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1、第8期 刘锦春等1聚氨酯微孔弹性体实心轮胎的制造方法 451聚氨酯微孔弹性体实心轮胎的制造方法刘锦春 郝立新 刘保成(青岛化工学院 266042) 摘要 介绍了聚氨酯微孔弹性体实心轮胎材料的合成原理、轮胎结构及成型方法,并对其发展前景做了预测。 关键词 聚氨酯微孔弹性体,实心轮胎,离心浇注 随着工业车辆和其它各种特殊用途车辆胎的研究开发,目前还处于起步阶段。对轮胎性能要求的不断提高,传统的充气轮胎在某些场合已不能满足使用要求。橡胶实1 聚氨酯微孔弹性体的原材料及合成原理心轮胎的
2、出现,在某些方面可以满足特殊条111 原材料件对轮胎的特殊要求,但是,由于其结构和成合成微孔弹性体的原材料包括多元醇、型工艺复杂,原材料消耗大,质量大,能耗多,二异氰酸酯、扩链剂、催化剂、发泡剂、匀泡剂在一定程度上制约了它的发展。聚氨酯微孔及其它添加剂。多元醇有聚酯多元醇(如聚弹性体在轮胎方面的应用,早期主要是作为己二酸乙二醇丙二醇酯、聚己二酸2缩二乙二[1]传统充气轮胎的填充物,防止刺穿、泄气,醇酯等)和聚醚多元醇(如聚四氢呋喃醚二醇而真正的全浇注聚氨酯微孔弹性体实心轮胎等)等;二异氰酸酯常用的有甲苯二异氰酸酯是于本世
3、纪80年代由奥地利的LIM公司开(TDI)、4,4′2二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、发成功的,并已生产出叉车轮胎和农业轮胎多苯基甲烷多异氰酸酯(PAPI)及液化MDI[2]等。这种轮胎承载能力比同规格的NR实等;扩链剂常用的有1,42丁二醇、乙二醇、丙[3]心轮胎高数倍,耐磨性好,撕裂强度高。三醇、三乙醇胺及2,42二氨基23,52二甲硫基除奥地利之外,美国、德国和英国等国家也相甲苯(DADMT)等;发泡剂有水和卤代烷(如继开展了聚氨酯微孔弹性体实心轮胎的研究二氯甲烷)等;催化剂有三亚乙基二胺和二月开发。据报道,90年
4、代美国的UTI公司和桂酸二丁基锡;匀泡剂采用有机硅烷系列的固特异公司联合开发出一种非充气聚氨酯微非离子型表面活性剂,常用的有L2520,L2孔弹性体轿车备用轮胎。这种轮胎的质量为540,L25303等;其它助剂包括阻燃剂、抗氧[4]812kg,行驶平稳。我国在这方面的工作剂和着色剂等。起步较晚,80年代开始通过引进技术和设备112 合成原理陆续在北京、烟台和威海等地开发出了微孔聚氨酯微孔弹性体的合成要历经下列3聚氨酯自行车轮胎和童车轮胎,而用于工业个重要反应:车辆和特种车辆的聚氨酯微孔弹性体实心轮(1)聚氨酯大分子的生成
5、(链增长)。多官能度(尤以二官能度为主)的异氰酸酯和聚 作者简介 刘锦春,男,29岁。助教。毕业于青岛化酯或聚醚醇发生聚加成反应生成聚氨酯大分工学院橡胶工程学院。主要从事聚氨酯弹性体的合成、加工、应用研究及聚氨酯浇注轮胎的结构设计和施工设计工子,通过控制NCO/OH摩尔比,使生成的聚作。已发表论文5篇。氨酯大分子两个末端均为异氰酸酯基团,即 轮 胎 工 业 4521997年第17卷nOCNRNCO+(n-1)HOR′OH→之受热气化,达到起泡的目的。OCNR
6、NHCOOR′—⋯—OCONHRNCO(3)胶凝。胶凝又称交联固化,它在制备(2)起泡。通过向反应体系中添加水,借发泡制品中是非常重要的反应,胶凝过早或助水与聚氨酯大分子的异氰酸酯基反应,产过晚都将导致微孔制品质量下降,甚至造成[5]生大量的二氧化碳气体,达到起泡的目的。废品。常用的胶凝方法有3种:RNCO+H2O→〔RNHCOOH〕→①多官能度化合物胶凝。三官能度以上RNH2+CO2→的化合物间的反应会生成体型结构聚合物,RNH2+RNCO→RNHCONHR即此外,也可以通过添加低沸点卤代烃,使_NHCONHRbxNH
7、COO—⋯—⋯—OCONHR—{地利 国、美OCONH_RNHCONHbyn ②形成缩二脲键的胶凝。以水为发泡剂生成的脲类化合物,在高温下进一步和过剩的异氰酸酯反应生成三维结构的缩二脲键化合物,即R′NHCOHNR″+RNCO→R″NHCONR′CONHR③脲基甲酸酯胶凝。聚氨酯主链上的氢和过量的异氰酸酯反应,生成三维结构的脲基甲酸酯,即图1 增强型微孔聚氨酯弹性体实心轮胎结构R′OCONHR″+RNCO→R′OCONR″面、胎侧和胎芯几部分。RHNCO(1)胎面。聚氨酯微孔弹性体实心轮胎为了保证聚氨酯大分子的生成、起
8、泡和的胎面,是一层密度与无孔聚氨酯弹性体十胶凝3个阶段的速度相适应,避免副反应的分接近的微孔弹性体层,其作用和传统轮胎发生,必须选择适当的催化体系。通常采用胎面完全相同,只是它的耐磨性、耐切割性、胺类和有机金属化合物催化剂并用。抗撕裂性更佳,其厚度由轮胎规格、胶料配方、轮胎模具及离心机的旋转速度等多方面2 聚氨酯微孔
