CN105419718B - 高强度聚氨酯人造草坪背胶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度高强度聚氨酯人造草坪背胶的制备方法，利用两官能聚醚、三官能度聚醚、二苯基甲烷二异氰酸酯和少量高沸点溶剂在一定条件下合成反应得到的端羟基聚氨酯预聚体，与不同官能度聚醚、小分子扩链剂、无机填料、润湿分散剂、有机硅偶联剂、色浆及催化剂等复合作为该胶粘剂的第一组分；由多异氰酸酯作为该胶粘剂的第二组分，两组分按比例复配得到高强度聚氨酯人造草坪背胶。制得的高强度聚氨酯人造草坪背胶具有粘度较低，常温适用期长，加热固化速度快，粘结效果好等优良特性，尤其具有很高的力学强度，草坪拉拔力达70N以上，完全满足高端人造草坪，尤其是运动草坪对高强度背胶的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种胶粘剂技术领域，尤其是涉及一种适合用于涂在人造草坪背面，起到锚固草丝作用的高强度聚氨酯人造草坪背胶的制备方法。
背景技术
聚氨酯人造草坪背胶主要用于人造草坪的底部，起到锚固草丝的作用。
人造草坪诞生于上个世纪60年代的美国，它是以非生命的塑料化纤产品为原料采用人工方法制作的拟草坪。它不像天然草坪一样需要消耗生长必需的肥料、水等资源，能满足全天24小时高强度的运动需要，且养护简单、排水迅速、场地平整度优秀。目前人造草坪已被广泛用于曲棍球、棒球、橄榄球的专用比赛场地，足球、网球、高尔夫球等运动的公众练习场或作为地面铺装美化室内环境等。
人造草坪是将仿草叶状的合成纤维，植入在机织的基布，背面涂上起固定作用涂层的具有天然草运动性能的化工制品。其中这个涂层在市场有两种材质的胶粘剂，分别是丁苯胶乳和双组分聚氨酯胶粘剂。丁苯胶乳在添加重质碳酸钙后，涂于草坪的背面，通过水分的烘干，丁苯胶乳破乳交联形成粘结力。聚氨酯人造草坪背胶两个组分在混合后涂于草坪的背面，加热交联，形成粘结力。
聚氨酯人造草坪背胶用于草坪行业较晚，但是凭借其优异的环保性能，力学性能，耐老化性能越来越受到客户的青睐，并广泛应用于市场，逐步占领丁苯胶乳原有市场。聚氨酯人造草坪背胶的优势主要有：外观光亮；柔韧性好；锚固草丝的拉拔力高；耐老化性能优越；环保无气味；生产效率高，耗能低等优势。
现有技术中的聚氨酯人造草坪背胶无论是国外产品还是国内产品，都存在拉拔力不高的情况，使其大部分只能用于休闲草的背面，而阻碍了在高端运动草的应用。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种高强度聚氨酯人造草坪背胶的制备方法，制得一种适用于高端运动草的人造草坪背胶，满足运动草对高拉拔力的要求，达到70N以上。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
本发明的高强度聚氨酯人造草坪背胶的制备方法，包括：
制备端羟基聚氨酯预聚体的各原料按质量百分比计，包括：
两官能聚醚多元醇30～50％、三官能度聚醚多元醇30～50％、二苯基甲烷二异氰酸酯5～15％和高沸点溶剂5～15％；
将高沸点溶剂、两官能聚醚、三官能度聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯加入到合成反应釜中，升温至75～85℃，冷凝回流，反应4～6小时，合成反应完成，制得端羟基聚氨酯预聚体；
制备第一组分：
制备第一组分的各原料按质量百分比计，包括：
上述制得的端羟基聚氨酯预聚体15～35％、聚醚多元醇15～30％、小分子扩链剂3～8％、无机填料40～65％、润湿分散剂0.05～0.15％、色浆1～3％、有机硅偶联剂0.5～2％和催化剂0.05～0.1％；
将上述制得的端羟基聚氨酯预聚体、聚醚多元醇、小分子扩链剂、无机填料、有机硅偶联剂、润湿分散剂、色浆和催化剂混合均匀后，即制得该高强度聚氨酯人造草坪背胶的第一组分；
制备第二组分：
制备第二组分的原料为多异氰酸酯；
复配：将上述制得的第一组分和第二组分按4～5：1的质量比混合，即得到高强度聚氨酯人造草坪背胶。
从上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例的制备方法中通过合成端羟基聚氨酯预聚体对聚醚进行了改性，通过氨基甲酸酯集团的连接使聚醚具有高强度和良好的韧性，选择合适的聚醚和小分子扩链剂搭配，配合填料体系，进行润湿分散，选择合适的催化体系，使此聚氨酯人造草坪背胶具有韧性好、力学强度高、适用期长、热固化速度快等特性，赋予草坪光亮的外观和柔韧性，拉拔力可达70N以上，完全可以用于高端运动草。
具体实施方式
为便于理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明的高强度聚氨酯人造草坪背胶的制备方法，其较佳的具体实施方式是：
包括：
制备端羟基聚氨酯预聚体：
制备端羟基聚氨酯预聚体的各原料按质量百分比计，包括：
两官能聚醚多元醇30～50％、三官能度聚醚多元醇30～50％、二苯基甲烷二异氰酸酯5～15％和高沸点溶剂5～15％；
将高沸点溶剂、两官能聚醚、三官能度聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯加入到合成反应釜中，升温至75～85℃，冷凝回流，反应4～6小时，合成反应完成，制得端羟基聚氨酯预聚体；
制备第一组分：
制备第一组分的各原料按质量百分比计，包括：
上述制得的端羟基聚氨酯预聚体15～35％、聚醚多元醇15～30％、小分子扩链剂3～8％、无机填料40～65％、润湿分散剂0.05～0.15％、色浆1～3％、有机硅偶联剂0.5～2％和催化剂0.05～0.1％；
将上述制得的端羟基聚氨酯预聚体、聚醚多元醇、小分子扩链剂、无机填料、有机硅偶联剂、润湿分散剂、色浆和催化剂混合均匀后，即制得该高强度聚氨酯人造草坪背胶的第一组分；
制备第二组分：
制备第二组分的原料为多异氰酸酯；
复配：将上述制得的第一组分和第二组分按4～5：1的质量比混合，即得到高强度聚氨酯人造草坪背胶。
所述制备端羟基聚氨酯预聚体步骤中，所用的两官能度聚醚多元醇的分子量为1000～2000；
所用的三官能度聚醚多元醇的分子量为3000～5000；
所用的高沸点溶剂包括：二乙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚。
所述制备第一组分步骤中，所用的聚醚多元醇的分子量为800～5000；
所用的无机填料包括：400目沉淀法重质碳酸钙，800目沉淀法重质碳酸钙，粉末氧化钙，3A分子筛活化粉，比表面积为200m2/g的气相二氧化硅中任一种或任意几种；
所用的小分子量扩链剂包括：1，4丁二醇、1，3丙二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇中的任一种或任意几种；
所用的有机硅偶联剂为：γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷；
所用的润湿分散剂为：BYK 9076、AFCONA 5285、AFCONA 5008中任一种；
所用的催化剂包括：二月桂酸二丁基锡，DBU衍生物催化剂；
所用的色浆为：聚醚及增塑剂处理的炭黑。
所述制备第二组分步骤中，所用的多异氰酸酯包括：Wannate 8219、PAPI135、Desmodur 44V10L、Suprasec 9568中的任一种；
所述制备端羟基聚氨酯预聚体步骤还包括：
待合成反应完成后取样，并通过测试取样的粘度、羟值来确认制得的聚氨酯预聚体是否合格的步骤，若测试取样的羟值为10～50mgKOH/g、在25℃温度条件下的粘度为2000～4000mPa·s，则确认制得合格的端羟基聚氨酯预聚体。
所述制备第一组分中制得的第一组分为在25℃温度条件下粘度为5000～10000mPa·s的黑色匀质流体。
实施例一
本实施例一提供一种高强度聚氨酯人造草坪背胶的制备方法，制得一种适用于高端运动草的人造草坪背胶，满足运动草对高拉拔力的要求，达到70N以上。该制备方法具体包括：
制备端羟基聚氨酯预聚体：
按下述配比取原料：
将10质量份的二乙二醇单丁醚、45质量份的聚醚二元醇和40质量份的聚醚三元醇加入到合成反应釜中，升温度至50℃，关闭加热，将5质量份的二苯基甲烷二异氰酸酯迅速加入到合成反应釜中，保持温度80℃，冷凝回流反应5小时，测得反应产物的粘度为2500mPa·s(25℃温度条件下)、羟值为18，合成反应完成，制得端羟基聚氨酯预聚体；
制备第一组分，按下述配比取各原料：
第一组分的制备方法：将15质量份的上述制备步骤中制得的端羟基聚氨酯预聚体、15质量份的聚醚三元醇、5质量份的1，4丁二醇、60质量份的400目重质碳酸钙、2质量份氧化钙、0.3质量份的气相二氧化硅、0.6质量份的γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、0.05质量份的BYK 9076、2质量份的色浆、0.07质量份的DBU混合均匀后，即制得粘度为9000mPa·s(25℃温度条件下)的该高强度聚氨酯人造草坪背胶的第一组分；
制备第二组分，按下述配比取各原料：
原料 配比(质量份)
Wannate 8219 100
复配：将上述制得的第一组分和第二组分按4.5：1质量比混合，即得到高强度聚氨酯人造草坪背胶，该胶粘剂用在人造草坪的背面起到锚固草丝的作用。该胶粘剂外观光亮，柔韧性好，草丝拉拔力为72.5N。
实施例二
本实施例二提供一种高强度聚氨酯人造草坪背胶的制备方法，制得一种适用于高端运动草的人造草坪背胶，满足运动草对高拉拔力的要求，达到70N以上。该制备方法具体包括：
制备端羟基聚氨酯预聚体：
按下述配比取原料：
将12质量份的丙二醇单丁醚、40质量份的聚醚二元醇和40质量份的聚醚三元醇加入到合成反应釜中，升温度至50℃，关闭加热，将8质量份的二苯基甲烷二异氰酸酯迅速加入到合成反应釜中，保持温度80℃，冷凝回流反应5小时，测得反应产物的粘度为2300mPa·s(25℃温度条件下)、羟值为25，合成反应完成，制得端羟基聚氨酯预聚体；
制备第一组分，按下述配比取各原料：
第一组分的制备方法：将18质量份的上述制备步骤中制得的端羟基聚氨酯预聚体、18质量份的聚醚三元醇、6质量份的一缩二乙二醇、43质量份的400目重质碳酸钙、10质量份的800目重质碳酸钙、2质量份3A分子筛活化粉、0.3质量份的气相二氧化硅、0.6质量份的γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、0.05质量份的AFCONA 5008、2质量份的色浆、0.08质量份的DBU混合均匀后，即制得粘度为8500mPa·s(25℃温度条件下)的该高强度聚氨酯人造草坪背胶的第一组分；
制备第二组分，按下述配比取各原料：
原料 配比(质量份)
Wannate 8219 100
复配：将上述制得的第一组分和第二组分按4：1质量比混合，即得到高强度聚氨酯人造草坪背胶，该胶粘剂用在人造草坪的背面起到锚固草丝的作用。该胶粘剂外观光亮，柔韧性好，草丝拉拔力为75.2N。
实施例三
本实施例三提供一种高强度聚氨酯人造草坪背胶的制备方法，制得一种适用于高端运动草的人造草坪背胶，满足运动草对高拉拔力的要求，达到70N以上。该制备方法具体包括：
制备端羟基聚氨酯预聚体：
按下述配比取原料：
将15质量份的二丙二醇单丁醚、40质量份的聚醚二元醇和35质量份的聚醚三元醇加入到合成反应釜中，升温度至50℃，关闭加热，将10质量份的二苯基甲烷二异氰酸酯迅速加入到合成反应釜中，保持温度80℃，冷凝回流反应5小时，测得反应产物的粘度为2600mPa·s(25℃温度条件下)、羟值为18，合成反应完成，制得端羟基聚氨酯预聚体；
制备第一组分，按下述配比取各原料：
第一组分的制备方法：将18质量份的上述制备步骤中制得的端羟基聚氨酯预聚体、18质量份的聚醚三元醇、8质量份的一缩二乙二醇、35质量份的400目重质碳酸钙、16质量份的800目重质碳酸钙、2质量份3A分子筛活化粉、0.3质量份的气相二氧化硅、0.6质量份的γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、0.1质量份的AFCONA 5285、2质量份的色浆、0.08质量份的DBU混合均匀后，即制得粘度为10000mPa·s(25℃温度条件下)的该高强度聚氨酯人造草坪背胶的第一组分；
制备第二组分，按下述配比取各原料：
原料 配比(质量份)
Suprasec 9568 100
复配：将上述制得的第一组分和第二组分按4：1质量比混合，即得到高强度聚氨酯人造草坪背胶，该胶粘剂用在人造草坪的背面起到锚固草丝的作用。该胶粘剂外观光亮，柔韧性好，草丝拉拔力为78N。
从上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例的制备方法中通过合成端羟基聚氨酯预聚体对聚醚进行了改性，通过氨基甲酸酯集团的连接使聚醚具有高强度和良好的韧性，选择合适的聚醚和小分子扩链剂搭配，配合填料体系，进行润湿分散，选择合适的催化体系，使此聚氨酯人造草坪背胶具有韧性好、力学强度高、适用期长、热固化速度快等特性，赋予草坪光亮的外观和柔韧性，尤其是拉拔力可达70N以上，完全满足高端运动草对高拉拔力的要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种高强度聚氨酯人造草坪背胶的制备方法，其特征在于，包括：
制备端羟基聚氨酯预聚体：
制备端羟基聚氨酯预聚体的各原料按质量百分比计，包括：
两官能聚醚多元醇30～50％、三官能度聚醚多元醇30～50％、二苯基甲烷二异氰酸酯5～15％和高沸点溶剂5～15％；
将高沸点溶剂、两官能聚醚、三官能度聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯加入到合成反应釜中，升温至75～85℃，冷凝回流，反应4～6小时，合成反应完成，制得端羟基聚氨酯预聚体；
制备第一组分：
制备第一组分的各原料按质量百分比计，包括：
上述制得的端羟基聚氨酯预聚体15～35％、聚醚多元醇15～30％、小分子扩链剂3～8％、无机填料40～65％、润湿分散剂0.05～0.15％、色浆1～3％、有机硅偶联剂0.5～2％和催化剂0.05～0.1％；
将上述制得的端羟基聚氨酯预聚体、聚醚多元醇、小分子扩链剂、无机填料、有机硅偶联剂、润湿分散剂、色浆和催化剂混合均匀后，即制得该高强度聚氨酯人造草坪背胶的第一组分；
制备第二组分：
制备第二组分的原料为多异氰酸酯；
复配：将上述制得的第一组分和第二组分按4～5：1的质量比混合，即得到高强度聚氨酯人造草坪背胶；
所述制备端羟基聚氨酯预聚体步骤还包括：
待合成反应完成后取样，并通过测试取样的粘度、羟值来确认制得的聚氨酯预聚体是否合格的步骤，若测试取样的羟值为10～50mgKOH/g、在25℃温度条件下的粘度为2000～4000mPa·s，则确认制得合格的端羟基聚氨酯预聚体；
所述制备第一组分中制得的第一组分为在25℃温度条件下粘度为5000～10000mPa·s的黑色匀质流体。
2.如权利要求1所述的高强度聚氨酯人造草坪背胶的制备方法，其特征在于，所述制备端羟基聚氨酯预聚体步骤中，所用的两官能度聚醚多元醇的分子量为1000～2000；
所用的三官能度聚醚多元醇的分子量为3000～5000；
所用的高沸点溶剂包括：二乙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚。
3.如权利要求1所述的高强度聚氨酯人造草坪背胶的制备方法，其特征在于，所述制备第一组分步骤中，所用的聚醚多元醇的分子量为800～5000；
所用的无机填料包括：400目沉淀法重质碳酸钙，800目沉淀法重质碳酸钙，粉末氧化钙，3A分子筛活化粉，比表面积为200m2/g的气相二氧化硅中任一种或任意几种；
所用的小分子量扩链剂包括：1，4丁二醇、1，3丙二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇中的任一种或任意几种；
所用的有机硅偶联剂为：γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷；
所用的润湿分散剂为：BYK 9076、AFCONA 5285、AFCONA 5008中任一种；
所用的催化剂包括：二月桂酸二丁基锡，DBU衍生物催化剂；
所用的色浆为：聚醚及增塑剂处理的炭黑。
4.如权利要求1所述的高强度聚氨酯人造草坪背胶的制备方法，其特征在于，所述制备第二组分步骤中，所用的多异氰酸酯包括：Wannate 8219、PAPI135、Desmodur 44V10L、Suprasec 9568中的任一种。
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| CN101921568A (zh) * | 2010-06-28 | 2010-12-22 | 北京高盟新材料股份有限公司 | 对高速铁路用挤塑板进行粘接的聚氨酯胶粘剂及其制备方法 |
| CN104449538A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-03-25 | 上海康达化工新材料股份有限公司 | 常温涂布的双组份无溶剂聚氨酯结构胶及其制备方法和应用方法 |
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2015
- 2015-12-31 CN CN201511032365.3A patent/CN105419718B/zh active Active
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