[发明专利]实心轮胎用二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇及其制备方法

说明书

本发明属于聚醚多元醇合成技术领域，具体涉及一种实心轮胎用二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇及其制备方法，在DMC催化剂的作用下，复合起始剂中加入环氧丙烷和二氧化碳进行聚合反应，得到中间体聚碳酸酯醚多元醇，然后在磷腈催化剂的作用下，中间体聚碳酸酯醚多元醇与环氧丙烷聚合，环氧乙烷封端，制得聚碳酸酯醚多元醇；所述聚碳酸酯醚多元醇的官能度为2.0‑3.0，羟值为18‑23mgKOH/g。本发明所述的实心轮胎用二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇，以二氧化碳为原料，降低了成本，绿色环保，用其制备的聚氨酯实心轮胎具有良好的力学性能和耐磨损性能以及良好的耐水解性。

技术领域

本发明属于聚醚多元醇合成技术领域，具体涉及一种实心轮胎用二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇及其制备方法。

背景技术

轮胎在汽车部件中占有十分重要的地位，在传统的汽车轮胎材料中，大多数的主要成份是天然橡胶或者合成橡胶，然而日趋严重的能源消耗、安全事故的增加以及因使用寿命短而产生大量的轮胎固体废弃物等社会发展和环境问题，对轮胎提出了更高的技术要求。聚氨酯弹性体具有高承载、抗切割、抗撕裂、耐磨、耐化学性等特点。早在20世纪60年代，人们就开始将聚氨酯弹性体用于轮胎的研究。

以二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇作为原料合成的聚氨酯弹性体同时具备了聚醚型聚氨酯弹性体优良的耐水解性和聚酯型聚氨酯弹性优良的机械强度以及耐磨性和耐油性，同时聚碳酸酯醚多元醇型聚氨酯弹性体还有着良好的耐溶剂性及耐氧化性。且二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇合成过程中使用了部分廉价的二氧化碳作为原料，具有明显的价格优势。

专利CN104497252A报道的聚氨酯实心轮胎采用了两种不同分子量3官能度的聚醚多元醇，其制作实心轮胎的方法虽然简单易实施、生产效率高，但采用该聚醚多元醇与改性黑料制得的轮胎普遍断裂伸长率低、柔韧性差；中国专利CN109608606A公开了一种采矿车用聚氨酯实心轮胎的制备方法，通过两步法制成聚氨酯树脂的A组分与B组分，将对苯二异氰酸酯提前反应到多元醇中，提高了聚氨酯轮胎的撕裂强度和耐磨性能，在A组分中加入了端羟基液体橡胶，克服了聚氨酯轮胎防滑性能差的缺点，但该技术工艺复杂，且以有机碳酸酯为原料，并非由二氧化碳直接合成高分子材料。中国专利CN105330811A公开的一种聚氨酯实心轮胎材料包含A组份和B组分，A组份为聚酯多元醇、扩链剂、发泡剂、催化剂A和匀泡剂，B组份为异氰酸酯、聚酯多元醇、聚醚多元醇，但该方法得到的实心轮胎以聚酯多元醇为主，聚醚多元醇含量很低，耐水解性并不高，户外使用寿命较短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种实心轮胎用二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇，通过控制环氧烷烃比例及聚合方式来设计聚碳酸酯醚多元醇的分子结构，以廉价、低毒的二氧化碳为原料，降低了成本，绿色环保；用其制备的聚氨酯实心轮胎具有良好的力学性能和耐水解性。同时本发明还提供其制备方法。

本发明所述的实心轮胎用二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇，在DMC催化剂的作用下，复合起始剂中加入环氧丙烷和二氧化碳进行聚合反应，得到中间体聚碳酸酯醚多元醇，然后在磷腈催化剂的作用下，中间体聚碳酸酯醚多元醇与环氧丙烷聚合，环氧乙烷封端，制得聚碳酸酯醚多元醇；

所述聚碳酸酯醚多元醇的官能度为2.0-3.0，羟值为18-23mgKOH/g。

优选地，聚碳酸酯醚多元醇中，碳酸酯基团质量占比为10-20％，进一步优选为12-15％。

优选地，复合起始剂为高官能度和低官能度搭配的小分子聚醚多元醇，官能度为2.0-6.0，分子量为200-3000g/mol。

本发明所述的实心轮胎用二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇的制备方法，具体包括以下步骤：