CN107793741B - 一种共享单车充气轮胎用的tpu材料及其制备方法 - Google Patents

一种共享单车充气轮胎用的tpu材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107793741B
CN107793741B CN201710896740.1A CN201710896740A CN107793741B CN 107793741 B CN107793741 B CN 107793741B CN 201710896740 A CN201710896740 A CN 201710896740A CN 107793741 B CN107793741 B CN 107793741B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mixing
tpu
antioxidant
parts
nano
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710896740.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107793741A (zh
Inventor
杨博
王一良
何建雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan Xionglin New Materials Technology Co Ltd
Original Assignee
Dongguan Xionglin New Materials Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongguan Xionglin New Materials Technology Co Ltd filed Critical Dongguan Xionglin New Materials Technology Co Ltd
Priority to CN201710896740.1A priority Critical patent/CN107793741B/zh
Publication of CN107793741A publication Critical patent/CN107793741A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107793741B publication Critical patent/CN107793741B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C08K2003/382—Boron-containing compounds and nitrogen
    • C08K2003/385—Binary compounds of nitrogen with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/04—Thermoplastic elastomer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供一种共享单车充气轮胎用的TPU材料及其制备方法，所述TPU材料的原料包括以下成分：TPU颗粒70‑80重量份、丁腈橡胶10‑20重量份、聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙15‑25重量份、偶联剂修饰的纳米氮化硼3‑8重量份、聚合物表面接枝的纳米SiO210‑20重量份和抗氧剂1‑5重量份；所述TPU材料在保持良好的力学强度的同时增加了材料的耐磨性，进而降低损耗，延长了共享单车轮胎的使用寿命，间接的节约了成本。

Description

一种共享单车充气轮胎用的TPU材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种共享单车充气轮胎用的TPU材料及其制备方法。
背景技术
自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型路上车辆，人骑上后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。目前由于环保以及交通的问题，自行车再度成为世界各国喜爱的交通工具。近年来出现的共享单车是一种新型的自行车租赁业务，共享单车的出现最大化的利用了公共道路通过率，又为人们的出行提供了方便。共享单车方便快捷，又低碳环保，既减少了空气污染，又在一定程度上缓解了交通拥堵现象。
共享单车在使用过程中出现了各种问题，轮胎是其中的一方面，自行车轮胎磨损较快，会缩短轮胎的使用寿命，并且共享单车长期停放于室外，恶劣的环境也会减少轮胎的使用寿命。热塑性聚氨酯(TPU)是一种新型的有机高分子合成材料，其各项性能优异，可以代替橡胶、软性聚氯乙烯材料PVC。例如其具有优异的物理性能，例如耐磨性，回弹力都好过普通聚氨酯和PVC，耐老化性好过橡胶，可以说是替代PVC和PU的最理想的材料。因此，如何制备一种性能优良的聚氨酯材料用于轮胎胎面以达到使轮胎更具耐磨性的同时保证材料的机械强度等良好综合性能，是本领域研究的重点。
发明内容
基于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种共享单车充气轮胎用的TPU材料及其制备方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种共享单车充气轮胎用的TPU材料，所述TPU材料的原料包括以下成分：
Figure BDA0001422325190000021
本发明提供的TPU材料中包括丁腈橡胶，提高了材料的耐磨性以及耐热性，本发明创造性的将纳米碳酸钙、纳米氮化硼和纳米二氧化硅配合使用，使用经过表面修饰的纳米碳酸钙、纳米氮化硼和纳米二氧化硅，可以保证无机材料与本发明所述有机材料更好地相容，也使得纳米碳酸钙、纳米氮化硼和纳米二氧化硅不易团聚，促进其进行良好的分散，聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙与TPU混合可以很好地提高材料的强度，而添加偶联剂修饰的纳米氮化硼可以提高材料的耐磨性，添加聚合物表面接枝的纳米SiO2可以提高材料的力学性能，三者配合使用，使本发明提供的TPU材料在保持良好的力学强度的同时增加了材料的耐磨性，进而降低损耗，延长了共享单车轮胎的使用寿命，间接的节约了成本。
在本发明中，所述TPU颗粒的重量份可以为70-80重量份，例如70重量份、75重量份、78重量份、80重量份等。
在本发明中，所述丁腈橡胶的重量份可以为10-20重量份，例如10重量份、12重量份、18重量份、20重量份等。
在本发明中，所述聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙的重量份可以为15-25重量份，例如15重量份、18重量份、20重量份、25重量份等。
在本发明中，所述偶联剂修饰的纳米氮化硼的重量份可以为3-8重量份，例如3重量份、5重量份、7重量份、8重量份等。
在本发明中，所述聚合物表面接枝的纳米SiO2的重量份可以为10-20重量份，例如10重量份、15重量份、18重量份、20重量份等。
在本发明中，所述抗氧剂的重量份可以为1-5重量份，例如1重量份、2重量份、4重量份、5重量份等。
优选地，所述TPU材料的原料包括以下成分：
Figure BDA0001422325190000031
在本发明中，所述聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙的粒径为10-30nm，例如10-15nm、15-20nm、20-25nm、25-30nm等。
优选地，所述偶联剂修饰的纳米氮化硼为硅烷偶联剂修饰的纳米氮化硼。
优选地，所述硅烷偶联剂为二烯基三乙氧基硅烷。
优选地，所述聚合物表面接枝的纳米SiO2为聚甲基丙烯酸甲酯表面接枝的纳米SiO2。
进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂TPP或抗氧剂TNP中的任意一种或至少两种的混合物。
另一方面，本发明提供了如上所述的共享单车充气轮胎用的TPU材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2混合均匀；
(2)将TPU颗粒和丁腈橡胶混炼均匀；
(3)将步骤(1)得到的混合物和抗氧剂加入步骤(2)混炼后的物料中继续混炼，挤出，得到所述共享单车充气轮胎用的TPU材料。
优选地，步骤(1)所述混合在100-200转/分(例如100转/分、120转/分、180转/分、200转/分等)的搅拌速度下进行。
优选地，步骤(2)所述混炼的温度为90-100℃，例如90℃、92℃、98℃、100℃等。
优选地，步骤(2)所述混炼时转速为60-80转/分，例如60转/分、65转/分、75转/分、80转/分等。
优选地，步骤(2)所述混炼的时间为0.5-2小时，例如0.5小时、1小时、1.5小时、2小时等。
在本发明中，步骤(3)所述混炼的温度为110-140℃，例如110℃、120℃、125℃、130℃、137℃、140℃等。
优选地，步骤(3)所述混炼时转速为50-60转/分，例如50转/分、52转/分、54转/分、55转/分、58转/分、60转/分等。
优选地，步骤(3)所述混炼的时间为1-3小时，例如1小时、1.5小时、2小时、3小时等。
进一步地，所述方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2在100-200转/分的搅拌速度下混合均匀；
(2)将TPU颗粒和丁腈橡胶在90-100℃下混炼均匀，混炼时转速为60-80转/分，混炼的时间为0.5-2小时；
(3)将步骤(1)得到的混合物和抗氧剂加入步骤(2)混炼后的物料中继续混炼，混炼的温度为110-140℃，混炼时转速为50-60转/分，混炼的时间为1-3小时，而后挤出，得到所述共享单车充气轮胎用的TPU材料。
本发明提供的制备方法简单易行，利用本发明提供的制备方法得到的共享单车充气轮胎用的TPU材料耐磨性好，机械强度高。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明所述的TPU材料中包括聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2，三者配合使用，协同增效，聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙与TPU混合可以很好地提高材料的强度，偶联剂修饰的纳米氮化硼可以提高材料的耐磨性，聚合物表面接枝的纳米SiO2可以增强材料的力学强度；纳米碳酸钙、纳米氮化硼和纳米二氧化硅均用聚合物修饰，这样可以更加均匀地分散在TPU基体中，减少纳米颗粒的团聚，避免影响材料的整体性能。三种纳米颗粒分散均匀，共同作用，使本发明提供的TPU材料的拉伸强度达到67-71MPa，断裂伸长率达到862％-901％，耐磨性良好，由其制备得到的轮胎胎面硬度为76-85HA，胎面磨耗量低于0.44cm3。由数据可以看出，本发明提供的TPU材料在提高了力学强度的同时增加了材料的耐磨性，进而降低损耗，延长了共享单车轮胎的使用寿命，间接的节约了成本，本发明提供的制备方法简单易行。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
在本实施例中，由以下原料成分来制备共享单车充气轮胎用的TPU材料：
Figure BDA0001422325190000061
其中，聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙粒径为25-30nm，偶联剂修饰的纳米氮化硼为二烯基三乙氧基硅烷修饰的纳米氮化硼，聚合物表面接枝的纳米SiO2为聚甲基丙烯酸甲酯表面接枝的纳米SiO2，抗氧剂为抗氧剂1010。
制备方法如下：
(1)将聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2在100转/分的搅拌速度下混合均匀；
(2)将TPU颗粒和丁腈橡胶在100℃下混炼均匀，混炼时转速为60转/分，混炼的时间为0.5小时；
(3)将步骤(1)得到的混合物和抗氧剂加入步骤(2)混炼后的物料中继续混炼，混炼的温度为110℃，混炼时转速为60转/分，混炼的时间为3小时，而后挤出，得到所述共享单车充气轮胎用的TPU材料。
实施例2
在本实施例中，由以下原料成分来制备共享单车充气轮胎用的TPU材料：
Figure BDA0001422325190000071
其中，聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙粒径为10-15nm，偶联剂修饰的纳米氮化硼为二烯基三乙氧基硅烷修饰的纳米氮化硼，聚合物表面接枝的纳米SiO2为聚甲基丙烯酸甲酯表面接枝的纳米SiO2，抗氧剂为抗氧剂1076。
制备方法如下：
(1)将聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2在200转/分的搅拌速度下混合均匀；
(2)将TPU颗粒和丁腈橡胶在90℃下混炼均匀，混炼时转速为80转/分，混炼的时间为2小时；
(3)将步骤(1)得到的混合物和抗氧剂加入步骤(2)混炼后的物料中继续混炼，混炼的温度为140℃，混炼时转速为50转/分，混炼的时间为1小时，而后挤出，得到所述共享单车充气轮胎用的TPU材料。
实施例3
在本实施例中，由以下原料成分来制备共享单车充气轮胎用的TPU材料：
Figure BDA0001422325190000072
Figure BDA0001422325190000081
其中，聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙粒径为20-25nm，偶联剂修饰的纳米氮化硼为二烯基三乙氧基硅烷修饰的纳米氮化硼，聚合物表面接枝的纳米SiO2为聚甲基丙烯酸甲酯表面接枝的纳米SiO2，抗氧剂为抗氧剂264。
制备方法如下：
(1)将聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2在150转/分的搅拌速度下混合均匀；
(2)将TPU颗粒和丁腈橡胶在95℃下混炼均匀，混炼时转速为70转/分，混炼的时间为1小时；
(3)将步骤(1)得到的混合物和抗氧剂加入步骤(2)混炼后的物料中继续混炼，混炼的温度为125℃，混炼时转速为55转/分，混炼的时间为2小时，而后挤出，得到所述共享单车充气轮胎用的TPU材料。
实施例4
在本实施例中，由以下原料成分来制备共享单车充气轮胎用的TPU材料：
Figure BDA0001422325190000082
其中，聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙粒径为15-20nm，偶联剂修饰的纳米氮化硼为二烯基三乙氧基硅烷修饰的纳米氮化硼，聚合物表面接枝的纳米SiO2为聚甲基丙烯酸甲酯表面接枝的纳米SiO2，抗氧剂为抗氧剂TPP。
制备方法如下：
(1)将聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2在120转/分的搅拌速度下混合均匀；
(2)将TPU颗粒和丁腈橡胶在92℃下混炼均匀，混炼时转速为75转/分，混炼的时间为1.5小时；
(3)将步骤(1)得到的混合物和抗氧剂加入步骤(2)混炼后的物料中继续混炼，混炼的温度为120℃，混炼时转速为55转/分，混炼的时间为2.5小时，而后挤出，得到所述共享单车充气轮胎用的TPU材料。
实施例5
在本实施例中，由以下原料成分来制备共享单车充气轮胎用的TPU材料：
Figure BDA0001422325190000091
其中，聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙粒径为25-30nm，偶联剂修饰的纳米氮化硼为二烯基三乙氧基硅烷修饰的纳米氮化硼，聚合物表面接枝的纳米SiO2为聚甲基丙烯酸甲酯表面接枝的纳米SiO2，抗氧剂为抗氧剂TNP。
制备方法如下：
(1)将聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2在180转/分的搅拌速度下混合均匀；
(2)将TPU颗粒和丁腈橡胶在98℃下混炼均匀，混炼时转速为65转/分，混炼的时间为1小时；
(3)将步骤(1)得到的混合物和抗氧剂加入步骤(2)混炼后的物料中继续混炼，混炼的温度为130℃，混炼时转速为60转/分，混炼的时间为1.5小时，而后挤出，得到所述共享单车充气轮胎用的TPU材料。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中不包括丁腈橡胶，其余原料和原料用量以及制备方法和条件均与实施例1相同。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中丁腈橡胶的添加量为5重量份，其余原料和原料用量以及制备方法和条件均与实施例1相同。
对比例3
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中丁腈橡胶的添加量为30重量份，其余原料和原料用量以及制备方法和条件均与实施例1相同。
对比例4
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中不包括聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2，除此之外，其余原料与原料用量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例5
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中不包括聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙，而偶联剂修饰的纳米氮化硼与聚合物表面接枝的纳米SiO2的添加量为聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2的添加量之和，按比例分配，即偶联剂修饰的纳米氮化硼的添加量为7重量份，聚合物表面接枝的纳米SiO2的添加量为24重量份。除此之外，其余原料与原料用量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例6
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中不包括偶联剂修饰的纳米氮化硼，而聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙与聚合物表面接枝的纳米SiO2的添加量为聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2的添加量之和，按比例分配，即聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙的添加量为20重量份，聚合物表面接枝的纳米SiO2的添加量为11重量份。除此之外，其余原料与原料用量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例7
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中不包括聚合物表面接枝的纳米SiO2，而聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙与偶联剂修饰的纳米氮化硼的添加量为聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2的添加量之和，按比例分配，即聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙的添加量为26.5重量份，偶联剂修饰的纳米氮化硼的添加量为4.5重量份。除此之外，其余原料与原料用量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例8
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中不包括聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙和偶联剂修饰的纳米氮化硼，而聚合物表面接枝的纳米SiO2的添加量为聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2的添加量之和，即聚合物表面接枝的纳米SiO2的添加量为31重量份。除此之外，其余原料与原料用量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例9
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中不包括聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙和聚合物表面接枝的纳米SiO2，而偶联剂修饰的纳米氮化硼的添加量为聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2的添加量之和，即偶联剂修饰的纳米氮化硼的添加量为31重量份。除此之外，其余原料与原料用量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例10
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中不包括偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2，而聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙的添加量为聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2的添加量之和，即聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙的添加量为31重量份。除此之外，其余原料与原料用量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例11
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙的添加量为8重量份，其余原料和原料用量以及制备方法和条件均与实施例1相同。
对比例12
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙的添加量为30重量份，其余原料和原料用量以及制备方法和条件均与实施例1相同。
对比例13
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中偶联剂修饰的纳米氮化硼的添加量为0.1重量份，其余原料和原料用量以及制备方法和条件均与实施例1相同。
对比例14
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中偶联剂修饰的纳米氮化硼的添加量为15重量份，其余原料和原料用量以及制备方法和条件均与实施例1相同。
对比例15
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中聚合物表面接枝的纳米SiO2的添加量为3重量份，其余原料和原料用量以及制备方法和条件均与实施例1相同。
对比例16
与实施例1的区别仅在于，TPU材料的原料中聚合物表面接枝的纳米SiO2的添加量为30重量份，其余原料和原料用量以及制备方法和条件均与实施例1相同。
对实施例1-5以及对比例1-16制备得到的TPU材料进行拉伸强度、断裂伸长率和硬度的测试，结果如表1所示；将实施例1-5以及对比例1-16制备得到的TPU材料制备成自行车外胎样式，对其胎面磨耗量进行测试(对各试样保持相同的测试条件)，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0001422325190000131
Figure BDA0001422325190000141
由表1可知本发明制备得到的共享单车充气轮胎用的TPU材料的拉伸强度达到67-71MPa，断裂伸长率达到862％-901％，耐磨性良好，由其制备得到的轮胎胎面硬度为76-85HA，胎面磨耗量低于0.44cm3。
由实施例1与对比例1-3可知，丁腈橡胶可以在一定程度上增加材料的耐磨性；由实施例1与对比例4可知，在本发明所述的TPU材料中添加聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2起到了增加材料强度以及耐磨性的作用，虽然由于添加了纳米粒子使TPU得断裂伸长率有所下降，从924％下降到862％，但是862％的断裂伸长率足够满足自行车轮胎的应用。由实施例1与对比例5-16可知，在缺少聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼或聚合物表面接枝的纳米SiO2中的任意一种或两种时，或者聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼或聚合物表面接枝的纳米SiO2中的任意一种的含量不在本发明技术方案之内时，虽然某一方面的性能可能有所上升，但是并不能使得整体性能得到更好的提升，而本发明提供的共享单车充气轮胎用的TPU材料中可以协调各方面的性能，使整体性能达到最佳。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的共享单车充气轮胎用的TPU材料及其制备方法，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种TPU材料在用于共享单车充气轮胎中的用途，其特征在于，所述TPU材料的原料包括以下成分：
Figure FDA0002678502500000011
所述聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙的粒径为10-30nm；所述偶联剂修饰的纳米氮化硼为硅烷偶联剂修饰的纳米氮化硼；所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷；所述聚合物表面接枝的纳米SiO2为聚甲基丙烯酸甲酯表面接枝的纳米SiO2；
所述TPU材料的拉伸强度为67-71MPa，断裂伸长率为862％-901％，由所述TPU材料制备得到的轮胎胎面硬度为76-85HA，胎面磨耗量低于0.44cm3
所述TPU材料采用如下方法进行制备，所述方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2混合均匀；
(2)将TPU颗粒和丁腈橡胶混炼均匀；
(3)将步骤(1)得到的混合物和抗氧剂加入步骤(2)混炼后的物料中继续混炼，挤出，得到共享单车充气轮胎用的TPU材料。
2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂TPP或抗氧剂TNP中的任意一种或至少两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(1)所述混合在100-200转/分的搅拌速度下进行。
4.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(2)所述混炼的温度为90-100℃。
5.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(2)所述混炼时转速为60-80转/分。
6.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(2)所述混炼的时间为0.5-2小时。
7.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(3)所述混炼的温度为110-140℃。
8.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(3)所述混炼时转速为50-60转/分。
9.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(3)所述混炼的时间为1-3小时。
10.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述TPU材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯醇修饰的纳米碳酸钙、偶联剂修饰的纳米氮化硼和聚合物表面接枝的纳米SiO2在100-200转/分的搅拌速度下混合均匀；
(2)将TPU颗粒和丁腈橡胶在90-100℃下混炼均匀，混炼时转速为60-80转/分，混炼的时间为0.5-2小时；
(3)将步骤(1)得到的混合物和抗氧剂加入步骤(2)混炼后的物料中继续混炼，混炼的温度为110-140℃，混炼时转速为50-60转/分，混炼的时间为1-3小时，而后挤出，得到共享单车充气轮胎用的TPU材料。
CN201710896740.1A 2017-09-28 2017-09-28 一种共享单车充气轮胎用的tpu材料及其制备方法 Active CN107793741B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710896740.1A CN107793741B (zh) 2017-09-28 2017-09-28 一种共享单车充气轮胎用的tpu材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710896740.1A CN107793741B (zh) 2017-09-28 2017-09-28 一种共享单车充气轮胎用的tpu材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107793741A CN107793741A (zh) 2018-03-13
CN107793741B true CN107793741B (zh) 2021-02-12

Family

ID=61533775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710896740.1A Active CN107793741B (zh) 2017-09-28 2017-09-28 一种共享单车充气轮胎用的tpu材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107793741B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111155328B (zh) * 2020-01-14 2023-03-17 广东远华新材料股份有限公司 一种改性tpu人造革及其制备方法
CN114559727A (zh) * 2022-01-05 2022-05-31 武汉市天将技术有限公司 一种用于空投水囊的复合材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105555554A (zh) * 2013-09-24 2016-05-04 横滨橡胶株式会社 充气轮胎及其制造方法
CN106349685A (zh) * 2016-08-26 2017-01-25 宁波市青湖弹性体科技有限公司 一种高耐油的充电桩无卤阻燃tpu线缆料及其制备方法
CN106366635A (zh) * 2016-08-31 2017-02-01 苏州亨利通信材料有限公司 一种易加工无卤阻燃tpu弹性体及其制备方法
CN106751728A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 太仓冠联高分子材料有限公司 一种汽车保险杠用组合物

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105555554A (zh) * 2013-09-24 2016-05-04 横滨橡胶株式会社 充气轮胎及其制造方法
CN106349685A (zh) * 2016-08-26 2017-01-25 宁波市青湖弹性体科技有限公司 一种高耐油的充电桩无卤阻燃tpu线缆料及其制备方法
CN106366635A (zh) * 2016-08-31 2017-02-01 苏州亨利通信材料有限公司 一种易加工无卤阻燃tpu弹性体及其制备方法
CN106751728A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 太仓冠联高分子材料有限公司 一种汽车保险杠用组合物

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
纳米 SiO2表面接枝甲基丙烯酸甲酯的研究;罗颖等;《广东化工》;20100531;第37卷(第5期);第55-57页 *
表面修饰碳酸钙纳米粉的制备及表征;李良超等;《矿冶》;20150630;第14卷(第2期);第47-50页 *
高导热性聚氨酯-氮化硼纳米复合密封材料;John V.Costa等;《橡塑资源利用》;20160630(第3期);第1-8页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107793741A (zh) 2018-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106046459B (zh) 一种抗湿滑的雪地胎胎面胶及其制备方法
CN105860133B (zh) 碳管母料及其在轮胎胎面的应用
CN106279797B (zh) 一种低滚动阻力轮胎胎面橡胶组合物及其制造的轮胎
CN103224656A (zh) 一种氧化石墨烯/炭黑橡胶纳米复合材料及其制备方法
CN110372929B (zh) 一种高抓地力、高操控性能的赛车胎胎面橡胶组合物
WO2016199555A1 (ja) 空気入りタイヤ及び２輪自動車用タイヤ
CN105218902A (zh) 高性能轮胎用橡胶组合物及其生产工艺
JP5634913B2 (ja) ゴム組成物、その製造方法、及び空気入りタイヤ
CN103159998A (zh) 一种高抗湿滑轮胎胎面材料及其制备方法
JP6071980B2 (ja) 加硫ゴム組成物の製造方法、加硫ゴム組成物およびそれを用いたスタッドレスタイヤ
CN102382338A (zh) 异戊橡胶共混物及其制备方法
CN107793741B (zh) 一种共享单车充气轮胎用的tpu材料及其制备方法
CN102634077A (zh) 轮胎胎面橡胶组合物及制备方法
CN102634078A (zh) 轮胎胎肩垫橡胶组合物及制备方法
CN102718993B (zh) 轮胎三角胶用橡胶纳米复合材料及其制备方法
CN114921002B (zh) 一种带有硬质片层结构金属盐的冬季轮胎胎面胶及其混炼方法和轮胎
CN107739455A (zh) 一种高里程全钢胎面胶料及制备方法
CN114133641A (zh) 一种新能源车用胎面胶复合材料及其制备方法和应用
CN113736155B (zh) 抗湿滑橡胶组合物、其混炼方法和应用
CN103374154B (zh) 低滚动阻力轮胎
CN105885123A (zh) 用于越野乘用轮胎胎侧的高性能橡胶组合物
CN105924704A (zh) 一种高性能石墨烯轮胎
KR101571666B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물
CN105524305A (zh) 一种工程轮胎胎面胶
CN103193994A (zh) 一种橡胶生产方法、橡胶和轮胎

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant