CN110872373B - 一种聚氨酯增粘剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种聚氨酯增粘剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯增粘剂及其制备方法与应用。所述方法包括：S1.将聚四氢呋喃醚多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯混合，之后于80℃反应3～4h；S2.将步骤S1所获反应混合物降温至35℃，之后加入封端剂和催化剂继续反应2h，获得聚氨酯增粘剂。本发明提供的聚氨酯增粘剂具有无毒、无污染、易加工的优点，并且对子午线轮胎的增粘效果显著，抽出力高达2890N。

Description

一种聚氨酯增粘剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于粘结材料技术领域，具体涉及一种聚氨酯增粘剂及其制备方法与应用。
背景技术
近年来，随着汽车制造业的发展，汽车的质量有了很大提高，因而对轮胎的性能也有了更高的要求。传统的斜交轮胎已经不能满足当前汽车行业的发展，正逐步被性能优越的子午线轮胎所代替。骨架材料与轮胎的粘合质量是保证子午线轮胎使用性能的关键。
子午线轮胎的钢丝帘线与橡胶之间具有良好的初始粘合强度，但这并不能保证轮胎的使用性能与使用寿命，还要求在老化和腐蚀发生后橡胶与钢丝仍具有较高的粘合力保持率。实践发现在橡胶中加入增粘剂，可极大改善橡胶与钢丝帘线间的粘合性能。但目前广泛使用的间苯二酚增粘剂在高温下容易升华，污染环境，影响操作工人身体健康。开发无毒、无污染的增粘剂成为子午线轮胎生产中急需解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种聚氨酯增粘剂及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种聚氨酯增粘剂的制备方法，其包括：
S1.将聚四氢呋喃醚多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯混合，之后于80℃反应3～4h；
S2.将步骤S1所获反应混合物降温至35℃，之后加入封端剂和催化剂继续反应2h，获得聚氨酯增粘剂。
本发明实施例还提供了一种由前述方法制备的聚氨酯增粘剂。
本发明实施例还提供了前述聚氨酯增粘剂或前述方法制备的聚氨酯增粘剂于子午线轮胎中增粘的用途。
与现有技术相比，本发明提供的聚氨酯增粘剂具有无毒、无污染、易加工的优点，并且对子午线轮胎的增粘效果显著，抽出力高达2890N。
具体实施方式
鉴于现有技术的缺陷，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的一个方面提供了一种聚氨酯增粘剂的制备方法，其包括：
S1.将聚四氢呋喃醚多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯于反应釜中混合，之后于80℃反应3～4h；
S2.将步骤S1所获反应混合物降温至35℃，之后加入封端剂和催化剂继续反应2h，获得聚氨酯增粘剂。
在一些实施方案中，反应前将聚四氢呋喃醚多元醇于120℃、0.1MPa下干燥2.5h。
进一步的，步骤S1具体包括：将聚四氢呋喃醚多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯在反应釜中混合，之后将反应釜升温至80℃，继续机械搅拌反应4h。
进一步的，所述封端剂包括N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷，且不限于此。
进一步的，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡，且不限于此。
进一步的，所述聚四氢呋喃醚多元醇的分子量为1000g/mol或2000g/mol。
进一步的，所述聚四氢呋喃醚多元醇与二苯甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1:2。
进一步的，所述封端剂与二苯甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1.05:2。
进一步的，所述催化剂与二苯甲烷二异氰酸酯的摩尔比为0.005:2。
本发明实施例的一个方面还提供了一种由前述方法制备的聚氨酯增粘剂。
本发明实施例的一个方面还提供了前述聚氨酯增粘剂或前述方法制备的聚氨酯增粘剂于子午线轮胎中增粘的用途。
下面结合若干优选实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明，本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
将1.0mol分子量为1000g/mol的聚四氢呋喃醚多元醇于120℃、0.1MPa下烘干2.5h，然后于80℃的反应釜内与2.0mol的二苯甲烷二异氰酸酯混合，恒温80℃机械搅拌反应3h，之后将反应釜降温至35℃，加入1.05mol的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷和0.005mol二月桂酸二丁基锡，恒温35℃机械搅拌反应2h，获得聚氨酯增粘剂1。
实施例2
将1.0mol分子量为2000g/mol的聚四氢呋喃醚多元醇于120℃、0.1MPa下烘干2.5h，然后于80℃的反应釜内与2.0mol的二苯甲烷二异氰酸酯混合，恒温80℃机械搅拌反应4h，之后将反应釜降温至35℃，加入1.05mol的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷和0.005mol二月桂酸二丁基锡，恒温35℃机械搅拌反应2h，获得聚氨酯增粘剂2。
性能测试：
将实施例制备的聚氨酯增粘剂添加到轮胎配方中，具体如下：
表1样品1#、2#、3#轮胎配方
Figure BDA0002295197820000041
采用两段混炼法炼胶：将停放后的终炼胶片沿垂直于压延方向剪成65mm×12mm的胶片，将胶片放入模型中，并将准备好的钢丝帘线放在胶片上和沟槽里，再把另一块胶片放到钢丝帘线上并压实，送入平板硫化机中进行硫化，硫化温度150℃，硫化时间30min，得到样品、2#、3#。
抽出力按ASTM D 2229-2002测试，测试结果如表2所示：
表2样品1#、2#、3#的抽出力测试结果
配方号 1# 2# 3#
抽出力(N) 1430 2790 2890
从表2结果可以看出，使用本发明实施例1和实施例2中的聚氨酯增粘剂，样品中钢丝的抽出力远远高于目前使用的间苯二酚增粘剂，说明本发明制备的增粘剂的增粘效果显著。
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。
在本发明案中标题及章节的使用不意味着限制本发明；每一章节可应用于本发明的任何方面、实施例或特征。
在本发明案通篇中，在将组合物描述为具有、包含或包括特定组份之处或者在将过程描述为具有、包含或包括特定过程步骤之处，预期本发明教示的组合物也基本上由所叙述组份组成或由所叙述组份组成，且本发明教示的过程也基本上由所叙述过程步骤组成或由所叙述过程步骤组组成。
应理解，各步骤的次序或执行特定动作的次序并非十分重要，只要本发明教示保持可操作即可。此外，可同时进行两个或两个以上步骤或动作。
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。

Claims (3)

1.聚氨酯增粘剂于子午线轮胎中增粘的用途，其特征在于，所述聚氨酯增粘剂的制备方法包括：
S1.将摩尔比为1:2的聚四氢呋喃醚多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯混合，之后于80 ℃反应3h或4 h；
S2. 将步骤S1所获反应混合物降温至35 ℃，之后加入封端剂和催化剂继续反应2 h，获得聚氨酯增粘剂；
所述聚四氢呋喃醚多元醇的分子量为1000 g/mol或2000 g/mol；所述封端剂包括N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷；所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡；所述封端剂与二苯甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1.05:2；所述催化剂与二苯甲烷二异氰酸酯的摩尔比为0.005:2；
所述聚氨酯增粘剂用于子午线轮胎的增粘时，子午线轮胎中钢丝的抽出力为2790N或2890N。
2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤S1具体包括：将聚四氢呋喃醚多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯在反应釜中混合，之后将反应釜升温至80 ℃，继续机械搅拌反应4h。
3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述聚氨酯增粘剂的制备方法还包括：反应前将聚四氢呋喃醚多元醇于120 ℃、0.1MPa下干燥2.5 h。
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