CN111334176A - 一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆 - Google Patents

一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆，涉及塑胶跑道的技术领域，包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份数的组分：聚氨酯树脂80～100份；所述B组分包括以下重量份数的组分：多羟基聚丙烯酸酯树脂10～20份、分散剂2～4份、稳定剂1～3份、消泡剂5～8份、颜料2～3份、增塑剂3～5份和耐酸保护剂2～5份。本发明的制备方法具有提高塑胶跑道耐酸性能的优点。

Description

一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆
技术领域
本发明涉及塑胶跑道的技术领域，尤其是涉及一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆。
背景技术
塑胶跑道又称全天候田径运动跑道，它是由聚氨酯预聚体、混合聚醚、废轮胎橡胶、EPDM橡胶粒、颜料、助剂和填料组成。塑胶跑道具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适当和物理性能稳定的特性，有利于运动员速度和技术的发挥，有效地提高运动成绩，降低摔伤率。
现有的的塑胶跑道如公告号为CN106592384B的中国发明公开了一种SPU全塑型塑胶跑道及施工方法，该塑胶跑道包括基础层以及在基础层上依次铺设的封底层、弹性层、封孔层和喷面层；所述基础层采用混泥土或沥青，弹性层和喷面层中均设置有弹性塑化粉剂；所述封底层、弹性层、封孔层和喷面层均采用了改性聚氨酯，改性聚氨酯含有99.92～99.96wt％的聚氨酯和0.04～0.08wt％的有机硅。该发明采用含有聚氨酯和有机硅的改性聚氨酯铺设塑胶跑道，不含石蜡、MOCA、重金属和苯类溶剂，实现了环保施工和绿色跑道，有效地解决了塑胶跑道容易起泡、使用寿命短和日常维护不便的缺陷，可抵抗各种自然条件的侵蚀，提高了塑胶跑道的使用质量。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现有的塑胶跑道虽然有效地解决了塑胶跑道容易起泡、使用寿命短和日常维护不便的缺陷，但是现有的塑胶跑道由于还是采用聚氨酯作为主体，聚氨酯的耐酸碱能力相对较差，在高温的情况下，容易在酸性或者碱性条件下发生溶胀或降解，使得塑胶跑道的抵抗力还是存在一定的局限性。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆，通过在原料中添加耐酸保护剂，使得塑胶跑道的耐酸能力得到提高。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆，包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份数的组分：聚氨酯树脂80～100份；所述B组分包括以下重量份数的组分：多羟基聚丙烯酸酯树脂10～20份、分散剂2～4份、稳定剂1～3份、消泡剂5～8份、颜料2～3份、增塑剂3～5份和耐酸保护剂2～5份。
通过采用上述技术方案，聚氨酯树脂和多羟基丙烯酸酯树脂作为双组分面漆的主要成分，分散剂使得多羟基丙烯酸酯树脂、稳定剂以及消泡剂分散地更加均匀，稳定剂可以提高配制过程中树脂的热稳定性，降低热分解的发生。消泡剂用于消除A组分和B组分在搅拌的过程中由于机械搅拌等作用产生的泡沫，避免面漆中由于混入泡沫而使得面漆外观严重受损。增塑剂可以提高树脂的粘度，减少流动性，有效避免颜料等助剂的沉降以及树脂的涂挂。耐酸保护剂可以使得塑胶跑道面漆在施工过程中的环境或者在施工完成后的环境中有更好的耐酸作用，使得塑胶跑道面漆的耐久性和适用性更广。
本发明进一步设置为：所述耐酸保护剂包括以下重量百分比的组分：
铁粉 30～50％；
缓冲剂 10～30％；
锌粉 20～50％。
通过采用上述技术方案，铁粉和锌粉都是较活泼的金属，对于酸性环境中会对跑道产生酸性腐蚀的氢离子可以先进行反应，从而降低环境中的氢离子浓度，降低酸度，使得塑胶跑道面漆得到一定的保护。同时缓冲剂可以对渗入塑胶跑道内的氢离子进行调节，调节塑胶跑道内部的酸碱度在一个中性的范围内，使得塑胶跑道的内部得到耐酸保护。而且缓冲剂与金属粉末同时加入塑胶跑道中，使得酸度变化范围较大时可以相互得到不足，避免金属粉末起效应的时间过慢，也避免缓冲剂的调节范围过小的问题。
本发明进一步设置为：所述缓冲剂中由包括以下重量百分比的组分配制得到：
磷酸二氢钾 75～85％；
氢氧化钠 15～25％。
通过采用上述技术方案，缓冲剂中的磷酸二氢钾和氢氧化钠在该配比下混合均匀后，缓冲体系形成后的pH调节范围接近中性，可以起到对塑胶跑道最好的耐酸保护效果。
本发明进一步设置为：所述A组分中还添加有1～3份的自修复剂填料，所述自修复剂包括以下重量百分比的组分：
Figure BDA0002405018530000031
通过采用上述技术方案，自修复填料在面漆内部产生裂缝时，裂缝延伸扩展至自修复填料处时，自修复填料会由于裂缝的延伸扩展而使得脲醛树脂包覆层发生破裂，从而释放内部的1,6-己二硫醇和双环戊二烯，两者可以与面漆中的高分子聚氨酯不同链团之间进行交联连接，从而使得面漆破裂处得到缓慢地修复，降低面漆进一步将破损部位变大的可能性。活性碳粉具有多孔结构，活性碳粉可以吸附1,6-己二硫醇和双环戊二烯，并使得在脲醛树脂包覆层破裂时，1,6-己二硫醇和双环戊二烯的释放更加集中，提高对于面漆的修复效果。
本发明进一步设置为：所述自修复剂填料通过以下步骤进行制作：
步骤1：按比例将1,6-己二硫醇配制成10～15％质量分数的混合液；
步骤2：按比例将活性炭粉加入步骤1中配制完成的1,6-己二硫醇混合液中，搅拌10～30min，并静置1～2h；
步骤3：将步骤2中的活性碳粉滤出，然后在活性碳粉上喷涂一层双环戊二烯层；
步骤4：将经过步骤3处理后的活性碳粉与脲醛树脂通过原位聚合法制备得到微胶囊自修复剂填料。
通过采用上述技术方案，1,6-己二硫醇先进行配制得到溶液，然后加入活性炭对溶液中的1,6-己二硫醇进行吸附，使得活性炭的微孔以及表面上先吸附一层1,6-己二硫醇，再通过喷涂法将双环戊二烯喷涂在活性炭表面，从而得到自修复填料的内芯材料，然后再通过原位聚合法用脲醛树脂将活性碳粉包覆，从而得到自修复填料。
本发明进一步设置为：所述分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物的1∶(1-2)质量比的混合物。
通过采用上述技术方案，乙烯-丙烯酸共聚物中含有非极性基团乙烯基和极性基团丙烯酸，所以乙烯-丙烯酸共聚物具有两性，是一种较好的高分子聚合物分散剂，其可在颜料表面形成吸附层，从而增加颜料树脂基体混合时的润滑性能，提高颜料的分散均匀性。
乙烯-醋酸乙烯共聚物与作为分散剂主体的乙烯-丙烯酸共聚物混合后，一方面可以提高分散性能，另一方面由于乙烯-丙烯酸共聚物的乳液粒子平均粒径较小，耐蠕变性与热封性之间有很好的平衡关系，可以提高固化后的颜料与树脂基体之间以及自修复填料与树脂基体之间的粘结性能。
本发明进一步设置为：所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛脂、环氧大豆油或氯化石蜡油中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，增塑剂可以起到提高面漆的可塑性能。邻苯二甲酸二辛脂、环氧大豆油和氯化石蜡油都是可以作为增塑剂，以降低物料的粘度，便于双组分之间的混合。同时由于氯化石蜡油在与邻苯二甲酸二辛脂和环氧大豆油共同进行使用时，氯化石蜡油可以作为助增塑剂成分，提高邻苯二甲酸二辛脂和环氧大豆油的增塑效果。
本发明进一步设置为：所述多羟基丙烯酸酯树脂选自多羟基丙烯酸甲酯、多羟基丙烯酸正丁酯和多羟基丙烯酸乙酯中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过在塑胶跑道面漆的原料中添加耐酸保护剂，使得面漆在施工以及使用的过程对于酸性条件的适应性更强，提高面漆的耐酸能力；
2、通过在原料中添加自修复填料，使得塑胶跑道内部产生的裂缝可以得到一定的自修复，提高塑胶跑道的耐久性；
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：
本发明公开的一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆，包括A组分和B组分：
A组分包括80重量份数的聚氨酯树脂份；
B组分包括以下重量份数的组分：
Figure BDA0002405018530000041
Figure BDA0002405018530000051
分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物的1∶1质量比的混合物。
增塑剂选自邻苯二甲酸二辛脂。
多羟基丙烯酸酯树脂选自多羟基丙烯酸甲酯。
耐酸保护剂包括以下重量百分比的组分：铁粉50％、缓冲剂20％、锌粉30％。
缓冲剂中由包括以下重量百分比的组分配制得到：磷酸二氢钾75％、氢氧化钠25％。
自修复剂包括以下重量百分比的组分：1,6-己二硫醇10％、活性炭粉30％、双环戊二烯5％、脲醛树脂包覆层55％。
自修复剂填料通过以下步骤进行制作：
步骤1：按上述比例将1,6-己二硫醇与去离子水混合配制成10％质量分数的混合液；
步骤2：然后按比例将活性炭粉加入步骤1中配制完成的1,6-己二硫醇混合液中，搅拌10min，并静置1h；
步骤3：将步骤2中的活性碳粉滤出，然后将活性碳粉均匀平铺，再喷洒双环戊二烯液体，接着静置烘干；
步骤4：将经过步骤3处理后的活性碳粉与脲醛树脂混合，再通过原位聚合法得到固体颗粒即为微胶囊状的自修复填料。
实施例2～5与实施例1的区别在于A组分和B组分中各组分按重量份数计为表1。
表1
Figure BDA0002405018530000052
Figure BDA0002405018530000061
实施例6～9与实施例1的区别在于耐酸保护剂中各组分按重量百分比计为表2。
表2
Figure BDA0002405018530000062
实施例10～13与实施例1的区别在于缓冲剂中各组分按重量百分比计为表3。
表3
Figure BDA0002405018530000063
实施例14～17与实施例1的区别在于分散剂中各组分按质量比计为表4。
表4
Figure BDA0002405018530000064
Figure BDA0002405018530000071
实施例18～21与实施例1的区别在于增塑剂中各组分按重量百分比计为表5。
表5
Figure BDA0002405018530000072
实施例22～25与实施例1的区别在于多羟基丙烯酸酯树脂中各组分按重量百分比计为表6。
表6
Figure BDA0002405018530000073
实施例26～29与实施例1的区别在于自修复填料中各组分按重量百分比计为表7。
表7
Figure BDA0002405018530000074
Figure BDA0002405018530000081
对比例
对比例1与实施例1的区别在于B组分中未添加耐酸保护剂；
对比例2与实施例1的区别在于耐酸保护剂中未添加缓冲剂；
对比例3与实施例1的区别在于B组分中未添加自修复填料。
检测方法
1、塑胶跑道耐酸检测
用实施例1、对比例1～3中的组分配比制备得到10cm×10cm面积大小的塑胶跑道样品。然后分别将样品浸泡在35％质量分数的稀盐酸溶液中，完全浸没浸泡6小时，分别在10分钟、30分钟、1小时、3小时和6小时对样品的表观状态进行观测，结果如表8所示。
表8
实施例 10分钟 30分钟 1小时 3小时 6小时
实施例1 1级 1级 2级 3级 3级
对比例1 1级 2级 3级 4级 4级
对比例2 1级 3级 3级 4级 4级
对比例3 1级 2级 2级 3级 4级
上表中，1级表示样品表面轻微被腐蚀，腐蚀裂纹几乎没有；
2级表示样品表面有明显的裂纹；
3级表示样品上有深度较深的塌陷的凹痕；
4级表示样品被完全腐蚀穿透。
结论：通过上表的数据可以得知，实施例1在酸性环境中的耐受能力更好，再通过实施例1与对比例1和2进行对比可以棉线看出，耐酸保护剂对于塑胶跑道的酸性环境中的耐受能力提高最为明显，其次缓冲剂在酸性腐蚀的前期对于塑胶跑道也具有一定的保护效果。
2、塑胶跑道自修复测试
用实施例1、对比例1～3中的组分配比制备得到10cm×10cm面积大小的塑胶跑道样品。然后再样品表面划一道长度6cm的贯穿样品的划痕，然后将样品置于25℃恒温下静置10天，10天后观察样品的划痕修复状况。测试结果如表9所示。
表9
Figure BDA0002405018530000091
结论：通过上表的数据可以得知，实施例1中样品的划痕处在进行缓慢的修复，而对比例3的样品中的划痕处没有明显变化，说明自修复填料的添加对于塑胶跑道在发生破损时可以起到一定的自修复效果，从而减缓破损部位的破损情况加加剧。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆，其特征在于，包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份数的组分：聚氨酯树脂80～100份；所述B组分包括以下重量份数的组分：多羟基聚丙烯酸酯树脂10～20份、分散剂2～4份、稳定剂1～3份、消泡剂5～8份、颜料2～3份、增塑剂3～5份和耐酸保护剂2～5份。
2.根据权利要求1所述的一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆，其特征在于：所述耐酸保护剂包括以下重量百分比的组分：
铁粉 30～50％；
缓冲剂 10～30％；
锌粉 20～50％。
3.根据权利要求1所述的一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆，其特征在于：所述缓冲剂中由包括以下重量百分比的组分配制得到：
磷酸二氢钾 75～85％；
氢氧化钠 15～25％。
4.根据权利要求1所述的一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆，其特征在于：所述A组分中还添加有1～3份的自修复剂填料，所述自修复剂包括以下重量百分比的组分：
Figure FDA0002405018520000011
5.根据权利要求1所述的一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆漆，其特征在于：所述自修复剂填料通过以下步骤进行制作：
步骤1：按比例将1,6-己二硫醇配制成10～15％质量分数的混合液；
步骤2：按比例将活性炭粉加入步骤1中配制完成的1,6-己二硫醇混合液中，搅拌10～30min，并静置1～2h；
步骤3：将步骤2中的活性碳粉滤出，然后在活性碳粉上喷涂一层双环戊二烯层；
步骤4：将经过步骤3处理后的活性碳粉与脲醛树脂通过原位聚合法制备得到微胶囊自修复剂填料。
6.根据权利要求1所述的一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆，其特征在于：所述分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物的1∶(1-2)质量比的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆，其特征在于：所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛脂、环氧大豆油或氯化石蜡油中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种塑胶跑道的无溶剂双组分面漆，其特征在于：所述多羟基丙烯酸酯树脂选自多羟基丙烯酸甲酯、多羟基丙烯酸正丁酯和多羟基丙烯酸乙酯中的一种或多种。
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