[發(fā)明專利]礦山用聚氨酯工程輪胎及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310362938.3
• 申請(qǐng)日: 2013-08-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103435777A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛浩波;張合軍;張宗喜;高宗山;張雪穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淄博啟明星新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/76
• 分類號(hào): C08G18/76;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/10;C08L75/06;C08L75/08
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 馬俊榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)高分子材料制品技術(shù)領(lǐng)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(shù)

由于近年來(lái)地下礦藏挖掘業(yè)自動(dòng)化程度迅速提高，工程輪胎市場(chǎng)需求量急劇增加，加之傳統(tǒng)橡膠輪胎其生產(chǎn)工藝技術(shù)要求更高，生產(chǎn)設(shè)備精度也要求更嚴(yán)格，投資巨大。

現(xiàn)有技術(shù)大多采用橡膠制作工程輪胎，工藝復(fù)雜，成本高，污染大不環(huán)保。制作的工程輪胎產(chǎn)品不耐磨，不耐油、不耐穿刺、承載力小、使用壽命短等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

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(nèi)生熱低，使用壽命長(zhǎng)，是橡膠輪胎的2-4倍，且加工成本低，無(wú)污染。具有成本低、彈性好、滾動(dòng)阻力小、生熱低等優(yōu)勢(shì)，還提供其制備方法，工藝簡(jiǎn)單成本低。

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(yīng)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。

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(gòu)，購(gòu)于青島新宇田化工有限公司，物理性能優(yōu)越，價(jià)格低，但內(nèi)生熱大；PTMG（聚四氫呋喃醚）價(jià)格高，是聚酯多元醇的3倍，但內(nèi)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。

多異氰酸酯優(yōu)選為T(mén)DI。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(yīng)基團(tuán)在苯環(huán)上所處的位置不同來(lái)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(gòu)體。T65為2,4-TDI和2,6-TDI兩種異構(gòu)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(gòu)體比例為（80±2）%和（20±2）%的混合體；T100為2,4-TDI含量大于95%的產(chǎn)品，其2,6-TDI含量甚微。多異氰酸酯優(yōu)選采用TDI?T100。

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(diǎn)為107℃，易結(jié)晶，長(zhǎng)時(shí)間加溫易變色、變質(zhì)，使用時(shí)溫度為110℃左右，這樣預(yù)聚體溫度須達(dá)到75℃左右，混合固化時(shí)反應(yīng)速度快，難操作，在較高溫度下樹(shù)脂化，有燃燒和爆炸危險(xiǎn)，且有致癌性。DADMT常溫下為液態(tài)，使用時(shí)不用加熱，易操作，且預(yù)聚體的溫度可自由控制，使得制備得到的輪胎性能優(yōu)異。

反應(yīng)控制劑為二月桂酸二丁基錫。

礦山用聚氨酯工程輪胎的制備方法包括以下步驟：

（1）半預(yù)聚體的制備：

將多元醇脫水，加入多異氰酸酯，溫度控制在70-100℃，混合反應(yīng)制得半預(yù)聚體；

（2）固化組分的制備：

將多元醇脫水，與固化劑DADMT混合，得到固化組分；

（3）工程輪胎的制備：

將半預(yù)聚體和固化組分混合，加入反應(yīng)控制劑反應(yīng)，注入模具，硫化脫模即可；

其中：步驟（1）與步驟（2）中使用的多元醇的重量比為1:0.8-1.2。

步驟（1）和步驟（2）中脫水溫度為110-120℃，時(shí)間為4小時(shí)-8小時(shí)。

多元醇分為兩部分加入，其中一部分與異氰酸酯反應(yīng)生成預(yù)聚體，另一部分和固化劑等混合，在澆注時(shí)加入。這種方法生成的預(yù)聚體中游離的NCO基團(tuán)含量較高，一般為12%到15%，故經(jīng)常把這種預(yù)聚體稱為“半預(yù)聚體”。

其特點(diǎn)是：①預(yù)聚體的組分粘度較低，可以調(diào)到與固化劑混合組分粘度相接近；②采用的是半預(yù)聚體法，就是多元醇A分開(kāi)一部分與TDI反應(yīng)，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(shí)現(xiàn)工業(yè)化。特殊工藝保證了一次加工成型整體結(jié)構(gòu)，保證了其高性能，使用壽命長(zhǎng)。整體澆注加工工藝一次成型不分離，復(fù)合結(jié)構(gòu)提高了密度。內(nèi)生熱比國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品降低了3倍。

綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）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(nèi)生熱低，使用壽命長(zhǎng)，是橡膠輪胎的2-4倍，且加工成本低，無(wú)污染。

（2）省去了龐大的生產(chǎn)設(shè)備，大大簡(jiǎn)化了加工工藝，使材料混合、成型、硫化實(shí)現(xiàn)一體化。

（3）工藝上操作方便，配方易變更改動(dòng)，工藝簡(jiǎn)單，成本低，較橡膠工藝大大節(jié)約了人力物力。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。