CN102559124A - 环保型双组份聚氨酯人造草坪粘合剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化学合成领域，具体涉及一种用于人造草坪粘接的环保型双组份聚氨酯粘合剂及其制备方法，由两种组份混合而成，其中一种组份加入了高分子量聚醚多元醇。本发明的优点在于解决了常规的单组份粘合剂成本高、固化依赖空气湿度、施工厚度难于控制的问题，另外高分子量高官能度聚醚多元醇的加入，解决了单组份人造草粘合剂粘接强度低的问题。

Description

环保型双组份聚氨酯人造草坪粘合剂及其制备方法

技术领域

本发明属于化学合成领域，具体涉及一种环保型双组份聚氨酯人造草坪粘合剂及其制备方法。

背景技术

人造草发展到现在已有四十多年的历史，它最开始起源于美国，当时因为在顶棚底下的天然草无法生长，为了解决这个问题，采用了人造草坪。自此以后人造草坪从美国向世界范围内流行开来，形成了美洲草、欧洲草、澳洲草以及亚洲草分割市场的局面，而美洲草因为历史长、材料和工艺先进拥有更强的市场竞争力。人造草场地具有非常大的优点，而且毫无疑问将会被越来越普遍地采用。

人造草克服了天然草几个主要的难点：一是在极端的气候条件下无法生长；二是一些国家和地区由于经济原因无法支付高昂的维护费用；三是在一些带有顶棚的体育场馆内无法种植。除了这些之外，人造草还具有使用频率高，铺装容易、维护保养简单、排水快捷的特点，这些优点都使得人造草具有广阔的发展空间，大有取代天然草的趋势。据统计，每年美国有600片标准人造草场地，德国150片，日本150片，英国100片，中国500片，这还不包括更大量的非标准场地，人造草已形成了一个巨大的市场。

目前市面上用于人造草粘接的粘合剂以单组份聚氨酯粘合剂为主。其优点是施工过程相对简单，无需混合搅拌；其缺点是成本高，强度低，对温度比较敏感，固化依赖空气湿度，在湿度较低的区域固化速度很慢，大大增加施工周期。且施工厚度不易把握，过薄时粘接强度不够；过厚时，易流淌同时会导致底部粘合剂固化过慢，影响施工周期。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保型双组份聚氨酯人造草坪粘合剂及其制备方法，能够解决常规的单组份粘合剂成本高、固化依赖空气湿度、施工厚度难于控制的问题，另外高分子量高官能度聚醚多元醇的加入，解决了单组份人造草粘合剂粘接强度低的问题。

本发明所述的一种环保型双组份聚氨酯人造草坪粘合剂及其制备方法，包括A组份和B组份，其中：

A组份为，以质量百分数计：

高分子量聚醚多元醇：20～40％；

交联扩链剂：7～10％；

填料：30～50％；

增塑剂：5～15％；

阻燃剂：0.1～5％；

催化剂：0.1～2％；

颜料：1～5％；

助剂：0.1～2％；

B组份为：以质量百分数计：

低分子量聚醚多元醇：55～70％；

异氰酸酯：30～45％。

其中，高分子量聚醚多元醇优选为以季戊四醇为起始剂，4官能度，分子量10000～12000，伯羟基含量≥65％的低不饱和度的聚醚多元醇或以山梨醇为起始剂，6官能度，分子量为10000-12000，伯羟基含量≥65％的低不饱和度的聚醚多元醇中的一种或两种混合而成；低分子量聚醚多元醇优选为以丙二醇为起始剂，2官能度，分子量为3000，伯羟基含量≥65％的低不饱和度的聚醚多元醇。

交联扩链剂优选为3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷或丙三醇中的一种或两种。

填料优选为云母粉、高岭土、硅微粉、滑石粉或碳酸钙中的一种或多种。

增塑剂优选为对苯二甲酸二辛酯。

阻燃剂优选为甲基磷酸二甲酯或乙基磷酸二乙酯中的一种或两种。

催化剂优选为环烷酸稀土、异辛酸稀土或环烷酸铋中的一种或多种。

颜料优选为氧化铁、硫化镉、汉沙黄、酞青绿或酞青蓝中的一种或多种。

助剂优选为硬脂酸锌、气相法二氧化硅、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚或3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯中的一种或多种。

异氰酸酯优选为纯二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改型异氰酸酯或多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的一种或两种。

本发明所述的用于人造草坪粘接的环保型双组份聚氨酯粘合剂的制备方法，A组份和B组份分别按照以下方法制备：

制备A组份：先将称量好的高分子量聚醚多元醇装入反应釜中搅拌，然后加入交联扩链剂、填料、增塑剂、阻燃剂、助剂、催化剂和颜料，在70～90℃真空脱水1～3小时，水分质量含量小于0.3％时，即可装桶；

制备B组份：将低分子量聚醚多元醇常温下加入反应釜，80～100℃下搅拌，抽真空脱水脱气，待水分质量含量低于0.3％时，降温至10～40℃加入异氰酸酯，80～85℃反应1.5小时，降温至60℃以下即可装桶；

将A组份和B组份按质量比10∶3～6混合，即可得到环保型双组份聚氨酯人造草坪粘合剂。

本发明的优点在于解决了常规的单组份粘合剂成本高、固化依赖空气湿度、施工厚度难于控制的问题，另外高分子量高官能度聚醚多元醇的加入，解决了单组份人造草粘合剂粘接强度低的问题。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：

制备A组份：分别称量高分子量聚醚多元醇25克(以山梨醇为起始剂，6官能度，分子量10000～12000，伯羟基含量≥65％的低不饱和度的聚醚多元醇)，3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷10克，硅微粉43克，对苯二甲酸二辛酯15克，乙基磷酸二乙酯2克，环烷酸稀土1克，硬脂酸锌1克，酞青绿5克，将先将称量好的聚醚多元醇装入烧杯中搅拌，然后加入称量好的3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷、硅微粉、对苯二甲酸二辛酯、乙基磷酸二乙酯、环烷酸稀土、硬脂酸锌、酞青绿，85℃真空脱水2h，至水分小于0.3％即可装瓶。

制备B组份：将低分子量聚醚多元醇(以丙二醇为起始剂，2官能度，分子量为3000，伯羟基含量≥65％的低不饱和度的聚醚多元醇)44克常温下加入三口瓶中，升至100℃下搅拌，抽真空脱水1.5小时，至水分小于0.3％时，降温至10℃加入二苯基甲烷二异氰酸酯21克，82℃反应1.5小时，降温至60℃以下即可装瓶。

将A、B组份料按A∶B＝100∶60的重量配比混合即可制成环保型双组份聚氨酯人造草坪粘合剂。

实施例2：

制备A组份：分别称量高分子量聚醚多元醇31克(以季戊四醇为起始剂，4官能度，分子量10000～12000，伯羟基含量≥65％的低不饱和度的聚醚多元醇)，3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷9克，硅微粉40克，对苯二甲酸二辛酯10克，乙基磷酸二乙酯1.5克，环烷酸稀土1.5克，气相法二氧化硅2克，酞青绿5克，将先将称量好的聚醚多元醇装入烧杯中搅拌，然后加入称量好的3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷、硅微粉、对苯二甲酸二辛酯、乙基磷酸二乙酯、气相法二氧化硅、环烷酸稀土、酞青绿，90度真空脱水1.5h，至水分小于0.3％即可装瓶。

制备B组份：将低分子量聚醚多元醇(以丙二醇为起始剂，2官能度，分子量为3000，伯羟基含量≥65％的低不饱和度的聚醚多元醇)29克常温下加入三口瓶中，升至100℃下搅拌，抽真空脱水1.5小时，至水分小于0.3％时，降温至20℃加入二苯基甲烷二异氰酸酯16克，82℃反应1.5小时，降温至60℃以下即可装瓶。

将A、B组份料按A∶B＝100∶45的重量配比混合即可制成环保型双组份聚氨酯人造草坪粘合剂。

实施例3：

制备A组份：分别高分子量称量聚醚多元醇40克(以季戊四醇为起始剂，4官能度，分子量10000～12000，伯羟基含量≥65％的低不饱和度的聚醚多元醇)，丙三醇7克，碳酸钙33克，苯二甲酸二辛酯10克，甲基磷酸二甲酯2克，环烷酸铋2克，硬脂酸锌2克，氧化铁4克，将先将称量好的聚醚多元醇装入烧杯中搅拌，然后加入称量好的丙三醇、碳酸钙、苯二甲酸二辛酯、甲基磷酸二甲酯、环烷酸铋、硬脂酸锌、氧化铁，90℃真空脱水1.5h，至水分小于0.3％即可装瓶。

制备B组份：将低分子量聚醚多元醇(以丙二醇为起始剂，2官能度，分子量为3000，伯羟基含量≥65％的低不饱和度的聚醚多元醇)17.5克下加入三口瓶中，升至100℃下搅拌，抽真空脱水1.5小时，至水分小于0.3％，降温至30℃加入二苯基甲烷二异氰酸酯12.5克，82℃反应1.5小时，降温至60℃以下即可装瓶。

将A、B组份料按A∶B＝100∶30的重量配比混合即可制成环保型双组份聚氨酯人造草坪粘合剂。

本发明实施例1～3的制品与普通市售单组份产品的物理性能如下：

性能	实施例1	实施例2	实施例3	市售单组份产品
					硬度邵A	75	70	65	-
抗拉强度mpa	5.5	4.8	4.3	2.0
					撕裂强度N/M	25	21	18	15
伸长率％	220	280	320	240

由图表可以看出，本发明的双组份聚氨酯粘合剂完全满足人造草用粘合剂的技术要求。

Claims (5)

1.一种环保型双组份聚氨酯人造草坪粘合剂，其特征在于包括A组份和B组份，其中：

A组份为，以质量百分数计：

高分子量聚醚多元醇：20～40％；

交联扩链剂：7～10％；

填料：30～50％；

增塑剂：5～15％；

阻燃剂：0.1～5％；

催化剂：0.1～2％；

颜料：1～5％；

助剂：0.1～2％；

B组份为：以质量百分数计：

低分子量聚醚多元醇：55～70％；

异氰酸酯：30～45％。

2.根据权利要求1所述的环保型双组份聚氨酯人造草坪粘合剂，其特征在于高分子量聚醚多元醇为以季戊四醇为起始剂，4官能度，分子量10000～12000，伯羟基含量≥65％的低不饱和度的聚醚多元醇或以山梨醇为起始剂，6官能度，分子量为10000-12000，伯羟基含量≥65％的低不饱和度的聚醚多元醇中的一种或两种混合而成；低分子量聚醚多元醇为以丙二醇为起始剂，2官能度，分子量为3000，伯羟基含量≥65％的低不饱和度的聚醚多元醇。

3.根据权利要求1所述的环保型双组份聚氨酯人造草坪粘合剂，其特征在于交联扩链剂为3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷或丙三醇中的一种或两种；填料为云母粉、高岭土、硅微粉、滑石粉或碳酸钙中的一种或多种；增塑剂为对苯二甲酸二辛酯；阻燃剂为甲基磷酸二甲酯或乙基磷酸二乙酯中的一种或两种；催化剂为环烷酸稀土、异辛酸稀土或环烷酸铋中的一种或多种；颜料为氧化铁、硫化镉、汉沙黄、酞青绿或酞青蓝中的一种或多种；助剂为硬脂酸锌、气相法二氧化硅、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚或3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的环保型双组份聚氨酯人造草坪粘合剂，其特征在于异氰酸酯为纯二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改型异氰酸酯或多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的一种或两种。

5.一种权利要求1所述的环保型双组份聚氨酯人造草坪粘合剂的制备方法，其特征在于A组份和B组份分别按照以下方法制备：

制备A组份：先将称量好的高分子量聚醚多元醇装入反应釜中搅拌，然后加入交联扩链剂、填料、增塑剂、阻燃剂、助剂、催化剂和颜料，在70～90℃真空脱水1～3小时，水分质量含量小于0.3％时，即可装桶；

制备B组份：将低分子量聚醚多元醇常温下加入反应釜，80～100℃下搅拌，抽真空脱水脱气，待水分质量含量低于0.3％时，降温至10～40℃加入异氰酸酯，80～85℃反应1.5小时，降温至60℃以下即可装桶；

将A组份和B组份按质量比10∶3～6混合，即可得到环保型双组份聚氨酯人造草坪粘合剂。