CN103755907A - 用于轮胎填充的浇注型聚氨酯弹性体 - Google Patents

用于轮胎填充的浇注型聚氨酯弹性体 Download PDF

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李军
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Abstract

本发明涉及轮胎制造，公开了一种用于轮胎填充的浇注型聚氨酯弹性体，由MOCA和NCO重量含量为4.20%～4.47%的聚氨酯混合而成；聚氨酯和MOCA以100：10～100：15的重量比混合。本发明的浇注型聚氨酯弹性体耐油性能很好，一般在0.01-0.10(cm3)/1.61km范围内，约为橡胶的3-5倍；其硬度比橡胶更低，具有高强度和高回弹性的特性，使轮胎可以具有更好的减震效果，从而提高轮胎的承载性能，即便轮胎被刺破也不影响轮胎的正常使用；浇注时采用聚氨酯和MOCA按100：10～100：15的重量比浇入模具内，可防止轮胎造成脱胶。

Description

用于轮胎填充的浇注型聚氨酯弹性体
技术领域
本发明涉及轮胎，尤其涉及了一种用于轮胎填充的浇注型聚氨酯弹性体。
背景技术
长期以来橡胶一直是轮胎制造工业的首选材料，但在使用过程中常出现由于轮胎的质量问题而导致爆胎现象的发生，或是容易产生轮毂和胎面分离现象，特别是一些用于工程车的承重大的轮胎，由于载荷很重一旦发生爆胎现象或轮毂和胎面分离现象，就会导致很严重的人身安全和财产损失。
例如，履带车辆负重轮是在金属轮体上包覆一定厚度的橡胶，起着承载、支撑、传动、缓冲等作用，是履带车辆的重要部件。履带车辆负重轮使用条件苛刻，要求承受很高的载荷、周期性应力应变和复杂的使用环境，负重轮的性能直接影响到履带车辆的机动性、速度和耐久可靠性能。履带车辆负重轮的外挂橡胶轮胎必须具备优良的耐高、低温、耐天候老化、臭氧老化、耐曲挠疲劳性能和金属论题与外挂胎体材料间优良的粘合性能。国内现有的履带车辆负重轮胎体材料以天然橡胶为主，外挂橡胶套体硬度最高只能达邵氏90度左右，而且弹性差、耐老化性能差、使用寿命偏低，一般只能达四千公里，容易产生轮毂和胎面分离现象。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种提高轮胎的承载性能、耐磨性能好、耐油、较高的抗撕裂强度、高强度和高回弹性、可解决轮毂和胎面出现分离现象、使用寿命较长的用于轮胎填充的浇注型聚氨酯弹性体。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
用于轮胎填充的浇注型聚氨酯弹性体，由MOCA和NCO重量含量为4.20%～4.47%的聚氨酯混合而成；聚氨酯和MOCA以100：10～100：15的重量比混合。
作为优选，聚氨酯和MOCA以100：12的重量比混合。
作为优选，聚氨酯的粘度在700～1100（mPa·s）之间。
NCO是指100g试样所含的异氰酸酯（-NCO）基团的质量。
本发明的浇注型聚氨酯弹性体耐油性能很好，一般在0.01-0.10(cm3)/1.61km范围内，约为橡胶的3-5倍；其硬度比橡胶更低，具有高强度和高回弹性的特性，使轮胎可以具有更好的减震效果，从而提高轮胎的承载性能，即便轮胎被刺破也不影响轮胎的正常使用，避免爆胎造成人身和财产损失；本发明结合了聚氨酯极性高分子化合物的特点和非极性矿物油的亲和性小的特点，在燃料油和机械油中几乎不受侵蚀，与其他材质轮胎相比具有耐磨性和耐介质性，具有较高的抗撕裂强度；浇注时采用聚氨酯和MOCA按100：10～100：15的重量比浇入模具内，可防止轮胎造成脱胶。
附图说明
图1是聚氨酯和MOCA以100：12的重量比混合制得的不同规格的胎面其弹性率与温度的关系曲线图。
图2是聚氨酯和MOCA以100：12的重量比混合制得的不同规格的胎面其在起动时的阻力系数统计图。
图3是聚氨酯和MOCA以100：12的重量比混合制得的不同规格的胎面其在不同负载的情况下消耗电力的曲线图。
图4是聚氨酯和MOCA以100：12的重量比混合制得的不同规格的胎面其耐久性曲线图。
图5是聚氨酯和MOCA以100：12的重量比混合制得的胎面与现有产品的耐负荷性对比统计图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
用于轮胎填充的浇注型聚氨酯弹性体，由MOCA和NCO重量含量为4.20%～4.47%的聚氨酯混合而成；聚氨酯和MOCA以100：10～100：15的重量比混合。
聚氨酯中的NCO当量为940%～1000%；聚氨酯和MOCA以100：10～100：15的重量比混合。MOCA选择熔点在98℃～110℃的C13H12CL2N2，MOCA的胺值在7.4～7.6（mol/g）之间。
在本实施例中，聚氨酯和MOCA以100：12的重量比混合。
如图1为聚氨酯和MOCA以100：12的重量比混合制得的不同规格的胎面其弹性率与温度的关系曲线图，A为#1OO0Hs90；B为#25O0Hs95；C为#2OO0Hs95；D为#2OO0Hs90；E为#3OO0Hs95；弹性率的数值越高表示越硬，另外，相对温度变化弹性率的变化小的种类不易受热影响，在聚氨酯车轮的耐久性方面非常优越，从图中可看出以该比例制成的胎面其弹性率较不易受温度影响。
图2为聚氨酯和MOCA以100：12的重量比混合制得的不同规格的胎面其在起动时的阻力系数统计图，试验条件--试料尺寸：Φ80*56，浇注型聚氨酯弹性体厚度：10.25mm，负荷重量：300Kg，拉伸速度：5mm/sec，试验品在水平、平滑的铁制面上行走；比较起动阻力系数u，#3OO0Hs95是#2000Hs95的-50%；另外#2500Hs95是#2000Hs95的-50%；这种情况表示起动时花费很少的能量即可完成起动。
图3为聚氨酯和MOCA以100：12的重量比混合制得的不同规格的胎面其在不同负载的情况下消耗电力的曲线图，试验条件--试料：Φ200*60，浇注型聚氨酯弹性体厚度：10mm，行走速度：5km/h；F为#2OO0Hs95；G为#25O0Hs95；H为#3OO0Hs95；从图中可看出消费电力在允许负荷范围内，#3000Hs95削减#2000Hs95的40-50%；#2500Hs95削减#2000Hs95的15%。
图4为聚氨酯和MOCA以100：12的重量比混合制得的不同规格的胎面其耐久性曲线图（S-N曲线图），I为#3OO0Hs95；J为#25O0Hs95；K为#1OO0Hs90；L为#2OO0Hs90；M为#2OO0Hs95；试验条件--试料：Φ80*56，浇注型聚氨酯弹性体厚度：10.25mm，行走速度：5km/h；该曲线是在浇注型聚氨酯弹性体施加一定的压力，直至发生破裂或破断，以点记录反复回数，表示材料的疲劳性。从同一变形率来看、可以判断以该比例制成的胎面的疲劳耐久寿命非常长，其中以#25O0Hs95和#3OO0Hs95为最。
图5为聚氨酯和MOCA以100：12的重量比混合制得的胎面与现有产品的耐负荷性对比统计图，试验条件--试料：Φ125*50，浇注型聚氨酯弹性体厚度：12mm，速度：6km/h；#20000Hs95与现有产品1、现有产品2相比较，其耐负荷性优越25%；#25000Hs95与#20000Hs95相比较，其耐负荷性优越25%。
聚氨酯在75～100℃的温度中预热融化，MOCA在110～130℃的温度中预热融化，混合时的温度在90～120℃之间。
MOCA的色数在3～5之间。
聚氨酯的粘度在700～1100（mPa·s）之间。
聚氨酯的色数在1以下。
实施例2
在本实施例中，聚氨酯和MOCA以100：10的重量比混合。
实施例3
在本实施例中，聚氨酯和MOCA以100：15的重量比混合。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (3)

1.用于轮胎填充的浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于：由MOCA和NCO重量含量为4.20%～4.47%的聚氨酯混合而成；聚氨酯和MOCA以100：10～100：15的重量比混合。
2.根据权利要求1所述的用于轮胎填充的浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于：聚氨酯和MOCA以100：12的重量比混合。
3.根据权利要求1或2所述的用于轮胎填充的浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于：聚氨酯的粘度在700～1100（mPa·s）之间。
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