CN105693982A - 一种基于聚氨酯降解产物制备的聚氨酯塑胶跑道乙组分及其制备方法和应用 - Google Patents

一种基于聚氨酯降解产物制备的聚氨酯塑胶跑道乙组分及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于聚氨酯降解产物制备的聚氨酯塑胶跑道乙组分以及该乙组分在制备塑胶跑道中的应用。所述聚氨酯降解产物为聚氨酯弹性体制品边角料或废料醇解直接获得的降解产物，其可代替聚醚多元醇，与硫化剂等物质配置成聚氨酯塑胶跑道用乙组份，可用于制备聚氨酯塑胶跑道。本发明所使用的聚氨酯弹性体废料原料易得，利于解决工业聚氨酯废料的环保问题，生产工艺相对简单，经济效益高，且利用所述聚氨酯塑料跑道乙组分制备的聚氨酯塑胶跑道硬度高，拉伸强度和扯断伸长率大，具有极高的推广价值。

Description

一种基于聚氨酯降解产物制备的聚氨酯塑胶跑道乙组分及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料的回收领域，具体地，本发明涉及一种基于聚氨酯降解产物制备的聚氨酯塑胶跑道乙组分在制备塑胶跑道中的应用以及其制备得到的塑胶跑道。
背景技术
聚氨酯树脂制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶黏剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域，为保护资源和环境，现如今大力倡导各种塑料制品的回收利用，实现聚氨酯制品的循环利用将为节约资源、保护环境做出巨大贡献。
塑胶跑道又称全天候田径运动跑道，常由聚氨酯预聚体、混合聚醚、废轮胎橡胶、EPDM橡胶粒或PU颗粒、颜料、助剂、填料组成。塑胶跑道具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适当、物理性能稳定的特性。然而，现有的聚氨酯塑胶跑道均是利用纯净的原料制备，其成本较高。因此，既能实现聚氨酯树脂的回收利用，又能制备满足塑胶跑道综合性能要求的塑胶跑是非常具有环保和经济价值的。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的缺陷，提供基于聚氨酯降解产物制备的聚氨酯跑道乙组分在制备聚氨酯塑胶跑道中的应用，所述应用解决了聚氨酯废料的回收利用问题。
本发明的另一目的在于提供一种基于聚氨酯降解产物制备的聚氨酯塑胶跑道乙组分。
本发明的另一目的在于提供基于聚氨酯降解产物制备的聚氨酯塑胶跑道乙组分的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种基于聚氨酯塑胶跑道乙组分制备的聚氨酯塑胶跑道。
本发明的另一目的在于提供聚氨酯塑胶跑道的制备方法。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
本发明公开了基于聚氨酯降解产物制备的聚氨酯塑胶跑道乙组分在制备塑胶跑道中的应用，以聚氨酯弹性体制品边角料或废料醇解直接获得的降解产物作为聚氨酯塑胶跑道的乙组份中的多元醇成分，再与甲组份混合制备塑胶跑道。
常用的聚氨酯塑胶跑道乙组分为聚醚多元醇、硫化剂3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、以及其他助剂搅拌均匀经制成。本发明利用聚氨酯弹性体制品的边角料或废料醇解直接获得的降解产物制备聚氨酯塑胶跑道乙组分，并进一步制备塑胶跑道，解决了聚氨酯废料的回收利用问题，且无需对降解产物分离提纯即可进行下一步操作，生产工艺相对简单，成本低，经济效益高，具有极高的推广价值。
所述聚氨酯降解产物的制备过程包括如下步骤：
S1.将聚氨酯弹性体制品边角料或废料、小分子二元醇、催化剂加入到反应釜中；
S2.加热，控制反应温度为180～230℃，反应时间1～3小时，出料，得到所述聚氨酯降解产物。
优选地，所述小分子二元醇为乙二醇、丙二醇、二乙二醇、丁二醇的一种或多种。
优选地，所述催化剂为醋酸钾、醋酸锌、异辛酸钾、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丁二胺或丙二胺。
一种聚氨酯塑胶跑道乙组份，包括以下按重量份计算的组分：
聚氨酯弹性体制品边角料或废料醇解直接获得的降解产物104～107份；
硫化剂16.5～18.5份；
氯化石蜡275～285份；
滑石粉555～565份；
甲苯或二甲苯29～31份。
聚氨酯降解产物主要成分是分子量在3000～10000的聚醚多元醇(通过分离纯化，GPC测定确认)，能起到类似POP(聚合物聚醚多元醇)的功效，可用于制备聚氨酯塑胶跑道用乙组分，再进一步制备塑胶跑道，并能符合国标要求。
优选地，所述硫化剂为3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)。
所述聚氨酯塑胶跑道乙组份的制备方法，包括以下步骤：
S3.往反应釜中加入聚氨酯降解产物、硫化剂，预混合，加热融化，控温不超过110℃；
S4.加入氯化石蜡，滑石粉、甲苯或二甲苯，搅拌均匀出料。
一种聚氨酯塑胶跑道，包括甲组分和乙组份，所述甲组份包括以下按重量份计算的组分：甲组分：
聚氨酯预聚体345～440份；
石蜡80～90份；
甲苯25～30份；
所述乙组份为上述聚氨酯塑胶跑道乙组分；
其中，所述甲组分和乙组分按3～5:1的重量份比配制。
优选地，所述聚氨酯预聚体为二异氰酸酯与聚醚三元醇和聚醚二元醇反应制备。
优选地，所述聚醚三元醇为聚醚3050、聚醚330N或两者的混合物。
优选地，所述聚醚二元醇为聚醚220。
聚氨酯塑胶跑道的制备方法，包括如下步骤：
S5.将甲组分、乙组分按比例混合搅拌；
S6.加入9～11份催干剂，搅拌成粘稠胶料；
S7.现场找平，铺设底胶，消泡，找平，铺设面胶，消泡，测量，划线。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明解决了聚氨酯弹性体制品边角料或废料的回收再利用问题，利于解决工业聚氨酯废料的环保问题；制备的聚氨酯塑胶跑道硬度、扯断伸长率、拉伸强度均符合塑胶跑道的国家标准；可直接利用聚氨酯弹性体制品边角料或废料的降解产物，无需对产物分离提纯，生产工艺相对简单，经济效益高，具有极高的推广价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规市购的原料试剂。
实施例1
S1.将100份聚氨酯弹性体制品边角料破碎，与10份乙二醇、1份催化剂醋酸钾一起加入到反应釜中；
S2.加热，控制反应温度为180℃，反应时间3小时，出料，得到聚氨酯降解产物。
实施例2
S1.将100份聚氨酯弹性体制品废料破碎，与5份乙二醇、10份丙二醇、3份催化剂乙二胺一起加入到反应釜中；
S2.加热，控制反应温度为230℃，反应时间1小时，出料，得到聚氨酯降解产物。
实施例3
S1.将100份聚氨酯弹性体制品边角料破碎，与10份二乙二醇、5份丁二醇、2份催化剂乙醇胺一起加入到反应釜中；
S2.加热，控制反应温度为200℃，反应时间2小时，出料，得到聚氨酯降解产物。
实施例4
S3.往反应釜中加入106份由实施例1所制得的聚氨酯降解产物、19份MOCA，预混合，加热融化，控温不超过110℃；
S4.加入280份氯化石蜡，560份滑石粉、30份二甲苯，搅拌均匀出料。
实施例5
S3.往反应釜中加入104份由实施例2所制得的聚氨酯降解产物、16.5份MOCA，预混合，加热融化，控温不超过110℃；
S4.加入275份氯化石蜡，555份滑石粉、29份甲苯，搅拌均匀出料。
实施例6
S3.往反应釜中加入107份由实施例3所制得的聚氨酯降解产物、18.5份MOCA，预混合，加热融化，控温不超过110℃；
S4.加入285份氯化石蜡，565份滑石粉、31份二甲苯，搅拌均匀出料。
实施例7
S5.配置甲组分：396份聚氨酯预聚体(由100份聚醚3050、100份聚醚330N、100份聚醚220、96份TDI制备)、85份石蜡、27份甲苯，
乙组分：127份实施例4所制备的乙组分，将甲组、乙组按比例混合搅拌均匀；
S6.加入10份催干剂环烷酸铅，搅拌成粘稠胶料；
S7.现场找平，铺设底胶，消泡，找平，铺设面胶，消泡，测量，划线。
实施例8
S5.配置甲组分：377份聚氨酯预聚体(由100份聚醚3050、100份聚醚330N、100份聚醚220、77份TDI制备)、85份石蜡、27份甲苯，
乙组分：163份实施例5所制备的乙组分，将甲组分和乙组分搅拌均匀；
S6.加入11份催干剂异辛酸铅，搅拌成粘稠胶料；
S7.现场找平，铺设底胶，消泡，找平，铺设面胶，消泡，测量，划线。
实施例9
S5.配置甲组分：345份聚氨酯预聚体(由75份IPDI、90份聚醚3050、90份聚醚330N、90份聚醚220制备)、80份石蜡、25份甲苯，
乙组分：90份实施例6制备的乙组分，将甲组分和乙组分搅拌均匀；
S6.加入9份催干剂异辛酸铅，搅拌成粘稠胶料；
S7.现场找平，铺设底胶，消泡，找平，铺设面胶，消泡，测量，划线。
实施例10
S5.配置甲组分：440份聚氨酯预聚体(由110份TDI、110份聚醚3050、110份聚醚330N、110份聚醚220制备)、90份石蜡、30份甲苯，
乙组分：140份实施例5制备的乙组分，将甲组分和乙组分搅拌均匀；
S6.加入10份催干剂环烷酸铅，搅拌成粘稠胶料；
S7.现场找平，铺设底胶，消泡，找平，铺设面胶，消泡，测量，划线。
对比例1
S1.将100份聚氨酯弹性体制品边角料破碎，与10份乙二醇、1份催化剂醋酸钾一起加入到反应釜中；
S2.加热，控制反应温度为160℃，反应时间3小时，出料，得到聚氨酯降解产物。
对比例2
S1.将100份聚氨酯弹性体制品废料破碎，与5份乙二醇、10份丙二醇、3份催化剂乙二胺一起加入到反应釜中；
S2.加热，控制反应温度为250℃，反应时间1小时，出料，得到聚氨酯降解产物。
对比例3
S3.往反应釜中加入106份由对比例1所制得的聚氨酯降解产物、19份MOCA，预混合，加热融化，控温不超过110℃；
S4.加入280份氯化石蜡，560份滑石粉、30份二甲苯，搅拌均匀出料。
对比例4
S3.往反应釜中加入104份由对比例2所制得的聚氨酯降解产物、16.5份MOCA，预混合，加热融化，控温不超过110℃；
S4.加入275份氯化石蜡，555份滑石粉、29份甲苯，搅拌均匀出料。
对比例5
S5.配置甲组分：396份聚氨酯预聚体(由100份聚醚3050、100份聚醚330N、100份聚醚220、96份TDI制备)、85份石蜡、27份甲苯，
乙组分：127份对比例3所制备的乙组分，将甲组分和乙组分搅拌均匀；
S6.加入10份催干剂环烷酸铅，搅拌成粘稠胶料；
S7.现场找平，铺设底胶，消泡，找平，铺设面胶，消泡，测量，划线。.
对比例6
S5.配置甲组分：377份聚氨酯预聚体(由100份聚醚3050、100份聚醚330N、100份聚醚220、77份TDI制备)、85份石蜡、27份甲苯，
乙组分：163份对比例4所制备的乙组分，将甲组分和乙组分搅拌均匀；
S6.加入11份催干剂异辛酸铅，搅拌成粘稠胶料；
S7.现场找平，铺设底胶，消泡，找平，铺设面胶，消泡，测量，划线。
对比例7
S3.往反应釜中加入106份聚醚多元醇330N、19份MOCA，预混合，加热融化，控温不超过110℃；
S4.加入280份氯化石蜡，560份滑石粉、30份二甲苯，搅拌均匀出料，制备乙组分。
S5.配置甲组分：396份聚氨酯预聚体(由100份聚醚3050、100份聚醚330N、100份聚醚220、96份TDI制备)、85份石蜡、27份甲苯，
乙组分：127份S4.制备的乙组分，将甲组分和乙组分搅拌均匀；
S6.加入10份催干剂环烷酸铅，搅拌成粘稠胶料；
S7.现场找平，铺设底胶，消泡，找平，铺设面胶，消泡，测量，划线。
对实施例7至10、对比例5至7制备得到塑胶跑道进行测试，其测试参考GB/T14833-93。测试结果见表1。
表1塑胶跑道测试结果
根据表1的测试结果可知，利用本发明所述方法将聚氨酯弹性体制品边角料或废料醇解直接获得的降解产物代替聚氨酯塑胶跑道乙组份中的聚醚多元醇组分，制备出的塑胶跑道能满足国家标准，拓宽了再生聚氨酯的应用领域。

Claims (10)

1.基于聚氨酯降解产物制备的聚氨酯塑胶跑道乙组分在制备塑胶跑道中的应用，其特征在于，以聚氨酯弹性体制品边角料或废料醇解直接获得的降解产物作为聚氨酯塑胶跑道的乙组份中的多元醇成分，再与甲组份混合制备塑胶跑道。
2.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述聚氨酯降解产物的制备过程包括如下步骤：
S1.将聚氨酯弹性体制品边角料或废料、小分子二元醇、催化剂加入到反应釜中；
S2.加热，控制反应温度为180～230℃，反应时间1～3小时，出料，得到所述聚氨酯降解产物。
3.根据权利要求2所述应用，其特征在于，所述小分子二元醇为乙二醇、丙二醇、二乙二醇、丁二醇的一种或多种。
4.根据权利要求2所述应用，其特征在于，所述催化剂为醋酸钾、醋酸锌、异辛酸钾、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丁二胺或丙二胺。
5.一种聚氨酯塑胶跑道乙组份，其特征在于，包括以下按重量份计算的组分：
聚氨酯弹性体制品边角料或废料醇解直接获得的降解产物104～107份；
硫化剂16.5～18.5份；
氯化石蜡275～285份；
滑石粉555～565份；
甲苯或二甲苯29～31份。
6.根据权利要求5所述聚氨酯塑胶跑道乙组份，其特征在于，所述硫化剂为3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷。
7.如权利要求5或6所述聚氨酯塑胶跑道乙组份的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S3.往反应釜中加入聚氨酯降解产物、硫化剂，预混合，加热融化，控温不超过110℃；
S4.加入氯化石蜡、滑石粉、甲苯或二甲苯，搅拌均匀出料。
8.一种聚氨酯塑胶跑道，其特征在于，包括甲组分和乙组份，所述甲组份包括以下按重量份计算的组分：
甲组分：
聚氨酯预聚体345～440份；
石蜡80～90份；
甲苯25～30份；
所述乙组份为权利要求5所述聚氨酯塑胶跑道乙组分；
其中，所述甲组分和乙组分按3～5:1的重量份比配制。
9.根据权利要求8所述聚氨酯塑胶跑道，其特征在于，所述聚氨酯预聚体为二异氰酸酯与聚醚三元醇和聚醚二元醇反应制备。
10.如权利要求8或9所述聚氨酯塑胶跑道的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S5.将甲组分、乙组分按比例混合搅拌；
S6.加入9～11份催干剂，搅拌成粘稠胶料；
S7.现场找平，铺设底胶，消泡，找平，铺设面胶，消泡，测量，划线。
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