中后處理16小時,即制得成品。其結(jié)構(gòu)如圖1,2所示,由聚氨酯3和金屬輪輛1組成,金屬輪輛1起支撐和傳遞力作用,聚氨酯3直接粘接在金屬輪輛1上并直接與地面接觸,提供輪胎的抓著性和磨耗性能,實心輪胎通過螺絲孔4裝配到車輛上,在冷庫中進行摩擦磨損測試,其阿克隆磨耗量為0.01cm3/1.61km。
實施例2:
步驟一: 聚氨酯預聚體體系的制備
將100重量份的聚醚二元醇投入反應釜中,加熱到120℃后,并抽真空至余壓小于500Pa,脫除水分2小時,降溫至65℃后,投入然后加入40重量份的異佛爾酮二異氰酸酯以及2重量份催化劑,逐步升溫至80℃,反應2小時后制得聚氨酯預聚體
步驟二:實心輪胎的制備
將步驟一制備的聚氨酯預聚體移至聚氨酯彈性體澆注機罐中,加熱至85℃,抽真空至余壓小于500Pa,脫泡數(shù)分鐘后備用,將15重量份擴鏈劑1,6-己二胺放入罐中,攪拌混合,反應5小時后,加入5重量份十溴聯(lián)苯醚及0.5重量份三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯,在50℃下保溫2小時,開動澆注機進行澆注,聚氨酯厚度為75mm,澆注完后保溫110℃,60分鐘后出模,將己脫模的輪胎放入110℃烘箱或烘道中后處理16小時,即制得成品。其結(jié)構(gòu)如圖1,2所示,由聚氨酯3和金屬輪輛1組成,金屬輪輛1起支撐和傳遞力作用,聚氨酯3直接粘接在金屬輪輛1上并直接與地面接觸,提供輪胎的抓著性和磨耗性能,實心輪胎通過螺絲孔4裝配到車輛上,在冷庫中進行摩擦磨損測試,其阿克隆磨耗量為0.0084cm3/1.61km。
實施例3:
步驟一: 聚氨酯預聚體體系的制備
將100重量份的聚醚二元醇投入反應釜中,加熱到120℃后,并抽真空至余壓小于500Pa,脫除水分2小時,降溫至65℃后,投入然后加入20重量份的異佛爾酮二異氰酸酯以及2重量份催化劑,逐步升溫至80℃,反應2小時后制得聚氨酯預聚體
步驟二:實心輪胎的制備
將步驟一制備的聚氨酯預聚體移至聚氨酯彈性體澆注機罐中,加熱至85℃,抽真空至余壓小于500Pa,脫泡數(shù)分鐘后備用,將10重量份擴鏈劑1,6-己二胺放入罐中,攪拌混合,反應5小時后,加入5重量份十溴聯(lián)苯醚及0.5重量份三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯,在50℃下保溫2小時,開動澆注機進行澆注,聚氨酯厚度為75mm,澆注完后保溫110℃,60分鐘后出模,將己脫模的輪胎放入110℃烘箱或烘道中后處理16小時,即制得成品。其結(jié)構(gòu)如圖1,2所示,由聚氨酯3和金屬輪輛1組成,金屬輪輛1起支撐和傳遞力作用,聚氨酯3直接粘接在金屬輪輛1上并直接與地面接觸,提供輪胎的抓著性和磨耗性能,實心輪胎通過螺絲孔4裝配到車輛上,在冷庫中進行摩擦磨損測試,其阿克隆磨耗量為0.0092cm3/1.61km。
實施例4:
步驟一: 聚氨酯預聚體體系的制備
將100重量份的聚醚二元醇投入反應釜中,加熱到120℃后,并抽真空至余壓小于500Pa,脫除水分2小時,降溫至65℃后,投入然后加入40重量份的異佛爾酮二異氰酸酯以及1重量份催化劑,逐步升溫至80℃,反應2小時后制得聚氨酯預聚體
步驟二:實心輪胎的制備
將步驟一制備的聚氨酯預聚體移至聚氨酯彈性體澆注機罐中,加熱至85℃,抽真空至余壓小于500Pa,脫泡數(shù)分鐘后備用,將10重量份擴鏈劑1,6-己二胺放入罐中,攪拌混合,反應5小時后,加入10重量份十溴聯(lián)苯醚及1重量份三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯,在50℃下保溫2小時,開動澆注機進行澆注,聚氨酯厚度為75mm,澆注完后保溫110℃,60分鐘后出模,將己脫模的輪胎放入110℃烘箱或烘道中后處理16小時,即制得成品。其結(jié)構(gòu)如圖1,2所示,由聚氨酯3和金屬輪輛1組成,金屬輪輛1起支撐和傳遞力作用,聚氨酯3直接粘接在金屬輪輛1上并直接與地面接觸,提供輪胎的抓著性和磨耗性能,實心輪胎通過螺絲孔4裝配到車輛上,在冷庫中進行摩擦磨損測試,其阿克隆磨耗量為0.012cm3/1.61km。
對比例5:
中國專利CN 203580518 U公開了一種用于低速重載車輛的聚氨酯實心輪胎,包括撕裂強度為90~100kN/m,阿克隆磨耗量為0. 01~0.025cm3/1.61km、邵氏硬度為85~93A的復合聚氨酯彈性體外胎和邵氏硬度為50~55A的微孔聚氨酯彈性體內(nèi)胎,內(nèi)胎和外胎通過模具一次成型實現(xiàn)外胎對內(nèi)胎的完全包裹,從而達到內(nèi)外胎的一體化。