CN110540802A - 环保型高强度耐老化单组分自结纹材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，属于聚氨酯技术领域。本发明所述的环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，包括聚醚多元醇、异氰酸酯、填料、颜料、除水剂、增稠剂、催化剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、润湿分散剂、消泡剂、硅烷偶联剂，所述聚醚多元醇为DL‑1000和MN‑3050的混合物，质量比为6‑7：3‑4；所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，质量比为3‑4：1‑2。本发明所述的环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，具有环保、低气味、施工简单、耐候性好、耐黄变、强度高的优点，制备的场地更加舒适。

Description

环保型高强度耐老化单组分自结纹材料
技术领域
本发明涉及一种环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，属于聚氨酯技术领域。
背景技术
自结纹产品是一种新型的塑胶跑道喷面材料，不需要加颗粒的自结纹型塑胶面层，喷涂过程中不需要加入颗粒，施工场地长久使用后也不会出现颗粒脱落的弊病。随着新国标的实施，施工和检测指标方面更严格，原材料选择尤为重要，环保性越高越值得客户信赖，结果是牺牲产品的某些性能，提高产品环保要求，保持市场竞争力。
市场现有大部分自结纹产品为双组分MDI型产品，产品力学性能、施工操作时间受各方面制约，更重要的是MDI型产品耐候性和黄变差，刚喷涂的鲜艳颜色，没几天就变黄变暗。除此之外大部分厂家产品利用溶剂来降低粘度，施工过程味道大、呛鼻。从场地使用年限上看产品质量也是良莠不齐，部分厂家产品只有硬度没有强度，导致学生易磕伤，跑道也易被磨平。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术书中的不足，提供一种环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，其具有环保、低气味、施工简单、耐候性好、耐黄变、强度高的优点，制备的场地更加舒适。
本发明所述的环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，包括以下重量百分含量的原料：
所述聚醚多元醇为DL-1000和MN-3050的混合物，质量比为6-7：3-4。
所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，质量比为3-4：1-2。本发明中加入TDI可以提高产品的耐候性，同时本发明还要控制游离TDI量，因此将TDI和MDI搭配，加入MDI也是为了提高NCO含量，降低粘度。
优选的，填料为800目滑石粉或600目滑石粉中的一种或两种。
优选的，颜料为氧化铁红。
优选的，除水剂为Zoldine MS-Plus。
优选的，增稠剂为BYK-410和德谦229的混合物，质量比为1：1。采用两种增稠剂进行复合，其中BYK-410可以提高产品的触变性，德谦229的粘度不是很大，便于施工。
优选的，催化剂为2，4，6-三-(二甲氨基甲基)苯酚(美国Air Products公司的Dabco TMR30)、N,N-双(二甲氨基丙基)异丙醇胺与物质A的混合物，混合质量比为1：6：3；所述物质A为二月桂酸二丁基锡或异辛酸锌。本发明中所用的三种催化剂作用不同，在应用时添加时间不同。
优选的，硅烷偶联剂为异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。
优选的，抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
优选的，紫外线吸收剂为4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶。
优选的，润湿分散剂为BYK-306(德国毕克化学公司)。
优选的，消泡剂为BYK-066N(德国毕克化学公司)。
本发明在制备所述的单组分自结纹材料时，通过实验确定游离TDI含量在新国标标准范围内，例如TDI添加量，添加2，4，6-三-(二甲氨基甲基)苯酚之前的NCO含量，以及之后的反应时间等都是通过大量实验和经验验证而来。本发明在现有MDI体系操作时间短、粘度大、纹路差、耐候性差掉色、耐磨性差的条件下，引入了TDI，并使最终样品的游离TDI量低于新国标标准值。具体的，本发明通过工艺控制先让聚醚和TDI反应充分，通过加入2，4，6-三-(二甲氨基甲基)使游离的TDI发生脲基甲酸脂反应，降低游离TDI量，由此可以成功引入TDI，而TDI比MDI体系产品具有优势，耐候性好，硬度适中，施工操作性好等优点。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明中，单组分自结纹材料，粘度低，触变性好，通过采用三种催化剂的混合物，能降低产品施工粘度，且能解决现有技术中MDI体系低温固化慢的缺点；本产品相较MDI型单组分自结纹粘度低20-30％，后固化时间缩短10-20％左右，延长了操作时间、施工效率提高，施工简单。
(2)本发明引入了甲苯二异氰酸酯，通过脲基甲酸酯化反应工艺控制游离TDI含量(甲苯二异氰酸酯本身是TDI，通过加入TDI以及工艺控制，使游离TDI发生自聚，控制游离的TDI含量控制在新国标标准范围)，游离TDI含量和气味满足国家标准要求，不仅改善了自结纹材料的软硬度，而且大幅度提高了产品的力学性能，改善了产品的耐候性，产品褪色、掉色、变色得到显著改善，场地更加舒适，并能显著提高运动员的成绩。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
实施例1
(1)在烧瓶中加入聚醚多元醇DL-1000 315g，聚醚多元醇MN3050 135g，搅拌下依次加入800目滑石粉50g、氧化铁红75g、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚10g和4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶10g，升温至90℃，真空脱水2h至水分0.5‰，降温至30℃，加入TDI 180g，80-85℃反应1.5-2h，加入2，4，6-三-(二甲氨基甲基)苯酚1g，80-85℃继续反应1-1.5h，再加入MDI-50 120g，85℃反应1-1.5h，降温至50℃，依次加入异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷15g、BYK-066N 10g、Zoldine MS-Plus 10g、BYK-306 10g、N,N-双(二甲氨基丙基)异丙醇胺6g、二月桂酸二丁基锡3g、BYK-410 25g、德谦229 25g，搅拌20min，装桶制得产品；
(2)施工时，将此产品喷涂于已打磨平整的塑胶底层上即可。
实施例2
(1)在烧瓶中加入聚醚多元醇DL-1000 325g，聚醚多元醇MN3050 175g，搅拌下依次加入800目滑石粉81g、氧化铁红60g、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚10g和4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶10g，升温至90℃，真空脱水2h至水分0.5‰，降温至30℃，加入TDI 190g，80-85℃反应1.5-2h，加入2，4，6-三-(二甲氨基甲基)苯酚1g，80-85℃继续反应1-1.5h，再加入MDI-50 60g，85℃反应1-1.5h，降温至50℃，依次加入异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷15g、BYK-066N 8g、Zoldine MS-Plus 8g、BYK-306 8g、N,N-双(二甲氨基丙基)异丙醇胺6g、二月桂酸二丁基锡3g、BYK-410 20g、德谦229 20g，搅拌20min，装桶制得产品；
(2)施工时，将此产品喷涂于已打磨平整的塑胶底层上即可。
实施例3
(1)在烧瓶中加入聚醚多元醇DL-1000 330g，聚醚多元醇MN3050 220g，搅拌下依次加入800目滑石粉100g、氧化铁红80g、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚5g和4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶5g，升温至90℃，真空脱水2h至水分0.5‰，降温至30℃，加入TDI 160g，85-90℃反应1.5-2h，加入2，4，6-三-(二甲氨基甲基)苯酚0.5g，80-85℃继续反应1-1.5h，再加入MDI-50 40g，85℃反应1-1.5h，降温至50℃，依次加入异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷10g、BYK-066N 5g、Zoldine MS-Plus 5g、BYK-306 5g、ALT-101 5g、N,N-双(二甲氨基丙基)异丙醇胺3g、二月桂酸二丁基锡1.5g、BYK-410 15g、德谦229 15g，搅拌20min，装桶制得产品；
(2)施工时，将此产品喷涂于已打磨平整的塑胶底层上即可。
将实施例1-3制得的产品与市场上购买的常规塑胶跑道面层产品及同类自结纹产品进行物理性能测试，测试结果见表1。
表1物理性能测试结果
断裂伸长率、拉伸强度、气味等级：分别按照GB36246-2018中公开的测试方法。
紫外老化：将样品放置于340nm波长，光照强度0.48W/m 2的耐老化箱中500h，然后放置于-30℃条件下7天。
由表1可以看出，相比于常规塑胶跑道面层产品及同类自结纹产品，本发明所述的产品的物理性能优势明显，耐老化和耐黄变性能更好，低温下固化更快，操作时间长，液体料游离TDI含量满足国标要求，粘度相对更低，施工操作简单高效，操作时间更宽裕，施工简单高效更加符合市场的需求。

Claims (10)

1.一种环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，其特征在于包括以下重量百分含量的原料：
所述聚醚多元醇为DL-1000和MN-3050的混合物，质量比为6-7：3-4；
所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，质量比为3-4：1-2。
2.根据权利要求1所述的环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，其特征在于：填料为800目滑石粉或600目滑石粉中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，其特征在于：颜料为氧化铁红；除水剂为Zoldine MS-Plus。
4.根据权利要求1所述的环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，其特征在于：增稠剂为BYK-410和德谦229的混合物，质量比为1：1。
5.根据权利要求1所述的环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，其特征在于：催化剂为2，4，6-三-(二甲氨基甲基)苯酚、N,N-双(二甲氨基丙基)异丙醇胺与物质A的混合物，混合质量比为1：6：3；所述物质A为二月桂酸二丁基锡或异辛酸锌。
6.根据权利要求1所述的环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，其特征在于：硅烷偶联剂为异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。
7.根据权利要求1所述的环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，其特征在于：抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
8.根据权利要求1所述的环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，其特征在于：紫外线吸收剂为4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶。
9.根据权利要求1所述的环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，其特征在于：润湿分散剂为BYK-306。
10.根据权利要求1所述的环保型高强度耐老化单组分自结纹材料，其特征在于：消泡剂为BYK-066N。
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