CN109517572A - 一种用于草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物，使用该聚氨酯胶粘剂的人造草坪底背显示的拔出力大于40N，同时成本较低。本发明的用于人造草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物，各成份按重量份计组成如下：多元醇100份、扩链剂15～30份、催化剂0.1‑5份、触变剂0.5‑2.5份、填料100～300份、有机多异氰酸酯5～110份。

Description

一种用于草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物
技术领域
本发明涉及一种胶粘剂组合物，更具体地说涉及一种用于草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物。
背景技术
近年来，人造草坪得到了蓬勃地发展。在人造草坪的生产过程中，主要的工艺是通过簇绒机织，把草丝簇绒到主底背上，其中单个的草丝穿过主底背，附在主底背上。这种主底背通常是天然的或合成的纤维材料，如麻黄或聚丙烯。通过簇绒的方式不能把草丝和主底背紧紧的连接在一起，很容易从主底背上被拔出。通过在人造草坪主底背上涂一层能自由流动的胶粘剂来获得必要的锚固。这种锚固的能力通常用拔出力或拔脱力来表示。人造草坪的另外一个重要的物理性能就是尺寸的稳定性。人造草坪具有好的尺寸稳定性，在正常使用下不会发生蠕变和皱折。为了获得更好的性能，可能会使用第二层底背。但是通用人造草坪一般只有主底背。目前，大部分的人造草坪主底背上使用的胶粘剂是基于胶乳的水性胶粘剂，其中羧基丁苯胶乳广泛的用于人造草坪的底背上。羧基丁苯胶乳可以在较低的投资费用下提供具有较高硬度挺度的结实的绒头联结。但是，人造草坪的最基本的要求是具有非常好的拔出力，而且现在要求也越来越高，目前使用的，羧基丁苯乳胶很难获得优秀的拔出力，同时还会出现胶面龟裂问题，且羧基丁苯胶乳有刺鼻气味，不符合环保要求。
聚氨酯胶粘剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或异氰酸酯基(-NCO)的胶粘剂。其具有胶膜坚韧，耐冲击，挠曲性好，剥离强度高，有很好的耐超低温性，耐油和耐磨性等特点。作为一种环保型胶粘剂，已进入工业、农业、交通、医学、国防和日常生活各个领域，在国民经济中发挥愈来愈大的作用。由于聚氨酯胶粘剂的分子链中-NCO可以和多种含活泼氢的官能团反应，形成界面化学键结合。因此，对多种材料具有极强的粘附性能。不仅可以粘结多孔性的材料，如泡沫塑料、陶瓷、木材、织物等，而且可以粘接多种金属、无机材料、塑料、橡胶和皮革等，是一种适用范围很广的胶粘剂。因此研发一种用于人造草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物则能解决基于胶乳的水性胶粘剂所带来的问题。
发明内容
本发明解决了上述现有技术所存在的问题，提供了一种粘结强度高，干燥速度快，制备方法简单的用于人造草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的用于人造草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物，各成份按重量份计组成如下：
本发明的用于人造草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物，其进一步的技术方案是所述的多元醇为聚醚多元醇，分子量为3000-7000，羟值为25-50。
本发明的用于人造草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物，其进一步的技术方案还可以是所述的扩链剂为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇中的一种或一种以上混合物。扩链剂能使聚氨酯反应体系迅速地进行扩链和交联增加聚氨酯聚合物中的强度性能。
本发明的用于人造草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物，其进一步的技术方案还可以是所述的催化剂是双(巯基乙酸异辛基酯)二丁基锡、二月桂酸二甲基锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二乙酰丙酮镍、硫化二丁基锡中的一种或一种以上混合物。
本发明的用于人造草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物，其进一步的技术方案还可以是所述的表面活性剂是阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂中的一种或两者混合物。
本发明的用于人造草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物，其进一步的技术方案还可以是所述的颜料为Reactint反应型色浆。该色浆颜色分别为蓝色、橙色、红色、黄色和紫色。通过将2种甚至3种色料混合，可得到各种不同的制品颜色。这种着色助剂的高分子链上含有羟基和发色基团，不同的发色基团将呈现不同的颜色。使颜料和原料结成一体，不仅使用方便，而且在聚氨酯反应过程中，将着色基团接入聚合物网络，色彩牢固，不会迁移褪色。
本发明的用于人造草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物，其进一步的技术方案还可以是所述的触变剂为气相白炭黑。少量触变剂加入到树脂体系中，通过氢键与聚合物分子形成三维网络结构，使树脂粘度增长数倍到许多倍，甚至失去流动性。当施工时，在一定的剪切力作用下，网状结构被破坏，体系粘度迅速下降，可达到施工要求。当剪切力消失后，三维网状结构又重新形成，体系粘度上升，从而防止了填料的分层和沉降。
本发明的用于人造草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物，其进一步的技术方案还可以是所述的填料为碳酸钙、高岭土、粘土中的一种或一种以上的混合物。
本发明的用于人造草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物，其进一步的技术方案还可以是所述的有机多异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)和多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PMDI)中的一种或两种混合物，其NCO值为25-50％。
与现有技术相比本发明的聚氨酯胶粘剂组合物具有以下有益效果：
本发明的聚氨酯胶粘剂可以直接用在人造草坪的底背上，使用该聚氨酯胶粘剂的人造草坪底背显示的拔出力大于40N，最佳可达60N，按ISO4919的方法。
人造草坪底背主要包括簇绒，主底背和胶粘剂。通常簇绒通过底背相互连接，而主底背通常由聚丙烯构成。可以使用制备人造草坪底背领域中常规和非常规的方法将这种聚氨酯胶粘剂施加到底背上。例如可以将形成聚氨酯的组合物作为优选均匀厚度的层施加到地毯基材表面上。将聚氨酯胶粘剂混合好，将其涂覆到人工草坪的主底背的表面，可以采用如手术刀，气刀，刮刀或挤出机等，将该组合物涂覆到人造草坪底材上，以便涂覆和校准涂层。另一方面，可以借助运送带或者其他适宜的装置将该组合物形成涂层，然后利用任何适应的热源例如红外线炉、对流炉或加热板将该涂层加热固化。每平方的上胶量优选为100-1500g/m2，更优选为300-1000g/m2。当涂胶量不足100g/m2时，存在着拔出力很低的倾向。当超过1500g/m2时，由于涂胶量太多，聚氨酯胶粘剂不容易固化而且对性能也没有提高。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明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。
实施例一
人造草坪底背用聚氨酯胶粘剂组合物的制备：在常温下，迅速的将100g聚醚多元醇，17.6g一缩二乙二醇，2.4g二乙酰丙酮镍，1.5g的气相白炭黑1.2g的阴离子型表面活性剂，0.9g颜料和170g碳酸钙放入搅拌罐里，使用高速分散机快速搅拌3分钟，搅拌的速度为400转/分；然后加入61.6g二苯甲烷二异氰酸酯，快速搅拌1分钟，使其均匀混合，粘度为8500mPa·s。使用本发明的聚氨酯胶粘剂涂覆在人造草坪的底背上，以使其上胶量为800g/m2，然后在100℃下加热固化5分钟，然后在室温下静置24小时。按照ISO4919的标准，使用万能拉力机测试把草丝从底背上来出来所需要的力。使用本发明聚氨酯胶粘剂的草坪的拔出力为53.7N，国家标准和FIFA的标准是大于30N。这个拔出力是基于10个试样测试的平均值。
实施例二
人造草坪底背用聚氨酯胶粘剂组合物的制备：在常温下，迅速的将100g聚醚多元醇，17.6g一缩二乙二醇，2.9g二乙酰丙酮镍，1.2g的气相白炭黑，1.2g的阴离子型表面活性剂，0.9g颜料和300g碳酸钙放入搅拌罐里，使用高速分散机快速搅拌3分钟，搅拌的速度为400转/分；然后加入61.6g二苯甲烷二异氰酸酯，快速搅拌1分钟，使其均匀混合，粘度为11500mPa·s。使用本发明的聚氨酯胶粘剂涂覆在人造草坪的底背上，以使其上胶量为800g/m2，然后在100℃下加热固化5分钟，然后在室温下静置24小时。按照ISO4919的标准，使用万能拉力机测试把草丝从底背上来出来所需要的力。使用本发明聚氨酯胶粘剂的草坪的拔出力为42.4N，国家标准和FIFA的标准是大于30N。这个拔出力是基于10个试样测试的平均值。
实施例三
人造草坪底背用聚氨酯胶粘剂组合物的制备：在常温下，迅速的将100g聚醚多元醇，17.6g一缩二乙二醇，2.4g二乙酰丙酮镍，2g的气相白炭黑，1g的阴离子型表面活性剂和0.5g的阳离子型表面活性剂，0.9g颜料和100g碳酸钙放入搅拌罐里，使用高速分散机快速搅拌3分钟，搅拌的速度为400转/分；然后加入61.6g二苯甲烷二异氰酸酯，快速搅拌1分钟，使其均匀混合，粘度为6600mPa·s。使用本发明的聚氨酯胶粘剂涂覆在人造草坪的底背上，以使其上胶量为800g/m2，然后在100℃下加热固化5分钟，然后在室温下静置24小时。按照ISO4919的标准，使用万能拉力机测试把草丝从底背上来出来所需要的力。使用本发明聚氨酯胶粘剂的草坪的拔出力为63.9N，国家标准和FIFA的标准是大于30N。这个拔出力是基于10个试样测试的平均值。
实施例四
人造草坪底背用聚氨酯胶粘剂组合物的制备：在常温下，迅速的将100g聚醚多元醇，17.6g一缩二乙二醇，2.6g二乙酰丙酮镍，1.2g的气相白炭黑，1.2g的阳离子型表面活性剂，0.9g颜料和100g碳酸钙放入搅拌罐里，使用高速分散机快速搅拌3分钟，搅拌的速度为400转/分；然后加入61.6g二苯甲烷二异氰酸酯，快速搅拌1分钟，使其均匀混合，粘度为6600mPa·s。使用本发明的聚氨酯胶粘剂涂覆在人造草坪的底背上，以使其上胶量为600g/m2，然后在100℃下加热固化5分钟，然后在室温下静置24小时。按照ISO4919的标准，使用万能拉力机测试把草丝从底背上来出来所需要的力。使用本发明聚氨酯胶粘剂的草坪的拔出力为55.7N，国家标准和FIFA的标准是大于30N.这个拔出力是基于10个试样测试的平均值。
实施例五
人造草坪底背用聚氨酯胶粘剂组合物的制备：在常温下，迅速的将100g聚醚多元醇，25g一缩二乙二醇，2.7g二乙酰丙酮镍，1.3g的气相白炭黑，1.3g的阴离子型表面活性剂，1g颜料和200g碳酸钙放入搅拌罐里，使用高速分散机快速搅拌3分钟，搅拌的速度为400转/分；然后加入65.4g二苯甲烷二异氰酸酯，快速搅拌1分钟，使其均匀混合，粘度为7800mPa·s。使用本发明的聚氨酯胶粘剂涂覆在人造草坪的底背上，以使其上胶量为800g/m2，然后在100℃下加热固化5分钟，然后在室温下静置24小时。按照ISO4919的标准，使用万能拉力机测试把草丝从底背上来出来所需要的力。使用本发明聚氨酯胶粘剂的草坪的拔出力为56.1N，国家标准和FIFA的标准是大于30N.这个拔出力是基于10个试样测试的平均值。
实施例六
人造草坪底背用聚氨酯胶粘剂组合物的制备：在常温下，迅速的将100g聚醚多元醇，25g一缩二乙二醇，2.5g二乙酰丙酮镍，1.5g的气相白炭黑，1.5g的阴离子型表面活性剂，1g颜料和150g碳酸钙放入搅拌罐里，使用高速分散机快速搅拌3分钟，搅拌的速度为400转/分；然后加入35.4g二苯甲烷二异氰酸酯和30g多苯基多亚甲基多异氰酸酯，快速搅拌1分钟，使其均匀混合，粘度为6200mPa·s。使用本发明的聚氨酯胶粘剂涂覆在人造草坪的底背上，以使其上胶量为800g/m2，然后在100℃下加热固化5分钟，然后在室温下静置24小时。按照ISO4919的标准，使用万能拉力机测试把草丝从底背上来出来所需要的力。使用本发明聚氨酯胶粘剂的草坪的拔出力为59.2N，国家标准和FIFA的标准是大于30N.这个拔出力是基于10个试样测试的平均值。
实施例七
人造草坪底背用聚氨酯胶粘剂组合物的制备：在常温下，迅速的将100g聚醚多元醇，25g一缩二乙二醇，3g二乙酰丙酮镍，1.3g的气相白炭黑，1.3g的阴离子型表面活性剂，1g颜料和250g碳酸钙放入搅拌罐里，使用高速分散机快速搅拌3分钟，搅拌的速度为400转/分；然后加入65.4g二苯甲烷二异氰酸酯，快速搅拌1分钟，使其均匀混合，粘度为9500mPa·s。使用本发明的聚氨酯胶粘剂涂覆在人造草坪的底背上，以使其上胶量为800g/m2，然后在100℃下加热固化5分钟，然后在室温下静置24小时。按照ISO4919的标准，使用万能拉力机测试把草丝从底背上来出来所需要的力。使用本发明聚氨酯胶粘剂的草坪的拔出力为48.2N，国家标准和FIFA的标准是大于30N.这个拔出力是基于10个试样测试的平均值。
实施例八
人造草坪底背用聚氨酯胶粘剂组合物的制备：在常温下，迅速的将100g聚醚多元醇，10g一缩二乙二醇，5g二乙酰丙酮镍，3g的气相白炭黑，0.1g的阴离子型表面活性剂，1g颜料和100g碳酸钙放入搅拌罐里，使用高速分散机快速搅拌3分钟，搅拌的速度为400转/分；然后加入65.4g多苯基多亚甲基多异氰酸酯，快速搅拌1分钟，使其均匀混合，粘度为9000mPa·s。使用本发明的聚氨酯胶粘剂涂覆在人造草坪的底背上，以使其上胶量为800g/m2，然后在100℃下加热固化5分钟，然后在室温下静置24小时。按照ISO4919的标准，使用万能拉力机测试把草丝从底背上来出来所需要的力。使用本发明聚氨酯胶粘剂的草坪的拔出力为53.5N，国家标准和FIFA的标准是大于30N.这个拔出力是基于10个试样测试的平均值。
实施例九
人造草坪底背用聚氨酯胶粘剂组合物的制备：在常温下，迅速的将100g聚醚多元醇，10g一缩二乙二醇，0.1g二乙酰丙酮镍，1.5g的气相白炭黑，5g的阳离子型表面活性剂，0.1g颜料和150g碳酸钙放入搅拌罐里，使用高速分散机快速搅拌3分钟，搅拌的速度为400转/分；然后加入65.4g多苯基多亚甲基多异氰酸酯，快速搅拌1分钟，使其均匀混合，粘度为6300mPa·s。使用本发明的聚氨酯胶粘剂涂覆在人造草坪的底背上，以使其上胶量为800g/m2，然后在100℃下加热5分钟，未固化，再在50℃下，加热1h，然后在室温下静置24小时。按照ISO4919的标准，使用万能拉力机测试把草丝从底背上来出来所需要的力。使用本发明聚氨酯胶粘剂的草坪的拔出力为43.3N，国家标准和FIFA的标准是大于30N.这个拔出力是基于10个试样测试的平均值。
实施例十
人造草坪底背用聚氨酯胶粘剂组合物的制备：在常温下，迅速的将100g聚醚多元醇，30g一缩二乙二醇，3.3g二乙酰丙酮镍，0.1g的气相白炭黑，1.5g的阴离子型表面活性剂，1g颜料和150g碳酸钙放入搅拌罐里，使用高速分散机快速搅拌3分钟，搅拌的速度为400转/分；然后加入91.9g二苯甲烷二异氰酸酯，快速搅拌1分钟，使其均匀混合，粘度为6700mPa·s。使用本发明的聚氨酯胶粘剂涂覆在人造草坪的底背上，以使其上胶量为800g/m2，然后在100℃下加热5分钟，固化，然后在室温下静置24小时。按照ISO4919的标准，使用万能拉力机测试把草丝从底背上来出来所需要的力。使用本发明聚氨酯胶粘剂的草坪的拔出力为51.1N，国家标准和FIFA的标准是大于30N.这个拔出力是基于10个试样测试的平均值。
实施例十一
人造草坪底背用聚氨酯胶粘剂组合物的制备：在常温下，迅速的将100g聚醚多元醇，30g一缩二乙二醇，3.5g二乙酰丙酮镍，2g的气相白炭黑，3g的阴离子型表面活性剂，3g颜料和200g碳酸钙放入搅拌罐里，使用高速分散机快速搅拌3分钟，搅拌的速度为400转/分；然后加入91.9g二苯甲烷二异氰酸酯，快速搅拌1分钟，使其均匀混合，粘度为8300mPa·s。使用本发明的聚氨酯胶粘剂涂覆在人造草坪的底背上，以使其上胶量为800g/m2，然后在100℃下加热5分钟，固化，然后在室温下静置24小时。按照ISO4919的标准，使用万能拉力机测试把草丝从底背上来出来所需要的力。使用本发明聚氨酯胶粘剂的草坪的拔出力为45.8N，国家标准和FIFA的标准是大于30N.这个拔出力是基于10个试样测试的平均值。
实施例十二
人造草坪底背用聚氨酯胶粘剂组合物的制备：在常温下，迅速的将100g聚醚多元醇，25g一缩二乙二醇，4g二乙酰丙酮镍，1g的气相白炭黑，2.5g的阴离子型表面活性剂，2g颜料和180g碳酸钙放入搅拌罐里，使用高速分散机快速搅拌3分钟，搅拌的速度为400转/分；然后加入78.5g二苯甲烷二异氰酸酯，快速搅拌1分钟，使其均匀混合，粘度为8000mPa·s。使用本发明的聚氨酯胶粘剂涂覆在人造草坪的底背上，以使其上胶量为800g/m2，然后在100℃下加热5分钟，固化，然后在室温下静置24小时。按照ISO4919的标准，使用万能拉力机测试把草丝从底背上来出来所需要的力。使用本发明聚氨酯胶粘剂的草坪的拔出力为58.4N，国家标准和FIFA的标准是大于30N.这个拔出力是基于10个试样测试的平均值。
基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

Claims (4)

1.一种用于草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物，其特征在于该胶粘剂组合物的各成份按重量份计组成如下：
其中所述的多元醇为聚醚多元醇，分子量为3000-7000，羟值为25_50；所述的表面活性剂是阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂中的一种或两者的混合物；所述的颜料为Reactint反应型色浆；所述的触变剂为气相白炭黑；所述的有机多异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的一种或两种混合物，其NCO值为20-50％。
2.根据权利要求1所述的用于草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物，其特征在于所述的扩链剂为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇中的一种或两种以上混合物。
3.根据权利要求1所述的用于草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物，其特征在于所述的催化剂是双(巯基乙酸异辛基酯)二丁基锡、二月桂酸二甲基锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、硫化二丁基锡中的一种或两种以上混合物。
4.根据权利要求1所述的用于草坪背胶的聚氨酯胶粘剂组合物，其特征在于所述的填料为碳酸钙、高岭土、粘土中的一种或两种以上的混合物。
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