CN101397400B - 履带车辆负重轮纳米改性聚氨酯弹性体胎体材料及浇注工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种履带车辆负重轮纳米改性聚氨酯弹性体胎体材料。主要特征是采用聚四氨呋喃二元醇、对苯二异氰酸酯、表面改性的无机纳米粉二氧化硅或二氧化钛、环氧树脂/酚醛树脂，制成纳米改性预聚体，再与亚甲基双邻氯苯胺热交联而成纳米改性聚氨酯弹性体质体材料。胎体材料浇注到金属轮体上，形成负重轮成品。本发明的优点在于：通过改性使聚氨酯弹性体降低动态内部生热，提高负重轮胎体的耐热老化和抗水解性能，充分发挥其高强度、耐磨性好，硬度范围宽等优越性能，赋予负重轮更优良的性能。

Description

履带车辆负重轮纳米改性聚氨酯弹性体胎体材料及浇注工艺
技术领域：
本发明涉及履带车辆负重轮的胎体材料，特别是履带车辆负重轮纳米改性聚氨酯弹性体的胎体材料及浇注工艺。
背景技术：
履带车辆负重轮是在金属轮体上包覆一定厚度的橡胶，起着承载、支撑、传动、缓冲等作用，是履带车辆的重要部件。履带车辆负重轮使用条件苛刻，要求承受很高的载荷、周期性应力应变和复杂的使用环境，负重轮的性能直接影响履带车辆的机动性、速度和耐久可靠性能。履带车辆负重轮的外挂橡胶胎体必须具备优良的耐高、低温、耐天候老化、臭氧老化、耐曲挠疲劳性能和金属轮体与外挂胎体材料间优良的粘合性能。国内现有履带车辆负重轮胎体材料以天然橡胶为主，外挂橡胶胎体硬度最高只能达到邵氏90度左右，而且弹性差、耐老化性能差、使用寿命偏低，一般只能达到四千公里。
发明内容：
本发明的目的是提供一种能赋予负重轮高载及高速能力，提高履带车辆负重轮的使用寿命的纳米改性聚氨酯弹性体胎体材料及浇注工艺。
一种纳米改性聚氨酯弹性体胎体材料由下列原料配比组成，各组份原料用量重量份比为：
聚四氢呋喃二元醇                           20-30
对苯二异氰酸酯(或1，4-环已烷二异氰酸酯)    70-80
表面改性的无机纳米粉体二氧化硅或二氧化钛   2-6
环氧树脂/酚醛树脂                          3
亚甲基双邻氯苯胺                           5；
配方中所述的聚四氢呋喃二元醇，分子量为1100-2200。
一种纳米改性聚氨酯弹性体胎体材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将经有机表面改性的无机纳米粉体材料二氧化硅或二氧化钛分散在聚四氢呋喃二元醇中，同时加入环氧树脂/酚醛树脂，充分搅拌混合；
(2)将上述予分散纳米粉体和树脂的聚四氢呋喃二元醇和二异氰酸酯在真空反应斧中反应合成纳米改性预聚体。反应温度90-100℃，反应时间45分钟；
(3)最后在预聚体中加入亚甲基双邻氯苯胺，经加热交联，最终形成具备固定形状、达到使用性能指标要求的纳米改性聚氨酯弹性体胎体材料。
将纳米改性聚氨酯弹性体应用于制造履带车辆负重轮胎胎体。
使用纳米改性聚氨酯弹性体制作履带车辆负重轮的胎体，浇注工艺包括如下步骤：
按纳米改性聚氨酯弹性体胎体材料的制备方法，得到纳米改性预聚体后，将预聚体真空脱气，然后用浇注机将预聚体和交联剂按要求比例混合浇注到模具中(金属轮体经表面粘合处理后放置在模具中)。浇注完成后在平板压力硫化机上加压、加温熟化，聚氨酯固化形成胎体并与金属轮体粘合，最终形成负重轮成品。
本发明的优点在于：通过改性使聚氨酯弹性体降低动态内部生热，提高负重轮胎胎体的耐热老化和抗水解性能，充分发挥其高强度、耐磨性好、硬度范围宽等优越性能赋予负重轮良好的使用性能。
具体实施方式
通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步地了解本发明，但不是对本发明的限定。
称取聚四氢呋喃二元醇250Kg、对苯二氢呋喃二元醇750Kg、表面改性的无机纳米粉体二氧化硅或二氧化钛40Kg、环氧树脂/酚醛树脂30Kg、亚甲基双邻氯苯胺50Kg，将有机表面改性的无机纳米粉体材料二氧化硅或二氧化钛分散在聚四氢呋喃二元醇中，同时加入环氧树脂/酚醛树脂，充分搅拌混合，将予分散纳米粉体和树脂的聚四氢呋喃二元醇和二异氰酸酯在在真空反应斧中反应合成纳米改性预聚体。反应温度90-100℃，反应时间45分钟，最后在预聚体中加入亚甲基双邻氯苯胺，经加热交联，最终形成具备固定形状、达到使用性能指标要求的纳米改性聚氨酯弹性体。浇注工艺为预聚体在5mmHg真空条件下脱气30-60分钟，然后加入到浇注机A料罐，加温到80-100℃；在B料罐中加入亚甲基双邻氯苯胺，加温到110-120℃。按配比要求调节计量泵使预聚体和交联剂按要求的比例混合均匀，当排出的混合料不含气泡时即可往模具中浇注(负重轮的金属轮体已经过表面粘合处理，模具及金属轮体预热至80一110℃)。浇注完成后在平板压力硫化机上加压(5MPa)、加温(110-120℃)以完成交联反应。在脱模后负重轮在烘箱中继续加热硫化(温度在90-1I0℃)进行后处理以获得稳定的物理机械性能。

Claims (4)

1.履带车辆负重轮纳米改性聚氨酯弹性体胎体材料，其特征是：
(1)胎体材料由以下材料配比组成，各组份原料用量重量份比为：
聚四氢呋喃二元醇                            20-30
对苯二异氰酸酯或1，4-环已烷二异氰酸酯       70-80
表面改性的无机纳米粉体二氧化硅或二氧化钛    2-6
环氧树脂/酚醛树脂                           3
亚甲基双邻氯苯胺                            5；
所述的聚四氢呋喃二元醇分子量为1100-2200；
(2)胎体材料的制备工艺包括如下步骤：
将有机表面改性的无机纳米粉体材料二氧化硅或二氧化钛分散在聚四氢呋喃二元醇中，同时加入环氧树脂/酚醛树脂，充分搅拌混合，将予分散纳米粉体和树脂的聚四氢呋喃二元醇和二异氰酸酯在真空反应釜中反应合成纳米改性预聚体，反应温度90-100℃，反应时间45分钟，最后在预聚体中加入亚甲基双邻氯苯胺，经加热交联，最终形成具备固定形状的纳米改性聚氨酯弹性体材料。
2.履带车辆负重轮纳米改性聚氨酯弹性体胎体的制备工艺，其特征是：将2-6重量份的有机表面改性的无机纳米粉体材料二氧化硅或二氧化钛分散在20-30重量份的聚四氢呋喃二元醇中，同时加入3重量份的环氧树脂/酚醛树脂，充分搅拌混合，将予分散纳米粉体和树脂的聚四氢呋喃二元醇和70-80重量份的二异氰酸酯在真空反应釜中反应合成纳米改性预聚体，反应温度90-100℃，反应时间45分钟，将预聚体在5mmHg真空条件下脱气30-60分钟，然后用浇注机将预聚体和5重量份的亚甲基双邻氯苯胺混合浇注到模具中，浇注完成后在平板压力硫化机上加压5MPa、加温110-120℃硫化，聚氨酯固化形成胎体并与金属轮体粘合，最终形成负重轮成品。
3.如权利要求2所述的制备工艺，其特征是：脱气后的预聚体在浇注机A料罐中的反应温度为80-100℃，在B料罐中的亚甲基双邻氯苯胺的反应温度为110-120℃。
4.如权利要求2所述的制备工艺，其特征是：脱模后负重轮在烘箱中熟化的温度为90-110℃。 
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