CN106750135A - 双组份聚氨酯微气囊组合料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双组份聚氨酯微气囊组合料及其制备方法，属于环保型聚氨酯铺装材料技术领域。所述组合料由A组份和B组份制成，以重量份数计，A组份由以下原料制成：聚醚多元醇45～65％、填料25～40％、颜料0.5～3％、增塑剂10～20％、扩链剂1.5～5％、泡沫稳定剂0.5～1.5％、抗氧剂0.1～1％、催化剂0.5～2％；本发明在保证聚氨酯微气囊运动场地材料既环保又节能的基础上，提供一种利用A组份中的无机碳酸盐类填料与B组份中的磷酸进行无机反应产生的微量水同聚氨酯主体发生发泡反应而制得的一种分泡孔均一、泡孔孔径小、材料密度低、物理性能强、使用寿命长的双组份聚氨酯微气囊组合料，且其密度也易于控制，同时无机反应放出的大量气体也能够起到发泡的作用。

Description

双组份聚氨酯微气囊组合料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种双组份聚氨酯微气囊组合料及其制备方法，属于环保型聚氨酯铺装材料技术领域。
背景技术
聚氨酯运动场地具有优异的耐磨、耐候和耐水等特性，近年来其在国内外的发展日新月异，尤其是在聚氨酯产业进入以高性能、高效率、低污染和节能为目标的新时期后，人们在注重环保安全和绿色技术的同时，聚氨酯运动场地的高成本成为阻碍其发展的一大重要因素，因此，聚氨酯微气囊技术在运动场地材料中的应用也应运而生。
在注重环保与节约成本的基础上，现有运动场地微气囊技术采用水促进产品成胶和发泡，制得的材料轻微发泡，使得运动场地材料整体密度得以降低，但因水在聚氨酯产品中的相溶性较差，长期储存后物料均匀程度易发生改变，使得制得的场地发泡率不均匀，厚度不一，场地材料易出现表面不平整，内部气孔不均一及气孔聚集而出现的断层，影响运动场地美观，同时因发泡的不均一而致使材料的物理性能降低过高，影响了运动场地的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种发泡孔均一、泡孔孔径小、材料密度低、物理性能强的双组份聚氨酯微气囊组合料；本发明同时提供其制备方法。
本发明所述的双组份聚氨酯微气囊组合料，由A组份和B组份制成，其中：
以重量百分数计，A组份由以下原料制成：
B组份：
聚醚多元醇 55～75％
异氰酸酯 30～50％
储存稳定剂 50～200ppm；
所述A组份和B组份中的聚醚多元醇是以甘油为起始剂、环氧丙烷开环、环氧乙烷封端、官能度为3、数均分子量为3000-5000的聚醚多元醇，优选MN-3050(市售，山东蓝星东大化工有限责任公司生产)、EP-330NG(市售，山东蓝星东大化工有限责任公司生产)中的一种或两种。
所述的填料为轻质碳酸钙、高岭土、陶土、滑石粉中的任意两种或多种。
所述的颜料为氧化铁红、耐晒黄、钛白粉、酞青绿中的任意一种或多种。
所述的增塑剂为DOTP(对苯二甲酸二辛酯)、TXIB(2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯)中的一种或两种。
所述的扩链剂是指碳原子数为2～8的小分子二醇，优选乙二醇(EG)、1,4-丁二醇(1,4-BG)、一缩二乙二醇(DEG)、1,3-丙二醇(1,3-PDO)、一缩二丙二醇(DPG)、1,6-己二醇中的一种或多种。
所述的泡沫稳定剂优选DC3043(市售，美国空气化工产品有限公司生产)。
所述的抗氧剂优选的型号为1010，化学名称为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
所述的催化剂为叔胺发泡型催化剂A-1(市售，空气化工产品有限公司生产)和有机铋类凝胶型催化剂DY-20(市售，盈创德固赛)，两者均为市售产品。
所述的异氰酸酯优选的型号为MDI-50。
所述的储存稳定剂优选磷酸或苯甲酰氯。
本发明所述的双组份聚氨酯微气囊组合料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方量的聚醚多元醇、填料、颜料、增塑剂、抗氧剂投入釜中搅拌30-40min，同时升温到85-90℃，使用乳化泵充分研磨后，在真空度为-0.1MPa条件下脱水，温度降到50℃，然后依次加入扩链剂、泡沫稳定剂搅拌20-30min，装桶，得到A组份；
(2)将配方量的聚醚多元醇常温下投入反应釜中，搅拌升温至95-100℃，-0.1MPa条件下脱水至含水量控制在0.05％以下，然后降温至45℃，加入异氰酸酯，在80～85℃下反应2～2.5h，检测异氰酸基含量达到7～15％，降温装桶，得到B组份；
(3)将A组份与B组份按照重量比为5:1的比例混匀，即得双组份聚氨酯微气囊组合料。
使用本发明的双组份聚氨酯微气囊组合料时，只需将其均匀地摊铺在处理好的运动基面上即可。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明在保证聚氨酯微气囊运动场地材料既环保又节能的基础上，提供一种利用A组份中的无机碳酸盐类填料与B组份中的磷酸进行无机反应产生的微量水同聚氨酯主体发生发泡反应而制得的一种分泡孔均一、泡孔孔径小、材料密度低、物理性能强、使用寿命长的双组份聚氨酯微气囊组合料，且其密度也易于控制，同时无机反应放出的大量气体也能够起到发泡的作用；
(2)本发明的双组份聚氨酯微气囊组合料选用环保原料，且反应时无有害物质排放，交替利用无机反应和有机高分子聚合反应机理，制得了一种易于控制发泡密度的应用于聚氨酯塑胶跑道和球场的发泡层材料，属于环保型聚氨酯铺装材料。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
双组份聚氨酯微气囊组合料由A组份和B组份制成，其中：
以重量百分数计，A组份由以下原料制成：
B组份：
MN-3050 55％
MDI-50 45％
磷酸 100ppm；
制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方量的MN-3050、轻质碳酸钙、滑石粉、氧化铁红、TXIB、、DC3043抗氧剂1010投入釜中搅拌30-40min，同时升温到85-90℃，使用乳化泵充分研磨后，在真空度为-0.1MPa条件下脱水，控制水分含量＜0.1wt％，然后依次加入1,4-BG、DC3043、搅拌20-30min，得到A组份；
(2)将配方量的MN-3050常温下投入反应釜中，搅拌升温至95-100℃，-0.1MPa条件下脱水至含水量控制在0.05％以下，然后降温至45℃，加入MDI-50，在80～85℃下反应2～2.5h，检测异氰酸基含量达到7～15％，降温装桶，得到B组份；
(3)将A组份与B组份按照重量比为5:1的比例混匀，即得双组份聚氨酯微气囊组合料，性能检测数据见表1。
实施例2
双组份聚氨酯微气囊组合料由A组份和B组份制成，其中：
以重量百分数计，A组份由以下原料制成：
B组份：
EP-330NG 50％
MDI-50 50％
磷酸 100ppm；
制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方量的MN-3050、轻质碳酸钙、高岭土、氧化铁红、TXIB、、DC3043、抗氧剂1010投入釜中搅拌30-40min，同时升温到85-90℃，使用乳化泵充分研磨后，在真空度为-0.1MPa条件下脱水，控制水分含量＜0.1wt％，然后依次加入EG、DC3043、搅拌20-30min，得到A组份；
(2)将配方量的MN-3050常温下投入反应釜中，搅拌升温至95-100℃，-0.1MPa条件下脱水至含水量控制在0.05％以下，然后降温至45℃，加入MDI-50，在80～85℃下反应2～2.5h，检测异氰酸基含量达到7～15％，降温装桶，得到B组份；
(3)将A组份与B组份按照重量比为5:1的比例混匀，即得双组份聚氨酯微气囊组合料，性能检测数据见表1。
实施例3
双组份聚氨酯微气囊组合料由A组份和B组份制成，其中：
以重量百分数计，A组份由以下原料制成：
B组份：
MN-3050 60％
MDI-50 40％
磷酸 100ppm；
制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方量的MN-3050、EP-330NG、滑石粉、轻质碳酸钙、耐晒黄、DOTP、、DC3043、抗氧剂1010投入釜中搅拌30-40min，同时升温到85-90℃，使用乳化泵充分研磨后，在真空度为-0.1MPa条件下脱水，控制水分含量＜0.1wt％，然后依次加入BDG、DC3043、搅拌20-30min，得到A组份；
(2)将配方量的MN-3050常温下投入反应釜中，搅拌升温至95-100℃，-0.1MPa条件下脱水至含水量控制在0.05％以下，然后降温至45℃，加入MDI-50，在80～85℃下反应2～2.5h，检测异氰酸基含量达到7～15％，降温装桶，得到B组份；
(3)将A组份与B组份按照重量比为5:1的比例混匀，即得双组份聚氨酯微气囊组合料，性能检测数据见表1。
表1性能检测数据
项目 实施例1 实施例2 实施例3
密度(kg/m3) 950±20 800±20 700±20
拉伸强度(MPa) 2.5 2.2 1.5
伸长率(％) 250％ 200％ 150
采用本发明的双组份聚氨酯微气囊组合料所生产的聚氨酯微气囊运动场地材料保持了相对较低的密度，达到了节能环保的目的，同时产品的物理性能也得以保持，是适用于运动场地使用的优质场地材料。

Claims (7)

1.一种双组份聚氨酯微气囊组合料，其特征在于：由A组份和B组份制成，其中：
以重量百分数计，A组份由以下原料制成：
B组份：
聚醚多元醇 55～75％
异氰酸酯 30～50％
储存稳定剂 50～200ppm；
其中，所述A组份和B组份中的聚醚多元醇是以甘油为起始剂、环氧丙烷开环、环氧乙烷封端、官能度为3、数均分子量为3000-5000的聚醚多元醇。
2.根据权利要求1所述的双组份聚氨酯微气囊组合料，其特征在于：填料为轻质碳酸钙、高岭土、陶土、滑石粉中的任意两种或多种。
3.根据权利要求1所述的双组份聚氨酯微气囊组合料，其特征在于：颜料为氧化铁红、耐晒黄、钛白粉、酞青绿中的任意一种或多种。
4.根据权利要求1所述的双组份聚氨酯微气囊组合料，其特征在于：增塑剂为DOTP、TXIB中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的双组份聚氨酯微气囊组合料，其特征在于：扩链剂是指碳原子数为2～8的小分子二醇。
6.根据权利要求1所述的双组份聚氨酯微气囊组合料，其特征在于：催化剂为叔胺发泡型催化剂A-1和有机铋类凝胶型催化剂DY-20，两者均为市售产品。
7.一种权利要求1-6任一所述的双组份聚氨酯微气囊组合料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将配方量的聚醚多元醇、填料、颜料、增塑剂、抗氧剂投入釜中搅拌30-40min，同时升温到85-90℃，使用乳化泵充分研磨后，在真空度为-0.1MPa条件下脱水，温度降到50℃，然后依次加入扩链剂、泡沫稳定剂搅拌20-30min，装桶，得到A组份；
(2)将配方量的聚醚多元醇常温下投入反应釜中，搅拌升温至95-100℃，-0.1MPa条件下脱水至含水量控制在0.05％以下，然后降温至45℃，加入异氰酸酯，在80～85℃下反应2～2.5h，检测异氰酸基含量达到7-15％时，降温装桶，得到B组份；
(3)将A组份与B组份按照重量比为5:1的比例混匀，即得双组份聚氨酯微气囊组合料。
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