一種丁羥型聚氨酯復(fù)合輪胎膠料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于輪胎橡膠制備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于輪胎的丁羥聚氨酯復(fù)合膠料。本發(fā)明還涉及一種丁羥型聚氨酯復(fù)合輪胎膠料的制備方法。所述的丁羥型聚氨酯復(fù)合輪胎膠料由按重量份計(jì)的以下組份制備而成：端羥基聚丁二烯橡膠60-80份；順丁橡膠10-20份；異氰酸酯10-20份；多元醇1-5份；間接法氧化鋅0.5-2份；硬脂酸2-3份微晶蠟40201-2份。丁羥型聚氨酯復(fù)合膠料耐磨性比傳統(tǒng)橡膠膠料提高10%以上；丁羥型聚氨酯復(fù)合膠料耐水解性、耐防腐性優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中聚醚型或聚酯型聚氨酯膠料；丁羥型聚氨酯復(fù)合膠料相對(duì)完全聚氨酯型輪胎膠料，還有降低生熱的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)對(duì)比，降低生熱2-20%。
【專利說明】一種丁羥型聚氨酯復(fù)合輪胎膠料及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于輪胎橡膠制備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于輪胎的丁羥聚氨酯復(fù)合膠料。本發(fā)明還涉及一種丁羥型聚氨酯復(fù)合輪胎膠料的制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]隨著汽車工業(yè)與高速公路的飛速發(fā)展，輪胎的產(chǎn)量越來越大，輪胎技術(shù)水平越來越高。20世紀(jì)90年代以來，國(guó)外大型輪胎公司競(jìng)相開發(fā)節(jié)能、無污染、高速、安全、耐用等綜合性能優(yōu)異的高性能輪胎，這類高性能輪胎的最大特點(diǎn)是同時(shí)具有低滾動(dòng)阻力、高抗?jié)窕阅芎透吣湍バ阅?，因此?duì)輪胎材料提出了更高的要求。
[0004]聚氨酯(PU)彈性體具有彈性較高、耐磨性能優(yōu)異(為天然橡膠的2~10倍)以及耐油性能、耐臭氧性能和低溫性能良好等特點(diǎn)。聚氨酯(PU)彈性體的楊氏模量介于橡膠與塑料之間，具有耐磨、耐油、耐撕裂、耐化學(xué)腐蝕、粘合性好等優(yōu)異性能，因此聚氨酯彈性體的這些特點(diǎn)使其成為國(guó)內(nèi)外輪胎工業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。
[0005]CN1062692A專利技術(shù)是以端羥基聚己二酸乙二醇丙二醇酯與4，4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯反應(yīng)生成預(yù)聚物或半預(yù)聚物，然后再與乙二醇等擴(kuò)鏈劑反應(yīng)生成澆注型聚氨酯彈性體，將其灌注到打磨后的舊橡膠輪胎，形成聚氨酯橡膠復(fù)合輪胎；CN102643408A公開了一種工程輪胎胎面用聚氨酯彈性體的制備方法，主要利用聚醚三元醇、1，4- 丁二醇等多元醇與4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯反應(yīng)合成聚氨酯彈性體。以上專利所合成聚氨酯均為聚醚型或聚酯型聚氨酯，主鏈結(jié)構(gòu)含有醚鍵和酯鍵，因此抗水解性能和防腐性能較差，耐低溫性能和耐酸堿性能也不好。
[0006]本發(fā)明是采用丁羥型聚氨酯作為聚氨酯膠料的主要組分，這種聚氨酯彈性體拉伸強(qiáng)度高、耐磨性好、粘接強(qiáng)度高、負(fù)載量大、耐腐蝕、耐臭氧性能好。其性能優(yōu)良，可調(diào)范圍大，室溫固化，固化放熱小，基本無收縮現(xiàn)象。另外，由于其分子骨架中不含醚鍵和酯鍵，因此抗水解性能優(yōu)異，防腐性能良好，耐低溫性能和耐酸堿性能突出；CN1092783A中利用丁羥聚氨酯和聚酯型聚氨酯共混的工藝來改善膠料的力學(xué)性能，但仍然存在耐水解性及耐穩(wěn)定性較差等缺點(diǎn)，另外膠料制備工藝自動(dòng)化程度較低，產(chǎn)品產(chǎn)率較低。
[0007]本發(fā)明膠料以丁羥聚氨酯為主要原料，改善了聚醚或聚酯型聚氨酯的性能，并加入順丁橡膠，使其同時(shí)具有橡膠和聚氨酯組分，制備工藝采用一步法，減少了生產(chǎn)工序，因此多制備膠料性能均優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品。
[0008]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種力學(xué)性能優(yōu)異的丁羥型聚氨酯輪胎膠料及其生產(chǎn)方法。所述的丁羥型聚氨酯復(fù)合輪胎膠料由按重量份計(jì)的以下組份制備而成:端羥基聚丁二烯橡膠 60-80份；
順丁橡膠10-20份
異氰酸酯10-20份
多兀醇1_5份；
間接法氧化鋅0.5-2份；
硬脂酸2-3份。
[0010]微晶蠟40201-2 份
所述端羥基聚丁二烯橡膠要求乙烯基含量20%-80%，是采用鋰系引發(fā)劑陰離子聚合而成的，平均分子量3000-5000，分布系數(shù)Mw/Mn ^ 1.5 ；
順丁橡膠為燕山石化BR9000 ；
所述多元醇為乙二醇、1，4-丁二醇以及1，6_己二醇的一種或著混合物；
所述異氰酸酯選自二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯_2，4- 二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯的一種或混合物。
[0011]原料配比選定后，進(jìn)行具體的生產(chǎn)工藝如下:
依次向惰性氣體置換過的不銹鋼聚合釜內(nèi)通過計(jì)量泵加入純化環(huán)己烷/四氫呋喃混合溶劑、1，4-丁二烯單體、1%摩爾比的萘鋰引發(fā)劑，聚合釜夾套溫度升至50_60°C，啟動(dòng)攪拌電機(jī)，轉(zhuǎn)速調(diào)至150-200轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)2-3h后關(guān)閉導(dǎo)熱油加熱，溫度降至20度以下時(shí)，加入2倍于引發(fā)劑摩爾數(shù)的 環(huán)氧乙烷進(jìn)行羥基封端，0.5h-lh后加2倍于引發(fā)劑摩爾數(shù)的脫氣無水乙醇終止反應(yīng)。
[0012]打開真空閥，體系溫度升至80-100°C，真空脫氣l_2h后，加入計(jì)量好的異氰酸酯，通惰性氣體反應(yīng)2.5-4h后，加多元醇，0.5-lh后降溫后出料，與順丁橡膠共混，得丁羥型聚氨酯復(fù)合膠料。
[0013]本發(fā)明多組份輪胎胎面膠及其生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)丁羥型聚氨酯復(fù)合膠料耐磨性比傳統(tǒng)橡膠膠料提高10%以上；
(2)丁羥型聚氨酯復(fù)合膠料耐水解性、耐防腐性優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中聚醚型或聚酯型聚氨酷月父料;
(3)丁羥型聚氨酯復(fù)合膠料相對(duì)完全聚氨酯型輪胎膠料，還有降低生熱的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)對(duì)t匕，降低生熱2-20% ；
(4)本發(fā)明丁羥聚氨酯合成采用一釜法，簡(jiǎn)化了合成工藝。
[0014]
以下為發(fā)明產(chǎn)品及現(xiàn)有技術(shù)性能指標(biāo)對(duì)比。
【權(quán)利要求】
1.一種丁羥型聚氨酯復(fù)合輪胎膠料，其特征在于:由按重量份計(jì)的以下組份制備而成: 端羥基聚丁二烯橡膠 60-80份； 順丁橡膠10-20份 異氰酸酯10-20份 多兀醇1_5份； 間接法氧化鋅0.5-2份； 硬脂酸2-3份； 微晶蠟40201-2份。
2.如權(quán)利要求1所述的丁羥型聚氨酯復(fù)合輪胎膠料，其特征在于:所述端羥基聚丁二烯橡膠要求乙烯基含量20%-80%，是采用鋰系引發(fā)劑陰離子聚合而成的，平均分子量3000-5000,分布系數(shù) Mw/Mn ≤ 1.5。
3.如權(quán)利要求1所述的丁羥型聚氨酯復(fù)合輪胎膠料，其特征在于:所述的順丁橡膠為燕山石化生產(chǎn)的BR9000。
4.如權(quán)利要求1所述的丁羥型聚氨酯復(fù)合輪胎膠料，其特征在于:所述多元醇為乙二醇、1，4-丁二醇以及1，6_己二醇的一種或著混合物。
5.如權(quán)利要求1所述的.丁羥型聚氨酯復(fù)合輪胎膠料，其特征在于:所述異氰酸酯選自二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯-2，4- 二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯的一種或混合物。
6.制備如權(quán)利要求1所述的丁羥型聚氨酯復(fù)合輪胎膠料的工藝，其特征在于:具體步驟如下:依次向惰性氣體置換過的不銹鋼聚合釜內(nèi)通過計(jì)量泵加入純化環(huán)己烷/四氫呋喃混合溶劑、1，4- 丁二烯單體、1%摩爾比的萘鋰引發(fā)劑，聚合釜夾套溫度升至50-60°C，啟動(dòng)攪拌電機(jī)，轉(zhuǎn)速調(diào)至150-200轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)2-3h后關(guān)閉導(dǎo)熱油加熱，溫度降至20度以下時(shí)，加入2倍于引發(fā)劑摩爾數(shù)的環(huán)氧乙烷進(jìn)行羥基封端，0.5h-lh后加2倍于引發(fā)劑摩爾數(shù)的脫氣無水乙醇終止反應(yīng)；打開真空閥，體系溫度升至80-100°C，真空脫氣l_2h后，加入計(jì)量好的異氰酸酯，通惰性氣體反應(yīng)2.5-4h后，加多元醇，0.5-lh后降溫后出料，與順丁橡膠共混，得丁羥型聚氨酯復(fù)合膠料。
【文檔編號(hào)】C08L9/00GK103467975SQ201310414482
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】尤曉明, 張國(guó)棟, 王顯濤, 延云峰, 魏文祥 申請(qǐng)人:山東永泰化工有限公司