CN106832198A - 一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚氨酯轮胎制造技术，具体是指一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其制备方法为：将一定量的聚醚二元醇投入反应釜中，加热并抽真空后，加入一定量的异佛尔酮二异氰酸酯以及催化剂，升温反应后制得聚氨酯预聚体；将预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机中，加热并抽真空，加入1,6‑己二胺扩链剂，反应一段时间后，加入一定量的功能添加剂，在轮胎模具中浇注，浇注完后保温，热处理后即制得成品。本发明提高了聚氨酯分子链中的软段含量，在冷库的温度下不易硬化，提高了防滑效果，胎体结实耐用，不会产生早期破坏，使用寿命长;不污染环境，适合在环境整洁度要求高的场合使用，成型工艺简单，易于实现工业化生产。

Description

一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯轮胎制造技术，具体是指一种适合冷库工业车辆使用的防滑型聚氨酯实心轮胎及其制造方法。
背景技术
随着工业车辆和其它各种特殊用途车辆对轮胎性能要求的不断提高，传统的充气轮胎在某些场合已不能满足使用要求。橡胶实心轮胎的出现，在某些方面可以满足特殊条件对轮胎的特殊要求，实心轮胎是各种工业车辆所使用的传统充气轮胎的换代产品，广泛应用于矿山、工厂、港口、仓库等速度慢负荷高的场合，目前实心轮胎多为橡胶胎。由于这些场合的路面条件比较苛刻，路面不平整，橡胶实心胎容易产生花纹掉块和脱层现象。同时由于负载大，橡胶胎体内部生热高，胎体易因内部温度高而爆裂。这些都会造成轮胎的早期损坏而影响其使用寿命。另一方面，橡胶实心胎，为了得到较好的性能，大量使用碳黑补强，这样轮胎在行驶中会在路面形成黑痕而污染环境，在一些如印刷、造纸、食品、仓库等环境整洁度要求高的场合不宜使用。另外，其结构和成型工艺复杂，原材料消耗大、质量大、能耗多、在一定程度上制约了它的发展。
聚氨酯是一种综合性能优异的材料，不用添加任何助剂或补强材料就能得到独特的综合性能:强度高、耐磨性好、高抗撕、耐刺扎。中国专利CN 01225667.6号实用新型专利公布了一种环保型聚氨酯实心轮胎，它是将环氧树脂、硅橡胶或废旧橡胶作为实心轮胎轮芯，在外面包裹一层聚氨酯而成。实心轮胎的特点是内生热大，上述材料制成的轮芯导热和散热性能差，在较高负荷条件下胎体温升大，同样易导致轮胎早期损坏，因此，该结构的聚氨酯实心轮胎应用效果不好。中国专利CN 100400314C聚氨酯轮胎单层结构或双层结构外层用的聚氨酯为低聚物多元醇-二苯基甲烷二异氰酸酯/甲苯二异氰酸酯体系；双层结构内层用的聚氨酯为低聚物多元醇-3, 3-二甲基-4, 4-联苯二异氰酸酯体系聚氨酯。该发明虽然胎体结实耐用，不会产生早期破坏，使用寿命长、不污染环境，但该制备聚氨酯的单体中刚性基团较多，使得聚氨酯分子链过于僵硬，直接导致胎体发硬，削弱了其在低温环境中轮胎的防滑性。
本发明所制备的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎，通过改变反应单体自身结构，增加了聚氨酯分子链中的软段含量，所制备的实心轮胎在冷库的温度下不易硬化，提高了防滑效果，胎体结实耐用，不会产生早期破坏，使用寿命长；不污染环境，适合在环境整洁度要求高的场合使用，成型工艺简单，易于实现工业化生产。
发明内容
一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其制备方法如下：将一定量的聚醚二元醇投入反应釜中，加热并抽真空后，加入一定量的异佛尔酮二异氰酸酯以及催化剂，升温反应后制得聚氨酯预聚体；将预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机中，加热并抽真空，加入1,6-己二胺扩链剂，反应一段时间后，加入一定量的功能添加剂，在轮胎模具中浇注，浇注完后保温，热处理后即制得成品。
所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述催化剂为三亚乙基二胺、二月桂酸二丁基锡及四乙烯基三胺中的一种或多种。
所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述功能添加剂为阻燃剂、抗氧剂的一种或多种。
所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述的阻燃剂为十溴联苯醚。
所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述的抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述聚醚二元醇的用量为100重量份。
所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述异佛尔酮二异氰酸酯的用量为20~40重量份。
所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述扩链剂1,6-己二胺的用量为10~15重量份。
所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述催化剂的用量为1~2重量份。
所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述功能添加剂为阻燃剂用量为5~10重量份。
有益效果：
1、本发明所制备的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎，通过改变反应单体自身结构，增加了聚氨酯分子链中的软段含量，所制备的实心轮胎在冷库的温度下不易硬化，提高了防滑效果；2、该聚氨酯实心轮胎具有强度高、弹性好、耐磨性好、高抗撕、耐刺扎等优点，使用中不会出现掉块、脱层现象；
3、聚氨酯实心轮胎制造过程中不添加任何补强材料，特别是不需要使用碳黑，制品中不含挥发成分，因此不污染环境，适合在环境整洁度要求高的场合使用；
4、设备投入少，成型工艺简单，易于实现工业化生产。
附图说明
图1为防滑功能聚氨酯实心轮胎装配图纵切面；
图2为防滑功能聚氨酯实心轮胎装配图横切面。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
实施例1：
步骤一: 聚氨酯预聚体体系的制备
将100重量份的聚醚二元醇投入反应釜中，加热到120℃后，并抽真空至余压小于500Pa，脱除水分2小时，降温至65℃后，投入然后加入20重量份的异佛尔酮二异氰酸酯以及1重量份催化剂，逐步升温至80℃，反应2小时后制得聚氨酯预聚体
步骤二:实心轮胎的制备
将步骤一制备的聚氨酯预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机罐中，加热至85℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡数分钟后备用，将10重量份扩链剂1,6-己二胺放入罐中，搅拌混合，反应5小时后，加入5重量份十溴联苯醚及0.5重量份三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，在50℃下保温2小时，开动浇注机进行浇注，聚氨酯厚度为75mm，浇注完后保温110℃，60分钟后出模，将己脱模的轮胎放入110℃烘箱或烘道中后处理16小时，即制得成品。其结构如图1，2所示，由聚氨酯3和金属轮辆1组成，金属轮辆1起支撑和传递力作用，聚氨酯3直接粘接在金属轮辆1上并直接与地面接触，提供轮胎的抓着性和磨耗性能，实心轮胎通过螺丝孔4装配到车辆上，在冷库中进行摩擦磨损测试，其阿克隆磨耗量为0.01cm3/1.61km。
实施例2：
步骤一: 聚氨酯预聚体体系的制备
将100重量份的聚醚二元醇投入反应釜中，加热到120℃后，并抽真空至余压小于500Pa，脱除水分2小时，降温至65℃后，投入然后加入40重量份的异佛尔酮二异氰酸酯以及2重量份催化剂，逐步升温至80℃，反应2小时后制得聚氨酯预聚体
步骤二:实心轮胎的制备
将步骤一制备的聚氨酯预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机罐中，加热至85℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡数分钟后备用，将15重量份扩链剂1,6-己二胺放入罐中，搅拌混合，反应5小时后，加入5重量份十溴联苯醚及0.5重量份三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，在50℃下保温2小时，开动浇注机进行浇注，聚氨酯厚度为75mm，浇注完后保温110℃，60分钟后出模，将己脱模的轮胎放入110℃烘箱或烘道中后处理16小时，即制得成品。其结构如图1，2所示，由聚氨酯3和金属轮辆1组成，金属轮辆1起支撑和传递力作用，聚氨酯3直接粘接在金属轮辆1上并直接与地面接触，提供轮胎的抓着性和磨耗性能，实心轮胎通过螺丝孔4装配到车辆上，在冷库中进行摩擦磨损测试，其阿克隆磨耗量为0.0084cm3/1.61km。
实施例3：
步骤一: 聚氨酯预聚体体系的制备
将100重量份的聚醚二元醇投入反应釜中，加热到120℃后，并抽真空至余压小于500Pa，脱除水分2小时，降温至65℃后，投入然后加入20重量份的异佛尔酮二异氰酸酯以及2重量份催化剂，逐步升温至80℃，反应2小时后制得聚氨酯预聚体
步骤二:实心轮胎的制备
将步骤一制备的聚氨酯预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机罐中，加热至85℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡数分钟后备用，将10重量份扩链剂1,6-己二胺放入罐中，搅拌混合，反应5小时后，加入5重量份十溴联苯醚及0.5重量份三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，在50℃下保温2小时，开动浇注机进行浇注，聚氨酯厚度为75mm，浇注完后保温110℃，60分钟后出模，将己脱模的轮胎放入110℃烘箱或烘道中后处理16小时，即制得成品。其结构如图1，2所示，由聚氨酯3和金属轮辆1组成，金属轮辆1起支撑和传递力作用，聚氨酯3直接粘接在金属轮辆1上并直接与地面接触，提供轮胎的抓着性和磨耗性能，实心轮胎通过螺丝孔4装配到车辆上，在冷库中进行摩擦磨损测试，其阿克隆磨耗量为0.0092cm3/1.61km。
实施例4：
步骤一: 聚氨酯预聚体体系的制备
将100重量份的聚醚二元醇投入反应釜中，加热到120℃后，并抽真空至余压小于500Pa，脱除水分2小时，降温至65℃后，投入然后加入40重量份的异佛尔酮二异氰酸酯以及1重量份催化剂，逐步升温至80℃，反应2小时后制得聚氨酯预聚体
步骤二:实心轮胎的制备
将步骤一制备的聚氨酯预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机罐中，加热至85℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡数分钟后备用，将10重量份扩链剂1,6-己二胺放入罐中，搅拌混合，反应5小时后，加入10重量份十溴联苯醚及1重量份三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，在50℃下保温2小时，开动浇注机进行浇注，聚氨酯厚度为75mm，浇注完后保温110℃，60分钟后出模，将己脱模的轮胎放入110℃烘箱或烘道中后处理16小时，即制得成品。其结构如图1，2所示，由聚氨酯3和金属轮辆1组成，金属轮辆1起支撑和传递力作用，聚氨酯3直接粘接在金属轮辆1上并直接与地面接触，提供轮胎的抓着性和磨耗性能，实心轮胎通过螺丝孔4装配到车辆上，在冷库中进行摩擦磨损测试，其阿克隆磨耗量为0.012cm3/1.61km。
对比例5：
中国专利CN 203580518 U公开了一种用于低速重载车辆的聚氨酯实心轮胎，包括撕裂强度为90~100kN/m,阿克隆磨耗量为0. 01~0.025cm3/1.61km、邵氏硬度为85~93A的复合聚氨酯弹性体外胎和邵氏硬度为50~55A的微孔聚氨酯弹性体内胎，内胎和外胎通过模具一次成型实现外胎对内胎的完全包裹，从而达到内外胎的一体化。

Claims (10)

1.一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其制备方法如下：将一定量的聚醚二元醇投入反应釜中，加热并抽真空后，加入一定量的异佛尔酮二异氰酸酯以及催化剂，升温反应后制得聚氨酯预聚体；将预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机中，加热并抽真空，加入1,6-己二胺扩链剂，反应一段时间后，加入一定量的功能添加剂，在轮胎模具中浇注，浇注完后保温，热处理后即制得成品。
2.根据权利要求书1所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述催化剂为三亚乙基二胺、二月桂酸二丁基锡及四乙烯基三胺中的一种或多种。
3.根据权利要求书1所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述功能添加剂为阻燃剂、抗氧剂的一种或多种。
4.根据权利要求书3所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述的阻燃剂为十溴联苯醚。
5.根据权利要求书3所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述的抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
6.根据权利要求书1所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述聚醚二元醇的用量为100重量份。
7.根据权利要求书1所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述异佛尔酮二异氰酸酯的用量为20~40重量份。
8.根据权利要求书1所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述扩链剂1,6-己二胺的用量为10~15重量份。
9.根据权利要求书1所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述催化剂的用量为1~2重量份。
10.根据权利要求书1所述的一种冷库防滑聚氨酯实心轮胎的制备方法，其特征在于所述功能添加剂为阻燃剂用量为5~10重量份。
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