CN108504080A - 一种体育场地用环保型塑胶浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种体育场地用环保型塑胶浆料及其制备方法，浆料中按照重量组分计，由以下组分制成：聚氨酯改性酚醛预聚体10‑20份、聚氨酯橡胶15‑30份、氯磺化聚乙烯橡胶8‑16份、短切玻璃纤维8‑10份、增塑剂4‑6份、填料8‑14份，助剂4‑6份、颜料3‑5份。本发明通过使用聚氨酯对酚醛树脂进行发泡改性，提高了聚氨酯改性酚醛预聚体的韧性，配合聚氨酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、短切玻璃纤维进一步增加浆料的弹性和舒适性，有利于提高浆料的韧性和耐磨性，降低了体育场地的维护成本，延长场地的使用寿命，可广泛应用于中小学操场跑道以及其他体育场地。

Description

一种体育场地用环保型塑胶浆料及其制备方法
技术领域
本发明属于合成材料技术领域，具体涉及一种体育场地用环保型塑胶浆料及其制备方法。
背景技术
塑胶跑道又称全天候田径运动跑道，它由聚氨酯预聚体、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。随着人们生活水平的不断提高，运动、健身成为了生活中重要的组成部分，塑胶跑道以其独特的高弹性、舒适性等优点，得到了广泛的应用。由于缺乏有效监管，一些不良商家为逐本求利，采用有毒材料施工，引起了政府部分的高度重视。加之传统的聚氨酯浆料多为双组份体系，主要用TDI(80/20)作为合成聚氨酯跑道的异氰酸脂原料，它采购方便经济，有利于降低生产成本，但TDI属于II 级(高度危害)毒物，是可疑人体致癌物，且在预聚体合成中游离TDI含量的控制难以达到要求。当前，国内市场上该类预聚体树脂中都含有质量分数3％左右未参与反应的游离TDI，这部分游离TDI挥发性较大，在生产过程中对操作人员毒害很大，在施工过程中对周围环境释放游离TDI浓度较高，污染环境。
为此，申请号为CN201611187391.8的专利，其公开了一种体育场地用的环保型塑胶浆料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶30～50份、氯丁橡胶15～25份、聚氨酯预聚体20～40份、聚氯乙烯树脂10～20份、环氧丙烯酸酯10～20份、氧化锌2～6份、水杨酸1～3份、氯化石蜡3～8份、填料 18～30份、颜料3～8份、助剂1～3份。本发明提出的一种体育场地用的环保型塑胶浆料，其具有高弹性、高舒适性的优点，具有良好的耐老化、耐天候、耐臭氧、耐热和耐酸碱性能，稳定性好，其制备方法简单，制备成本低，所得浆料安全环保，响应了国家倡导的环保要求，其使用方法简单，使用环境要求低，可广泛应用于各大中小学校操场跑道及其他体育场地。
但是上述发明制得的塑胶浆料存在韧性和耐磨性不足的缺陷，造成塑胶场地后期频繁受损，增加了维护成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种体育场地用环保型塑胶浆料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种体育场地用环保型塑胶浆料，按照重量组分计，由以下组分制成：聚氨酯改性酚醛预聚体10-20 份、聚氨酯橡胶15-30份、氯磺化聚乙烯橡胶8-16份、短切玻璃纤维8-10 份、增塑剂4-6份、填料8-14份，助剂4-6份、颜料3-5份。
优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、环氧大豆油、柠檬酸二甲酯中的一种或任意组合。
优选的，所述填料为氧化锌粉、碳酸钙粉、叶蜡石粉按质量比为1：3：3 混合而成。
优选的，所述助剂为抗老化剂、抗紫外剂、氨基硅油按质量比为1：1：4 混合而成。
优选的，所述颜料为氧化铁红F130、群青、铁酞绿中的一种。
同时，本发明还公开了一种体育场地用环保型塑胶浆料的制备方法，具体包括如下操作步骤：
S1：制备聚氨酯改性酚醛预聚体，向反应釜中加入聚醚多元醇，对反应釜进行加热，待温度升高至60-80℃时，向反应釜中加入甲苯二异氰酸酯，之后将反应釜温度升高至80-100℃并维持3-5小时后出料，得到聚氨酯，之后将聚氨酯与酚醛树脂按照质量比为3：2进行混合，并加入聚氨酯与酚醛树脂体系质量5％的表面活性剂，混合搅拌均匀后在40-60℃氮气环境下进行发泡，持续1-2小时，取出后得到聚氨酯改性酚醛预聚体；
S2：破碎研磨，将聚氨酯改性酚醛预聚体取出后破碎，并将增塑剂、填料助剂加入研磨机中进行研磨制浆，研磨时温度保持80-90℃，持续1-3小时；
S3：搅拌混合，将S2中浆料与聚氨酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、短切玻璃纤维和颜料加入搅拌釜中以300-400r/min进行搅拌，持续30-50分钟，得到所需浆料；
S4：封装保存，将步骤S3中所得浆料进行真空脱气处理后，利用氮气进行灌装，密封保存。
优选的，步骤S1中聚醚多元醇为经过脱水处理，且含水量在0.5-1％。
优选的，步骤S1中反应釜内注入有干燥氮气。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过使用聚氨酯对酚醛树脂进行发泡改性，提高了聚氨酯改性酚醛预聚体的韧性，配合聚氨酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、短切玻璃纤维进一步增加浆料的弹性和舒适性，有利于提高浆料的韧性和耐磨性，降低了体育场地的维护成本，延长场地的使用寿命，可广泛应用于中小学操场跑道以及其他体育场地。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种体育场地用环保型塑胶浆料，按照重量组分计，由以下组分制成：聚氨酯改性酚醛预聚体10份、聚氨酯橡胶15份、氯磺化聚乙烯橡胶8份、短切玻璃纤维8份、增塑剂4份、填料8份，助剂4份、颜料3份，所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯等质量组合，所述填料为氧化锌粉、碳酸钙粉、叶蜡石粉按质量比为1：3：3混合而成，所述助剂为抗老化剂、抗紫外剂、氨基硅油按质量比为1：1：4混合而成，所述颜料为氧化铁红F130。
同时，本发明还公开了一种体育场地用环保型塑胶浆料的制备方法，具体包括如下操作步骤：
S1：制备聚氨酯改性酚醛预聚体，向反应釜中加入经过脱水处理，且含水量在0.5％的聚醚多元醇，对反应釜进行加热，反应釜内注入有干燥氮气，待温度升高至60℃时，向反应釜中加入甲苯二异氰酸酯，之后将反应釜温度升高至80℃并维持3小时后出料，得到聚氨酯，之后将聚氨酯与酚醛树脂按照质量比为3：2进行混合，并加入聚氨酯与酚醛树脂体系质量5％的表面活性剂，混合搅拌均匀后在40℃氮气环境下进行发泡，持续1小时，取出后得到聚氨酯改性酚醛预聚体；
S2：破碎研磨，将聚氨酯改性酚醛预聚体取出后破碎，并将增塑剂、填料助剂加入研磨机中进行研磨制浆，研磨时温度保持80℃，持续1小时；
S3：搅拌混合，将S2中浆料与聚氨酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、短切玻璃纤维和颜料加入搅拌釜中以300r/min进行搅拌，持续30分钟，得到所需浆料；
S4：封装保存，将步骤S3中所得浆料进行真空脱气处理后，利用氮气进行灌装，密封保存。
实施例2
一种体育场地用环保型塑胶浆料，按照重量组分计，由以下组分制成：聚氨酯改性酚醛预聚体15份、聚氨酯橡胶22份、氯磺化聚乙烯橡胶12份、短切玻璃纤维9份、增塑剂5份、填料11份，助剂5份、颜料4份，所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、环氧大豆油等质量组合，所述填料为氧化锌粉、碳酸钙粉、叶蜡石粉按质量比为1：3：3混合而成，所述助剂为抗老化剂、抗紫外剂、氨基硅油按质量比为1：1：4混合而成，所述颜料为群青。
同时，本发明还公开了一种体育场地用环保型塑胶浆料的制备方法，具体包括如下操作步骤：
S1：制备聚氨酯改性酚醛预聚体，向反应釜中加入经过脱水处理，且含水量在0.8％的聚醚多元醇，对反应釜进行加热，反应釜内注入有干燥氮气，待温度升高至70℃时，向反应釜中加入甲苯二异氰酸酯，之后将反应釜温度升高至90℃并维持4小时后出料，得到聚氨酯，之后将聚氨酯与酚醛树脂按照质量比为3：2进行混合，并加入聚氨酯与酚醛树脂体系质量5％的表面活性剂，混合搅拌均匀后在50℃氮气环境下进行发泡，持续1.5小时，取出后得到聚氨酯改性酚醛预聚体；
S2：破碎研磨，将聚氨酯改性酚醛预聚体取出后破碎，并将增塑剂、填料助剂加入研磨机中进行研磨制浆，研磨时温度保持85℃，持续2小时；
S3：搅拌混合，将S2中浆料与聚氨酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、短切玻璃纤维和颜料加入搅拌釜中以350r/min进行搅拌，持续40分钟，得到所需浆料；
S4：封装保存，将步骤S3中所得浆料进行真空脱气处理后，利用氮气进行灌装，密封保存。
实施例3
一种体育场地用环保型塑胶浆料，按照重量组分计，由以下组分制成：聚氨酯改性酚醛预聚体20份、聚氨酯橡胶30份、氯磺化聚乙烯橡胶16份、短切玻璃纤维10份、增塑剂6份、填料14份，助剂6份、颜料5份，所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、环氧大豆油、柠檬酸二甲酯等质量组合，所述填料为氧化锌粉、碳酸钙粉、叶蜡石粉按质量比为1：3：3混合而成，所述助剂为抗老化剂、抗紫外剂、氨基硅油按质量比为1：1：4 混合而成，所述颜料为铁酞绿。
同时，本发明还公开了一种体育场地用环保型塑胶浆料的制备方法，具体包括如下操作步骤：
S1：制备聚氨酯改性酚醛预聚体，向反应釜中加入经过脱水处理，且含水量在1％的聚醚多元醇，对反应釜进行加热，反应釜内注入有干燥氮气，待温度升高至80℃时，向反应釜中加入甲苯二异氰酸酯，之后将反应釜温度升高至100℃并维持5小时后出料，得到聚氨酯，之后将聚氨酯与酚醛树脂按照质量比为3：2进行混合，并加入聚氨酯与酚醛树脂体系质量5％的表面活性剂，混合搅拌均匀后在60℃氮气环境下进行发泡，持续2小时，取出后得到聚氨酯改性酚醛预聚体；
S2：破碎研磨，将聚氨酯改性酚醛预聚体取出后破碎，并将增塑剂、填料助剂加入研磨机中进行研磨制浆，研磨时温度保持90℃，持续3小时；
S3：搅拌混合，将S2中浆料与聚氨酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、短切玻璃纤维和颜料加入搅拌釜中以400r/min进行搅拌，持续50分钟，得到所需浆料；
S4：封装保存，将步骤S3中所得浆料进行真空脱气处理后，利用氮气进行灌装，密封保存。
分别测试本发明实施例1-3中制备的浆料的力学性能，结果如下表：
实施例 一 二 三
拉伸强度(MPa) 2.5 2.8 3.1
断裂伸长率(％) 133 140 155
回弹率(％) 33 30 31
颜色 红 青 绿
本发明通过使用聚氨酯对酚醛树脂进行发泡改性，提高了聚氨酯改性酚醛预聚体的韧性，配合聚氨酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、短切玻璃纤维进一步增加浆料的弹性和舒适性，有利于提高浆料的韧性和耐磨性，降低了体育场地的维护成本，延长场地的使用寿命，可广泛应用于中小学操场跑道以及其他体育场地。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种体育场地用环保型塑胶浆料，其特征在于，按照重量组分计，由以下组分制成：聚氨酯改性酚醛预聚体10-20份、聚氨酯橡胶15-30份、氯磺化聚乙烯橡胶8-16份、短切玻璃纤维8-10份、增塑剂4-6份、填料8-14份，助剂4-6份、颜料3-5份。
2.根据权利要求1所述的一种体育场地用环保型塑胶浆料，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、环氧大豆油、柠檬酸二甲酯中的一种或任意组合。
3.根据权利要求1所述的一种体育场地用环保型塑胶浆料，其特征在于：所述填料为氧化锌粉、碳酸钙粉、叶蜡石粉按质量比为1：3：3混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种体育场地用环保型塑胶浆料，其特征在于：所述助剂为抗老化剂、抗紫外剂、氨基硅油按质量比为1：1：4混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种体育场地用环保型塑胶浆料，其特征在于：所述颜料为氧化铁红F130、群青、铁酞绿中的一种。
6.一种体育场地用环保型塑胶浆料的制备方法，其特征在于，具体包括如下操作步骤：
S1：制备聚氨酯改性酚醛预聚体，向反应釜中加入聚醚多元醇，对反应釜进行加热，待温度升高至60-80℃时，向反应釜中加入甲苯二异氰酸酯，之后将反应釜温度升高至80-100℃并维持3-5小时后出料，得到聚氨酯，之后将聚氨酯与酚醛树脂按照质量比为3：2进行混合，并加入聚氨酯与酚醛树脂体系质量5%的表面活性剂，混合搅拌均匀后在40-60℃氮气环境下进行发泡，持续1-2小时，取出后得到聚氨酯改性酚醛预聚体；
S2：破碎研磨，将聚氨酯改性酚醛预聚体取出后破碎，并将增塑剂、填料助剂加入研磨机中进行研磨制浆，研磨时温度保持80-90℃，持续1-3小时；
S3：搅拌混合，将S2中浆料与聚氨酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、短切玻璃纤维和颜料加入搅拌釜中以300-400r/min进行搅拌，持续30-50分钟，得到所需浆料；
S4：封装保存，将步骤S3中所得浆料进行真空脱气处理后，利用氮气进行灌装，密封保存。
7.根据权利要求6所述的一种体育场地用环保型塑胶浆料的制备方法，其特征在于：步骤S1中聚醚多元醇为经过脱水处理，且含水量在0.5-1%。
8.根据权利要求6所述的一种体育场地用环保型塑胶浆料的制备方法，其特征在于：步骤S1中反应釜内注入有干燥氮气。
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