[发明专利]矿山用聚氨酯工程轮胎及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机高分子材料制品技术领域，具体涉及一种矿山用聚氨酯工程轮胎及其制备方法。

背景技术

由于近年来地下矿藏挖掘业自动化程度迅速提高，工程轮胎市场需求量急剧增加，加之传统橡胶轮胎其生产工艺技术要求更高，生产设备精度也要求更严格，投资巨大。

现有技术大多采用橡胶制作工程轮胎，工艺复杂，成本高，污染大不环保。制作的工程轮胎产品不耐磨，不耐油、不耐穿刺、承载力小、使用寿命短等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿山用聚氨酯工程轮胎，耐磨性能是普通橡胶的3-10倍，承载大，耐穿透，而且本工艺内生热低，使用寿命长，是橡胶轮胎的2-4倍，且加工成本低，无污染。具有成本低、弹性好、滚动阻力小、生热低等优势，还提供其制备方法，工艺简单成本低。

本发明所述的矿山用聚氨酯工程轮胎，多元醇0.8-1.2份，多异氰酸酯0.25-0.4份、固化剂0.1-0.2份、反应控制剂0.00001份；其中：多元醇由聚酯多元醇218与聚四氢呋喃醚以重量比为2:6-10混合制成。

多元醇采用聚酯多元醇218与聚四氢呋喃醚以重量比为2:6-10混合制成，能够降低成本提高性能。聚酯多元醇218为市购，购于青岛新宇田化工有限公司，物理性能优越，价格低，但内生热大；PTMG（聚四氢呋喃醚）价格高，是聚酯多元醇的3倍，但内生热是聚酯的三分之一，将两种料混合既降低了成本又大大提高了它的性能。

多异氰酸酯优选为TDI。多异氰酸酯有多种，我们采用甲苯二异氰酸酯，其命名是根据NCO反应基团在苯环上所处的位置不同来区分，它有2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6甲苯二异氰酸酯两种异构体。T65为2,4-TDI和2,6-TDI两种异构体比例为（65±2）%和（35±2）%的混合体；T80为2,4-TDI和2,6-TDI两种异构体比例为（80±2）%和（20±2）%的混合体；T100为2,4-TDI含量大于95%的产品，其2,6-TDI含量甚微。多异氰酸酯优选采用TDI T100。

固化剂为DADMT（2,4-二胺基-3,5-二甲硫基甲苯）。现有一般采用的固化剂为MOCA（4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷），其常温下为固态，熔点为107℃，易结晶，长时间加温易变色、变质，使用时温度为110℃左右，这样预聚体温度须达到75℃左右，混合固化时反应速度快，难操作，在较高温度下树脂化，有燃烧和爆炸危险，且有致癌性。DADMT常温下为液态，使用时不用加热，易操作，且预聚体的温度可自由控制，使得制备得到的轮胎性能优异。

反应控制剂为二月桂酸二丁基锡。

矿山用聚氨酯工程轮胎的制备方法包括以下步骤：

（1）半预聚体的制备：

将多元醇脱水，加入多异氰酸酯，温度控制在70-100℃，混合反应制得半预聚体；

（2）固化组分的制备：

将多元醇脱水，与固化剂DADMT混合，得到固化组分；

（3）工程轮胎的制备：

将半预聚体和固化组分混合，加入反应控制剂反应，注入模具，硫化脱模即可；

其中：步骤（1）与步骤（2）中使用的多元醇的重量比为1:0.8-1.2。

步骤（1）和步骤（2）中脱水温度为110-120℃，时间为4小时-8小时。

多元醇分为两部分加入，其中一部分与异氰酸酯反应生成预聚体，另一部分和固化剂等混合，在浇注时加入。这种方法生成的预聚体中游离的NCO基团含量较高，一般为12%到15%，故经常把这种预聚体称为“半预聚体”。

其特点是：①预聚体的组分粘度较低，可以调到与固化剂混合组分粘度相接近；②采用的是半预聚体法，就是多元醇A分开一部分与TDI反应，一部分与固化剂混合，这样既提高了混合的均匀性，又改善了聚氨酯弹性体的一些性能。这种方法便于实现工业化。特殊工艺保证了一次加工成型整体结构，保证了其高性能，使用寿命长。整体浇注加工工艺一次成型不分离，复合结构提高了密度。内生热比国内同类产品降低了3倍。

综上所述，本发明具有以下优点：

（1）制备得到的矿山用聚氨酯工程轮胎，耐磨是橡胶的3-10倍，承载大，耐穿透，而且本工艺内生热低，使用寿命长，是橡胶轮胎的2-4倍，且加工成本低，无污染。

（2）省去了庞大的生产设备，大大简化了加工工艺，使材料混合、成型、硫化实现一体化。

（3）工艺上操作方便，配方易变更改动，工艺简单，成本低，较橡胶工艺大大节约了人力物力。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。