[发明专利]一种用于轮胎实芯填充的聚氨酯组合料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种用于轮胎实芯填充的聚氨酯组合料，所述用于轮胎实芯填充的聚氨酯组合料包括A组分和B组分，所述A组分的制备原料包括己二酸聚酯多元醇、己二酸丁二酸聚酯二元醇、己二酸二聚酸聚酯二元醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸亚丙酯二醇和增强剂，所述B组分的制备原料包括聚四氢呋喃醚多元醇、环氧丙烷环氧乙烷共聚多元醇、己二酸二聚酸聚酯二元醇、聚碳酸亚丙酯二醇和异氰酸酯。本发明提供的聚氨酯组合料制备的聚氨酯弹性体具有较高的耐压耐负荷特性、良好的低温柔韧性和耐老化性能，适合用作轮胎的实芯填充。

技术领域

本发明属于聚氨酯材料领域，具体涉及一种用于轮胎实芯填充的聚氨酯组合料及其制备方法和应用。

背景技术

微孔聚氨酯弹性体也称发泡聚氨酯弹性体，其密度介于0.1～1.0g/cm³之间，孔径较小(0.1～10μm)，泡孔大小均匀且孔径分布较窄，兼具弹性体的良好机械性能和发泡材料的优点，其具有韧性好、密度低、易模塑、压缩应力传递平稳和耐油的性能特点，广泛应用于制汽车、制鞋、石油、家具和建筑密封等行业。

近年来，由于微孔弹性体材料优异的承重性能和减重性能，被广泛用于制备低速轮胎，主要有单密度聚氨酯轮胎和双密度聚氨酯轮胎两种。单密度聚氨酯轮胎主要应用于速度低负载较低轮椅、婴儿车和玩具车等，双密度聚氨酯轮胎主要应用于负载稍高、速度低于15公里的自行车，平衡车等，尤其是共享单车。实芯轮胎具有防穿刺的性能特点，当用微孔聚氨酯弹性体制备电动自行车实芯一体轮胎替代传统的橡胶外胎和充气内胎组合时，存在微孔聚氨酯弹性体内生热较高，轮胎的刹车性能不佳，高负载下的中低速行驶耐久性差等问题。

CN114920981A公开了一种使用膨胀微球发泡的聚氨酯轮胎填充料，所述聚氨酯轮胎填充料由预聚物和固化剂以重量比(0.9-1.1):1混合而成；以重量份数计，预聚物由5-25份聚醚多元醇A、5-25份聚醚多元醇B、9-15份异氰酸酯、55-65份增塑剂制备得到；固化剂由5-10份交联剂、30-35份聚醚多元醇C、1-3份膨胀微球、0.1-0.5份催化剂及55-65份增塑剂组成。该技术方案通过采用膨胀发泡微球作为发泡剂制备聚氨酯实芯填充内胎，改善轮胎的减震效果，但未能解决轮胎高负载下的中低速行驶耐久性差的问题。

因此，急需开发一种性能优异、适合高负载中低速实芯轮胎使用的聚氨酯材料。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于轮胎实芯填充的聚氨酯组合料及其制备方法和应用。所述聚氨酯组合料制备的聚氨酯弹性体具有较高的耐压耐负荷特性、良好的低温柔韧性和耐老化性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种用于轮胎实芯填充的聚氨酯组合料，所述用于轮胎实芯填充的聚氨酯组合料包括A组分和B组分，所述A组分的制备原料包括己二酸聚酯多元醇、己二酸丁二酸聚酯二元醇、己二酸二聚酸聚酯二元醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸亚丙酯二醇和增强剂，所述B组分的制备原料包括聚四氢呋喃醚多元醇、环氧丙烷环氧乙烷共聚多元醇、己二酸二聚酸聚酯二元醇、聚碳酸亚丙酯二醇和异氰酸酯。

在本发明中，所述用于轮胎实芯填充的聚氨酯组合料的A组分原料包括耐压性能好的己二酸丁二酸聚酯二元醇和聚碳酸亚丙酯二醇、热稳定性以及疏水性好的己二酸二聚酸聚酯二元醇、柔韧性好的聚己内酯二元醇和能够增加强度和导热性的增强剂，B组分原料包括兼具柔韧性与耐水解的聚四氢呋喃醚多元醇。通过A、B组分原料配合使用，改善聚氨酯组合料的耐压性、热稳定性、疏水性和柔韧性。

在本发明中，“低温”意指在零下10℃，下述如有涉及相同表述，均有相同含义。

优选地，所述己二酸聚酯多元醇为己二酸聚酯二元醇。

优选地，所述己二酸聚酯二元醇的制备原料包括己二酸和二元醇，所述二元醇包括乙二醇、二乙二醇、1,4-丁二醇和三甲基戊二醇。