CN105131568B - 全塑型塑胶跑道用的聚氨酯泡沫及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种全塑型塑胶跑道用的聚氨酯泡沫及其制备方法，按照重量百分数计算，称取28‑35％的聚醚多元醇、45‑52％填料、8‑12％增塑剂与8‑15％异氰酸酯在65‑70℃进行反应，反应3‑4小时，然后检测反应体系中的异氰酸根数量，当异氰酸根数量为7.0‑7.5时，再向反应体系中滴加0.5‑1.5％硅烷偶联剂直至体系中异氰酸根数量为5.0‑5.5，再降温至50‑55℃，然后添加抗老化剂，再降温过滤包装得到聚氨酯；然后在施工时在常温下加入发泡剂进行发泡得到所述的聚氨酯泡沫。该聚氨酯泡沫通过硅烷偶联剂改性聚氨酯提高发泡效率得到较好的微气囊结构材料，满足了塑胶跑道弹性层的需求。
Description
技术领域
本发明属于全塑型塑胶跑道技术领域，具体涉及一种全塑型塑胶跑道用的聚氨酯泡沫及其制备方法。
背景技术
现有的透气式跑道材料使用颗粒铺设和颗粒喷涂而成，冲击吸收和垂直变形都达不到新国标的要求；而混合型跑道往往施工完毕后还残留着较大的气味，影响运动员的健康。硬质聚氨酯泡沫保温材料是以多元羟基化合物和异氰酸酯为主要原料，在催化剂、发泡剂作用下，经加成聚合、发泡而成的泡沫材料。硬质聚氨酯泡沫材料具有优良的物理机械性能、电学性能、声学性能及耐化学腐蚀性。但是，目前还未见将聚氨酯泡沫用于制作塑胶跑道弹性层的报道。
发明内容
为解决现有塑胶跑道弹性层存在的问题，本发明提出一种全塑型塑胶跑道用的聚氨酯泡沫，该聚氨酯泡沫通过硅烷偶联剂改性聚氨酯提高发泡效率得到较好的微气囊结构材料。该聚氨酯泡沫的气囊迅速受压横向变形，并挤压弹性壁体，将强大的冲击力迅速分解并转化为复原反向应力，形成迅速的推力；气囊内气体受压所形成的强大反向复原力在外压离开后迅速释放，在壁体作用下复原，从而形成强劲迅速的回弹力，为运动提供最佳的冲击吸收和垂直变形。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种全塑型塑胶跑道用的聚氨酯泡沫，按重量百分计算，由以下原料组成：
所述聚醚多元醇为官能度为2-3的聚醚多元醇；所述异氰酸酯为官能度为2-3的异氰酸酯。
进一步，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯和/或二苯基甲烷二异氰酸酯。
进一步，所述填料选自滑石粉、石英粉、蒙脱土、高岭土或氢氧化铝。
进一步，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷。
进一步，所述抗老化剂选自光稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂或者水解稳定剂。
本发明的另一个目的是提供一种全塑型塑胶跑道用的聚氨酯泡沫的制备方法，称取上述的聚醚多元醇、填料、增塑剂与异氰酸酯在65-70℃进行反应，反应3-4小时，然后检测反应体系中的异氰酸根数量，当异氰酸根数量为7.0-7.5时，再向反应体系中滴加上述硅烷偶联剂直至体系中异氰酸根数量为5.0-5.5，再降温至50-55℃，然后添加上述抗老化剂，再降温过滤包装得到聚氨酯；然后在施工时在常温下加入上述发泡剂进行发泡得到所述的聚氨酯泡沫。
进一步，发泡后要分散均匀进行刮涂，刮涂的厚度和施工时的温度都会对材料的发泡率有一定的影响，厚度越高发泡率越高，温度越高发泡率也越高，建议施工的涂刮厚度在5-6mm，固化后厚度在8.0-8.5mm，施工温度在15-30℃。
进一步，所述聚醚多元醇、填料与增塑剂首先进行高温脱水，然后再与异氰酸酯反应。
本发明的有益效果：
1、本发明的聚氨酯泡沫通过硅烷偶联剂改性聚氨酯提高发泡效率达到较好的微气囊结构材料。该聚氨酯泡沫的气囊迅速受压横向变形，并挤压弹性壁体，将强大的冲击力迅速分解并转化为复原反向应力，形成迅速的推力；气囊内气体受压所形成的强大反向复原力在外压离开后迅速释放，在壁体作用下复原，从而形成强劲迅速的回弹力，为运动提供最佳的冲击吸收和垂直变形。
2、本发明的聚氨酯泡沫制作的弹性层经检测结果如下：冲击吸收：35.8-38％；垂直变形：1.48-1.50mm；抗滑值(BPN20℃)：56-58；拉伸强度：1.12-1.30MPa；拉断伸长率：138.6-140.0％；苯：未检出；甲苯、二甲苯：未检出；甲苯二异氰酸酯：未检出；铅：1.8mg/kg；镉：1.3mg/kg；铬：9.0mg/kg；汞：<1mg/kg。
3、本发明首先要聚醚多元醇先与异氰酸酯反应，然后再把硅烷接枝到异氰酸基团上。如果硅烷偶联剂与聚醚多元醇、异氰酸酯一起反应，那硅烷偶联剂会先与异氰酸酯反应，会直接封端了，制备不出聚氨酯发泡材料。
具体实施方式
实施例1
称取上述的28kg聚醚二元醇、52kg滑石粉与10kg增塑剂进线高温脱水，然后再与8kg二苯基甲烷二异氰酸酯在70℃进行反应，反应4小时，然后检测反应体系中的异氰酸根数量，当异氰酸根数量为7.0时，再向反应体系中滴加0.5kgγ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷，测得体系中异氰酸根数量为5.0，再降温至50-55℃，然后添加1kg抗氧化剂，再降温过滤包装得到聚氨酯；然后在施工时在常温下加入0.5kg发泡剂进行发泡得到所述的聚氨酯泡沫，发泡后分散均匀进行刮涂，涂刮厚度在5mm。
实施例2
称取上述的30kg聚醚三元醇、46kg石英粉与12kg增塑剂进线高温脱水，然后再与10kg二苯基甲烷二异氰酸酯在65℃进行反应，反应4小时，然后检测反应体系中的异氰酸根数量，当异氰酸根数量为7.5时，再向反应体系中滴加1kg乙烯基三乙氧基硅烷，测得体系中异氰酸根数量为5.0，再降温至50-55℃，然后添加0.8kg抗氧化剂，再降温过滤包装得到聚氨酯；然后在施工时在常温下加入0.2kg发泡剂进行发泡得到所述的聚氨酯泡沫，发泡后分散均匀进行刮涂，涂刮厚度在5.5mm。
实施例3
称取上述的35kg聚醚三元醇、45kg石英粉与8kg增塑剂进线高温脱水，然后再与10kg甲苯二异氰酸酯在65℃进行反应，反应3小时，然后检测反应体系中的异氰酸根数量，当异氰酸根数量为7.5时，再向反应体系中滴加0.8kg乙烯基三乙氧基硅烷，测得体系中异氰酸根数量为5.5，再降温至50-55℃，然后添加1.1kg紫外线吸收剂，再降温过滤包装得到聚氨酯；然后在施工时在常温下加入0.1kg发泡剂进行发泡得到所述的聚氨酯泡沫，发泡后分散均匀进行刮涂，涂刮厚度在6.0mm。
实施例4
将实施例1-3所得聚氨酯泡沫制作层塑胶跑道的弹性层，然后进行检测，具体测量方法参见GB/T14833-2011，检测结果如下：
表1聚氨酯泡沫性能测试数据
从表1中可以看出，实施例1-3所制备的聚氨酯泡沫材料用于塑胶跑道的弹性层完全符合国家标准要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种全塑型塑胶跑道用的聚氨酯泡沫，其特征在于，按重量百分计算，由以下原料组成：
所述聚醚多元醇为官能度为2-3的聚醚多元醇；所述异氰酸酯为官能度为2-3的异氰酸酯；
聚氨酯泡沫通过以下方法制备得到：
所述聚醚多元醇、填料、增塑剂与异氰酸酯在65-70℃进行反应，反应3-4小时，然后检测反应体系中的异氰酸根数量，当异氰酸根数量为7.0-7.5时，再向反应体系中滴加所述硅烷偶联剂直至体系中异氰酸根数量为5.0-5.5，再降温至50-55℃，然后添加所述抗老化剂，再降温过滤包装得到聚氨酯，然后在施工时在常温下加入所述发泡剂进行发泡即可。
2.根据权利要求1所述的全塑型塑胶跑道用的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯和/或二苯基甲烷二异氰酸酯。
3.根据权利要求1所述的全塑型塑胶跑道用的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述填料选自滑石粉、石英粉、蒙脱土、高岭土或氢氧化铝。
4.根据权利要求1所述的全塑型塑胶跑道用的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的全塑型塑胶跑道用的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述抗老化剂选自光稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂或者水解稳定剂。
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Denomination of invention: Polyurethane foam for all plastic runway and its preparation method Effective date of registration: 20211117 Granted publication date: 20180112 Pledgee: Xinhui Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: JIANGMEN CHANGHE CHEMICAL INDUSTRY GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2021980012667 |