[发明专利]轮胎填充用聚氨酯弹性体组合料及其制备方法和用途

摘要

本发明公开了一种用于轮胎填充用聚氨酯弹性体组合料及其制备方法和用途，其包含异氰酸酯预聚物和固化剂组分，预聚物是由二异氰酸酯和聚醚多元醇反应得到，并添加一定含量的特殊增塑剂，固化剂组分是由聚环氧丙烷醚多元醇、小分子胺类交联剂、发泡剂、匀泡剂、特殊增塑剂以及复合催化剂制备而成。该组合料可以用于橡胶轮胎的填充，并且具有生产工艺简单、成本低、节约能源的特点。由其制备的填充胎具有弹性好、免充气、不怕扎刺、不会爆胎、与橡胶胎面贴合紧密，使用寿命长等优点，能广泛适合于各种大型工程承重轮胎和对刺扎要求极高的车辆设备。

主权项

1.一种聚氨酯弹性体组合料，其包含A组分和B组分，以A组分总重量百分数计，A组分包含：

40wt％‑90wt％，优选50wt％‑90wt％的官能度为2‑4，数均分子量在3000‑8000范围内的聚环氧丙烷醚多元醇，优选地，所述的聚环氧丙烷醚多元醇官能度为2‑3，数均分子量在3000‑6000范围内，环氧乙烷封端，伯羟基含量约为70‑80％，优选约75％；

0wt％‑10wt％，优选5wt％‑10wt％的分子量在150‑400的小分子胺类交联剂；

0.1wt％‑0.5wt％，优选0.3wt％‑0.5wt％的发泡剂例如去离子水；

0.01wt％‑0.05wt％，优选0.02wt％‑0.05wt％的聚醚改性的有机硅类匀泡剂；

5％wt‑25wt％，优选5wt％‑20wt％的芳烃油增塑剂；

0.1wt％‑1wt％，优选0.3wt％‑1wt％的催化剂；

B组分：由二异氰酸酯与聚醚多元醇反应，并添加芳烃油增塑剂进行稀释，得到的NCO含量3wt％‑6wt％的预聚物；

A组分与B组分的体积比为1:0.5‑1.5，优选1:0.8‑1.2，更优选1:0.9‑1.1。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体组合料，其中，所述的B组分由10wt％‑20wt％，优选12‑18wt％的二苯基甲烷二异氰酸酯与30wt％‑40wt％，优选32‑38wt％的聚环氧丙烷醚多元醇先进行预聚反应，然后加入40wt％‑60wt％，优选45‑55wt％的增塑剂稀释得到，所述wt％是以二苯基甲烷二异氰酸酯、聚环氧丙烷醚多元醇和增塑剂的总重量为基准计。

3.根据权利要求2所述的聚氨酯弹性体组合料，其中，所述的二苯基甲烷二异氰酸酯为4,4'‑二苯基甲烷二异氰酸酯含量99％以上的MDI‑100、4,4'‑二苯基甲烷二异氰酸酯与2,4'‑二苯基甲烷二异氰酸酯含量各50％的MDI‑50、碳化二亚胺改性MDI中的一种或多种，优选MDI‑50。

4.根据权利要求1‑3中任一项所述的聚氨酯弹性体组合料，其中，所述的芳烃油增塑剂为分子结构中含有苯环结构的碳氢化合物，分子量150‑300，且分子结构中苯环含量在2‑4个之间，优选C元素与H元素的质量比90：10～95：5，例如91：9。

5.根据权利要求1‑4中任一项所述的聚氨酯弹性体组合料，其中，B组分中所述的聚环氧丙烷醚多元醇的官能度为2，数均分子量为1000‑2000。

6.根据权利要求1‑5中任一项所述的聚氨酯弹性体组合料，其中，小分子胺类交联剂为3,3′‑二氯‑4,4′‑二苯基甲烷二胺、3,5‑二甲硫基甲苯二胺、3,5‑二乙基甲苯二胺以及4,4‑亚甲基双(3‑氯‑2,6‑二乙基苯胺)中的一种或多种，优选3,3′‑二氯‑4,4′‑二苯基甲烷二胺和4,4‑亚甲基双(3‑氯‑2,6‑二乙基苯胺)的混合物。

7.根据权利要求1‑6中任一项所述的聚氨酯弹性体组合料，其中，催化剂为金属催化剂和胺类催化剂的复配；

在复配物中，金属催化剂和胺类催化剂的质量比为5:0.5‑3，优选5：1‑1.5，进一步约5：1，其中金属催化剂为有机锡类催化剂、羧酸钾类催化剂、有机铅类催化剂、有机铋类催化剂以及有机锌类催化剂的一种或多种，优选包括有机铋和有机锌，如有机铋与有机锌的质量比一般为1:8‑12，优选1:9‑11，例如约1：10；胺类催化剂为质量分数33％的三亚乙基二胺与67％的一缩二丙二醇制成的溶液(A‑33)、质量分数70％的双(二甲氨基乙基)醚与30％的一缩二丙二醇制成的溶液(A‑1)、双(二甲氨基乙基)乙二醇醚、N，N‑二甲基环己胺、五甲基二亚乙基三胺、四甲基乙二胺中的一种或多种，优选有机铋类催化剂、有机锌类催化剂与A‑33相结合，其中，有机铋类催化剂0.2‑0.5份，有机锌类催化剂0.02‑0.05份，A‑33 0.02‑0.1份。

8.权利要求1‑7中任一项所述的聚氨酯弹性体组合料的制备方法，包括：A组分制备：将聚环氧丙烷醚多元醇、小分子胺类交联剂、发泡剂、聚醚改性有机硅类匀泡剂、芳烃油增塑剂以及复合催化剂在室温下搅拌均匀得到固化剂组分；

B组分制备：将二异氰酸酯、聚醚多元醇先在50‑90℃，优选70℃‑80℃下反应1.5‑3小时，然后再添加芳烃油增塑剂进行稀释。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，组合料A组分与B组分单独包装，用于填充轮胎用聚氨酯弹性体制品生产时，将B组分与A组分按照体积比1:0.5‑1.5，优选1:0.8‑1.2，更优选1:0.9‑1.1混合，混合时B组分的温度优选为20℃‑30℃，A组分的温度优选在20℃‑30℃，混合后的使用期为50min‑70min，在室温下硫化72小时成型，得到硬度为邵A35～45的聚氨酯弹性体制品。

10.根据权利要求1‑7中任一项所述的聚氨酯弹性体组合料用于填充轮胎的用途。