实心轮胎用二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇及其制备方法技术

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
实心轮胎用二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚醚多元醇合成
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]本专利技术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。同时本专利技术还提供其制备方法。
[0006]本专利技术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；
[0007]所述聚碳酸酯醚多元醇的官能度为2.0
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3.0，羟值为18
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23mgKOH/g。
[0008]优选地，聚碳酸酯醚多元醇中，碳酸酯基团质量占比为10
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20％，进一步优选为12
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15％。
[0009]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
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6.0，分子量为200
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3000g/mol。
[0010]本专利技术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：
[0011](1)将复合起始剂和DMC催化剂加入到高压反应釜中，二氧化碳置换至氧含量≤50ppm，升温至80
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100℃，抽真空脱水0.5
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2h。将引发反应所需剂量的环氧丙烷加入到高压釜中引发聚合反应，当压力下降到引发压力一半时通二氧化碳气体至反应所需的压力，由高压泵将环氧丙烷加入到反应釜中进行反应，反应后得到中间体聚碳酸酯醚多元醇；
[0012](2)将步骤(1)得到的中间体聚碳酸酯醚多元醇以及磷腈催化剂加入耐压反应釜中，氮气置换至釜内氧含量小于50ppm，在85
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115℃真空度低于
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0.09MPa条件下氮气鼓泡计时1
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2h，计时结束后升温至105
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125℃，加入环氧丙烷进行聚合反应，进料完毕后继续内压反应0.5
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1.5h，然后加入环氧乙烷进行封端聚合反应，进料完毕后继续内压反应1
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2h，脱出未反应的残留单体和小分子副产物得到粗制聚碳酸酯醚多元醇；
[0013](3)向步骤(2)得到的粗制聚碳酸酯醚多元醇加入磷酸、水和吸附剂进行后处理，抽滤，得到聚碳酸酯醚多元醇。
[0014]其中：
[0015]步骤(1)中，DMC催化剂为锌
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钴双金属氰络合物催化剂；DMC催化剂占中间体聚碳酸酯醚多元醇总质量的0.02
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0.10％，优选0.04
‑
0.06％。
[0016]步骤(1)中，引发聚合反应的环氧丙烷的质量为复合起始剂质量的8
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16％，优选10
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12％。
[0017]步骤(1)中，反应温度为100
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160℃，优选120
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140℃；反应所需二氧化碳压力为0.5
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7MPa，优选2
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6MPa。
[0018]步骤(2)中，所述的磷腈催化剂添加量为粗制聚碳酸酯醚多元醇质量的0.08
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0.40％，优选0.1
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0.3％。
[0019]步骤(2)中，封端聚合反应的环氧乙烷质量占粗制聚碳酸酯醚多元醇总质量的8
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30％，优选12
‑
20％。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0021]1、本专利技术所述实心轮胎用二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇，采用复合起始剂与环氧丙烷、二氧化碳和环氧乙烷在DMC催化剂以及磷腈催化剂的作用下共聚而成，以廉价、低毒的二氧化碳为原料，降低了成本，绿色环保。
[0022]2、本专利技术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，使其制备的实心聚氨酯轮胎兼顾强度高、耐水解、耐磨等性能。
具体实施方式
[0023]下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。
[0024]实施例中所用材料，除特殊说明外，均为市售原料。
[0025]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验
步骤的操作或条件即可进行。
[0026]实施例1
[0027]将226.8g羟值为280mgKOH/g的聚醚二元醇、210g羟值为225mgKOH/g的聚醚六元醇以及0.84g锌
‑
钴双金属氰络合物DMC催化剂放入高压反应釜内，抽真空二氧化碳置换，升温，待温度达到反应温度100℃时鼓泡计时脱水1h。而后升高温度至130℃，先将43g环氧丙烷加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实心轮胎用二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇，其特征在于：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。2.根据权利要求1所述的实心轮胎用二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇，其特征在于：聚碳酸酯醚多元醇中，碳酸酯基团质量占比为10
‑
20％。3.根据权利要求1所述的实心轮胎用二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇，其特征在于：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
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6.0，分子量为200
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3000g/mol。4.一种权利要求1
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3任一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，其特征在于：包括以下步骤：(1)将复合起始剂和DMC催化剂加入到高压反应釜中，用二氧化碳置换，脱水，通入环氧丙烷引发聚合反应，然后加入二氧化碳和环氧丙烷进行反应，得到中间体聚碳酸酯醚多元醇；(2)将步骤(1)得到的中间体聚碳酸酯醚多元醇以及磷腈催化剂加入耐压反应釜中，氮气置换，升温，加入环氧丙烷进行聚合反应，然后加入环氧乙烷进行封端聚合反应，得到粗制聚碳酸酯醚多元醇；(3)将步骤(2)得到的粗制聚碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙兆任，于腾飞，王腾，张德江，公维英，
申请(专利权)人：山东一诺威新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：