[發(fā)明專利]一種丁羥型聚氨酯復(fù)合輪胎膠料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310414482.0
• 申請(qǐng)日: 2013-09-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103467975A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尤曉明;張國(guó)棟;王顯濤;延云峰;魏文祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東永泰化工有限公司
• 主分類號(hào): C08L75/14
• 分類號(hào): C08L75/14;C08L9/00;C08G18/69;C08K13/02;C08K3/22;C08K5/09
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 張建成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輪胎橡膠制備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于輪胎的丁羥聚氨酯復(fù)合膠料。本發(fā)明還涉及一種丁羥型聚氨酯復(fù)合輪胎膠料的制備方法。

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背景技術(shù)

隨著汽車(chē)工業(yè)與高速公路的飛速發(fā)展,輪胎的產(chǎn)量越來(lái)越大,輪胎技術(shù)水平越來(lái)越高。20世紀(jì)90年代以來(lái),國(guó)外大型輪胎公司競(jìng)相開(kāi)發(fā)節(jié)能、無(wú)污染、高速、安全、耐用等綜合性能優(yōu)異的高性能輪胎,這類高性能輪胎的最大特點(diǎn)是同時(shí)具有低滾動(dòng)阻力、高抗?jié)窕阅芎透吣湍バ阅?因此對(duì)輪胎材料提出了更高的要求。

聚氨酯(?PU)?彈性體具有彈性較高、耐磨性能優(yōu)異(為天然橡膠的2～10倍)以及耐油性能、耐臭氧性能和低溫性能良好等特點(diǎn)。聚氨酯（PU）彈性體的楊氏模量介于橡膠與塑料之間，具有耐磨、耐油、耐撕裂、耐化學(xué)腐蝕、粘合性好等優(yōu)異性能，因此聚氨酯彈性體的這些特點(diǎn)使其成為國(guó)內(nèi)外輪胎工業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。

CN1062692A專利技術(shù)是以端羥基聚己二酸乙二醇丙二醇酯與4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯反應(yīng)生成預(yù)聚物或半預(yù)聚物，然后再與乙二醇等擴(kuò)鏈劑反應(yīng)生成澆注型聚氨酯彈性體，將其灌注到打磨后的舊橡膠輪胎，形成聚氨酯橡膠復(fù)合輪胎；CN102643408A公開(kāi)了一種工程輪胎胎面用聚氨酯彈性體的制備方法，主要利用聚醚三元醇、1,4-丁二醇等多元醇與4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯反應(yīng)合成聚氨酯彈性體。以上專利所合成聚氨酯均為聚醚型或聚酯型聚氨酯，主鏈結(jié)構(gòu)含有醚鍵和酯鍵，因此抗水解性能和防腐性能較差，耐低溫性能和耐酸堿性能也不好。

本發(fā)明是采用丁羥型聚氨酯作為聚氨酯膠料的主要組分，這種聚氨酯彈性體拉伸強(qiáng)度高、耐磨性好、粘接強(qiáng)度高、負(fù)載量大、耐腐蝕、耐臭氧性能好。其性能優(yōu)良，可調(diào)范圍大，室溫固化，固化放熱小，基本無(wú)收縮現(xiàn)象。另外，由于其分子骨架中不含醚鍵和酯鍵，因此抗水解性能優(yōu)異，防腐性能良好，耐低溫性能和耐酸堿性能突出；CN1092783A中利用丁羥聚氨酯和聚酯型聚氨酯共混的工藝來(lái)改善膠料的力學(xué)性能，但仍然存在耐水解性及耐穩(wěn)定性較差等缺點(diǎn)，另外膠料制備工藝自動(dòng)化程度較低，產(chǎn)品產(chǎn)率較低。

本發(fā)明膠料以丁羥聚氨酯為主要原料，改善了聚醚或聚酯型聚氨酯的性能，并加入順丁橡膠，使其同時(shí)具有橡膠和聚氨酯組分，制備工藝采用一步法，減少了生產(chǎn)工序，因此多制備膠料性能均優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種力學(xué)性能優(yōu)異的丁羥型聚氨酯輪胎膠料及其生產(chǎn)方法。所述的丁羥型聚氨酯復(fù)合輪胎膠料由按重量份計(jì)的以下組份制備而成：

端羥基聚丁二烯橡膠??????60-80份；

順丁橡膠????????????????10-20份

異氰酸酯????????????????10-20份

多元醇??????????????????1-5份；

間接法氧化鋅????????????0.5-2份；

硬脂酸??????????????????2-3份。

微晶蠟4020??????????????1-2份

所述端羥基聚丁二烯橡膠要求乙烯基含量20%-80%，是采用鋰系引發(fā)劑陰離子聚合而成的，平均分子量3000-5000，分布系數(shù)Mw/Mn≤1.5；

順丁橡膠為燕山石化BR9000；

所述多元醇為乙二醇、1,4-丁二醇以及1,6-己二醇的一種或著混合物；

所述異氰酸酯選自二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯-2,4-二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯的一種或混合物。

原料配比選定后，進(jìn)行具體的生產(chǎn)工藝如下：

依次向惰性氣體置換過(guò)的不銹鋼聚合釜內(nèi)通過(guò)計(jì)量泵加入純化環(huán)己烷/四氫呋喃混合溶劑、1,4-丁二烯單體、1%摩爾比的萘鋰引發(fā)劑,聚合釜夾套溫度升至50-60℃，啟動(dòng)攪拌電機(jī)，轉(zhuǎn)速調(diào)至150-200轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)2-3h后關(guān)閉導(dǎo)熱油加熱，溫度降至20度以下時(shí)，加入2倍于引發(fā)劑摩爾數(shù)的環(huán)氧乙烷進(jìn)行羥基封端，0.5h-1h后加2倍于引發(fā)劑摩爾數(shù)的脫氣無(wú)水乙醇終止反應(yīng)。

打開(kāi)真空閥，體系溫度升至80-100℃，真空脫氣1-2h后，加入計(jì)量好的異氰酸酯，通惰性氣體反應(yīng)2.5-4h后，加多元醇，0.5-1h后降溫后出料，與順丁橡膠共混，得丁羥型聚氨酯復(fù)合膠料。

本發(fā)明多組份輪胎胎面膠及其生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）丁羥型聚氨酯復(fù)合膠料耐磨性比傳統(tǒng)橡膠膠料提高10%以上；