CN102504514B - 一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料，其是由甲乙两种组份组成，甲组份中的异氰酸酯基团与乙组份中的羟基的摩尔比为1.05~1.25:1，甲组份是由以下质量份的原料组成：50-80份的聚醚多元醇或聚酯多元醇、30-65份的异氰酸酯、0-20份的增塑剂、0.1-10份的增强剂、0.1-2份的稳定剂；乙组份是由以下质量份的原料组成：1-10份的硫化剂、5-20份的聚醚或聚酯多元醇、20-45份的增塑剂、20-50份的无机填料、1-10份的流变助剂、0.5-10份的颜料、0.1-2份的防老防紫外线助剂。本发明的应用于运动场的聚氨酯自成型材料具有较好的摩擦性能、吸震性能、硬度以及弹性。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料及其应用方法。
背景技术
现有技术中，运动场上比较常见的为聚氨酯跑道，一般由两层构成，即底层和表层，表层一般是在未固化的聚氨酯层上均匀布设一层聚氨酯颗粒或者橡胶颗粒，以实现跑道的粗糙性，达到跑道具有一定摩擦性能的目的，然而，这种粘附的颗粒往往容易掉粒，另外，也由于材料配方的选择，最后成型的材料的摩擦性能、弹性、硬度以及吸震性遇到提升的瓶颈。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料及其应用方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料，其是由甲乙两种组份组成，甲组份中的异氰酸酯基团与乙组份中的羟基的摩尔比为1.05~1.25:1，甲组份是由以下质量份的原料组成：50-80份的聚醚多元醇或聚酯多元醇、30-65份的异氰酸酯、0-20份的增塑剂、0.1-10份的增强剂、0.1-2份的稳定剂；乙组份是由以下质量份的原料组成：1-10份的硫化剂、5-20份的聚醚或聚酯多元醇、20-45份的增塑剂、20-50份的无机填料、1-10份的流变助剂、0.5-10份的颜料、0.1-2份的防老防紫外线助剂。
所述的聚醚多元醇与聚酯多元醇的羟值为28~300mgKOH/g。
所述的异氰酸酯为4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二胺-脲酮亚胺改性的4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、萘-1,5二异氰酸酯、多苯基多次甲基多异氰酸酯、脂肪族1,6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。
所述的增强剂为纳米蒙脱土、纳米高岭土、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙中的一种。
所述的稳定剂为三氯乙酰氯、乙酰氯、苯甲酰氯、草酰氯、(R)-4-苯基-2-恶唑烷、(S)-4-苄基-2-恶唑烷、3-苯乙基恶唑烷-2,4-二酮中的至少一种。
所述的硫化剂为MOCA。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、环氧化大豆油、环氧油酸丁酯、1,2,4－偏苯三酸三异辛酯、五氯硬酯酸甲酯、二甘醇二苯甲酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二缩三乙二醇二苯甲酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇-异丁酸-苯甲酸酯中的至少一种。
所述的无机填料为目数为100-1000目的滑石粉、碳酸钙、高岭土、石英粉、硫酸钡、陶土、白炭黑中的至少一种。
所述的颜料为永固紫、氧化铁黄、氧化铁红、酞菁蓝、酞菁绿、氧化铬绿、钛白粉、碳黑中的一种；所述的防老化紫外线助剂UV-120、UV-123、UV-234、UV-284、UV-292、UV-320、UV-326、UV-327、UV-329、UV-360、UV-531、UV-9、抗氧剂1010、168、1076、1098中的至少一种。
一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料的应用方法，包括以下步骤：
1）甲组份的制备：将聚醚多元醇和/或聚酯多元醇加入反应釜中，在80~120℃下搅拌，抽真空脱水脱气1~3小时，冷却至40~70℃，加入二异氰酸酯，增塑剂，在60~90℃下反应2~4小时，真空脱气，加入增强剂，稳定剂，冷却至室温密封包装；
2）乙组份的制备：将硫化剂MOCA，聚醚和/或聚酯多元醇，增塑剂，20~60份的无机填料，颜料，防老防紫外线助剂在95~110℃下抽真空脱水脱气1~5小时，冷却至40~60℃加入流变助剂，用不含羟基的有机溶剂将流变助剂搅拌活化分散均匀，有机溶剂的用量以把流变助剂分散均匀为准，混合后搅拌均匀，冷却到室温包装；
3）聚氨酯运动场自成型材料的制备：甲组份中的异氰酸酯基团与乙组份中的羟基按摩尔比1.05~1.25:1混合均匀；
4）用喷枪将上步得到的混合物喷涂于施工好的跑道弹性体或颗粒基础上，喷涂后未固化前不流平，固化后，材料保持喷涂时的花纹。
本发明的有益效果是：本发明的应用于运动场的聚氨酯自成型材料具有较好的摩擦性能、吸震性能、硬度以及弹性。
具体实施方式
一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料，其是由甲乙两种组份组成，甲组份中的异氰酸酯基团与乙组份中的羟基的摩尔比为1.05~1.25:1，甲组份是由以下质量份的原料组成：50-80份的聚醚多元醇或聚酯多元醇、30-65份的异氰酸酯、0-20份的增塑剂、0.1-10份的增强剂、0.1-2份的稳定剂；乙组份是由以下质量份的原料组成：1-10份的硫化剂、5-20份的聚醚或聚酯多元醇、20-45份的增塑剂、20-50份的无机填料、1-10份的流变助剂、0.5-10份的颜料、0.1-2份的防老防紫外线助剂。
一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料的应用方法，包括以下步骤：
1）甲组份的制备：将聚醚多元醇和/或聚酯多元醇加入反应釜中，在80~120℃下搅拌，抽真空脱水脱气1~3小时，冷却至40~70℃，加入二异氰酸酯，增塑剂，在60~90℃下反应2~4小时，真空脱气，加入增强剂，稳定剂，冷却至室温密封包装；
2）乙组份的制备：将硫化剂MOCA，聚醚和/或聚酯多元醇，增塑剂，20~60份的无机填料，颜料，防老防紫外线助剂在95~110℃下抽真空脱水脱气1~5小时，冷却至40~60℃加入流变助剂，用不含羟基的有机溶剂将流变助剂搅拌活化分散均匀，有机溶剂的用量以把流变助剂分散均匀为准，混合后搅拌均匀，冷却到室温包装；
3）聚氨酯运动场自成型材料的制备：甲组份中的异氰酸酯基团与乙组份中的羟基按摩尔比1.05~1.25混合均匀；
4）用喷枪将上步得到的混合物喷涂于施工好的跑道弹性体或颗粒基础上，喷涂后未固化前不流平，固化后，材料保持喷涂时的花纹。
所述的流变助剂所述的流变助剂为提供良好的抗垂流性且不影响流动与流平性的一类材料，为海名斯流挂助剂BEZ75，海名斯流挂助剂THIXATROL ST，道康宁DC-14，帝司巴隆6900-20X中的至少一种。
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1：
甲组份的配方组成如下表： 
乙组份的配方组成如下表：
一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料的应用方法，包括以下步骤：
1）甲组份的制备：将聚醚二元醇加入到反应釜中，在80℃下搅拌，抽真空脱水脱气3小时，冷却至60℃，加入甲苯二异氰酸酯，增塑剂，在60℃下反应3小时，真空脱气，加入增强剂，稳定剂，冷却至室温密封包装。
2）乙组份的制备：将MOCA，聚醚二元醇，聚酯二元醇，邻苯二甲酸二丁酯，200目的重质碳酸钙，氧化铁黄，UV-120在95℃下抽真空脱水脱气3小时，冷却至40~60℃加入流变助剂海名斯BEZ75的二甲苯溶液（流变助剂的浓度：25%），混合后搅拌均匀，冷却到室温包装。
3）聚氨酯运动场自成型材料的制备：按聚氨酯弹性体中甲组份的NCO与乙组份的OH摩尔比为1.15:1混合甲乙组份，用冲击钻或者搅拌机搅拌混合均匀，用喷枪将上步得到的混合物喷涂于施工好的跑道弹性体或颗粒基础上，喷涂后未固化前不流平，固化后，材料保持喷涂时的花纹。
实施例2：
甲组份的配方组成如下表：
乙组份的配方组成如下表：
一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料的应用方法，包括以下步骤：
1）甲组份的制备：将聚醚二元醇加入反应釜中，在80℃下搅拌，抽真空脱水脱气1小时，冷却至40℃，加入4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯，在60℃下反应2小时，真空脱气，加入纳米高岭土，苯甲酰氯，冷却至室温密封包装；
2）乙组份的制备：将硫化剂MOCA，聚醚二元醇，聚酯二元醇，邻苯二甲酸二壬酯，200目的滑石粉，酞菁绿，UV-120在95℃下抽真空脱水脱气1小时，冷却至40℃加入流变助剂海名斯THIXATROL ST的二甲苯溶液（浓度：25%），混合后搅拌均匀，冷却到室温包装。
3）聚氨酯运动场自成型材料的制备：按聚氨酯弹性体中甲组份的NCO与乙组份的OH摩尔比为1.10:1混合甲乙组份，用冲击钻或者搅拌机搅拌混合均匀，用喷枪将上步得到的混合物喷涂于施工好的跑道弹性体或颗粒基础上，喷涂后未固化前不流平，固化后，材料保持喷涂时的花纹。
实施例3：
甲组份的配方组成如下表：
乙组份的配方组成如下表：
一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料的应用方法，包括以下步骤：
1）甲组份的制备：将聚醚三元醇混合物加入到反应釜中，在100℃下搅拌，抽真空脱水脱气2小时，冷却至50℃，加入甲苯二异氰酸酯，在80℃下反应3小时，真空脱气，加入纳米高岭土，草酰氯，冷却至室温密封包装。
2）乙组份的制备：将硫化剂MOCA，聚醚二元醇，聚酯二元醇，环氧化大豆油，1000目的石英粉，酞菁绿，UV-120在100℃下抽真空脱水脱气5小时，冷却至50℃加入流变助剂海名斯THIXATROL ST的甲苯溶液（浓度：25%），混合后搅拌均匀，冷却到室温包装。
3）聚氨酯运动场自成型材料的制备：按聚氨酯弹性体中甲组份的NCO与乙组份的OH摩尔比为1.2:1混合甲乙组份，用冲击钻或者搅拌机搅拌混合均匀，用喷枪将上步得到的混合物喷涂于施工好的跑道弹性体或颗粒基础上，喷涂后未固化前不流平，固化后，材料保持喷涂时的花纹。
实施例4：
甲组份的配方组成如下表：
乙组份的配方组成如下表：
一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料的应用方法，包括以下步骤：
1）甲组份的制备：将聚醚二元醇混合物加入到反应釜中，在120℃下搅拌，抽真空脱水脱气3小时，冷却至70℃，加入2，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯，在90℃下反应4小时，真空脱气，加入纳米二氧化硅，乙亚胺，冷却至室温密封包装。
2）乙组份的制备：将硫化剂MOCA，聚醚三元醇，1,2,4－偏苯三酸三异辛酯，800目高岭土，氧化铁红，UV-234在110℃下抽真空脱水脱气5小时，冷却至60℃加入流变助剂道康宁DC-14的乙酸乙酯溶液（浓度：30%），混合后搅拌均匀，冷却到室温包装。
3）聚氨酯运动场自成型材料的制备：按聚氨酯弹性体中甲组份的NCO与乙组份的OH摩尔比为1.25:1混合甲乙组份，用冲击钻或者搅拌机搅拌混合均匀，用喷枪将上步得到的混合物喷涂于施工好的跑道弹性体或颗粒基础上，喷涂后未固化前不流平，固化后，材料保持喷涂时的花纹。
实施例5：
甲组份的配方组成如下表：
乙组份的配方组成如下表：
一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料的应用方法，包括以下步骤：
1）甲组份的制备：将聚醚二元醇加入到反应釜中，在120℃下搅拌，抽真空脱水脱气3小时，冷却至60℃，加入甲苯二异氰酸酯，邻苯二甲酸二辛酯，在90℃下反应4小时，真空脱气，加入纳米高岭土，草酰氯，冷却至室温密封包装。
2）乙组份的制备：将硫化剂MOCA，聚酯二元醇，环氧化大豆油，1000目的石英粉，酞菁绿，UV-360在110℃下抽真空脱水脱气5小时，冷却至60℃加入流变助剂海名斯BEZ75的乙酸乙酯溶液（浓度：30%），混合后搅拌均匀，冷却到室温包装。
3）聚氨酯运动场自成型材料的制备：按聚氨酯弹性体中甲组份的NCO与乙组份的OH摩尔比为1.25:1混合甲乙组份，用冲击钻或者搅拌机搅拌混合均匀，用喷枪将上步得到的混合物喷涂于施工好的跑道弹性体或颗粒基础上，喷涂后未固化前不流平，固化后，材料保持喷涂时的花纹。
实施例6：
甲组份的配方组成如下表：
乙组份的配方组成如下表： 
一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料的应用方法，包括以下步骤：
1）甲组份的制备：将聚醚三元醇加入到反应釜中，在120℃下搅拌，抽真空脱水脱气3小时，冷却至60℃，加入甲苯二异氰酸酯，邻苯二甲酸二丁酯，在90℃下反应4小时，真空脱气，加入纳米高岭土，苯甲酰氯，冷却至室温密封包装。
2）乙组份的制备：将硫化剂MOCA，聚酯二元醇，环氧化大豆油，1000目的石英粉，酞菁绿，UV-120在110℃下抽真空脱水脱气5小时，冷却至60℃加入流变助剂帝司巴隆6900-20X的二甲苯溶液（浓度：30%），混合后搅拌均匀，冷却到室温包装。
3）聚氨酯运动场自成型材料的制备：按聚氨酯弹性体中甲组份的NCO与乙组份的OH摩尔比为1.05:1混合甲乙组份，用搅拌机搅拌混合均匀，用喷枪将上步得到的混合物喷涂于施工好的跑道弹性体或颗粒基础上，喷涂后未固化前不流平，固化后，材料保持喷涂时的花纹。
实施例7：
甲组份的配方组成如下表：
乙组份的配方组成如下表：
一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料的应用方法，包括以下步骤：
1）甲组份的制备：将聚醚三元醇加入到反应釜中，在120℃下搅拌，抽真空脱水脱气3小时，冷却至60℃，加入甲苯二异氰酸酯，邻苯二甲酸二丁酯，在90℃下反应4小时，真空脱气，加入纳米高岭土，草酰氯，冷却至室温密封包装。
2）乙组份的制备：将硫化剂MOCA，聚酯二元醇，环氧化大豆油，800目的重质碳酸钙，酞菁绿，UV-120在110℃下抽真空脱水脱气5小时，冷却至60℃加入流变助剂帝司巴隆6900-20X的DMF溶液（浓度：30%），混合后搅拌均匀，冷却到室温包装。
3）聚氨酯运动场自成型材料的制备：按聚氨酯弹性体中甲组份的NCO与乙组份的OH摩尔比为1.1:1混合甲乙组份，用搅拌机搅拌混合均匀，用喷枪将上步得到的混合物喷涂于施工好的跑道弹性体或颗粒基础上，喷涂后未固化前不流平，固化后，材料保持喷涂时的花纹。
上述实施例1得到的材料固化后，拉伸强度≥ 1Mpa，断裂伸长率≥ 100%，邵氏硬度55～60度，压缩复原率≥98%，其吸震率达45%，阻燃性 l 级（燃斑直径≤50mm），抗滑值≥47%，具有卓越的运动性能。测试标准为GB/T 14833—93。
Claims (6)
1.一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料，其特征在于：其是由甲乙两种组份组成，甲组份中的异氰酸酯基团与乙组份中的羟基的摩尔比为1.05~1.25:1，甲组份是由以下质量份的原料组成：50-80份的聚醚多元醇或聚酯多元醇、30-65份的异氰酸酯、0-20份的增塑剂、0.1-10份的增强剂、0.1-2份的稳定剂；乙组份是由以下质量份的原料组成：1-10份的硫化剂、5-20份的聚醚或聚酯多元醇、20-45份的增塑剂、20-50份的无机填料、1-10份的流变助剂、0.5-10份的颜料、0.1-2份的防老防紫外线助剂，所述的防老防紫外线助剂为以下物质中的至少一种：UV-120、UV-123、UV-234、UV-284、UV-292、UV-320、UV-326、UV-327、UV-329、UV-360、UV-531、UV-9、抗氧剂1010、168、1076、1098；所述的增强剂为纳米蒙脱土、纳米高岭土、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙中的一种；所述的稳定剂为三氯乙酰氯、乙酰氯、苯甲酰氯、草酰氯、(R)-4-苯基-2-恶唑烷、(S)-4-苄基-2-恶唑烷、3-苯乙基恶唑烷-2,4-二酮中的至少一种；所述的无机填料为目数为100-1000目的滑石粉、碳酸钙、高岭土、石英粉、硫酸钡、陶土、白炭黑中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料，其特征在于：所述的聚醚多元醇与聚酯多元醇的羟值为28~300mgKOH/g。
3.根据权利要求1所述的一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料，其特征在于：所述的异氰酸酯为4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二胺-脲酮亚胺改性的4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、萘-1,5二异氰酸酯、多苯基多次甲基多异氰酸酯、脂肪族1,6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料，其特征在于：所述的硫化剂为MOCA。
5.根据权利要求1所述的一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料，其特征在于：所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、环氧化大豆油、环氧油酸丁酯、1,2,4－偏苯三酸三异辛酯、五氯硬酯酸甲酯、二甘醇二苯甲酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二缩三乙二醇二苯甲酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇-异丁酸-苯甲酸酯中的至少一种。
6.权利要求1所述的一种应用于运动场的聚氨酯自成型材料的应用方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）甲组份的制备：将聚醚多元醇或聚酯多元醇加入反应釜中，在80~120℃下搅拌，抽真空脱水脱气1~3小时，冷却至40~70℃，加入二异氰酸酯，增塑剂，在60~90℃下反应2~4小时，真空脱气，加入增强剂，稳定剂，冷却至室温密封包装；
2）乙组份的制备：将硫化剂MOCA，聚醚或聚酯多元醇，增塑剂，20~60份的无机填料，颜料，防老防紫外线助剂在95~110℃下抽真空脱水脱气1~5小时，冷却至40~60℃加入流变助剂，用不含羟基的有机溶剂将流变助剂搅拌活化分散均匀，有机溶剂的用量以把流变助剂分散均匀为准，混合后搅拌均匀，冷却到室温包装；
3）聚氨酯运动场自成型材料的制备：甲组份中的异氰酸酯基团与乙组份中的羟基按摩尔比1.05~1.25:1混合均匀；
4）用喷枪将上步得到的混合物喷涂于施工好的跑道弹性体或颗粒基础上，喷涂后未固化前不流平，固化后，材料保持喷涂时的花纹。
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