CN104497955A - 用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工领域，具体涉及一种用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料及其制备方法。所述的聚氨酯双组分材料由A组分和与B组分构成，其中，A组分由聚醚多元醇、增塑剂、催化剂和填料润湿分散剂制成；B组分由聚醚多元醇、防沉剂、填料、抗氧剂、紫外线吸收剂、异氰酸酯、消泡剂、除水剂、基材润湿分散剂而和潜固化剂制成；A组分与B组分的质量比为A：B＝(10-15)：100。所述的聚氨酯双组分材料，具有强度高、耐候性优良、粘结性优异、固化时间短、对环境水分敏感性低、不收缩的特性；本发明的制备方法工艺简单、易于实现。

Description

用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料及其制备方法

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料及其制备方法。

背景技术

塑胶场地以硬度适宜，强度高，颜色艳丽美观，并能显著提高运动员的成绩，自诞生之日起逐步为大家所认可，目前国内塑胶跑道、球场的数量也随着人们生活水平的提高而逐年增加。水泥基础以价格适中，强度高，耐候性优良，承载能力强等优势同沥青基础成为塑胶场地基础的首选，随着塑胶场地的逐年增加，对应水泥基础的量也随之增加。但众所周知，水泥基础由于刚性大，在外界气候变化较大时易因热胀冷缩而产生结构断裂、损坏，因此水泥基础施工后必须每隔一定距离切割必要的伸缩缝，以此消除气候变化对水泥结构的损坏。由于塑胶产品直接摊铺于水泥基础上，且塑胶产品对地气和水汽的敏感度相对较高，因此，在施工塑胶产品前，需要先将伸缩缝进行填充，并将伸缩缝处水汽和地气完全隔离，且此伸缩缝填充材料施工后要达到不收缩、强度高、耐候性优良等标准以保证上层塑胶产品施工后不出现伸缩缝处凹陷等问题。

目前市场上少量聚氨酯类的嵌缝胶在粘接能力、耐候性、耐水解性及不收缩性方面可以达到较好的施工效果，但对水分相对比较敏感，施工于潮湿的伸缩缝环境中往往易出现不固化、强度降低等问题，因而不适合用于潮湿的伸缩缝环境；而市场上有少量环氧树脂类产品虽能解决上述问题，但环氧树脂类产品往往伸缩率偏低，在气候变化大的区域，易因为热胀冷缩而被拉裂，且在极寒冷的环境下，操作困难，耐寒性差，也难以达到较好的施工效果；其他类型的产品也往往由于易收缩、耐水解性差、固化时间长等弊端无法较好的应用于伸缩缝。

专利CN 103992633 A《一种用于高速铁路无砟轨道伸缩缝的聚氨酯嵌缝材料》公开了一种双组份嵌缝胶。该嵌缝材料由A、B两部分组成，A部分由下列质量份数的原料组成：异氰酸酯及其预聚物100份，增塑剂10-150份，固体填料5-150份，稀释剂1-20份，粘结促进剂1-5份，触变剂0-10份，除水剂1-3份；B部分由下列质量份数的原料组成：改性多元醇10-20份，稀释剂1-5份，增塑剂2-30份，固体填料5-30份，触变剂0-5份，消泡剂0.5-2份，防老剂0.1-1份，催化剂0-0.01份；A、B两部分的质量比为4:1-10:1。虽然，该产品在湿度85％以下时使用不会发泡，但夏季尤其是在南方地区，雨水过后，塑胶场地伸缩缝内水分不能及时的蒸发，底部湿度往往大于85％，在这种环境下是不适用的；使用的原料中包含了易挥发的稀释剂，使得此类材料应用到塑胶场地后，伸缩缝处会出现一定的“塌陷”从而导致塑胶场地平整度降低；使用的稀释剂比如醋酸丁酯，选用的异氰酸酯比如改性TDI，均不环保，对施工人员施工时会产生较大的危害；固化时间不够快，在夏季雨水多或者频繁的地区，嵌缝处施工后，在产品还未固化时会因为雨淋导致施工处起泡或强度差。

综合来看，市场迫切需求一种耐候性、耐水解性、粘接性、物理性能优良，固化速度快，嵌缝后不收缩，且能用于潮湿环境的嵌缝胶。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料，具有强度高、耐候性优良、粘结性优异、固化时间短、对环境水分敏感性低、不收缩的特性；本发明同时提供其制备方法。

本发明所述的用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料，其特征在于：由A组分和与B组分组成，其中，

A组分由以下重量百分数的原料制成：

B组分由以下重量百分数的原料制成：

A组分与B组分的质量比为A：B＝(10-15)：100。

其中，

聚醚多元醇为2官能度，数均分子量为1000-2000的聚醚多元醇；是四氢呋喃与氧化丙烷在路易斯酸的催化作用下开环聚合而成；优选Ng 210(江苏扬州合成化工总厂)或PTC-215(山西省化工研究所合成材料厂)中的一种或两种。

异氰酸酯为多芳基多亚甲基多异氰酸酯；优选PM-200(烟台万华聚氨酯股份有限公司)或44V10L(Bayer公司)的一种或两种。

增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或对苯二甲酸二辛酯中的一种或两种。

催化剂为Dabco T-12SL(美国气体化工产品公司)或Yoke T-12(江苏宜兴雅克化工有限公司)中的一种或两种；潜固化剂为ALT-301(安乡艾利特化工有限公司)。

填料为800目滑石粉或600目滑石粉中的一种或两种；填料润湿分散剂为BYK-W968(BYK公司)或BYK-W985(BYK公司)中的一种或两种；基材润湿分散剂BYK-306(BYK公司)或BYK-330(BYK公司)中的一种或两种。

抗氧剂为1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯)苯。

紫外线吸收剂为2,4-叔丁基-6-(5-氯代苯并三唑基-2)苯酚。

除水剂为Zoldine MS-Plus(美国Angus化学公司)；防沉剂为1500目硅微粉；消泡剂为BYK-070(BYK公司)。

所述的用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)A组分料的制备：首先，将聚醚多元醇和增塑剂投入反应釜中，搅拌均匀，升温至90-100℃，真空脱水，降温至50-70℃，加入填料润湿分散剂和催化剂，搅拌均匀，装桶；

(2)B组分料的制备：首先，将聚醚多元醇投入反应釜中，搅拌下依次加入防沉剂、填料、抗氧剂和紫外线吸收剂，升温至90-100℃，真空脱水，降温至30-40℃，加入异氰酸酯，85-90℃反应2-3h，降温至50-70℃，依次加入消泡剂、除水剂、基材润湿分散剂和潜固化剂，搅拌均匀，装桶；

(3)将A、B组分混合均匀，得塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料。

步骤(1)中真空脱水，脱水至物料中水分质量分数≤0.1％；步骤(2)中真空脱水，脱水至物料中水分质量分数≤0.05％。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料，产品根据使用需求，分别从强度、耐候性、粘接力、不收缩性、固化时间及适用环境几个方面进行研发，通过选取合适的聚醚、抗氧、紫外线吸收剂，解决了常规产品强度差、耐候性差的问题；通过选取优质的基材润湿分散剂并添加适量的填料，解决了常规产品与伸缩缝粘结不牢、易收缩的问题；通过选取高效的潜固化剂和催化剂，消除了产品在潮湿环境下反应产生气泡、强度差的问题，并由于潜固化剂与水反应会产生高活性的胺类物质，协同加入的催化剂，使得产品固化时间也极大的缩短，施工2-4个小时后即可达到优良的强度；

(2)本发明产品选取优质的聚醚及助剂，并添加适量的填料，使得产品具有强度高、耐候性优良、粘结性优异，不收缩的特性；并由于选取高效的潜固化剂及催化剂，使得产品对于环境水分的敏感度极大的降低，即使伸缩缝内有少量的水分，接触部分也不出现起泡的问题；解决了传统聚氨酯类的嵌缝胶无法应用于潮湿环境这一难题，从而使得该产品施工于伸缩缝中效果优异，达到优良的施工效果；

(3)使用的原料环保无刺激气味，对施工人员无伤害；不含易挥发的稀释剂，因为产品施工后不会出现收缩，塌陷的问题；

(4)本发明同时提供其制备方法，工艺简单，易操作。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。

实施例1

(1)A组分料的制备：制备A组分料1000g，在烧瓶中依次加入聚醚多元醇Ng210 400g，聚醚多元醇PTC-215 240g，邻苯二甲酸二辛酯200g，对苯二甲酸二辛酯152g，开搅拌，升温至90℃，真空(真空度0.09MPa)脱水2h，测试物料的水分质量分数，水分质量分数为0.1％，降温至70℃，加入BYK-W968 2g及BYK-W985 1g，Dabco T-12SL 3g及Yoke T-12 2g，搅拌15min，装桶。

(2)B组分料的制备：制备B组分料1000g，在烧瓶中加入聚醚多元醇Ng210 400g，聚醚多元醇PTC-215 150g，搅拌状态下依次加入1500目硅微粉30g，800目滑石粉100g，600目滑石粉90g，1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯)苯10g，2,4-叔丁基-6-(5-氯代苯并三唑基-2)苯酚10g，升温至90℃，真空(真空度0.09MPa)脱水3h，测试物料中水分质量分数，水分质量分数为0.05％，降温至40℃，加入PM-200 100g和44V10L 50g，85℃反应3h，降温至70℃，依次加入BYK-070 10g，Zoldine MS-Plus15g，BYK-306 10g及BYK-330 5g、ALT-301 20g，搅拌30min，装桶。

(3)使用时，将A、B组分料按质量比A：B＝10：100可制成一种用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料。

实施例2

(1)A组分料的制备：制备A组分料1000g，在烧瓶中依次加入聚醚多元醇Ng210 530g，邻苯二甲酸二辛酯450g，开搅拌，升温至100℃，真空(真空度0.1MPa)脱水1h，测试物料的水分质量分数，水分质量分数为0.08％，降温至50℃，加入BYK-W968 10g，Dabco T-12SL10g，搅拌25min，装桶。

(2)B组分料的制备：制备B组分料1000g，在烧瓶中加入聚醚多元醇Ng210 720g，搅拌状态下依次加入1500目硅微粉10g，800目滑石粉100g，1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯)苯5g，2,4-叔丁基-6-(5-氯代苯并三唑基-2)苯酚5g，升温至100℃，真空(真空度0.1MPa)脱水2h，测试物料中水分质量分数，水分质量分数为0.04％，降温至30℃，加入PM-200 135g，90℃反应2h，降温至50℃，依次加入BYK-070 5g，Zoldine MS-Plus5g，BYK-306 5g、ALT-301 10g，搅拌20min，装桶。

(3)使用时，将A、B组分料按质量比A：B＝15：100可制成一种用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料。

实施例3

(1)A组分料的制备：制备A组分料1000g，在烧瓶中依次加入聚醚多元醇PTC-215 630g，对苯二甲酸二辛酯350g，开搅拌，升温至95℃，真空(真空度0.095MPa)脱水1.5h，测试物料的水分质量分数，水分质量分数为0.07％，降温至60℃，加入BYK-W985 5g和Yoke T-1215g，搅拌20min，装桶。

(2)B组分料的制备：制备B组分料1000g，在烧瓶中加入聚醚多元醇PTC-215 626g，搅拌状态下依次加入1500目硅微粉20g，600目滑石粉200g，1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯)苯7g，2,4-叔丁基-6-(5-氯代苯并三唑基-2)苯酚8g，升温至95℃，真空(真空度0.095MPa)脱水2.5h，测试物料中水分质量分数，水分质量分数为0.045％，降温至35℃，加入44V10L 100g，88℃反应2.5h，降温至60℃，依次加入BYK-070 8g，ZoldineMS-Plus 7g，BYK-330 9g、ALT-301 15g，搅拌25min，装桶。

(3)使用时，将A、B组分料按质量比A：B＝13：100可制成一种用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料。

将实施例1-3得到的产品与市场上购买的聚氨酯类嵌缝胶和环氧树脂类嵌缝胶进行物理性能测试，结果如表1所示。

表1实施例1-3得到的产品与市售嵌缝胶物理性能对比

紫外老化：将样片放置于340nm波长，光照强度0.48W/m²的耐老化箱中7天，后放置于-30℃条件下7天。

由表1可以看出，相比于同类的聚氨酯产品和环氧树脂类产品，本发明用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料在强度、耐候性、粘结性、不收缩性上优势明显，且固化时间短，潮湿环境下使用效果优良，能够很好的满足市场的需求。

Claims (10)

1.一种用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料，其特征在于：由A组分与B组分组成，其中，

A组分由以下重量百分数的原料制成：

B组分由以下重量百分数的原料制成：

A组分与B组分的质量比为A：B＝(10-15)：100。

2.根据权利要求1所述的用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料，其特征在于：聚醚多元醇为2官能度，数均分子量为1000-2000的聚醚多元醇。

3.根据权利要求1所述的用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料，其特征在于：异氰酸酯为多芳基多亚甲基多异氰酸酯。

4.根据权利要求1所述的用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料，其特征在于：增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或对苯二甲酸二辛酯中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料，其特征在于：催化剂为Dabco T-12SL或Yoke T-12中的一种或两种；潜固化剂为ALT-301。

6.根据权利要求1所述的用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料，其特征在于：填料为800目滑石粉或600目滑石粉中的一种或两种；填料润湿分散剂为BYK-W968或BYK-W985中的一种或两种；基材润湿分散剂BYK-306或BYK-330中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料，其特征在于：抗氧剂为1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯)苯。

8.根据权利要求1所述的用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料，其特征在于：紫外线吸收剂为2,4-叔丁基-6-(5-氯代苯并三唑基-2)苯酚。

9.根据权利要求1所述的用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料，其特征在于：除水剂为Zoldine MS-Plus；防沉剂为1500目硅微粉；消泡剂为BYK-070。

10.一种权利要求1-9任一所述的用于塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)A组分料的制备：首先，将聚醚多元醇和增塑剂投入反应釜中，搅拌均匀，升温至90-100℃，真空脱水，降温至50-70℃，加入填料润湿分散剂和催化剂，搅拌均匀，装桶；

(2)B组分料的制备：首先，将聚醚多元醇投入反应釜中，搅拌下依次加入防沉剂、填料、抗氧剂和紫外线吸收剂，升温至90-100℃，真空脱水，降温至30-40℃，加入异氰酸酯，85-90℃反应2-3h，降温至50-70℃，依次加入消泡剂、除水剂、基材润湿分散剂和潜固化剂，搅拌均匀，装桶；

(3)将A、B组分混合均匀，得塑胶场地伸缩缝的聚氨酯双组分材料。