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CN111615527A - 非充气轮胎及其制备方法与其用途 - Google Patents

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CN111615527A
CN111615527A CN201980007292.2A CN201980007292A CN111615527A CN 111615527 A CN111615527 A CN 111615527A CN 201980007292 A CN201980007292 A CN 201980007292A CN 111615527 A CN111615527 A CN 111615527A
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thermoplastic
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Covestro Deutschland AG
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Abstract

本发明提供一种非充气轮胎及其制备方法与其用途。根据本发明的非充气轮胎包括聚氨酯基体材料和热塑性可膨胀聚合物材料，所述热塑性可膨胀聚合物材料分散在所述聚氨酯基体材料中。与现有技术中的非充气轮胎相比，根据本发明的非充气轮胎具有较低的整体重量、高耐磨性、高轮胎动态特征和优异耐水解性。

Description

非充气轮胎及其制备方法与其用途
技术领域
本发明涉及非充气轮胎及其制备方法与其用途，特别涉及一种包括聚氨酯复合材料层的非充气轮胎。
背景技术
目前，低速车辆如自行车通常具有两种轮胎，即充气轮胎和填充轮胎。
充气轮胎，由于它们填充有气体(如空气)而具有诸如重量轻、弹性好和骑乘舒适的优点。充气轮胎的主要缺点是由于各种原因导致的漏气、扁胎及其它故障。
填充轮胎，也被称为非充气轮胎或实心轮胎。因为它们填充有固体或半固体材料而非压缩空气，不存在诸如充气或漏气的这类问题。因此非充气轮胎在其使用周期内可以基本上免维修。
填充轮胎的填充材料应不仅使轮胎能够吸收震动、提供良好牵引力、具有高弹性和高韧性等，而且在使用过程中不积聚过多的热量，因为过多的热量积聚可损坏轮胎并缩短轮胎使用寿命。
根据适当配方制备的聚氨酯/脲弹性体泡沫已经作为轮胎填充材料使用。CN105001394A公开了一种用于耐热性聚氨酯发泡轮胎的自结皮复合材料(compoundmaterial)及其制备方法。在该发明中，通过加入适量的刚性结构(即苯环结构)提高聚氨酯的耐热性，所制备的轮胎可以在一定时间周期内承受高速旋转期间产生的热量，其优于通常的聚氨酯微孔泡沫轮胎，在负重和高速条件下可以使用更长时间，从而扩大聚氨酯泡沫轮胎的应用范围及降低苛刻的使用要求。
CN105939870A公开了一种聚氨酯填充轮胎，其由模塑密度为400-700kg/m3、优选500-600kg/m3且自由发泡密度为250-350kg/m3、优选300-320kg/m3(根据ISO 845)的多孔聚氨酯弹性材料制成。其中所用的填充材料为改进的多孔聚氨酯或聚氨酯-脲弹性材料。
用于填充填充轮胎的具有诸如耐水解性和耐磨性的性能的多孔聚氨酯弹性体可以满足用作轮胎的弹性好的要求，但其重量一般高于充气轮胎的重量。现有技术中的非充气轮胎在较高的速度(例如15km/h)下运行期间产生的热量严重影响轮胎的寿命。
因此，在轮胎行业中需要开发具有低重量和长使用寿命同时保持充气轮胎的优点的非充气轮胎。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种非充气轮胎。所述非充气轮胎包括聚氨酯复合材料层，所述聚氨酯复合材料层包括聚氨酯基体材料和热塑性可膨胀聚合物材料，所述热塑性可膨胀聚合物材料分散在所述聚氨酯基体材料中。
所述聚氨酯基体材料由包括下列反应组分的反应获得：
(A1)多异氰酸酯组合物，其优选具有15-25重量％的游离NCO-值(测试方法：GBT18446-2009)并包含异氰酸酯封端的预聚物，所述预聚物是过量有机多异氰酸酯与聚醚多元醇的反应产物，其中所述聚醚多元醇的平均标称羟基官能度为2-6、数均分子量为2000-6000g/mol(根据GB/T 7383-2007：羟值测试方法计算)和环氧乙烷含量为20-35重量％，其中至少50％的所述环氧乙烷基团存在于所述聚醚多元醇的末端；
(A2)任选一种或更多种环烷油；
(B1)至少一种基于聚环氧烷烃的聚醚多元醇，其具有2000-7000g/mol的数均分子量(根据GB/T 7383-2007：羟值测试方法计算)并包含15-35重量％的固体颗粒，基于所述聚醚多元醇的总重量计；
(B2)一种或更多种增链剂；
(B3)一种或更多种催化剂；和(B4)一种或更多种发泡剂。
根据本发明的多异氰酸酯组合物优选具有15-25重量％的游离NCO-值(测试方法：GBT 18446-2009)并包含异氰酸酯封端的预聚物，所述异氰酸酯封端的预聚物是过量有机多异氰酸酯与聚醚多元醇的反应产物，其中所述聚醚多元醇的平均标称羟基官能度为2-6、数均分子量为2000-6000g/mol(根据GB/T 7383-2007：羟值测试方法计算)和环氧乙烷含量为20-35重量％，其中至少50％的所述环氧乙烷基团存在于所述基于聚环氧烷烃的聚醚多元醇的末端。
根据本发明的热塑性可膨胀聚合物材料的密度优选为80-300g/m3、更优选80-200g/m3且最优选80-150g/m3，粒径优选为2-8mm、更优选3-7mm且最优选4-6mm。
根据本发明的热塑性可膨胀聚合物材料的含量优选为10-50重量％、更优选10-35重量％，基于所述聚氨酯复合材料层的重量为100wt％计。
根据本发明的热塑性可膨胀聚合物材料优选为选自以下的一种或更多种：可发泡热塑性聚氨酯、可发泡聚乙烯、可发泡聚丙烯材料和可发泡乙酸乙烯酯。
根据本发明的热塑性可膨胀聚合物材料呈颗粒形式分布在所述聚氨酯基体中。
根据本发明的非充气轮胎还包括橡胶层，所述橡胶层布置在所述聚氨酯复合材料层的外部。
根据本发明的聚氨酯复合材料层的模塑密度优选为320-600kg/m3、更优选350-450kg/m3(根据ISO 845)。
作为本发明的一个优选实施方案，所述聚氨酯基体材料的反应组分还包括一种或更多种环烷油作为组分。所述环烷油是饱和环状碳链烃的常用名并且其专业名称为环烷基油。它具有饱和环状碳链结构而且通常具有与其环连接的饱和支链。由于其分子中一个或更多个饱和环状碳链的主要特征和油状液体外观，它被称为环烷油。所述环烷油可结合入所述组分(A1)中，其中所述环烷油占5-50重量％，基于所述组分(A1)的重量为100重量％计；或所述环烷油可结合入所述组分(B1)至(B4)中的至少一种中，其中所述环烷油占5-30重量％，优选10-20重量％，基于所述组分(B1)-(B4)的总重量为100重量％计。环烷油组分的加入使得本发明的轮胎在耐高温性能方面更优越并且特别适合于高速行驶的车辆。此外，由于环烷油的成本较低，该组分的存在可以降低轮胎的整体成本并产生更经济的轮胎产品。
根据本发明的非充气轮胎具有圆形横截面。
本发明的另一个目的是提供一种制备非充气轮胎的方法，其中所述轮胎包括聚氨酯复合材料层，所述聚氨酯复合材料层包括聚氨酯基体材料和热塑性可膨胀聚合物材料，所述热塑性可膨胀聚合物材料分散在所述聚氨酯基体材料中，所述方法包括下列步骤：
1)将所述热塑性可膨胀聚合物材料放入用于模塑所述聚氨酯复合材料层的模具腔体中并通过离心旋转使所述热塑性可膨胀聚合物材料均匀分布于所述模具腔体中，
2)将用于形成所述聚氨酯基体材料的聚氨酯体系注入所述模具腔体中，所述聚氨酯体系在所述模具腔体中经历发泡并固化以获得所述聚氨酯复合材料层；和
3)由所述聚氨酯复合材料层获得所述非充气轮胎。
上述方法中所用的聚氨酯基体材料如前所述。
根据本发明的方法中所用的聚氨酯复合材料层中的热塑性可膨胀聚合物材料的含量为10-50重量％、优选10-35重量％，基于所述聚氨酯复合材料层的重量为100重量％计。所述热塑性可膨胀聚合物材料的粒径为2-8mm、优选3-7mm且更优选4-6mm，并且其分布在所述聚氨酯基体中。
上述热塑性可膨胀聚合物材料为选自的一种或更多种：可发泡热塑性聚氨酯、可发泡聚乙烯、可发泡聚丙烯材料和可发泡乙酸乙烯酯，呈颗粒形式分布在所述聚氨酯基体中。
通过根据本发明的方法制备的非充气轮胎还包括橡胶层，所述橡胶层布置在所述聚氨酯复合材料层的外部。
本发明的再一目的是提供根据本发明的非充气轮胎在非机动车辆制备中的用途以及所制备的非机动车辆。
根据本发明的非充气轮胎通过用聚氨酯复合材料层替代传统的多孔聚氨酯来制备。
附图简述
图1是非充气轮胎的横截面示意图。其中，100指非充气轮胎，110指聚氨酯基体材料，120指热塑性可膨胀聚合物材料。
附图用于进一步描述本发明中公开的具体实施例和方法。附图以及其简述将是示例性而非限制性的。
发明详述
下面参考具体实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，应理解，在阅读本发明之后，本领域技术人员可以对本发明进行各种改进或改变并且这些等同形式同样落入本申请所附权利要求书的范围。
根据本发明的非充气轮胎包括聚氨酯复合材料层，所述聚氨酯复合材料层包括聚氨酯基体材料和热塑性可膨胀聚合物材料，所述热塑性可膨胀聚合物材料分散在所述聚氨酯基体材料中。通过所述聚氨酯复合材料层，所述轮胎保持非充气聚氨酯轮胎的高耐磨性、高轮胎动态特征和优异耐水解性，同时降低整体重量。
聚氨酯基体材料
根据本发明的聚氨酯复合材料层中的聚氨酯基体材料由包括下列组分的反应制备：
(A1)多异氰酸酯组合物，其优选具有15-25重量％的游离NCO-值并包含异氰酸酯封端的预聚物，所述预聚物是过量有机多异氰酸酯与聚醚多元醇的反应产物，其中所述聚醚多元醇的平均标称羟基官能度为2-6、数均数均分子量为2000-6000g/mol(根据GB/T 7383-2007羟值测试方法计算)和环氧乙烷含量为20-35重量％，其中至少50％的所述环氧乙烷基团存在于所述聚醚多元醇的末端；
(A2)任选一种或更多种环烷油；所述一种或更多种环烷油可以5-50重量％的重量百分比、优选10-30重量％的重量百分比结合入所述多异氰酸酯组合物中，基于所述多异氰酸酯组合物的重量为100重量％计。
(B1)至少一种基于聚环氧烷烃的聚醚多元醇，其具有2000-7000g/mol的数均分子量(根据GB/T 7383-2007：羟值测试方法计算)并包含15-35重量％的固体颗粒，基于所述聚醚多元醇的总重量计；
(B2)一种或更多种增链剂；
(B3)一种或更多种催化剂；和
(B4)一种或更多种发泡剂。
本发明的聚氨酯体系可以根据组分的组合分类为单组分反应体系、双组分反应体系或多组分体系。双组分聚氨酯体系将所有组分划分为两种组分，即组分A和组分B。组分A通常以及在本发明中指异氰酸酯组分。组分B通常以及在本发明中指所有其它组分。在本发明中，聚氨酯体系优选为双组分反应体系。
单组分聚氨酯体系将所有组分混合在一起供后面使用。多组分聚氨酯体系指将所有组分划分为多种组分。单组分或多组分聚氨酯体系中的组分及其量可以通过参考双组分聚氨酯体系中的组分及其量来确定。
在本发明中，使用包含组分A和B的双组分聚氨酯体系作为实例进行说明，其中组分A为多异氰酸酯组合物(A)并且所有其它组分合称为组分B。
组分(A)：多异氰酸酯组合物
用于制备本发明的多异氰酸酯组合物的有机多异氰酸酯包括脂族、脂环族和芳脂族多异氰酸酯，例如六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4"-二异氰酸酯和对苯二亚甲基二异氰酸酯。
优选的多异氰酸酯是芳族多异氰酸酯，例如苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯，特别是基于二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的多异氰酸酯，例如MDI异构体，即4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯以及它们的混合物。
更优选地，用作有机多异氰酸酯的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的量为基于所述有机多异氰酸酯的总重量计大于95重量％。最优选地，用作有机多异氰酸酯的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的量为基于所述有机多异氰酸酯的总重量计大于97重量％。
当二异氰酸酯是用于制备多异氰酸酯组合物的优选多异氰酸酯时，如有需要，可使用二异氰酸酯与具有小比率和更高官能度的多异氰酸酯的混合物。其它MDI变体是本领域中众所周知的并包括通过结合氨基甲酸乙酯、脲基甲酸酯、脲、缩二脲、碳二亚胺、脲酮亚胺和/或异氰脲酸酯残基(residues)所获得的液体产物。
在一个优选的实施方案中，所述多异氰酸酯组合物包含异氰酸酯封端的预聚物，其通过过量的多异氰酸酯与聚醚多元醇或聚酯多元醇的反应以获得具有指定NCO值的预聚物来制备。用于制备该预聚物的方法已在本领域中描述。多异氰酸酯和聚醚多元醇的相对量取决于它们的当量和所需的NCO值，并可由本领域技术人员容易地确定。如果需要，该反应可在增强氨基甲酸乙酯基形成的催化剂例如叔胺和锡化合物的存在下进行。反应时间在30分钟至4小时范围内，反应温度在50℃至90℃范围内。
通过用于制备预聚物的多异氰酸酯与聚醚多元醇的反应所获得的基团的至少90％是聚氨酯基团。可以向制备的预聚物添加多异氰酸酯，条件是NCO值保持在指定范围内。其添加量通常小于25重量％，基于多异氰酸酯组合物的总重量计。此外，所添加的多异氰酸酯可选自上述那些。芳族多异氰酸酯，特别是基于MDI的多异氰酸酯是优选的。
根据一个实施方案，多异氰酸酯与环烷油组分一起可参与体系的反应。环烷油是饱和环状碳链烃的常用名并且其专业名称为环烷基油。它具有饱和环状碳链结构而且通常具有与其环连接的饱和支链。由于其分子中一个或更多个饱和环状碳链的主要特征和油状液体外观，它被称为环烷油。环烷油的商业产品是：例如来自Whitco Chemical Company的Califlux LP或Bearflex LPO、来自Crowley Chemical的Viplex 530A等。
组分(B1)：至少一种基于聚环氧烷烃的聚醚多元醇
用于制备所述异氰酸酯封端的预聚物的聚醚多元醇包括通过在多官能引发剂存在下环氧乙烷与其它环状氧化物例如环氧丙烷或四氢呋喃的聚合所获得的产物。合适的引发剂化合物含有多个活性氢原子并包括水和多元醇，例如乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、环己烷二甲醇、间苯二酚、双酚A、甘油、三羟甲基丙烷、1,2,6-己三醇或季戊四醇。
可使用引发剂和/或环状氧化物的混合物。
特别有用的聚醚多元醇包括如本领域中充分描述的通过将环氧丙烷和环氧乙烷依序添加到二-或三官能引发剂所获得的聚(氧乙烯-氧丙烯)二醇和三醇。所述二醇和三醇的混合物同样可为有用的。
所述聚酯多元醇通过使二羧酸或二羧酸酐与多元醇反应获得。所述二羧酸优选但不限于具有2-12个碳原子的脂族羧酸，例如：丁二酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷基羧酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸或它们的混合物。所述二羧酸酐优选但不限于邻苯二甲酸酐、四氯苯二甲酸酐、马来酸酐或它们的混合物。所述多元醇优选但不限于乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、1,3-甲基丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,10-癸二醇、甘油、三羟甲基丙烷或它们的混合物。所述聚酯多元醇还包括由内酯制备的聚酯多元醇，所述内酯优选但不限于ε-己内酯。
所述聚碳酸酯多元醇优选但不限于聚碳酸酯二醇。所述聚碳酸酯二醇可以通过使二醇与二烃基或二芳基碳酸酯或光气反应来制备。所述二醇优选但不限于1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二己二醇、三聚甲醛二醇或它们的混合物。所述二烃基或二芳基碳酸酯优选但不限于碳酸二苯酯。
所述聚酯多元醇的官能度为2-3并且羟值为20-180。优选官能度为2并且羟值为28-112的聚酯多元醇。
根据一个实施方案，所述至少一种基于聚环氧烷烃的聚醚多元醇选自基于所述多元醇的总重量计包含15-35重量％的固体颗粒并具有高达20重量％、优选10-20重量％的平均环氧乙烷含量的填充的聚醚多元醇，且其中所述环氧乙烷基团存在于所述聚醚多元醇的末端(封端的)。
根据一个实施方案，所述至少一种聚合物多元醇选自基于所述多元醇的总重量计包含15-35重量％的固体颗粒的填充的聚醚多元醇，且其中所述聚合物多元醇是聚合物固体颗粒例如基于苯乙烯的聚合物颗粒在多元醇中的分散体。苯乙烯聚合物颗粒的实例包括苯乙烯-丙烯腈的所谓“SAN”颗粒。
根据一个优选的实施方案，所述至少一种基于聚环氧烷烃的聚醚多元醇是包含第一聚醚多元醇和第二聚醚多元醇的多元醇混合物，条件是该混合物基于所述多元醇混合物的总重量计包含15-45重量％的固体颗粒。该混合物的数均分子量优选为4000-7000g/mol。第一聚醚多元醇的数均分子量优选为5000-7000g/mol并且环氧乙烷含量为10-20重量％，且其中所述环氧乙烷基团存在于所述聚醚多元醇的末端(封端的)。第二聚醚多元醇的数均分子量优选为4000-6000g/mol并且环氧乙烷含量为10-20重量％，且其中所述环氧乙烷基团存在于所述聚醚多元醇的末端(封端的)。第一聚醚多元醇与第二聚醚多元醇的比率优选为20/80至40/60。在该聚合物多元醇中的第一聚醚多元醇的合适实例包括但不限于
Figure BDA0002568460680000071
1650、E-851、E-850(可获自Covestro)、CHP–H45、CHP-H30(可获自江苏长华聚氨酯科技有限公司)、SPEC FLEX NC 700(可获自DOW)。
根据另一个优选的实施方案，所述至少一种基于聚环氧烷烃的聚醚多元醇是包含第一聚醚多元醇和第二聚醚多元醇的多元醇混合物，条件是该混合物基于所述多元醇混合物的总重量计包含15-35重量％的固体颗粒。该混合物的数均分子量优选为2000-4000g/mol。第一聚醚多元醇的数均分子量优选为1000-2000g/mol并优选选自聚四氢呋喃(也称作聚四亚甲基醚二醇)。第二聚醚多元醇的数均分子量优选为4000-6000g/mol、优选约5000g/mol，并且环氧乙烷含量为10-20重量％，且其中所述环氧乙烷基团存在于所述聚醚多元醇的末端(封端的)。第一聚醚多元醇与第二聚醚多元醇的比率优选为80/20至40/60。在该聚合物多元醇中的第一聚醚多元醇的合适实例包括但不限于来自Invista的
Figure BDA0002568460680000072
和来自BASF的
Figure BDA0002568460680000073
组分(B2)：一种或更多种增链剂和交联剂
优选地，增链剂和交联剂是羟基官能度为2-6、优选2-4且数均分子量为60-490g/mol的多元醇，如乙二醇、(单)乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己二醇、季戊四醇和数均分子量为499g/mol和更少的聚乙二醇。增链剂和交联剂的量为至多15重量份/每100重量份用于与所述多异氰酸酯组合物反应的多元醇。更优选地，增链剂和交联剂的量优选为5-15重量份/每100重量份用于与所述多异氰酸酯组合物反应的多元醇。根据一个优选的实施方案，所述增链剂是单乙二醇(MEG)、丁二醇和/或己二醇。
组分(B3)：一种或更多种催化剂
常见催化剂可分类为以下类：1)脂(环)族叔胺催化剂，如三乙基二胺(triehylaminediamine)DABCO；五甲基-二乙基三胺；DMCHA；N,N-二甲基环己胺；2)金属化合物，如有机锡；二丁基月桂酸锡-DBTDL；来自Momentive Inc.的产品：UL系列产品，UL-4、UL-6、UL-22、UL-28、UL-32等；3)含羟基催化剂：二甲基氨基丙基二丙醇胺(DPA)；N-甲基二乙醇胺(MDEA)；二甲基氨基丙基胺(DMAPA)-Amin Z等；4)醚胺催化剂：双N,N'-二甲基氨基乙基醚；N-乙基吗啉(NEM)；2,2-二吗啉代二乙基醚(DMDEE)等。
组分(B4)：一种或更多种发泡剂
发泡剂可选自基于氟的烃化合物(氢氟烃化合物)和/或替代地选自基于缩醛的化合物和/或水。发泡剂可为上述化合物的组合。
根据一个实施方案，所述发泡剂为基于氟的烃化合物。合适的基于氟的烃是
Figure BDA0002568460680000081
365(可获自Arkema)。基于氟的烃化合物的量(如果单独使用)为基于反应体系的总重量计3-6重量％。
优选地，在不存在其它发泡剂的情况下，用作发泡剂的水的量可以已知方式变化，以实现所需密度。合适的水量通常为至少0.3重量份、优选0.3-1.2重量份/每100份所述反应体系。优选地，水是唯一的发泡剂。
组分(B5)：一种或更多种环烷油
所述环烷油组分的定义及来源如前所述。与B(B1-B4)中的任一种或更多种混合的环烷油组分也可以起到同样的作用，使得轮胎具有更好的耐高温性并且更经济。
所述一种或更多种环烷油可结合入聚醚多元醇组合物中，重量百分比为5-30重量％、优选10-20重量％，基于所述聚醚多元醇组合物的重量为100重量％计。
所述聚氨酯体系可进一步包含常规的添加剂，如表面活性剂、着色剂、稳定剂、填料和脱模剂。
热塑性可膨胀聚合物材料
所述热塑性可膨胀聚合物材料包括但不限于聚合物珍珠棉、热塑性聚氨酯弹性体TPU、乙烯-乙酸乙烯酯EVA、具有非交联闭孔结构和低密度的聚乙烯EPE、可膨胀和可发泡聚丙烯EPP等和有机硅粉，包括有机硅橡胶粉和有机硅树脂粉。特别优选聚合物珍珠棉。
所述热塑性可膨胀聚合物材料的密度优选为80-300g/m3、更优选80-200g/m3且最优选80-150g/m3。
所述热塑性聚合物材料优选为颗粒状发泡材料。所述颗粒状热塑性聚合物材料的粒径优选为2-8mm、更优选3-7mm且最优选4-6mm。
合适的热塑性可膨胀聚合物材料例如为来自日本JSP Company的热塑性TPU珍珠棉、来自BASF的InfinergyTM32-100U10热塑性TPU珍珠棉、来自Dow Chemical Company的EPE珍珠棉ETAHFOAM等；由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd生产的有机硅粉，包括例如有机硅橡胶粉KMP-597、KMP-598和有机硅树脂KPM系列等。
聚氨酯复合材料层
根据本发明的聚氨酯复合材料层包括所述聚氨酯基体材料和分布于其中的所述热塑性聚合物材料。
所述聚氨酯基体材料占所述聚氨酯复合材料层50-95重量％、优选60-90重量％、更优选65-85重量％、特别优选70-85重量％，基于所述聚氨酯复合材料层的重量为100％计。所述聚氨酯基体材料的模塑密度优选为320-600kg/m3、更优选350-450kg/m3且自由发泡密度优选为200-350kg/m3、更优选240-300kg/m3(根据ISO845)。
在所述聚氨酯复合材料层中所述热塑性聚合物材料的含量优选为10-50重量％、更优选10-35重量％，基于所述聚氨酯复合材料层的重量为100％计。
非充气轮胎
根据本发明的非充气轮胎包括所述聚氨酯复合材料层。根据最终产品要求，可以直接使用模塑的聚氨酯复合材料层作为最终的非充气轮胎。所述非充气轮胎可以还包括橡胶层，所述橡胶层布置在所述聚氨酯复合材料层的外部。具体而言，橡胶层覆盖聚氨酯复合材料芯胎以获得最终的非充气轮胎。
如图1中所示，所述非充气轮胎包括橡胶外胎和由热塑性可膨胀聚合物和聚氨酯基体材料构成的聚氨酯复合材料层。
制备非充气轮胎的方法
根据本发明的制备非充气轮胎的方法包括下列步骤：
1)将所述热塑性可膨胀聚合物材料添加至用于模塑所述聚氨酯复合材料层的模具腔体中并通过离心旋转使所述热塑性可膨胀聚合物材料均匀分布于所述模具腔体中，
2)将用于形成所述聚氨酯基体材料的聚氨酯体系注入所述模具腔体中，所述聚氨酯体系在所述模具腔体中经历离心模塑发泡并固化以获得所述聚氨酯复合材料层；和
3)由所述聚氨酯复合材料层获得所述非充气轮胎。
在本发明中，除非另外明确说明，该方法的步骤的序号仅为便于描述和理解本发明而使用，不用于限制方法的步骤顺序。例如，针对步骤(a)和(b)，步骤(a)可以在步骤(b)之前或在步骤(b)之后进行，或步骤(a)和(b)可同时进行。
本发明中使用的热塑性聚合物材料通常使用塑料挤出造粒工艺制备，它可采用如前文所述的常规市售可得的产品。
本发明中使用的模具可以根据要制备的非充气轮胎的所需内径、外径、横截面尺寸和形状使用常规轮胎模具工艺、方法和材料制备。用于形成所述聚氨酯复合材料层的模具中的腔体通常可以为环状的。
可将根据本发明的热塑性可膨胀聚合物注入离心旋转下的模具腔体中，或可将其注入静止状态下的模具腔体中，然后经历离心旋转。在本发明中优选将所述热塑性可膨胀聚合物注入离心旋转下的模具腔体中。无论注入方式是什么，所述热塑性可膨胀聚合物材料在所述腔体中应具有基本均匀的分布。
在根据本发明的聚氨酯体系中的多异氰酸酯组合物(组分A)与所述聚醚多元醇组分(包括组分B1-B4)的混合可以使用双组分高压混合系统进行。在现有技术中，可以通过简单地浇注用于填充的发泡材料实现填充材料的模塑。然而，通常的浇注方法使得难以实现本发明制备非充气轮胎的目的。在本发明中，通过离心浇注将聚氨酯体系注入所述腔体中，离心浇注允许聚氨酯体系均匀分布于所述腔体中。浇注优选使用敞口模具、优选旋转敞口模具进行，离心旋转速度为150-800rpm、优选200-600rpm、特别优选200-350rpm。
在本发明中，除了允许聚氨酯体系均匀分布于所述腔体中以外，离心浇注还允许将所述热塑性聚合物材料和聚氨酯体系复合。在离心浇注聚氨酯体系期间中，所述热塑性可膨胀聚合物在离心作用以及浇注的聚氨酯体系进料压力下分散在聚氨酯体系中。在本发明中，通过离心浇注使所述热塑性可膨胀聚合物材料分布在所述聚氨酯体系中。
使浇注的聚氨酯体系在所述腔体中旋转模塑、发泡并固化以形成所述聚氨酯基体，而所述热塑性可膨胀聚合物与所述聚氨酯基体材料复合。聚氨酯体系在50-80℃的升高的温度下、优选在烘箱中固化。
所述轮胎的其它层可以包括橡胶层，所述橡胶层布置在所述聚氨酯复合材料层的外部。
作为一个优选的方案，在步骤1)之前还存在将模具预热的步骤，目的是加快聚氨酯体系的反应速度、快速脱模并提高生产效率。
用于制备非充气轮胎的模具优选为能够离心浇注的模具，并可以使用各种方法。例如，方法1：在模具中，首先将热塑性可膨胀聚合物材料颗粒按照重量比率添加至橡胶轮胎中，和通过离心浇注注入相应比率的聚氨酯体系。使聚氨酯体系反应、发泡和模塑以形成聚氨酯-热塑性可膨胀聚合物复合材料芯胎。然后由橡胶外胎覆盖该聚氨酯-热塑性可膨胀聚合物复合材料芯胎。
方法2：首先将热塑性可膨胀聚合物材料颗粒按照重量比率添加至橡胶轮胎中，通过离心浇注注入相应比率的聚氨酯体系。使聚氨酯体系反应、发泡和模塑以形成一体化的聚氨酯-热塑性可膨胀聚合物复合材料和橡胶外胎。根据聚氨酯体系的特征，在室温或烘箱加热条件下，使聚氨酯熟化以获得最终产品。
本发明还提供根据本发明的非充气轮胎在速度低于30km/h的两-四轮车辆制备中的用途以及使用所述非充气轮胎的两-四轮车辆。所述两-四轮车辆包括非机动车辆、平衡式车辆等。所述非机动车辆包括两轮车辆、三轮车、自行车等。
在第一优选实施方案中，本发明涉及一种非充气轮胎，其包括聚氨酯复合材料层，所述聚氨酯复合材料层包括聚氨酯基体材料和热塑性可膨胀聚合物材料，所述热塑性可膨胀聚合物材料分散在所述聚氨酯基体材料中，
其中所述聚氨酯基体材料由包括下列组分的反应获得：
(A1)多异氰酸酯组合物；
(B1)至少一种基于聚环氧烷烃的聚醚多元醇，其具有2000-7000g/mol的数均分子量(根据GB/T 7383-2007：羟值测试方法计算)并包含15-35重量％的固体颗粒，基于所述聚醚多元醇的总重量计；
(B2)一种或更多种增链剂；
(B3)一种或更多种催化剂；和(B4)一种或更多种发泡剂。
在第二优选实施方案中，本发明涉及根据第一实施方案的非充气轮胎，其中所述多异氰酸酯组合物具有15-25重量％的游离NCO-值(测试方法：GBT 18446-2009)并包含异氰酸酯封端的预聚物，所述异氰酸酯封端的预聚物是过量有机多异氰酸酯与聚醚多元醇的反应产物，其中所述聚醚多元醇的平均标称羟基官能度为2-6、数均分子量为2000-6000g/mol(根据GB/T 7383-2007：羟值测试方法计算)和环氧乙烷含量为20-35重量％，其中至少50％的所述环氧乙烷基团存在于所述基于聚环氧烷烃的聚醚多元醇的末端。
在第三优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案1或2中任一项所述的非充气轮胎，其中所述聚氨酯基体材料还包括一种或更多种环烷油作为组分。
在第四优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案1或2中任一项所述的非充气轮胎，其中所述热塑性可膨胀聚合物材料的密度为80-300g/m3、优选80-200g/m3且更优选80-150g/m3。
在第五优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案1或2中任一项所述的非充气轮胎，其中所述热塑性可膨胀聚合物材料的含量为10-50重量％、优选10-35重量％，基于所述聚氨酯复合材料层的重量为100重量％计。
在第六优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案1或2中任一项所述的非充气轮胎，其中所述热塑性可膨胀聚合物材料为选自以下的一种或更多种：可发泡热塑性聚氨酯、可发泡聚乙烯、可发泡聚丙烯材料和可发泡乙酸乙烯酯。
在第七优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案1或2中任一项所述的非充气轮胎，其中所述热塑性可膨胀聚合物材料呈颗粒形式分布在所述聚氨酯基体中。
在第八优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案1或2中任一项所述的非充气轮胎，其特征是，还包括橡胶层，所述橡胶层布置在所述聚氨酯复合材料层的外部。
在第九优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案1或2中任一项所述的非充气轮胎，其中所述热塑性可膨胀聚合物材料的粒径为2-8mm、优选3-7mm且更优选4-6mm。
在第十优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案1或2中任一项所述的非充气轮胎，其中所述聚氨酯复合材料层的模塑密度为320-600kg/m3、优选350-450kg/m3(根据ISO845)。
在第十一优选实施方案中，本发明涉及根据第三实施方案所述的非充气轮胎，其中环烷油可结合入所述组分(A1)中，其中所述环烷油占5-50重量％、优选10-30重量％，基于所述组分(A1)的重量为100重量％计；或者，所述环烷油可结合入所述组分(B1)至(B4)中的至少一种中，其中所述环烷油占5-30重量％、优选10-20重量％，基于所述组分(B1)-(B4)的总重量为100重量％计。
在第十二优选实施方案中，本发明涉及制备非充气轮胎的方法，其中所述非充气轮胎包括聚氨酯复合材料层，所述聚氨酯复合材料层包括聚氨酯基体材料和热塑性可膨胀聚合物材料，所述热塑性可膨胀聚合物材料分散在所述聚氨酯基体材料中，所述方法包括下列步骤：
1)将所述热塑性可膨胀聚合物材料添加至用于模塑所述聚氨酯复合材料层的模具腔体中并通过离心旋转使所述热塑性可膨胀聚合物材料均匀分布于所述模具腔体中，
2)将用于形成所述聚氨酯基体材料的聚氨酯体系注入所述模具腔体中，所述聚氨酯体系在所述模具腔体中经历离心模塑发泡并固化以获得所述聚氨酯复合材料层；和
3)由所述聚氨酯复合材料层获得所述非充气轮胎，
其中所述聚氨酯基体材料由下列反应组分的反应获得：
(A1)多异氰酸酯组合物；
(B1)至少一种基于聚环氧烷烃的聚醚多元醇，其具有2000-7000g/mol的数均分子量(根据GB/T 7383-2007：羟值测试方法计算)并含有15-35重量％的固体颗粒，基于所述聚醚多元醇的总重量计；
(B2)一种或更多种增链剂；
(B3)一种或更多种催化剂；和
(B4)一种或更多种发泡剂。
在第十三优选实施方案中，本发明涉及根据第十二实施方案所述的方法，其中所述聚氨酯基体材料的反应组分还包括一种或更多种环烷油作为组分。
在第十四优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案12或13中任一项所述的方法，所述方法在步骤1)之前还包括将模具预热至60-90℃的步骤。
在第十五优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案12或13中任一项所述的方法，其中所述多异氰酸酯组合物具有15-25重量％的游离NCO-值(测试方法：GBT 18446-2009)并包含异氰酸酯封端的预聚物，所述异氰酸酯封端的预聚物是过量有机多异氰酸酯与聚醚多元醇的反应产物，其中所述聚醚多元醇的平均标称羟基官能度为2-6、数均分子量为2000-6000g/mol和环氧乙烷含量为20-35重量％，其中至少50％的所述环氧乙烷基团存在于所述聚醚多元醇的末端。
在第十六优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案12或13中任一项所述的方法，其中所述热塑性可膨胀聚合物材料的密度为80-300g/m3、优选80-200g/m3且更优选80-150g/m3。
在第十七优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案12或13中任一项所述的方法，其中所述热塑性可膨胀聚合物材料的含量为10-50重量％、优选10-35重量％，基于所述聚氨酯复合材料层的重量为100重量％计。
在第十八优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案12或13中任一项所述的方法，其中所述热塑性可膨胀聚合物材料为选自以下的一种或更多种：热塑性聚氨酯、可发泡聚乙烯、可发泡聚丙烯材料和可发泡乙酸乙烯酯。
在第十九优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案12或13中任一项所述的方法，其中所述热塑性可膨胀聚合物材料呈颗粒形式分布在所述聚氨酯基体中。
在第二十优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案12或13中任一项所述的方法，其中所述非充气轮胎还包括橡胶层，所述橡胶层布置在所述聚氨酯复合材料层的外部。
在第二十一优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案12或13中任一项所述的方法，其中所述热塑性可膨胀聚合物材料的粒径为2-8mm、优选3-7mm且更优选4-6mm，所述热塑性可膨胀聚合物材料分布在所述聚氨酯基体中。
在第二十二优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案12或13中任一项所述的方法，其中所述聚氨酯复合材料的模塑密度为320-600kg/m3、优选350-450kg/m3(根据ISO845)。
在第二十三优选实施方案中，本发明涉及根据第十三实施方案所述的方法，其中所述环烷油可结合入所述组分(A1)中，其中所述环烷油占5-50重量％、优选10-30重量％，基于所述组分(A1)的重量为100重量％计；或所述环烷油可结合入所述组分(B1)至(B4)中的至少一种中，其中所述环烷油占5-30重量％、优选10-20重量％，基于所述组分(B1)-(B4)的总重量为100重量％计。
在第二十四优选实施方案中，本发明涉及根据实施方案1-11中任一项所述的非充气轮胎在具有至少两个轮子且速度低于30km/h的非机动车辆制备中的用途。
在第二十五优选实施方案中，本发明涉及一种非机动车辆，其包括至少两个非充气轮胎，所述非充气轮胎中的至少一个为根据实施方案1-11中任一项所述的非充气轮胎。
实施例
用下列实施例说明本发明。
表1汇总了工业实践中用于测试非充气轮胎性能的项目及方法。按照表1所列方法进行本申请中的非充气轮胎性能测试。
表1工业实践中用于测试非充气轮胎性能的项目及方法
Figure BDA0002568460680000151
表2显示本发明的实施例中使用的原料。
表2实施例中使用的原料
Figure BDA0002568460680000161
实施例1-4
用低压发泡机将表3中所列的组分B和组分A以100/64.8的比率混合以获得双组分聚氨酯体系。将模具加热至65-70℃，然后启动离心浇注。
首先，将E-TPU珍珠棉按照表4中所列的比率放入模具中。通过模具的离心运动，将E-TPU珍珠棉均匀分布在模具中。然后按照表4所列的重量比率将双组分聚氨酯体系离心浇注到模具中。
聚氨酯体系反应并发泡，同时与E-TPU珍珠棉均匀复合。在10分钟后脱模，以获得相应的含E-TPU珍珠棉的微孔聚氨酯弹性复合材料非充气轮胎。然后由橡胶外胎覆盖该聚氨酯-热塑性可膨胀聚合物复合材料芯胎以获得最终产品。
表3对比实施例1及实施例1-4中聚氨酯体系的原料量
Figure BDA0002568460680000171
表4汇总了对比实施例1及实施例1-4中聚氨酯体系及热塑性可膨胀聚合物的量以及所制备的聚氨酯复合材料层的性能。性能测试方法显示于表1中。
表4聚氨酯复合材料层的原料比率及性能
Figure BDA0002568460680000172
对比实施例1中的非充气轮胎通过使用100％的聚氨酯材料制备，没有任何热塑性可膨胀聚合物材料，如此获得的非充气轮胎的重量为600克并且模塑密度为450kg/m3。
实施例1-4中获得的轮胎使用聚氨酯复合材料(其中E-TPU珍珠棉或InfinergyTM32-100的含量为10-30重量％)制备，重量为450-550克并且模塑密度为约450kg/m3，低于对比实施例1的那些。
实施例1-4中获得的非充气轮胎在环境温度20-25℃下满足表1中的工业实践中非充气轮胎的性能测试要求。
使实施例1-4中获得的非充气轮胎经历耐久性测试，其按照以下进行：在环境温度20-25℃下，使轮胎在70kg的负荷下以6km/h的速度行驶320公里。耐久性测试的结果显示轮胎未损坏。
使实施例1-4中获得的非充气轮胎经历回弹性测试，其按照以下进行：使轮胎负载70kg并被静压24小时。它(轮胎)在卸载后立即开始滚动和行驶。在1-2分钟内，测量轮胎外径与测试前轮胎外径的尺寸差异。回弹性测试的结果显示差异不大于0.1mm。
实施例1-4展示用包含发泡E-TPU珍珠棉与聚氨酯弹性泡沫的复合材料制备的非充气轮胎具有降低的轮胎重量，同时具有更好的回弹性，并满足轮胎耐久性和回弹性测试要求。
实施例5-8
用低压发泡机将表5中所列的组分B和组分A以100/73.55的比率混合以获得双组分聚氨酯体系。将模具加热至65-70℃，然后启动离心浇注。
首先，将聚乙烯珍珠棉EPEJW100按照表6中所列的比率放入模具中。通过模具的离心运动，将聚乙烯珍珠棉EPEJW100均匀分布在模具中。然后按照表6中所列的重量比率将双组分聚氨酯体系离心浇注到模具中。
聚氨酯体系反应并发泡，同时与聚乙烯珍珠棉EPEJW100均匀复合。在10分钟后脱模以获得相应的含聚乙烯珍珠棉EPEJW100的微孔聚氨酯弹性复合材料非充气轮胎。然后由橡胶外胎覆盖该聚氨酯-热塑性可膨胀聚合物复合材料芯胎以获得最终产品。
表5对比实施例2及实施例5-8中聚氨酯体系的原料量
Figure BDA0002568460680000191
表6汇总了对比实施例2及实施例5-8中聚氨酯体系及热塑性可膨胀聚合物的量以及所制备的聚氨酯复合材料层的性能。性能测试方法显示于表1中。
表6聚氨酯复合材料层的原料比率及性能
Figure BDA0002568460680000192
对比实施例2中的非充气轮胎通过使用100％的聚氨酯材料制备，没有任何热塑性可膨胀聚合物材料，如此获得的非充气轮胎的重量为600克并且模塑密度为450kg/m3。
实施例5-8中获得的轮胎使用聚氨酯复合材料(其中EPEJW100的含量为10-30重量％)制备，重量为475-550克并且模塑密度为约450kg/m3，低于对比实施例1的那些。
实施例5-8中获得的非充气轮胎在环境温度20-25℃下满足表1中的工业实践中非充气轮胎的性能测试要求。
使实施例5-8中获得的非充气轮胎经历耐久性测试，其按照以下进行：在环境温度20-25℃下，使轮胎在70kg的负荷下以6km/h的速度行驶320公里。耐久性测试的结果显示轮胎未损坏。
使实施例5-8中获得的非充气轮胎经历回弹性测试，其按照以下进行：使轮胎负载70kg并被静压24小时。它(轮胎)在卸载后立即开始滚动和行驶。在1-2分钟内，测量轮胎外径与测试前轮胎外径的尺寸差异。回弹性测试的结果显示差异不大于0.1mm。
实施例5-8展示用包含发泡E-TPU珍珠棉与聚氨酯弹性泡沫的复合材料制备的非充气轮胎具有降低的轮胎重量，同时具有更好的回弹性，并满足轮胎耐久性和回弹性测试要求。
实施例9-11
用低压发泡机将表7中所列的组分B和组分A以100/58-62的比率混合以获得双组分聚氨酯体系。
将模具加热至65-70℃，然后启动离心浇注。
首先，将E-TPU珍珠棉按照表8中所列的比率放入模具中。通过模具的离心运动，将E-TPU珍珠棉均匀分布在模具中。
然后按照表8中所列的重量比率将双组分聚氨酯体系离心浇注到模具中。
聚氨酯体系反应并发泡，同时与E-TPU珍珠棉均匀复合。
在10分钟后脱模以获得相应的含E-TPU珍珠棉的微孔聚氨酯弹性复合材料非充气轮胎。然后由橡胶外胎覆盖该聚氨酯-热塑性可膨胀聚合物复合材料芯胎以获得最终产品。
表7对比实施例1及实施例9-11中聚氨酯体系的原料量
Figure BDA0002568460680000201
表8汇总了对比实施例1及实施例9-11中聚氨酯体系及热塑性可膨胀聚合物的量以及制备的聚氨酯复合材料层的性能。性能测试方法显示于表1中。
表8聚氨酯复合材料层的原料比率及性能
Figure BDA0002568460680000211
对比实施例1中的非充气轮胎通过使用100％的聚氨酯材料制备，没有任何热塑性可膨胀聚合物材料，如此获得的非充气轮胎的重量为600克并且模塑密度为450kg/m3。
实施例9-11中获得的轮胎使用聚氨酯复合材料(其中E-TPU珍珠棉的含量为10重量％)制备，重量为550克并且模塑密度为约420kg/m3，低于对比实施例1的那些。
实施例9-11中获得的非充气轮胎在环境温度20-25℃下满足表1中的工业实践中非充气轮胎的性能测试要求。
使实施例9-11中获得的非充气轮胎经历耐久性测试，其按照以下进行：在环境温度20-25℃下，使轮胎在70kg的负荷下以6km/h的速度行驶320公里。耐久性测试的结果显示轮胎未损坏。
使实施例9-11中获得的非充气轮胎经历回弹性测试，其按照以下进行：使轮胎负载70kg并被静压24小时。它(轮胎)在卸载后立即开始滚动和行驶。在1-2分钟内，测量轮胎外径与测试前外径的尺寸差异。回弹性测试的结果显示差异不大于0.1mm。
实施例9-11展示用包含发泡E-TPU珍珠棉与聚氨酯弹性泡沫的复合材料制备的非充气轮胎具有降低的轮胎重量和模塑密度，同时具有更好的回弹性，并满足轮胎耐久性和回弹性测试要求。
尽管在本申请中在上面已经公开了优选实施例，应理解它们并非用以限定本发明。本领域技术人员可进行各种改进与变化而不脱离本发明的精神和范围内。本发明的保护范围应以本申请的权利要求的范围为准。

Claims (15)

1.一种非充气轮胎，其包括聚氨酯复合材料层，所述聚氨酯复合材料层包括聚氨酯基体材料和热塑性可膨胀聚合物材料，所述热塑性可膨胀聚合物材料分散在所述聚氨酯基体材料中，
其中所述聚氨酯基体材料由包括下列组分的反应获得：
(A1)多异氰酸酯组合物；
(B1)至少一种基于聚环氧烷烃的聚醚多元醇，其具有2000-7000 g/mol的数均分子量(根据GB/T 7383-2007：羟值测试方法计算)并包含15-35重量%的固体颗粒，基于所述聚醚多元醇的总重量计；
(B2)一种或更多种增链剂；
(B3)一种或更多种催化剂；和
(B4)一种或更多种发泡剂。
2.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述多异氰酸酯组合物具有15-25重量％的游离NCO-值(测试方法：GBT 18446-2009 )并包含异氰酸酯封端的预聚物，所述异氰酸酯封端的预聚物是过量有机多异氰酸酯与聚醚多元醇的反应产物，其中所述聚醚多元醇的平均标称羟基官能度为2-6、数均分子量为2000-6000 g/mol(根据GB/T 7383-2007：羟值测试方法计算)和环氧乙烷含量为20-35重量％，其中至少50%的所述环氧乙烷基团存在于所述基于聚环氧烷烃的聚醚多元醇的末端。
3.根据权利要求1或2所述的非充气轮胎，其中所述聚氨酯基体材料还包括一种或更多种环烷油作为组分。
4.根据权利要求1或2所述的非充气轮胎，其中所述热塑性可膨胀聚合物材料的密度为80-300 g/m3、优选80-200 g/m3且更优选80-150 g/m3。
5.根据权利要求1或2所述的非充气轮胎，其中所述热塑性可膨胀聚合物材料的含量为10-50重量%、优选10-35重量%，基于所述聚氨酯复合材料层的重量为100重量%计。
6.根据权利要求1或2所述的非充气轮胎，其中所述热塑性可膨胀聚合物材料为选自以下的一种或更多种：可发泡热塑性聚氨酯、可发泡聚乙烯、可发泡聚丙烯材料和可发泡乙酸乙烯酯。
7.根据权利要求1或2所述的非充气轮胎，其中所述热塑性可膨胀聚合物材料的粒径为2-8 mm、优选3-7 mm且更优选4-6 mm。
8.根据权利要求1或2所述的非充气轮胎，其中所述聚氨酯复合材料层的模塑密度为320-600 kg/ m3、优选350-450 kg/ m3(根据ISO 845)。
9.根据权利要求3所述的非充气轮胎，其中所述环烷油可结合入所述组分(A1)中，其中所述环烷油占5-50重量%、优选10-30重量%，基于所述组分(A1)的重量为100重量%计；或所述环烷油可结合入所述组分(B1)至(B4)中的至少一种中，其中所述环烷油占5-30重量%、优选10-20重量%，基于所述组分(B1)-(B4)的总重量为100重量%计。
10.一种制备非充气轮胎的方法，其中所述非充气轮胎包括聚氨酯复合材料层，所述聚氨酯复合材料层包括聚氨酯基体材料和热塑性可膨胀聚合物材料，所述热塑性可膨胀聚合物材料分散在所述聚氨酯基体材料中，所述方法包括下列步骤：
1)将所述热塑性可膨胀聚合物材料添加至用于模塑所述聚氨酯复合材料层的模具腔体中并通过离心旋转使所述热塑性可膨胀聚合物材料均匀分布于所述模具腔体中，
2)将用于形成所述聚氨酯基体材料的聚氨酯体系注入所述模具腔体中，所述聚氨酯体系在所述模具腔体中经历离心模塑发泡并固化以获得所述聚氨酯复合材料层；和
3)由所述聚氨酯复合材料层获得所述非充气轮胎，
其中所述聚氨酯基体材料由下列反应组分的反应获得：
(A1)多异氰酸酯组合物；
(B1)至少一种基于聚环氧烷烃的聚醚多元醇，其具有2000-7000 g/mol的数均分子量(根据GB/T 7383-2007：羟值测试方法计算)并含有15-35重量%的固体颗粒，基于所述聚醚多元醇的总重量计；
(B2)一种或更多种增链剂；
(B3)一种或更多种催化剂；和
(B4)一种或更多种发泡剂。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述聚氨酯基体材料的反应组分还包括一种或更多种环烷油作为组分。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其在步骤1)之前还包括将模具预热至60-90°C的步骤。
13.根据权利要求10或11所述的方法，其中所述多异氰酸酯组合物具有15-25重量％的游离NCO-值(测试方法：GBT 18446-2009 )并包含异氰酸酯封端的预聚物，所述异氰酸酯封端的预聚物是过量有机多异氰酸酯与聚醚多元醇的反应产物，其中所述聚醚多元醇的平均标称羟基官能度为2-6、数均分子量为2000-6000 g/mol和环氧乙烷含量为20-35重量％，其中至少50%的所述环氧乙烷基团存在于所述聚醚多元醇的末端。
14.根据权利要求1-11中任一项所述的非充气轮胎在具有至少两个轮子且速度低于30km/h的非机动车辆制备中的用途。
15.一种非机动车辆，其包括至少两个非充气轮胎，其中所述非充气轮胎中的至少一个为根据权利要求1-11中任一项所述的非充气轮胎。
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