[发明专利]高速耐热型聚氨酯双组份轮胎原液的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种高速耐热型聚氨酯双组份轮胎原液的制备方法。

背景技术

聚氨酯又称聚氨基甲酸酯，是在大分子主链中含有氨基甲酸酯基的聚合物，聚氨酯具有很多优异的性能，所以被广泛运用在包括自行车轮胎加工的多个领域。目前市场上的聚氨酯自行车轮胎，在自行车低速骑行时可以满足需求，但由于人们需求的差异化，当配备到需要高速骑行的自行车车型时，因与地面摩擦产生热量，在连续高速运转时热量不断聚集而无法快速释放，使热量越来越高而最终导致轮胎的内部熔化，给骑行带来极大的安全隐患。因此，开发一种在高速骑行时能够耐高温的聚氨酯轮胎成为本领域急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种高速耐热型聚氨酯双组份轮胎原液，使用这种原液制成的自行车轮胎耐热性高，在高速骑行时也能维持稳定的性能，不会有熔化的安全隐患，同时还具有回弹性好，耐磨性能优异等诸多优点。

本发明的目的通过以下技术方案来实现，一种高速耐热型聚氨酯双组份轮胎原液的制备方法，包括以下步骤：

(1)乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇和精己二酸在催化剂四异丙基钛酸酯的作用下进行聚酯化反应，反应至聚酯多元醇酸值达到0.2-0.6，羟值达到44-46，得到分子量为2500的聚酯多元醇，反应式如下：

聚酯化反应采用以下方法进行：将乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇和精己二酸投入反应釜中，关闭加料盖，导入氮气，分阶段加热升温到225℃，恒温225℃后，加入四异丙基钛酸酯作为催化剂，在氮气保护状态下，恒温225℃下抽真空反应，取样分析，至聚酯多元醇酸值达到0.2-0.6，羟值达到44-46，然后降温至120℃出料计量包装备用，得分子量为2500的聚酯多元醇。

优选的，所述各反应物所占的质量百分数分别为：20.0％的1，6-己二醇、10％的乙二醇、20％的1，4-丁二醇和50％的精己二酸；所述催化剂四异丙基钛酸酯的质量为反应物投料总质量的0.0035％。

(2)取步骤(1)中2500分子量的聚酯多元醇和水、二甲基硅氧烷、乙二醇在催化剂二乙醇胺的作用下进行混合搅拌，至粘度为9.0-12.0Pa.s/50℃,水份含量为0.16-0.20％，得到A组份聚酯多元醇混合物；

所述水作为发泡剂、二甲基硅氧烷作为高回弹匀泡剂、乙二醇作为扩链剂。

A组份聚酯多元醇混合物的制备可采用以下方法进行：将步骤(1)制备得到的2500分子量的聚酯多元醇、水、二甲基硅氧烷、乙二醇、二乙醇胺依次加入反应釜中，关闭加料盖，导入氮气保护，在60-65℃温度下混合搅拌，取样分析，粘度为9.0-12.0Pa.s/50℃,水份含量为0.16-0.20％时出料包装，得A组份聚酯多元醇混合物。

优选的，所述各反应物所占的质量百分数分别为：91.2％的2500分子量的聚酯多元醇、0.35％的二乙醇胺、0.18％的水、1.0％的二甲基硅氧烷和7.27％的乙二醇。

(3)取步骤(2)中2500分子量的聚酯多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯、分子量3000的聚醚二醇、液化二苯基甲烷二异氰酸酯在催化剂磷酸的作用下进行预聚，反应至NCO含量达到19.6-19.8％，粘度为1.2-2.0Pa.s/50℃，得到B组份异氰酸酯预聚体，反应式如下：

所述预聚反应可使用如下方法进行：在氮气的保护下，将二苯基甲烷二异氰酸酯投入至反应釜中，反应釜温度控制在70-75℃，在搅拌状态下加入磷酸，再投入步骤(1)制备的分子量为2500的聚酯多元醇、分子量为3000的聚醚二醇搅拌反应2.5小时左右，再投入液化二苯基甲烷二异氰酸酯，温度控制在70-75℃搅拌反应，取样测试，NCO含量达到19.6-19.8％，粘度为1.2-2.0Pa.s/50℃时出料包装，得B组份异氰酸酯预聚体。

优选的，所述各反应物所占的质量百分数分别为：62.5％的二苯基甲烷二异氰酸酯、18.2％的分子量为2500的聚酯多元醇、10.5％的分子量为3000的聚醚二醇和8.8％的液化二苯基甲烷二异氰酸酯；所述催化剂磷酸的质量为反应物投料总质量的0.0035％。

(4)取步骤(2)中的A组份聚酯多元醇混合物与步骤(3)中的B组份异氰酸酯预聚体在聚氨酯发泡机中混合并发生凝胶反应，得到高速耐热型聚氨酯双组份轮胎原液，反应式如下：

2RNCO+H2O→RNHCONHR+CO2↑。