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(jī)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(qiáng)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(shí)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(kuò)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(kuò)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(jī)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(dāng)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(dāng)出水量達(dá)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(jìn)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(jī)和鋼制模具，模具溫度40～50℃，料溫35～45℃。

操作方式：首先，離心機(jī)旋轉(zhuǎn)模具，然后，通過低壓機(jī)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(qiáng)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(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

實(shí)施例中用到的所有原料除特殊說明外，均為市購。

實(shí)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?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至225℃進(jìn)行聚酯化反應(yīng)，氮?dú)庀卤胤磻?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?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至225℃進(jìn)行聚酯化反應(yīng)，氮?dú)庀卤胤磻?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?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至225℃進(jìn)行聚酯化反應(yīng)，氮?dú)庀卤胤磻?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?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至225℃進(jìn)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)施例1-3制備得到的產(chǎn)品進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果見表1。

表1實(shí)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。