CN104130370A - 曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物及其制备方法，属于聚氨酯应用技术领域。本发明所述的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物，其特征在于：由A组分和B组分组成，A、B组分的重量比为100：50-65，其中A组分由聚醚多元醇、慢性回弹聚醚多元醇、聚合物多元醇、扩链剂、交联剂、泡孔稳定剂、催化剂、发泡剂组成；B组分由聚酯多元醇、异氰酸酯、储存稳定剂组成。本发明制备的曲棍球尺寸稳定性好，回弹率适中，并且具有良好的吸震作用；本发明同时提供了无需后期硫化、简单易行的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物制备方法。

Description

曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物及其制备方法，属于聚氨酯应用技术领域。
背景技术
虽然曲棍球主要流行于印度、英国、澳大利亚等国家，但由于曲棍球能够锻炼队员的柔韧性、协调性和灵活性，因此，越来越多的中国家长鼓励孩子们打曲棍球。
由国际曲棍球联合会(FIH)制定的规则中明确了曲棍球的大小、重量、硬度、材质及表面。例如球周长需在224mm-235mm之间，质量在156-163g之间，坚硬的圆球体，制作材料不限，表面要求光滑但允许有接缝。曲棍球一般是在硬质球体外缝制一层牛皮制成。目前国内大多数厂家用硫化橡胶生产内层球体。此方法生产效率低、能耗高、需要后期硫化这显然不符合行业及市场的发展趋势。由于实际需要，曲棍球要求回弹不易过高，并且有良好的吸震作用。
CN 102408662A公开了一种曲棍球注塑料及其制备方法，该方法通过双螺杆机将制定比例的SBS、SEBS树脂等混匀物和固体粉末填料、小料，经过混炼、水下切粒等完成造粒。然后用粒子制作曲棍球球体。该方法主要解决了橡胶需要硫化的缺陷问题。由于制作过程中需将粒子二次操作，所以此方法制作过程仍旧较为复杂，能耗较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物，用其制作的曲棍球尺寸稳定性好，回弹率适中，并且具有良好的吸震作用；本发明同时提供了无需后期硫化、简单易行的制备方法。
本发明所述的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物，其特征在于：由A组分和B组分组成，A、B组分的重量比为100：50-65，其中：
(1)A组分中的原料以重量百分数计：(以聚醚多元醇、慢回弹聚醚多元醇和聚合物多元醇总质量100％计)
聚醚多元醇：55-70％
慢回弹聚醚多元醇：5-15％
聚合物多元醇：20-40％
扩链剂：8-15％
交联剂：0.3-1.5％
泡孔稳定剂：0.3-1％
催化剂：0.2-1.2％
发泡剂：0.3-3％；
所述慢回弹聚醚多元醇，数均分子量为400-700，官能度为3-5的高活性聚醚多元醇；
(2)B组分是聚酯多元醇改性的异氰酸酯，-NCO的质量含量为20-22％，原料组成以重量百分数计：
聚酯多元醇：15-20％
异氰酸酯：80-85％
储存稳定剂：占B组分总重量的0.001％。
所述的聚醚多元醇的伯羟基含量≥75％，数均分子量为4500-7000，是以甘油为起始剂，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯三元醇。优选FA-703(市售，可利亚聚醚多元醇南京有限公司)、EP-3600(市售，山东蓝星东大化工有限责任公司)或EP-330NG(市售，山东蓝星东大化工有限责任公司)。
所述慢回弹聚醚多元醇，优选SR-308(市售，可利亚聚醚多元醇南京有限公司)。
所述的聚合物多元醇为以乙烯基聚醚三醇为基础聚醚，用苯乙烯或丙烯腈接枝共聚而得的固含量≥30％的高活性聚合物多元醇。优选POP3630(市售，可利亚聚醚多元醇南京有限公司)、POP36/28(市售，山东蓝星东大化工有限责任公司)或POP40(市售，山东蓝星东大化工有限责任公司)。
所述的扩链剂为乙二醇(EG)、一缩二乙二醇(DEG)、1,4-丁二醇(1,4-BG)、1,3-丙二醇(1,3-PDO)、一缩二丙二醇(DPG)或1,6-己二醇。
所述的交联剂为三乙醇胺(TEA)、二乙醇胺(DEOA)、甘油或三羟甲基丙烷。
所述的泡孔稳定剂为聚硅氧烷-氧化烯烃的嵌段共聚物。优选AK-7703(市售，南京德美世创化工有限公司)或DC-193(市售，美国空气化工产品有限公司)。
所述的催化剂为叔胺类催化剂。优选A-33(市售)、A-1(市售)或C-225(市售)中的两种以任意质量比混合的混合物，以上三种催化剂均为美国GE公司生产。
所述的发泡剂为水。
所述的聚酯多元醇优选CMA-244(市售，烟台华大化学工业有限公司)、ODX-218(市售，烟台华大化学工业有限公司)或POL-2356(市售，青岛新宇田化工有限公司)。
所述的异氰酸酯为纯MDI、碳化二亚胺改性MDI或MDI-50中的两种或三种以任意质量比混合的混合物。以上几种异氰酸酯均为市售产品。
所述的储存稳定剂为磷酸或苯甲酰氯。
所述的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备A组分：将计量好的聚醚多元醇、慢回弹聚醚多元醇、聚合物多元醇、扩链剂、交联剂、泡孔稳定剂、催化剂、发泡剂混合后搅拌1-2小时，制得A组份备用；
(2)制备B组分：将称量好的聚酯多元醇常温下搅拌，升至90℃-100℃后，在真空度<0.09MPa的真空条件下脱水脱气2-3小时，然后降温至50℃-55℃，加入计量好的储存稳定剂，并投入异氰酸酯，升温至80-85℃反应2-3小时，降温，制得B组分备用；
(3)使用时，将A、B料分别注入低压浇注机料罐中，按照相应比例注入模具中，4-6分钟开模，即成型，静置1小时，即制得曲棍球。
步骤(3)中，所述A、B料液温度保持在30-40℃，模具温度保持在40-50℃。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物，用其制作的曲棍球不涨模、不收缩，尺寸稳定性好，回弹率适中，并且具有良好的吸震作用；
(2)本发明所述的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物的制备方法，制作过程简单，一次成型，无需后期硫化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
以下实施例中所用原料均为市售产品；各组分重量单位均为Kg。
实施例1：
A组分料：
B组分料：
(1)制备A组分：将配方中的各成分计量好然后混合，搅拌1小时，制得A组份备用；
(2)制备B组分：将基于配方量的CMA-244常温下投入反应釜中，搅拌升温至90℃，真空度<0.09MPa条件下真空脱水脱气2小时，然后降温至50℃，加入计量好的储存稳定剂，加入计量的纯MDI，升温至80℃反应2小时，再加入碳化二亚胺改性MDI，搅拌30分钟，降温，制得B组分备用；
(3)使用时，将A、B料分别注入低压浇注机料罐中，按照100:56的重量比注入模具中，A、B料液的温度保持在35±5℃，模具的温度保持在45±5℃，4分钟开模，即成型，静置1小时，硬度、弹性均达到稳定值，即制得曲棍球。
实施例2：
A组分料：
B组分料：
(1)制备A组分：将配方中的各成分计量好然后混合，搅拌1.5小时，制得A组份备用；
(2)制备B组分：将基于配方量的ODX-218常温下投入反应釜中，搅拌升温至100℃，真空度<0.09MPa条件下真空脱水脱气2.5小时，然后降温至55℃，加入计量好的储存稳定剂，加入计量的纯MDI和MDI-50，升温至85℃反应2.5小时，再加入碳化二亚胺改性MDI，搅拌30分钟，降温，制得B组分备用；
(3)使用时，将A、B料分别注入低压浇注机料罐中，按照100:52的重量比注入模具中，A、B料液的温度保持在35±5℃，模具的温度保持在45±5℃，5分钟开模，即成型，静置1小时，硬度、弹性均达到稳定值，即制得曲棍球。
实施例3：
A组分料：
B组分料：
(1)制备A组分：将配方中的各成分计量好然后混合，搅拌2小时，制得A组份备用；
(2)制备B组分：将基于配方量的POL-2356常温下投入反应釜中，搅拌升温至95℃，真空度<0.09MPa条件下真空脱水脱气3小时，然后降温至55℃，加入计量好的储存稳定剂，加入计量的MDI-50和纯MDI，升温至85℃反应3小时，再加入碳化二亚胺改性MDI，搅拌30分钟，降温，制得B组分备用；
(3)使用时，将A、B料分别注入低压浇注机料罐中，按照100:64的重量比注入模具中，A、B料液的温度保持在35±5℃，模具的温度保持在45±5℃，6分钟开模，即成型，静置1小时，硬度、弹性均达到稳定值，即制得曲棍球。
表1实施例1-3制得聚氨酯产品的性能检测数据表
项目 实例1 实例2 实例3
密度(kg/m3) 603 610 598
硬度(邵A) 72 70 75
回弹率(％) 65 60 53
注：回弹率＝回弹高度/初始下落高度
由以上数据可知，由本发明所述的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物制得的产品能够满足曲棍球对硬度、回弹、尺寸稳定性的要求。

Claims (10)

1.一种曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物，其特征在于：由A组分和B组分组成，A、B组分的重量比为100:50-65，其中：
(1)A组分由以下重量百分含量的原料组成：(以聚醚多元醇、慢回弹聚醚多元醇和聚合物多元醇总质量100％计)
聚醚多元醇：55-70％
慢回弹聚醚多元醇：5-15％
聚合物多元醇：20-40％
扩链剂：8-15％
交联剂：0.3-1.5％
泡孔稳定剂：0.3-1％
催化剂：0.2-1.2％
发泡剂：0.3-3％；
所述慢回弹聚醚多元醇为数均分子量为400-700，官能度为3-5的高活性聚醚多元醇；
(2)B组分是聚酯多元醇改性的异氰酸酯，-NCO的质量含量为20-22％，由以下重量百分含量的原料组成：
聚酯多元醇：15-20％
异氰酸酯：80-85％
储存稳定剂：占B组分总重量的0.001％。
2.根据权利要求1所述的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物，其特征在于：聚醚多元醇的伯羟基含量≥75％，数均分子量为4500-7000，是以甘油为起始剂，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯三元醇。
3.根据权利要求1所述的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物，其特征在于：聚合物多元醇为以乙烯基聚醚三醇为基础聚醚，用苯乙烯或丙烯腈接枝共聚而得的固含量≥30％的高活性聚合物多元醇。
4.根据权利要求1所述的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物，其特征在于：扩链剂为乙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇、一缩二丙二醇或1,6-己二醇；交联剂为三乙醇胺、二乙醇胺、甘油或三羟甲基丙烷。
5.根据权利要求1所述的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物，其特征在于：泡孔稳定剂为聚硅氧烷-氧化烯烃的嵌段共聚物；催化剂为叔胺类催化剂；发泡剂为水。
6.根据权利要求1所述的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物，其特征在于：聚酯多元醇为CMA-244、ODX-218或POL-2356。
7.根据权利要求1所述的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物，其特征在于：异氰酸酯为纯MDI、碳化二亚胺改性MDI或MDI-50中的两种或三种以任意质量比混合的混合物。
8.根据权利要求1所述的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物，其特征在于：储存稳定剂为磷酸或苯甲酰氯。
9.一种权利要求1-8任一所述的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)制备A组分：将计量好的聚醚多元醇、慢回弹聚醚多元醇、聚合物多元醇、扩链剂、交联剂、泡孔稳定剂、催化剂、发泡剂混合后搅拌1-2小时，制得A组份备用；
(2)制备B组分：将称量好的聚酯多元醇常温下搅拌，升至90℃-100℃后，真空条件下脱水脱气2-3小时，然后降温至50℃-55℃，加入计量好的储存稳定剂，并投入异氰酸酯，升温至80-85℃反应2-3小时，降温，制得B组分备用；
(3)使用时，将A、B料分别注入低压浇注机料罐中，按照相应比例注入模具中，4-6分钟开模，即制得曲棍球。
10.根据权利要求9所述的曲棍球用聚氨酯微孔弹性体组合物的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，A、B料液温度保持在30-40℃，模具温度保持在40-50℃。
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