[发明专利]一种无痕聚氨酯实心轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及一种制作实心无痕轮胎用聚氨酯及其制备方法，属于化工领域。

背景技术

19世纪中叶，人们在当时现有轮胎基础上发明了充气轮胎，从此，轮胎工业便在技术上和理论上获得了多次的重大进步与变革，直到今天，轮胎生产加工技术还在进一步优化。橡胶作为生产轮胎的首选原料，在长期的使用过程中暴露出了在有着诸多优点的同时，也不可避免的存在较差的耐久性、低抗撕裂强度和易于磨损性等缺点，例如载重轮胎就常常爆胎，正因其载重性能有限。此外，由于添加剂的大量存在以及橡胶的回收利用困难，在轮胎使用过程中随着橡胶的磨耗会进入周围环境且轮胎废弃后难以回收，会给环境造成很大压力。轮胎行业长期致力 解决由传统轮胎工艺复杂、机械设备需求多、能源消耗大所带来的问题，想要找到一种可代替传统工艺的新工艺，使轮胎生产过程更简单，所需设备更少，能源消耗更低。因此，20世纪90年代以来，国内外各轮胎公司都在研发和探索新型高性能轮胎，这些轮胎大多具有优秀的综合力学性能，比如低滚阻、高抗湿及高耐磨这些特点。

聚氨酯弹性体是一类在分子链中含有氨基甲酸酯基团(～NHCOO-)的弹性体聚合物材料，通常以低聚物多元醇、二元或多元异氰酸酯、扩链剂／交联剂以及少量助剂制得。从分子结构上看，聚氨酯弹性体是一种嵌段聚合物，一般由低聚物多元醇柔性长链构成软段，以二异氰酸酯及扩链剂构成硬段，硬段和软段交替排列，形成重复结构单元。除含有氨酯基团外，聚氨酯分子内及分子间可形成氢键，软段和硬段可形成微相区并产生微观相分离。这种分子结构，使聚氨酯弹性体成为一种性能介于一般橡胶与塑料之间的高分子合成材料，既有橡胶的高弹性，又有塑料的高硬度和高强度，耐磨性能卓越(为一般橡胶的3--10倍)，有“耐磨橡胶之王”的美誉，还具有良好的机械强度、耐油性、耐化学药品、耐屈挠性和优异的耐低温性能。自20世纪60年代，人们开始了聚氨酯弹性体在轮胎中的应用研究，从那时起，聚氨酯和普通橡胶一样成为轮胎制造业关注的重点材料。

聚氨酯弹性体因其独特的分子结构，在宏观力学机械性能以及各种耐受性方面都要优于传统的普通橡胶，因此使用聚氨酯弹性体代替或部分代替通用橡胶生产出来的轮胎性能也通常会优于传统轮胎，比如更耐磨、更省油、寿命更高等。此外，在聚氨酯中不用添加太多助剂就能获得较优性能，对于保护环境有着促进作用。而且，生产浇注型聚氨酯弹性体轮胎可采用相对简单的液态生产方式，使传统的生产方式显得复杂与低效，能够推动轮胎成型工艺的变革与创新，从整体上来整合加工过程中的材料混合、成型、硫化工艺。聚氨酯轮胎发展到现在已有数十年，其间形成了两大类聚氨酯轮胎：一种是全聚氨酯轮胎，这类轮胎的胎面和胎体材料都是聚氨酯弹性体故以此称之；另一种为聚氨酯／橡胶复合结北京化工大学硕士学位论文构轮胎，此类轮胎是在传统轮胎基础上改进的，使用耐磨的聚氨酯作为胎面，以通用橡胶为胎体复合而成，这两大类型各有优缺点。

聚氨酯实心轮胎是新一代的轮胎，环保、节能、安全、高效。其特点为：无毒、无味、不需加热、生产工艺简单、产品质量稳定，容易掌握；用它生产的轮胎重量是橡胶轮胎的1／2：耐磨性是橡胶轮胎的6倍：折弯率是橡胶轮胎的5倍；在50℃的情况下能保持原有的弹性，耐酸碱、抗腐蚀是橡胶轮胎的3.5倍：弹性高于橡胶轮胎的3倍：可根据用户需要的硬度、密度、规格定做各种各样的轮胎。工业车辆聚氨酯实心轮胎采用国际标准轮辋，可与充气轮胎轮辋互相换用；与充气轮胎相比，具有耐磨、使用寿命长、滚动阻力小、能耗低、耐刺破、安全性好等优点，有更高的性能价格比。在低速、高负荷运行车辆领域，是充气胎的换代产品。

本发明专利主要是制备一种无痕聚氨酯实心轮胎，这种轮胎除了拥有耐磨，硬度高，承受能力高，制备工艺简单易操作这些特点以外。在使用的过程中，较橡胶轮胎的使用，它不会出现多环芳烃等材料散发到空气和土壤中，严重污染环境的现象。且橡胶轮胎在回收利用的的过程中，需要耗费较多的人力和财力。而聚氨酯材料的回收利用比橡胶要容易很多。可以采用物理方法回收用于生产性能要求不高的聚氨酯产品，采用化学方法回收获得纯净的原料单体，例如多元醇，异氰酸酯，胺等。综合上述的一些特点，生产聚氨酯用于制备实心轮胎的制备方法和工艺具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的是合成制备实心轮胎用聚氨酯，该种实心轮胎具有承受能力强，表面硬度高，对环境污染小的特点。

本发明采用的技术方案如下：

以总反应物的质量为基准，按照下述配方制备实心轮胎用聚氨酯：

聚醚多元醇160-80份

聚醚多元醇210-20份

聚醚多元醇35-10份