CN105131570A - 无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料及制备方法 - Google Patents
无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料及制备方法。所述浆料由以下原料配方制备而成：以NCO封端的聚氨酯预聚物25～40份、无机填料20～45份、增塑剂10～15份、降粘剂8～12份、功能助剂10～25份；所述以NCO封端的聚氨酯预聚物为聚醚多元醇与过量二异氰酸酯的反应产物。采用本发明的配方和工艺制备的浆料解决了现有该类材料均需加入有机溶剂稀释使用的弊端，该浆料中不含任何有机溶剂，浆料粘度小，自流平性好，方便施工，同时避免了材料生产、场地施工及场地使用过程中的溶剂污染，绿色环保，并且由于不含有机溶剂，相同厚度单位施工面积所用材料更少，节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种球场弹性材料浆料及其制备方法，具体地说，涉及一种无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料及制备方法。
背景技术
近年来，随着体育运动事业的兴起，运动场地铺设行业发展迅速。聚氨酯材料作为优异的运动场地铺设材料也获得了巨大的发展。传统双组分聚氨酯铺装材料使用过程中需要现场计量、混合，费工费力，且容易出现误差，对施工工人要求高。
2005年，江门长河集团推出硅烷改性单组分聚氨酯铺地材料，并命名为硅PU。该材料有良好的的缓冲性和延展性，粘接力强，对基础有一定的治愈功能，能够自动找平，施工简单，抗老化性优秀，施工后化学性能稳定，不易产生气泡。自此之后，全国多家厂家推出硅PU产品，该类产品获得了快速发展。但是，目前，该类产品中或施工过程中均需要加入有机溶剂二甲苯或其它该类溶剂，以降低其产品粘度从而达到施工要求。这不但会对产品生产、场地施工及场地后期使用过程中造成溶剂污染，而且溶剂最后都要挥发掉，增加了材料成本。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料及制备方法，以解决上述的技术问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料，其特征在于：所述浆料由以下原料配方制备而成：以NCO封端的聚氨酯预聚物25～40份、无机填料20～45份、增塑剂10～15份、降粘剂8～12份、功能助剂10～25份；所述以NCO封端的聚氨酯预聚物为聚醚多元醇与过量二异氰酸酯的反应产物。
进一步地说：
所述聚醚多元醇为分子量为400～5000的聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇或者它们的混合物；所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或者它们的混合物。
所述二异氰酸酯优选为二苯基甲烷二异氰酸酯，即：MDI-100、MDI-50、液化MDI或者它们的混合物。
所述无机填料为重质碳酸钙、高岭土、滑石粉中的一种或几种。
所述增塑剂组分为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯或者氯化石蜡。
所述降粘剂为石油加氢轻馏分D80。
所述功能助剂包括：0.05～0.2份催化剂、0～12份潜固化剂、0.1～0.3份填料分散剂、0.1～0.3份消泡剂、0～0.3份颜料、0～1份抗氧剂及紫外线吸收剂；所述催化剂为双吗啉二乙基醚、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、有机锡、有机铋或者有机锌；所述潜固化剂为亚胺类潜固化剂或噁唑烷类潜固化剂；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂中的一种或几种；所述紫外线吸收剂为苯并三唑类紫外线吸收剂。
本发明所述无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料的制备方法，包括如下步骤：
1、按照以下配方准备原料：以NCO封端的聚氨酯预聚物25～40份、无机填料20～45份、增塑剂10～15份、降粘剂8～12份、功能助剂10～25份；
2、将基于配方量的聚醚多元醇以及增塑剂、无机填料、颜料及填料分散剂常温下加入反应釜，搅拌并升温至100℃；抽真空脱水，待水分含量达到重量份数0.05％以下后，停止抽真空；
3、待釜内料温降到60℃以下后，将基于配方量的二异氰酸酯加入到反应釜，升温至80℃，保温反应2小时，然后加入催化剂继续保温半小时；
4、向反应釜内再加入降粘剂、消泡剂、抗氧剂及紫外线吸收剂，继续搅拌半小时，取样检测合格后封装。
有益效果：与现有技术相比，采用本发明的配方和工艺制备的浆料解决了现有该类材料均需加入有机溶剂稀释使用的弊端，该浆料中不含任何有机溶剂，浆料粘度小，自流平性好，方便施工，同时避免了材料生产、场地施工及场地使用过程中的溶剂污染，绿色环保，并且由于不含有机溶剂，相同厚度单位施工面积所用材料更少，节约成本。
具体实施方式
以下参考具体实施例，对本发明做进一步的说明。
下述的各个实施例中所列举材料的简称所相应的名称一一对应如下(所列举的材料仅为说明本发明的实施方式，并不特指这些材料)：
PPG400：数均分子量400的聚环氧丙烷醚二元醇；
PPG210：数均分子量1000的聚环氧丙烷醚二元醇；
PPG220：数均分子量2000的聚环氧丙烷醚二元醇；
PPG3050：数均分子量3000的聚环氧丙烷醚三元醇；
PPG330：数均分子量4800的聚环氧乙烷、环氧丙烷混合醚三元醇；
TDI-100：2，4-甲苯二异氰酸酯；
TDI-80：2，4-甲苯二异氰酸酯80％，2，6-甲苯二异氰酸酯20％；
H12MDI：氢化二苯基甲烷二异氰酸酯；
MDI-50：4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯50％，2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯50％；
MDI-100：4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯；
液化MDI：碳化二亚胺改性MDI；
IPDI：异弗尔酮二异氰酸酯。
实施例1：
将数均分子量为2000、官能度为2的聚醚多元醇PPG220400Kg，数均分子量为3000、官能度为3的聚醚多元醇PPG3050100Kg，增塑剂DOP240Kg，滑石粉400Kg，重质碳酸钙500Kg，分散剂8Kg，颜料酞菁绿2Kg投入2000L反应釜中；开启搅拌并升温至100℃，抽真空脱水，待水分含量达到重量分数0.05％以下后，停止真空；降温至60℃，加入MDI-50125Kg，升温至80℃保温反应2小时；然后，加入催化剂二月桂酸二丁基锡2Kg，继续保温半小时，之后加入降粘剂180Kg、消泡剂BYK-525Kg、抗氧剂1010【四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯】5Kg，紫外线吸收剂UV-9(2-羟基-4-甲基二苯甲酮)5Kg，继续搅拌半小时；取样检测，合格后封装。
实施例2：
将数均分子量为1000、官能度为2的聚醚多元醇PPG210150Kg，数均分子量为4800、官能度为3的聚醚多元醇PPG330350Kg，增塑剂TXIB200Kg，滑石粉400Kg，重质碳酸钙400Kg，分散剂5Kg，颜料酞菁绿2Kg投入2000L反应釜中；开启搅拌并升温至100℃，抽真空脱水，待水分含量达到重量分数0.05％以下后，停止真空；降温至60℃，加入MDI-50130Kg，升温至80℃保温反应2小时；然后，加入催化剂双吗啉二乙基醚4Kg，继续保温半小时，之后加入降粘剂160Kg、潜固化剂(2-异丙基-3-羟乙基-1，3-噁唑烷)10Kg、消泡剂BYK-524Kg、抗氧剂1076【β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯】5Kg，紫外线吸收剂UV-9(2-羟基-4-甲基二苯甲酮)5Kg，继续搅拌半小时；取样检测，合格后封装。
实施例3：
将数均分子量为3000、官能度为3的聚醚多元醇PPG330800Kg，增塑剂DOTP200Kg，滑石粉300Kg，重质碳酸钙400Kg，分散剂5Kg，颜料酞菁绿2Kg投入2000L反应釜中；开启搅拌并升温至100℃，抽真空脱水，待水分含量达到重量分数0.05％以下后，停止真空；降温至60℃，加入MDI-50125Kg，升温至80℃保温反应2小时；然后，加入催化剂二月桂酸二丁基锡2Kg，继续保温半小时，之后加入降粘剂150Kg、消泡剂BYK-523Kg、抗氧剂1010【四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯】5Kg，紫外线吸收剂UV-9(2-羟基-4-甲基二苯甲酮)5Kg，继续搅拌半小时；取样检测，合格后封装。
实施例4：
将数均分子量为2000、官能度为2的聚醚多元醇PPG220600Kg，数均分子量为3000、官能度为3的聚醚多元醇PPG3050150Kg，增塑剂DOP300Kg，滑石粉600Kg，分散剂5Kg，颜料酞菁绿2Kg投入2000L反应釜中；开启搅拌并升温至100℃，抽真空脱水，待水分含量达到重量分数0.05％以下后，停止真空；降温至60℃，加入MDI-50188Kg，升温至80℃保温反应2小时；然后，加入催化剂二月桂酸二丁基锡2Kg，继续保温半小时，之后加入降粘剂150Kg、潜固化剂ALT-1015Kg、消泡剂BYK-525Kg、抗氧剂1010【四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯】5Kg，紫外线吸收剂UV-9(2-羟基-4-甲基二苯甲酮)5Kg，继续搅拌半小时，取样检测，合格后封装。
下表为以上实施例制备试样后的测试数据：
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 硬度(邵氏A) | 62 | 53 | 55 | 58 |
| 冲击回弹(％) | 60 | 67 | 62 | 60 |
| 拉伸强度(MPa) | 6.8 | 8.7 | 7.9 | 8.3 |
| 撕裂强度(KN/m) | 12.6 | 18.5 | 14.3 | 15.1 |
| 断裂伸长率(％) | 430 | 450 | 480 | 400 |
| 浆料粘度(mPa·s/25℃) | 3600±200 | 3300±200 | 3300±200 | 3500±200 |
Claims (8)
1.一种无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料，其特征在于：所述浆料由以下原料配方制备而成：以NCO封端的聚氨酯预聚物25～40份、无机填料20～45份、增塑剂10～15份、降粘剂8～12份、功能助剂10～25份；所述以NCO封端的聚氨酯预聚物为聚醚多元醇与过量二异氰酸酯的反应产物。
2.根据权利要求1所述无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料，其特征在于：所述聚醚多元醇为分子量为400～5000的聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇或者它们的混合物；所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或者它们的混合物。
3.根据权利要求2所述无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料，其特征在于：所述二异氰酸酯优选为二苯基甲烷二异氰酸酯，即：MDI-100、MDI-50、液化MDI或者它们的混合物。
4.根据权利要求1所述无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料，其特征在于：所述无机填料为重质碳酸钙、高岭土、滑石粉中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料，其特征在于：所述增塑剂组分为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯或者氯化石蜡。
6.根据权利要求1所述无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料，其特征在于：所述降粘剂为石油加氢轻馏分D80。
7.根据权利要求1所述无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料，其特征在于：所述功能助剂包括：0.05～0.2份催化剂、0～12份潜固化剂、0.1～0.3份填料分散剂、0.1～0.3份消泡剂、0～0.3份颜料、0～1份抗氧剂及紫外线吸收剂；
所述催化剂为双吗啉二乙基醚、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、有机锡、有机铋或者有机锌；
所述潜固化剂为亚胺类潜固化剂或噁唑烷类潜固化剂；
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂中的一种或几种；所述紫外线吸收剂为苯并三唑类紫外线吸收剂。
8.如权利要求1所述无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)按照以下配方准备原料：以NCO封端的聚氨酯预聚物25～40份、无机填料20～45份、增塑剂10～15份、降粘剂8～12份、功能助剂10～25份；
(2)将基于配方量的聚醚多元醇以及增塑剂、无机填料、颜料及填料分散剂常温下加入反应釜，搅拌并升温至100℃；抽真空脱水，待水分含量达到重量份数0.05％以下后，停止抽真空；
(3)待釜内料温降到60℃以下后，将基于配方量的二异氰酸酯加入到反应釜，升温至80℃，保温反应2小时，然后加入催化剂继续保温半小时；
(4)向反应釜内再加入降粘剂、消泡剂、抗氧剂及紫外线吸收剂，继续搅拌半小时，取样检测合格后封装。
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