CN108102059B - 聚氨酯聚脲球场材料及其制备方法 - Google Patents

聚氨酯聚脲球场材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种聚氨酯聚脲球场材料及其制备方法，涉及球场材料技术领域，主要由A料和B料构成，所述A料与B料的质量比为(1‑2)：(2‑3)，所述A料主要由聚醚多元醇、多异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯构成，且聚醚多元醇、多异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯的质量比为(15‑25):(20‑30):(3‑5)；所述B料主要由按质量份数计的如下组分构成：端氨基聚醚30‑40份，扩链剂20‑30份，填充剂20‑30份、羟基改性石墨烯5‑10份，缓解了现有的球场材料无法满足人们对球场具有专业运动质感和健康环保要求的技术问题，使得所提供的聚氨酯聚脲球场材料具有良好弹性、优异的强度性能及耐磨性能。

Description

聚氨酯聚脲球场材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及球场材料技术领域，尤其是涉及一种聚氨酯聚脲球场材料及其制备方法。
背景技术
随着城市生活节奏的加快，人们逐渐意识到身体素质提高的重要性，开始加强体育锻炼，对运动场地的要求也越来越重视，要求球场具有稳定的均匀弹性、缓冲减震和防滑等特点。
现有的球场材料多为丙烯酸或聚氨酯为代表的彩色涂料，但丙烯酸必须在沥青基面上才能铺设，表面容易脱砂、变色，并缺乏足够的弹性，使场地的安全保护性能不足，而聚氨酯在阳光照射下，表面发软、发粘，缺乏运动质感，甚至有的伴有刺鼻的气味，无法满足人们对球场具有专业运动质感和健康环保的要求。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种聚氨酯聚脲球场材料，以缓解现有的球场材料多为丙烯酸或聚氨酯为代表的彩色涂料无法满足人们对球场具有专业运动质感和健康环保的要求的技术问题。
本发明提供的聚氨酯聚脲球场材料，主要由A料和B料构成，所述A料与B料的质量比为(1-2)：(2-3)，所述A料主要由聚醚多元醇、多异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯构成，且聚醚多元醇、多异氰酸酯和改性石墨的质量比为(15-25):(20-30):(3-5)；所述B料主要由按质量份数计的如下组分构成：端氨基聚醚30-40份，扩链剂20-30份，填充剂20-30份、羟基改性石墨烯5-10份。
进一步的，将石墨烯溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，加入六亚甲基二异氰酸酯与石墨烯发生反应，提纯后得到异氰酸酯改性石墨烯；所述羟基改性石墨烯的制备方法，包括如下步骤：将石墨烯分散于二甲基亚砜溶液中，加入直链多元醇混合，在季铵盐催化下，进行超声反应，提纯后得到羟基改性石墨烯。
进一步的，所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多次甲基多苯基多异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种，优选为二苯基甲烷二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯的混合物，且两者的质量比为(2-3)：(1-2)，更优选为2:1。
进一步的，所述聚醚多元醇选自聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丙三醇醚和聚季戊四醇醚中的至少两种，优选为聚乙二醇醚、聚丙二醇醚和聚丙三醇醚的混合物，且三者的质量比为(2-3)：(1-2)：(1-2)，更优选为2:1:1。
进一步的，所述端氨基聚醚选自端氨基聚乙二醇醚、端氨基聚丙二醇醚、端氨基聚丙三醇醚、端氨基季戊四醇醚中的至少一种，其官能度为2-4，胺值当量为500-1000。
进一步的，所述扩链剂选自二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、异佛尔酮二胺、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、N,N’-二烷基甲基二胺、1,4-双仲丁氨基苯、4,4’-双仲基氨基二苯基甲烷、4,4’-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、4,4’-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺)、N,N’-双仲戊基环己烷二胺中的至少一种。
进一步的，所述填充剂选自碳酸钙、滑石粉、偏硅酸钙和陶土中的至少一种。
本发明的目的之二在于提供一种聚氨酯聚脲球场材料的制备方法，以缓解现有的球场材料多为丙烯酸或聚氨酯为代表的彩色涂料无法满足人们对球场具有专业运动质感和健康环保的要求的技术问题。
本发明提供的聚氨酯聚脲球场材料的制备方法，包括如下步骤：
(a)将聚醚多元醇、多异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯混合均匀，制成A料；
(b)将端氨基聚醚、扩链剂、填充剂和羟基改性异氰酸酯混合均匀，制成B料；
(c)将A料和B料混合均匀，即制成聚氨酯聚脲球场材料。
进一步的，在步骤(a)中，将聚醚多元醇加入反应釜中，在氮气保护下，搅拌加热至100-120℃，恒温抽真空脱水2-4小时，降温至50-60℃，加入多异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯，加热至70-90℃，反应2-4小时，降温至40-60℃，出料，即制得A料。
进一步的，在步骤(b)中，先将端氨基聚醚加入反应釜中，然后在搅拌下加入扩链剂、填充剂和羟基改性石墨烯后搅拌0.5-1小时，过200目筛网出料，即制得B料。
本发明提供的聚氨酯聚脲球场材料，通过聚醚多元醇、多异氰酸酯和异氰酸酯改性的石墨烯协同反应，形成化学交联结构的A料、再与端氨基聚醚、扩链剂、填充剂和羟基改性石墨烯构成的B料反应，形成化学结构稳定，软硬段分布更为均衡的聚氨酯聚脲结构，不分离，不溢出，喷涂后形成的球场材料既具有优良的弹性，又具有较高的拉伸和撕裂强度，还具有良好的耐磨性能和抗冲击性能，同时不会产生有毒有害气味，能够有效满足球场具有专业运动质感和健康环保的要求。
本发明提供的聚氨酯聚脲球场材料的制备方法，未采用任何有毒有害物质，不会产生刺激性气味，能够有效满足运动场地健康环保的要求。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种聚氨酯球场材料，主要由A料和B料构成，所述A料与B料的质量比为(1-2)：(2-3)，所述A料主要由聚醚多元醇、多异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯构成，且聚醚多元醇、多异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯的质量比为(15-25):(20-30):(3-5)；所述B料主要由按质量份数计的如下组分构成：端氨基聚醚30-40份，扩链剂20-30份，填充剂20-30份、羟基改性石墨烯5-10份。
本发明提供的聚氨酯聚脲球场材料，通过聚醚多元醇、多异氰酸酯和异氰酸酯改性的石墨烯发生化学反应，形成化学交联结构A料、再与端氨基聚醚、扩链剂、填充剂和羟基改性石墨烯构成的B料反应，形成化学结构稳定，软硬段分布更为均衡的聚氨酯聚脲结构，不分离，不溢出，喷涂后形成的球场材料既具有优良的弹性，又具有较高的拉伸和撕裂强度，还具有良好的耐磨性能和抗冲击性能，同时不会产生有毒有害气味，能够有效满足球场具有专业运动质感和健康环保的要求。
需要说明的是，在本发明中所采用的聚醚多元醇的分子量均为2000-3000。
在本发明中，聚醚多元醇、多异氰酸酯和异氰酸酯改性的石墨烯发生化学反应，形成具有聚氨酯预聚物结构的A料，且通过限制聚醚多元醇、多异氰酸酯和异氰酸酯的质量比，使得A料中异氰酸酯基的含量保持在一定范围内，以便于后续与B料发生反应，制成聚氨酯聚脲球场材料。
在本发明采用的B料中，端氨基聚醚的典型但非限制性的质量份数如为30、30.5、31、31.5、32、32.5、33、33.5、34、34.5、35、35.5、36、36.5、37、37.5、38、38.5、39或39.5份；扩链剂的典型但非限制性的质量份数如为20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5、25、25.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29或29.5份；填充剂的典型但非限制性的质量份数如为20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5、25、25.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29或29.5份；羟基改性石墨烯的典型但非限制性的质量份数如为、5.2、5.4、5.5、5.6、5.8、6、6.2、6.4、6.5、6.6、6.8、7、7.2、7.4、7.5、7.6、7.8、8、8.2、8.4、8.5、8.6、8.8、9、9.2、9.4、9.5、9.6或9.8份。
在本发明的优选实施方式中，异氰酸酯改性石墨烯的制备方法，包括如下步骤：将石墨烯溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，加入六亚甲基二异氰酸酯与石墨烯发生反应，离心洗涤去除未反应的六亚甲基二异氰酸酯，即制得异氰酸酯改性石墨烯，反应方程式如下：
Figure BDA0001545372500000061
在本发明的优选实施方式中，所述羟基改性石墨烯的制备方法，包括如下步骤：将石墨烯分散于二甲基亚砜溶液中，加入直链多元醇混合，在季铵盐催化下，进行超声反应，提纯后得到羟基改性石墨烯。
在本发明的优选实施方式中，直链多元醇优选为C5-10的直链多元醇，更优选为戊二醇；季铵盐优选为四甲基溴化铵、四甲基氯化铵和四乙基溴化铵或四乙基氯化铵，更优选为四甲基溴化铵。
在本发明的优选实施方式中，多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多次甲基多苯基多异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种，优选为二苯基甲烷二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯的混合物，且两者的质量比为(2-3)：(1-2)，更优选为2:1。
当多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯的混合物，且两者的质量比为(2-3)：(1-2)时，所制成的聚氨酯聚脲球场材料的弹性、拉伸和耐磨强度及抗冲击性能均非常优异，能够满足现代球场运动质感的要求，尤其是当两者的质量比为2:1时，所制成的聚氨酯聚脲球场材料的弹性、拉伸和耐磨强度及抗冲击性能更为优异。
在本发明的优选实施方式中，聚醚多元醇选自聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丙三醇醚和聚季戊四醇醚中的至少两种，优选为聚乙二醇醚、聚丙二醇醚和聚丙三醇醚的混合物，且三者的质量比为(2-3)：(1-2)：(1-2)，更优选为2:1:1。
当聚醚多元醇为聚乙二醇醚、聚丙二醇醚和聚丙三醇醚的混合物，且三者的质量比为(2-3)：(1-2)：(1-2)时，所制成的聚氨酯聚脲球场材料的弹性、拉伸和耐磨强度及抗冲击性能均非常优异，能够满足现代球场运动质感的要求，尤其是当三者的质量比为2:1:1时，所制成的聚氨酯聚脲球场材料的弹性、拉伸和耐磨强度及抗冲击性能更为优异。
在本发明的优选实施方式中，端氨基聚醚选自端氨基聚乙二醇醚、端氨基聚丙二醇醚、端氨基聚丙三醇醚、端氨基季戊四醇醚中的至少一种，其官能度为2-4，胺值当量为500-1000之间。
当端氨基聚醚的官能度为2-4，胺值当量为500-1000之间时，所制成的聚氨酯聚脲球场材料中，软硬段分布的更为均衡，性能更为优异。
在本发明的优选实施方式中，扩链剂选自二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、异佛尔酮二胺、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、N,N’-二烷基甲基二胺、1,4-双仲丁氨基苯、4,4’-双仲基氨基二苯基甲烷、4,4’-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、4,4’-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺)、N,N’-双仲戊基环己烷二胺中的至少一种。
通过加入胺类扩链剂，以提高聚氨酯聚脲球场材料的拉伸强度和撕裂强度及抗冲击性能。
在本发明的优选实施方式中，填充剂选自碳酸钙、滑石粉、偏硅酸钙和陶土中的至少一种。
通过加入填充剂，一方面能够降低聚氨酯聚脲球场材料的成本，另外一方面也能够提高聚氨酯聚脲球场材料的强度。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供了上述聚氨酯聚脲球场材料的制备方法，包括如下步骤：
(a)将聚醚多元醇、多异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯混合均匀，制成A料；
(b)端氨基聚醚、扩链剂、填充剂和羟基改性异氰酸酯混合均匀，制成B料；
(c)将A料和B料混合均匀，即制成聚氨酯聚脲球场材料。
本发明提供的聚氨酯聚脲球场材料的制备方法，未采用任何有毒有害物质，不会产生刺激性气味，能够有效满足运动场地健康环保的要求。
本发明提供的聚氨酯聚脲球场材料通过化学反应引入异氰酸酯改性的石墨烯和羟基改性的石墨烯，使得所制成的聚氨酯聚脲球场材料的耐磨性能、抗冲击性能和耐溶剂性能显著提高，综合性能更佳，能够显著提高球场材料的使用寿命，降低球场的维护成本。
在本发明的优选实施方式中，在步骤(a)中，将聚醚多元醇加入反应釜中，在氮气保护下，搅拌加热至100-120℃，恒温抽真空脱水2-4小时，降温至50-60℃，加入多异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯，加热至70-90℃，反应2-4小时，降温至40-60℃，出料，即制得A料。
在本发明的优选实施方式中，通过将聚醚多元醇与多异氰酸酯及异氰酸酯改性石墨烯混合进行化学反应，以生成石墨烯增强的聚氨酯预聚物，以便于后续与B料混合生产聚氨酯聚脲球场材料。
在本发明的优选实施方式中，在步骤(b)中，先把端氨基聚醚加入反应釜中，然后搅拌下加入扩链剂、填充剂和羟基改性石墨烯后搅拌0.5-1小时，过200目筛网出料，即制得B料。
需要说明的是，在B料中还可以根据需要加入抗氧剂、紫外光吸收剂、流动改进剂等助剂，如抗氧剂Irganox1010和1076(CIBAGEIGY公司),Yoshinox BHT、BB、GSY-930等(YOSHITOM SEIYAKU公司)，紫外光吸收剂TinuvinP327、328、B97(CIBAGEIGY公司)等，优选的，该类助剂的用量为B料分总量的0.2-2重量份。
本发明提供的聚脲聚氨酯球场材料按照如下方法进行施工：
将A料和B料混合均匀制备成聚氨酯聚脲球场材料，然后喷涂到涂覆有底漆的球场上即可。
本发明提供的聚氨酯聚脲球场材料，不仅可以用于球场、运动场，还可以应用于地下停车场、车间地坪等领域，有效解决了传统球场材料所导致的难题，具有寿命长，不污染、不流挂，施工快等特点，且与底层基材的附着力强，柔韧性好，抗冲击效果佳。
下面结合实施例和对比例对本发明所提供的技术方案做进一步的描述。
实施例1
本发明提供了一种聚氨酯聚脲球场材料，主要由A料和B料构成，A料与B料的质量比为1:3，A料主要由聚乙二醇醚、甲苯二异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯构成，且三者的质量为5:10:1，B料主要由按质量分数计的如下组分构成：端氨基聚乙二醇醚30份、二乙基甲苯二胺30份，纳米碳酸钙20份，羟基改性石墨烯10份。
实施例2
本发明提供了一种聚氨酯聚脲球场材料，主要由A料和B料构成，A料与B料的质量比为1:1，A料主要由聚季戊四醇醚、异佛尔酮二异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯构成，且三者的质量为5:4:1，B料主要由按质量分数计的如下组分构成：端氨基聚丙二醇醚40份、二甲硫基甲苯二胺20份，滑石粉30份，羟基改性石墨烯5份。
实施例3
本发明提供了一种聚氨酯聚脲球场材料，主要由A料和B料构成，A料与B料的质量比为2:3，A料主要由聚乙二醇醚与聚丙二醇醚的混合物(质量比为2:1)、六亚甲基二异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯构成，且三者的质量为20:25:4，B料主要由按质量分数计的如下组分构成：端氨基聚丙三醇醚35份、甲基二乙醇胺25份，陶土25份，羟基改性石墨烯8份。
实施例4
本发明提供了一种聚氨酯聚脲球场材料，主要由A料和B料构成，A料与B料的质量比为2:3，A料主要由聚乙二醇醚与聚丙三醇醚的混合物(质量比为2:1)、二苯基甲烷二异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯构成，且三者的质量为20:25:4，B料主要由按质量分数计的如下组分构成：端氨基聚乙二醇醚35份、二乙基甲苯二胺25份，偏硅酸钙25份，羟基改性石墨烯8份。
实施例5
本发明提供了一种聚氨酯聚脲球场材料，主要由A料和B料构成，A料与B料的质量比为2:3，A料主要由聚乙二醇醚、聚丙二醇醚与聚丙三醇醚的混合物(三者质量比为2:1:1)、二苯基甲烷二异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯构成，且三者的质量为20:25:4，B料同实施例4，在此不再赘述。
实施例6
本发明提供了一种聚氨酯聚脲球场材料，主要由A料和B料构成，A料与B料的质量比为2:3，A料主要由聚乙二醇醚、聚丙二醇醚与聚丙三醇醚的混合物(三者质量比为1:2:2)、二苯基甲烷二异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯构成，且三者的质量为20:25:4，B料同实施例4，在此不再赘述。
实施例7
本发明提供了一种聚氨酯聚脲球场材料，主要由A料和B料构成，A料与B料的质量比为2:3，A料主要由聚乙二醇醚、聚丙二醇醚与聚丙三醇醚的混合物(三者质量比为2:1:1)、六亚甲基二异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯构成，且三者的质量为20:25:4，B料同实施例4，在此不再赘述。
实施例8
本发明提供了一种聚氨酯聚脲球场材料，主要由A料和B料构成，A料与B料的质量比为2:3，A料主要由聚乙二醇醚、聚丙二醇醚与聚丙三醇醚的混合物(三者质量比为2:1:1)、六亚甲基二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物(二者的质量比为1:1)及异氰酸酯改性石墨烯构成，且三者的质量为20:25:4，B料同实施例4，在此不再赘述。
实施例9
本发明提供了一种聚氨酯聚脲球场材料，主要由A料和B料构成，A料与B料的质量比为2:3，A料主要由聚乙二醇醚、聚丙二醇醚与聚丙三醇醚的混合物(三者质量比为2:1:1)、六亚甲基二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物(二者的质量比为2:1)及异氰酸酯改性石墨烯构成，且三者的质量为20:25:4，B料同实施例4，在此不再赘述。
实施例1-9提供的聚氨酯聚脲球场材料，按照如下步骤进行制备：
(a)将聚醚多元醇加入反应釜中，在氮气保护下，搅拌加热至110℃，恒温抽真空脱水3小时，降温至55℃加入多异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯，加热至80℃反应3小时，降温至40-60℃，出料，即制得A料；
(b)先把端氨基聚醚加入反应釜中，然后搅拌下加入扩链剂、填充剂和羟基改性石墨烯后搅拌1小时，过200目筛网出料，即制得B料；
(c)将A料和B料混合均匀，即制成聚氨酯聚脲球场材料。
对比例1
本对比例与实施例9的不同之处在于，A料与B料的质量比为1:5。
对比例2
本对比例与实施例9的不同之处在于，A料与B料的质量比为2:1。
对比例3
本对比例与实施例9的不同之处在于，A料中未加入异氰酸酯改性石墨烯。
对比例4
本对比例与实施例9的不同之处在于，B料中未加入羟基改性石墨烯。
对比例5
本对比例与实施例9的不同之处在于，A料中，聚乙二醇醚、聚丙二醇醚与聚丙三醇醚的混合物(三者质量比为2:1:1)、六亚甲基二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物(二者的质量比为2:1)及异氰酸酯改性石墨烯构成，且三者的质量为1:1:1。
对比例6
本对比例与实施例9的不同之处在于，A料中，聚乙二醇醚、聚丙二醇醚与聚丙三醇醚的混合物(三者质量比为2:1:1)、六亚甲基二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物(二者的质量比为2:1)及异氰酸酯改性石墨烯构成，且三者的质量为20:25:1。
对比例7
本对比例与实施例9的不同之处在于，B料中，端氨基聚乙二醇醚为10份。
对比例8
本对比例与实施例9的不同之处在于，B料中，羟基改性石墨烯为2份。
上述对比例1-8提供的聚氨酯聚脲球场材料的制备方法，同实施例9，在此不再赘述。
需要说明的是，上述实施例1-9及对比例1-8所采用的原料均为同批次，其中异氰酸酯改性石墨烯和羟基改性石墨烯按照具体实施方式部分描述的方法进行制备，且羟基改性石墨烯由石墨烯与戊二醇制备而成。
将实施例1-9和对比例1-8提供的聚氨酯聚脲球场材料分别喷涂于相同的篮球场地后，进行性能测试，测试结果如下表所示：
表1聚氨酯聚脲球场材料性能数据表
Figure BDA0001545372500000131
Figure BDA0001545372500000141
注：上述耐磨性是采用H-18轮进行测试的。
通过表1中实施例1-9与对比例1-8的对比可以看出，实施例1-9提供的聚氨酯聚脲球场材料在拉伸强度、断裂伸长率、抗冲击性能和耐磨性能方面均显著优于对比例1-8，且硬度、回弹值和压复原率能够满足国家篮联官方篮球规则对篮球场地的要求，这说明本发明提供的聚氨酯聚脲球场材料，通过聚醚多元醇、多异氰酸酯和异氰酸酯改性的石墨烯协同反应，形成化学交联结构A料、再与端氨基聚醚、扩链剂、填充剂和羟基改性石墨烯构成的B料反应，形成化学结构稳定，软硬段分布更为均衡的聚氨酯聚脲结构，不分离，不溢出，喷涂后形成的球场材料既具有优良的弹性，又具有较高的拉伸和撕裂强度，还具有良好的耐磨性能和抗冲击性能，能够在有效提高运动安全保护的同时，减少运动场地的维护成本。
另外，通过实施例5与实施例1-4的对比可以看出，当聚醚多元醇为聚乙二醇醚、聚丙二醇醚和聚丙三醇醚的混合物，且三者的质量比为(2-3)：(1-2)：(1-2)时，所制成的聚氨酯聚脲球场材料的弹性、拉伸和耐磨强度、抗冲击性能、附着力均更为优异，综合性能更为优良。
通过实施例5-7与实施例9的对比可以看出，当多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯的混合物，且两者的质量比为(2-3)：(1-2)时，所制成的聚氨酯聚脲球场材料的弹性、拉伸和耐磨强度、附着力均显著提高，尤其是当两者的质量比为2:1时，所制成的聚氨酯聚脲球场材料的弹性、拉伸和耐磨强度、抗冲击性能、附着力均更为优异，综合性能更为优良。
通过实施例9与对比例1-2的对比可以看出，A料与B料的质量比为(1-2)：(2-3)时，才能形成软硬度胺均衡的聚氨酯聚脲球场材料，其弹性、拉伸和耐磨强度、抗冲击性能、附着力均更为优异，综合性能更为优良，以满足现代化运动场地的要求。
通过实施例9与对比例3及5的对比可以看出，在A料中加入适量的异氰酸酯改性的石墨烯，才能得到弹性、附着力、拉伸和撕裂性能、耐磨性能优异的聚氨酯聚脲球场材料，异氰酸酯改性的石墨烯量过大，所制成的聚氨酯聚脲球场材料强度和附着力更高，但是弹性不足，无法有效避免运动伤害，异氰酸酯改性的石墨烯量过低，所制成的聚氨酯聚脲球场材料拉伸强度、断裂强度明显降低。
通过实施例9与对比例4及8的对比可以看出，在B料中加入适量羟基改性的石墨烯，才能得到弹性、附着力、拉伸和撕裂性能、耐磨性能优异的聚氨酯聚脲球场材料性能优异的聚氨酯聚脲球场材料，羟基改性的石墨烯量过大，所制成的聚氨酯聚脲球场材料强度和附着力更高，但是弹性不足，无法有效避免运动伤害，羟基改性的石墨烯量过低，所制成的聚氨酯聚脲球场材料拉伸强度、断裂强度明显降低。
通过实施例9与对比例5的对比可以看出，当聚醚多元醇、多异氰酸酯与异氰酸酯的质量比在(15-25):(20-30):(3-5)时，所制得的聚氨酯聚脲球场材料的综合性能才更优异，才能满足人们对运动场地和健康环保的要求。
通过实施例9与对比例7的对比可以看出，当B料中，端氨基聚乙二醇的数量过少时，所制成的聚氨酯聚脲球场材料的材料拉伸强度、断裂强度显著下降，综合性能变差。
另外，本发明提供的聚氨酯聚脲球场材料在制备过程中未采用任何有毒有害物质，不会产生刺激性气味，不会对人们的身体健康造成伤害。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种聚氨酯聚脲球场材料，其特征在于，主要由A料和B料构成，所述A料与B料的质量比为(1-2)：(2-3)，所述A料主要由聚醚多元醇、多异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯构成，且聚醚多元醇、多异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯的质量比为(15-25)：(20-30)：(3-5)；所述B料主要由按质量份数计的如下组分构成：端氨基聚醚30-40份、扩链剂20-30份、填充剂20-30份和羟基改性石墨烯5-10份；
所述异氰酸酯改性石墨烯的制备方法，包括如下步骤：将石墨烯溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，加入六亚甲基二异氰酸酯与石墨烯发生反应，提纯后得到异氰酸酯改性石墨烯；
所述羟基改性石墨烯的制备方法，包括如下步骤：将石墨烯分散于二甲基亚砜溶液中，加入直链多元醇混合，在季铵盐催化下，进行超声反应，提纯后得到羟基改性石墨烯；
所述多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯的混合物，且两者的质量比为(2-3):(1-2)；
所述聚醚多元醇为聚乙二醇醚、聚丙二醇醚和聚丙三醇醚的混合物，且三者的质量比为(2-3)：(1-2)：(1-2)；
所述端氨基聚醚选自端氨基聚乙二醇醚、端氨基聚丙二醇醚、端氨基聚丙三醇醚、端氨基季戊四醇醚中的至少一种，其官能度为2-4，胺值当量为500-1000；
所述聚醚多元醇的分子量均为2000-3000。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯聚脲球场材料，其特征在于，所述多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯的混合物，且两者的质量比为2:1。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯聚脲球场材料，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚乙二醇醚、聚丙二醇醚和聚丙三醇醚的混合物，且三者的质量比为2:1:1。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的聚氨酯聚脲球场材料，其特征在于，所述扩链剂选自二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、异佛尔酮二胺、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、N,N’-二烷基甲基二胺、1,4-双仲丁氨基苯、4,4’-双仲基氨基二苯基甲烷、4,4’-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、4,4’-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺)、N,N’-双仲戊基环己烷二胺中的至少一种。
5.根据权利要求1-3任一项所述的聚氨酯聚脲球场材料，其特征在于，所述填充剂选自碳酸钙、滑石粉、偏硅酸钙和陶土中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的聚氨酯聚脲球场材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)将聚醚多元醇、多异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯混合均匀，制成A料；
(b)将端氨基聚醚、扩链剂、填充剂和羟基改性异氰酸酯混合均匀，制成B料；
(c)将A料和B料混合均匀，即制成聚氨酯聚脲球场材料。
7.根据权利要求6所述的聚氨酯聚脲球场材料的制备方法，其特征在于，在步骤(a)中，将聚醚多元醇加入反应釜中，在氮气保护下，搅拌加热至100-120℃，恒温抽真空脱水2-4小时，降温至50-60℃，加入多异氰酸酯和异氰酸酯改性石墨烯，加热至70-90℃，反应2-4小时，降温至40-60℃，出料，即制得A料。
8.根据权利要求6或7所述的聚氨酯聚脲球场材料的制备方法，其特征在于，在步骤(b)中，先将端氨基聚醚加入反应釜中，然后在搅拌下加入扩链剂、填充剂和羟基改性石墨烯后搅拌0.5-1小时，过200目筛网出料，即制得B料。
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