CN109679487A - 一种植物油改性聚氨酯弹性地坪材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种环保无毒、弹性好、韧性高、耐磨耐划伤的植物油改性聚氨酯弹性地坪材料及其制备方法，由植物油多元醇与多异氰酸酯反应得到的预聚物为一个组分；植物油多元醇与扩链剂、色浆、填料、催化剂及多种助剂的混合为另一组分。按照两种组分的当量比，在常温下混合、浇注、固化。组合物粘度较低，施工简单、施工效率高，得到的制品强度高、耐水性好、高耐磨、耐划伤、表面平整光洁易清洗，可用于机场、医院、楼房、运动场等的地面防护与装饰。
Description
技术领域
本发明提供一种植物油改性聚氨酯弹性地坪材料及其制备方法。该材料施工简单，流平性好，具有较高的强度、韧性、耐磨性及回弹性，同时具备、防滑、防水、防腐、耐划伤等特点，适用于机场、医院、楼房、运动场等的地面防护装饰。
背景技术
随着现代工业技术的发展以及人们对高品质生 活的追求，地坪已成为工业、商业建筑基础设施一个 必不可少的重要组成部分。地坪可以在建筑表面起到耐磨、装饰、洁净、防滑、防腐等功能。 目前，国内地坪涂料大部分以环氧地坪涂料和聚氨酯地坪涂料为主。
环氧地坪涂料体系后很大的缺陷：一方面主体树脂环氧树脂黏度偏大，需要加入稀释剂来调节，而大多数的稀释剂存在气味和毒性偏大的问题；环氧树脂苯环类结构较多，交联密度高，具有很强的刚性，硬度大，柔韧性较差。同时，环氧类地坪反应性较差，固化时间较长，影响施工效率。
现有聚氨酯地坪涂料多采用石油基多元醇，耐水性差，与异氰酸酯交联时对水敏感，容易起泡造成制品性能下降，表面不平整。无溶剂体系的粘度较大，流平性差，难以得到较佳的表面效果。且体系多采用甲苯二异氰酸酯（TDI）为原料，TDI单体很难从材料中完全去除，毒性较大，生产和施工过程中对环境有很大危害，不符合当下的环保要求。同时，现有聚氨酯地坪所用异氰酸酯固化剂的异氰酸酯基含量很高，造成制品硬度较大，限制其在很多场合的使用。
植物油多元醇以蓖麻油、大豆油、棕榈油、松香脂等植物油为原材料，直接利用或经化学改性制得，是一种来源广泛、价格低廉、无毒害、可生物降解、环境友好的材料。用于聚氨酯材料时具有优良耐水解性和疏水性。用植物油改性聚氨酯体系，其粘度、相对分子量和官能度的可控性高，可得到多种硬度、强度的聚氨酯制品。
发明内容
为解决当前市场上地坪材料出现的上述问题，本发明提供了一种自流平聚氨酯弹性地坪材料及其制备方法，该材料方法简单、易于施工、得到一种无毒无异味、绿色环保、耐磨、耐划伤、耐水、防滑的自流平聚氨酯弹性地坪。
为解决其技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种自流平聚氨酯弹性地坪材料包括A、B两种组分，其中A组分为植物油多元醇与异氰酸酯反应得到的预聚体，B组分为植物油多元醇与扩链剂、色浆、填料、催化剂及多种助剂的混合。按照A组分与B组分的当量比，在常温下混合、浇注、固化。操作期>15min，常温固化时间<4h。
本发明称谓A、B组分只是为了表述上的方便。
进一步的：
上述组分的制备方法，所述A组分的合成方法是：以重量份计，将70-90份的多异氰酸酯加入到有氮气保护的反应釜中，匀速搅拌，加热至50～60℃，向反应釜中缓慢加入10-30份的植物油多元醇，在70～90℃下，保温反应0.5-1.5h小时，加入0.1-0.5份的催化剂，继续在此温度搅拌反应1.5-2.5h后冷却出料。
所述B组分的制备方法是：以重量份计，将30-60份的植物油多元醇、2-10份扩链剂、5-10份的色浆、20-45份填料、0.1-1份催化剂、5-15份助剂混合，在常温，真空度大于-0.08Mpa环境下高速分散20-50min后出料。
A组分与B组分按照当量比混合搅拌均匀后刮涂到已处理好的地面，经4h常温固化后即可得到本发明所述植物油改性聚氨酯弹性地坪制品。
其上所述A组分中的多异氰酸酯为官能度在2.0～2.7之间， 2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，碳化二亚胺-脲酮亚胺改性的4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲 烷二异氰酸酯，多次甲基多苯基异氰酸酯，4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯或 异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。
所述A组份和B组份中的植物油多元醇为分子量200-4000，官能度在2-4之间的为蓖麻油、蓖麻油衍生物多元醇、大豆油多元醇、棕榈油多元醇中的一种或几种的混合。
所述扩链剂为二氯二苯基甲烷二胺、二甲硫基甲苯二胺、双仲丁氨基苯、双仲丁氨基二苯基甲烷中的一种或几种。
所述填料可以是石英粉、碳酸钙、滑石粉、硫酸钡中的一种或几种混合但并不仅限于这几种。如需要特殊环境（如需耐酸碱腐蚀、阻燃环境）施工，可使用相应的功能性填料；
所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸铅、异辛酸铋的一种或几种。
所述助剂包括除水剂，偶联剂，消泡剂，润湿剂中的一种或几种。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细描述，但发明的方式不限于此。此外应理解为在阅读本发明介绍的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样属于本申请所附权利要求书所限定的范围。
以下实施例所用材料如下：未作特别说明，各百分数均指的是质量百分数。
MDI-50 4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（50%）、2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（50%）
蓖麻油 羟值163-164 mg KOH/g 植物油多元醇
GR-160 羟值164 mg KOH/g 蓖麻油衍生物多元醇 美国Vertellus公司
GR-340 羟值342mg KOH/g 蓖麻油衍生物多元醇 美国Vertellus公司
MOCA 二乙基甲苯二胺 扩链剂
碳酸钙 800目 填料
A3 分子筛干燥剂
T-12 二月桂酸二丁基锡 有机锡催化剂
8118 异辛酸铋 有机铋催化剂
BYK-530 有机硅类消泡剂
油性色浆。
实施例一：
A组分的合成方法是：以重量份计，将80份的MDI-50加入到有氮气保护的反应釜中，匀速搅拌，加热至55℃，向反应釜中缓慢加入20份的蓖麻油，在80℃左右保温反应1h小时，加入0.2份的T12，继续在此温度搅拌反应2h后冷却出料；
B组分的制备方法是：以重量份计，将50份的GR-340、2份MOCA、5份的油性色浆、30份碳酸钙、5份A3、0.3份 BYK-530、0.1份8118混合，在常温，真空度大于-0.08Mpa环境下高速分散30min后出料。
实施例二：
A组分的合成方法是：以重量份计，将70份的MDI-50加入到有氮气保护的反应釜中，匀速搅拌，加热至55℃，向反应釜中缓慢加入30份的蓖麻油，在80℃左右保温反应1h小时，加入0.2份的T12，继续在此温度搅拌反应2h后冷却出料；
B组分的制备方法是：以重量份计，将40份的GR-340、5份MOCA、5份的油性色浆、30份碳酸钙、5份A3、0.3份 BYK-530、0.1份8118混合，在常温，真空度大于-0.08Mpa环境下高速分散30min后出料。
实施例三：
A组分的合成方法是：以重量份计，将85份的MDI-50加入到有氮气保护的反应釜中，匀速搅拌，加热至55℃，向反应釜中缓慢加入20份的蓖麻油，在80℃左右保温反应1h小时，加入0.2份的T12，继续在此温度搅拌反应2h后冷却出料；
B组分的制备方法是：以重量份计，将45份的GR-160、5份MOCA、5份的油性色浆、30份碳酸钙、5份A3、0.3份 BYK-530、0.2份8118混合，在常温，真空度大于-0.08Mpa环境下高速分散30min后出料。
实施例四：
A组分的合成方法是：以重量份计，将75份的MDI-50加入到有氮气保护的反应釜中，匀速搅拌，加热至55℃，向反应釜中缓慢加入25份的蓖麻油，在80℃左右保温反应1h小时，加入0.2份的T12，继续在此温度搅拌反应2h后冷却出料。
B组分的制备方法是：以重量份计，将40份的GR-160、8份MOCA、5份的油性色浆、30份碳酸钙、5份A3、0.3份 BYK-530、0.1份8118混合，在常温，真空度大于-0.08Mpa环境下高速分散30min后出料。
表1 为上述实施例的聚氨酯制品性能测试结果；
由表可知，采用本发明所述制备方法可以得到硬度范围较宽的地坪材料，制品有很高的耐磨性，优异的耐水性及较高的强度。
表1：聚氨酯弹性地坪物理性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种植物油改性聚氨酯弹性地坪，其特征在于包括两种组分构成的组合物：A组分：植物油多元醇与多异氰酸酯反应得到的预聚物合成及B组份：植物油多元醇与扩链剂、色浆、填料、催化剂及多种助剂等的混合；
根据权利1所述的A组分改性聚氨酯预聚体的合成方法为：以重量份计，将70-90份的多异氰酸酯加入到有氮气保护的反应釜中，匀速搅拌，加热至50～60℃，向反应釜中缓慢加入10-30份的植物油多元醇，在70～90℃下，保温反应0.5-1.5h小时，加入0.1-0.5份的催化剂，继续在此温度搅拌反应1.5-2.5h后冷却出料。
2.根据权利1所述B组分的制备方法是：以重量份计，将30-60份的植物油多元醇、2-10份扩链剂、5-10份的色浆、20-45份填料、0.1-1份催化剂、10-15份助剂混合，在常温，真空度大于-0.08Mpa环境下高速分散20-50min后出料。
3.根据权利1-3任一项所述的组合物，其特征在于：所述异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯，二环己基甲烷二异氰酸酯，1,4环己烷二异氰酸酯，环己烷二亚甲基二异氰酸酯，三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯，甲基环己基二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，对苯二异氰酸酯，苯二亚甲基二异氰酸酯，二甲基联苯二异氰酸酯，二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于:所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，辛酸亚锡，异辛酸铅，异辛酸铋的一种或几种。
5.根据权利1-3任一项所述的组合物，其特征在于：所述植物油多元醇为分子量200-4000，官能度在2-4之间的为蓖麻油、蓖麻油衍生物多元醇、大豆油多元醇、棕榈油多元醇中的一种或几种的混合；根据权利1-3任一项所述的组合物，其特征在于：所述扩链剂为二氯二苯基甲烷二胺、二甲硫基甲苯二胺、双仲丁氨基苯、双仲丁氨基二苯基甲烷中的一种或几种；根据权利1-3任一项所述的组合物，其特征在于：所述填料可以是石英粉、碳酸钙、滑石粉、硫酸钡的一种或几种混合，但并不仅限于这几种；如需要特殊环境（如需耐酸碱腐蚀、阻燃）施工，可使用相应的功能性填料。
6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：按照两种组分的当量比，现场施工，在常温下均匀混合、浇注、固化得到聚氨酯弹性地坪材料；材料操作期>15min,固化时间<4h。
7.根据权利要求6所述的聚氨酯弹性地坪材料,其特征在于：所述材料的拉伸强度在8-20Mpa，拉断伸长率在50-150%，硬度在50-90shoreA；磨耗量<200mg/1000。
8.根据权利要求7所述制备方法制备的聚氨酯弹性地坪材料，主要用于机场、医院、楼房、运动场等的地面防护或装饰用途。
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