CN111690119B - 一种聚氨酯塑胶材料及其制备方法 - Google Patents
一种聚氨酯塑胶材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111690119B CN111690119B CN202010731819.0A CN202010731819A CN111690119B CN 111690119 B CN111690119 B CN 111690119B CN 202010731819 A CN202010731819 A CN 202010731819A CN 111690119 B CN111690119 B CN 111690119B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plastic material
- polyurethane plastic
- oxazolidine
- phosphoric acid
- catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
- C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
- C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
- C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
- C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
- C08G18/12—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step using two or more compounds having active hydrogen in the first polymerisation step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/16—Catalysts
- C08G18/22—Catalysts containing metal compounds
- C08G18/222—Catalysts containing metal compounds metal compounds not provided for in groups C08G18/225 - C08G18/26
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/16—Catalysts
- C08G18/22—Catalysts containing metal compounds
- C08G18/227—Catalysts containing metal compounds of antimony, bismuth or arsenic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4804—Two or more polyethers of different physical or chemical nature
- C08G18/4812—Mixtures of polyetherdiols with polyetherpolyols having at least three hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4825—Polyethers containing two hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4829—Polyethers containing at least three hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4854—Polyethers containing oxyalkylene groups having four carbon atoms in the alkylene group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
- C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
- C08G18/7607—Compounds of C08G18/7614 and of C08G18/7657
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
- C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
- C08G18/7614—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring
- C08G18/7621—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring being toluene diisocyanate including isomer mixtures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L75/04—Polyurethanes
- C08L75/08—Polyurethanes from polyethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
- C08K2003/329—Phosphorus containing acids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及一种聚氨酯塑胶材料,包括由以下质量份数的原料制备:35‑55wt%聚醚多元醇;7‑15wt%异氰酸酯;10‑20wt%增塑剂;15‑25wt%无机填料;1‑3.0wt%着色剂;0.5‑2.0wt%润湿分散剂;0.1‑3.0wt%抗氧剂;1‑5wt%噁唑烷;0.1‑2wt%磷酸。本发明还公开了聚氨酯塑胶材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将聚醚多元醇和添加剂投入反应釜中,脱水至体系含水量低于0.05%,降温;(2)投入异氰酸酯,反应2‑3h,脱水降温;(3)投入噁唑烷和磷酸;(4)将产物与水、催化剂混合均匀,铺平,固化,得到聚氨酯塑胶材料。本发明制备的聚氨酯塑胶材料具有稳定的微孔结构、泡孔不收缩、施工方便、施工条件要求低。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯塑胶材料及其制备方法,属于聚氨酯塑胶场地技术领域。
背景技术
近年来,聚氨酯塑胶材料的使用越来越普遍,铺设场地包括体育场馆、学校、公共健身场所等。塑胶材料具有一定的硬度和良好的平整性,在其中引入闭合微孔结构可以吸收震动,起到缓冲效果,保护运动员的关节,减少受伤风险,同时增加材料的弹性,有助于提高运动成绩。
传统的聚氨酯塑胶场地的铺设一般采用双组份施工的方式,双组份施工的过程需要操作人员在施工现场配料,在配料的操作过程中两个组份的配比容易出现误差,造成材料质量下降,甚至出现不固化的后果,所以双组份施工对操作人员的技术要求比较高,限制了聚氨酯塑胶场地的铺设效果和效率。专利号为CN201610319515.7的中国发明专利申请公开了一种单组份湿气固化型聚氨酯塑胶跑道材料,采用单组分原料铺设避免了双组份配料误差造成的隐患,简化了施工过程。但是,单组分湿气固化的过程对空气的湿度变化比较敏感,在南方潮湿的施工环境下,空气湿度过大,水分与体系中游离异氰酸根基团的反应剧烈,快速生成大量气体,容易造成塑胶材料的发泡倍率过大,物理机械性能无法达到国家标准,甚至形成开孔结构,造成塑胶材料出现局部鼓泡、基材渗水等情况。
因此,急需提供一种在潮湿环境中施工铺设仍能保持稳定微孔结构、物理机械性能优异的塑胶材料。
发明内容
本发明针对现有的单组分湿气固化施工制备聚氨酯塑胶材料时,受空气湿度影响较大,制备的塑胶材料发泡倍率过大,甚至形成开孔结构,造成塑胶材料出现鼓泡、渗水等现象,无法达到国家标准的问题,提供一种具有稳定的闭合微孔结构的聚氨酯塑胶材料,使聚氨酯塑胶材料的物理机械性能更优异,降低施工条件,使施工更方便、简单。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种聚氨酯塑胶材料,包括由以下质量份数的原料制备:
35-55wt%聚醚多元醇;7-15wt%异氰酸酯;10-20wt%增塑剂;15-25wt%无机填料;1-3.0wt%着色剂;0.5-2.0wt%润湿分散剂;0.1-3.0wt%抗氧剂;1-5wt%噁唑烷;0.1-2wt%磷酸。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以对上述的技术方案作出如下的改进:
进一步,所述的聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇和端羟基聚醚多元醇中的一种或两种;所述的聚醚多元醇的分子量为1000-6000。
进一步,所述的端羟基聚醚多元醇,是由环氧丙烷、环氧乙烷、四氢呋喃、三羟甲基丙烷、甘油、乙二醇中一种以上成分聚合而成。
进一步,所述的异氰酸酯为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,4-甲苯二异氰酸酯中的一种或多种。
进一步,所述的噁唑烷为3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷或者7-乙基双环噁唑烷。
进一步,所述的磷酸为磷酸溶液。
进一步,所述的增塑剂为氯化石蜡、对苯二甲酸酯、环氧大豆油、氯化棕榈油中的一种或多种;所述的润湿分散剂为含有颜料亲和基团的高分子量共聚物、多元羧酸酯、改性聚硅氧烷溶液中的一种;所述的无机填料为碳酸钙、高岭土、滑石粉、白炭黑、钛白粉中的一种或多种;所述的着色剂为氧化氧化铁红、酞青绿、永固红的一种或多种;所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八碳醇酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种或两种。
本发明的聚氨酯塑胶材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚醚多元醇、增塑剂、润湿分散剂、无机填料、着色剂、抗氧剂投入反应釜中,在110-120℃、负压条件下脱水至体系含水量低于0.05%,降温至40-60℃;
(2)向步骤(1)反应后的反应釜中投入异氰酸酯,并于80-90℃条件下反应2-3h,再次负压脱水,降温至40-60℃;
(3)向步骤(2)反应后的反应釜中投入噁唑烷和磷酸,搅拌0.5h;
(4)将步骤(3)得到的产物与水、催化剂混合均匀,铺平,固化,得到聚氨酯塑胶材料。
进一步,所述的催化剂为异辛酸锌/异辛酸铋复配催化剂;所述的催化剂用量为原料总质量的3‰-6‰;所述的负压为-0.1MPa。
进一步,所述的步骤(3)反应得到的产物灌装,备用;所述的步骤(4)在施工现场进行,刮涂厚度为4-6mm;所述的步骤(4)中的固化时间为12h-48h,反应温度为室温。
本发明的反应机理是:
聚醚多元醇与异氰酸酯反应后,生成带有多个端异氰酸基的中间体,噁唑烷加入体系,在现场跑道铺设时,噁唑烷与环境中的水分反应,生成仲氨基醇扩链剂(反应式①),仲氨基醇扩链剂的反应活性高,与体系中的端异氰酸基反应扩链(反应式②),提高塑胶跑道材料的性能,消耗异氰酸基;然后体系内剩余的异氰酸基与水反应产生二氧化碳(反应式③),由于大部分异氰酸基被噁唑烷消耗,异氰酸基的含量降低,使异氰酸基与水反应速度减慢,生成气体时速度平稳、气泡大小平均,产生的气体量减少,可在塑胶跑道的基体中形成稳定微孔结构。
本发明的优点在于:
一、体系内加入了噁唑烷,在铺设场地时,噁唑烷先与水反应生成扩链剂,扩链剂与体系内的端异氰酸基反应扩链生成长链结构,提高了材料性能的同时降低了体系内的异氰酸基的含量,剩余部分的异氰酸酯与水反应的速度稳定,形成均匀泡孔结构;避免了在环境湿度较大的施工环境下,端异氰酸基与水反应太剧烈,导致泡孔结构不稳定,影响材料的性能;
二、场地铺设过程受环境湿度影响较小,反应平稳,与传统湿气固化材料相比,施工时可厚涂;
三、噁唑烷在场地铺设之前已准确定量加入到体系内,噁唑烷的用量能降低体系内端异氰酸基的含量,同时保证体系内仍保留少量端异氰酸基与水反应产生气体,制得的聚氨酯塑胶材料具有稳定的闭合的微孔结构,物理机械性能优异,拉伸强度、断裂伸长率和硬度都有显著的提高;避免了现场添加噁唑烷时可能出现噁唑烷添加量不准确、在体系内分布不均,造成噁唑烷多的局部发粘、不固化,噁唑烷少的局部发泡严重的情况;
四、采用锌/铋催化剂,更加环保,锌/铋催化剂催化噁唑烷与异氰酸基的扩链反应比催化异氰酸基与水的发泡反应更加明显,在现场铺设时,锌/铋催化剂优先催化扩链反应,消耗了大部分的异氰酸基,保证了异氰酸基与水发泡过程温和平稳,泡孔结构稳定、泡孔不收缩,现场施工方便,对施工环境的要求、对施工操作人员的要求低;
五、加入磷酸,保证了体系从反应后到在现场施工之前的运输和储存,防止在施工体系发生固化,造成不易储存、运输的情况。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的原理和特征进行描述,所举实施例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
本发明所涉及的原料简称、来源和物质名称汇总如下:
330N:分子量为6000-6500的聚醚三元醇,购自山东东大化工有限公司
220:分子量为2000聚醚二元醇,购自山东东大化工有限公司
210:分子量为1000聚醚二元醇,购自山东东大化工有限公司
PTMG2000:分子量为2000聚醚二元醇,购自BASF公司
TDI:甲苯二异氰酸酯,购自德国BAYER公司
MDI-50:4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯共混物,购自烟台万华聚氨酯有限公司
ALT-101:3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷,购自安乡县艾利特化工有限公司
RGT23416:7-乙基双环噁唑烷,购自深圳市瑞吉特生物科技有限公司
磷酸:85%磷酸溶液,购自山东振华工业股份有限公司
BYK-W961:湿润分散剂,多元羧酸-烷基铵盐的丙二醇溶液,购自德国毕克公司
催化剂:异辛酸锌/异辛酸铋复配催化剂,简称锌/铋催化剂,购自上海振贵新材料有限公司
1010:高分子量受阻酚抗氧剂,四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,购自青岛市海大化工有限公司
T12:催化剂,二月桂酸二丁基锡,购自上海敏晨化工
实施例1
一种聚氨酯塑胶材料,其制备所采用的原料及用量如表1所示:
表1实施例1原料配比表
原料名称 | 质量份 |
330N | 55 |
220 | 30 |
210 | 15 |
氯化石蜡 | 50 |
BYK-W961 | 1 |
氧化铁红 | 3 |
1010 | 1 |
重钙 | 150 |
钛白粉 | 5 |
轻钙 | 10 |
MDI-50 | 20 |
ALT-101 | 2 |
磷酸 | 0.3 |
本实施例的聚氨酯塑胶材料的制备方法如下:
(1)将聚醚多元醇(330N、220、210)、增塑剂(氯化石蜡)、润湿分散剂(BYK-W961)、无机填料(重钙、钛白粉、轻钙)、着色剂(氧化铁红)、抗氧剂(1010)投入反应釜中,在温度为110-120℃、压力为-0.1MPa的条件下脱水至体系含水量低于0.05%,降温至40℃;
(2)投入MDI-50,并于温度为80-90℃条件下反应2.5h,在压力为-0.1MPa条件下脱水,降温至40℃;
(3)投入2wt%噁唑烷,0.3wt%磷酸,搅拌0.5h,罐装,备用;
(4)将步骤(3)所得的产品与占体系总质量1‰的水、占体系总质量5‰的催化剂(锌/铋催化剂)混合均匀,直接浇注于模具上,铺平,放入恒湿箱中,在35±2℃、90%±2%R·H条件下固化,24h后取出,得到具有稳定微孔结构的聚氨酯塑胶材料。
为模拟户外可能出现的高湿度,考察高湿度对本实施例制备的聚氨酯塑胶材料的影响,在恒温恒湿箱内完成本实施例的制备过程,然后测试成品聚氨酯塑胶材料的性能。
实施例2
一种聚氨酯塑胶材料,其制备所采用的原料及用量如表2所示:
表2实施例2原料配比表
原料名称 | 质量份 |
330N | 60 |
220 | 30 |
210 | 10 |
环氧大豆油 | 50 |
BYK-W961 | 1 |
氧化铁红 | 3 |
1010 | 1 |
重钙 | 150 |
滑石粉 | 5 |
轻钙 | 20 |
MDI-50 | 20 |
RGT23416 | 2 |
磷酸 | 0.3 |
本实施例的聚氨酯塑胶材料的制备方法:
与实施例1不同的是,本实施例的增塑剂采用环氧大豆油;无机填料采用重钙、滑石粉和轻钙;噁唑烷采用RGT23416;步骤(1)和步骤(2)中,脱水后降温至60℃。
其他与实施例1相同,不再赘述。
本实施例得到具有稳定微孔结构的聚氨酯塑胶材料。
实施例3
一种聚氨酯塑胶材料,其制备所采用的原料及用量如表3所示:
表3实施例3原料配比表
原料名称 | 质量份 |
330N | 70 |
220 | 30 |
氯化石蜡 | 35 |
环氧大豆油 | 15 |
BYK-W961 | 1 |
氧化铁红 | 3 |
1010 | 1 |
重钙 | 130 |
高岭土 | 5 |
轻钙 | 20 |
MDI-50 | 20 |
ALT-101 | 2 |
磷酸 | 0.3 |
本实施例的聚氨酯塑胶材料的制备方法:
与实施例1不同的是,本实施例的聚醚多元醇采用330N和220;增塑剂采用环氧大豆油和氯化石蜡;无机填料采用重钙、高岭土和轻钙;步骤(1)和步骤(2)中,脱水后降温至55℃。
其他与实施例1相同,不再赘述。
本实施例得到具有稳定微孔结构的聚氨酯塑胶材料。
实施例4
一种聚氨酯塑胶材料,其制备所采用的原料及用量如表4所示:
表4实施例4原料配比表
原料名称 | 质量份 |
330N | 65 |
PTMG2000 | 35 |
氯化石蜡 | 30 |
氯化棕榈油 | 20 |
BYK-W961 | 1 |
氧化铁红 | 3 |
1010 | 1 |
滑石粉 | 150 |
白炭黑 | 1 |
轻钙 | 10 |
TDI | 4 |
MDI-50 | 12 |
ALT-101 | 3 |
磷酸 | 0.4 |
本实施例的聚氨酯塑胶材料的制备方法如下:
(1)将聚醚多元醇(330N、PTMG2000)、增塑剂(氯化石蜡、氯化棕榈油)、润湿分散剂(7075)、无机填料(滑石粉、白炭黑、轻钙)、着色剂(氧化铁红)、抗氧剂(1010)投入反应釜中,在温度为110-120℃、压力为-0.1MPa的条件下脱水至体系含水量低于0.05%,降温至40℃;
(2)投入TDI,并于80-90℃条件下反应2-3h,投入MDI-50,继续反应1-2h,在-0.1MPa压力条件下脱水,降温至40℃;
(3)投入2wt%噁唑烷,0.3wt%磷酸,搅拌0.5h,罐装,备用;
(4)将步骤(3)所得的产品与占体系总质量1.5‰的水、占体系总质量5‰的催化剂(锌/铋催化剂)混合均匀,直接浇注模具上,铺平,放入恒湿箱中,在35±2℃、90%±2%R·H条件下固化,24h后取出,得到具有稳定微孔结构的聚氨酯塑胶材料。
为模拟户外可能出现的高湿度,考察高湿度对本实施例制备的聚氨酯塑胶材料的影响,在恒温恒湿箱内完成本实施例的制备过程,然后测试成品聚氨酯塑胶材料的性能。
实施例5
一种聚氨酯塑胶材料,其制备所采用的原料及用量如表5所示:
表5实施例5原料配比表
原料名称 | 质量份 |
330N | 70 |
PTMG2000 | 30 |
环氧大豆油 | 30 |
氯化棕榈油 | 20 |
BYK-W961 | 1 |
氧化铁红 | 3 |
1010 | 1 |
滑石粉 | 150 |
白炭黑 | 1 |
轻钙 | 20 |
TDI | 5 |
MDI-50 | 11 |
RGT23416 | 3 |
磷酸 | 0.4 |
本实施例的聚氨酯塑胶材料的制备方法:
与实施例4不同的是,本实施例的增塑剂采用环氧大豆油和氯化棕榈油;噁唑烷采用RGT23416;步骤(1)和步骤(2)中,脱水后降温至60℃。
其他与实施例4相同,不再赘述。
本实施例得到具有稳定微孔结构的聚氨酯塑胶材料。
实施例6
一种聚氨酯塑胶材料,其制备所采用的原料及用量如表6所示:
表6实施例6原料配比表
原料名称 | 质量份 |
330N | 60 |
PTMG2000 | 40 |
环氧大豆油 | 30 |
氯化棕榈油 | 20 |
BYK-W961 | 1 |
氧化铁红 | 3 |
1010 | 1 |
滑石粉 | 160 |
白炭黑 | 1 |
轻钙 | 20 |
TDI | 5 |
MDI-50 | 12 |
ALT-101 | 4 |
磷酸 | 0.5 |
本实施例的聚氨酯塑胶材料的制备方法:
与实施例4不同的是,本实施例的增塑剂采用环氧大豆油和氯化棕榈油;步骤(1)和步骤(2)中,脱水后降温至55℃。
其他与实施例4相同,不再赘述。
本实施例得到具有稳定微孔结构的聚氨酯塑胶材料。
对比例1
本对比例采用以下如表7所示的原料及用量:
表7对比例1原料配比表
原料名称 | 质量份 |
330N | 55 |
220 | 30 |
210 | 15 |
氯化石蜡 | 50 |
BYK-W961 | 1 |
氧化铁红 | 3 |
1010 | 1 |
重钙 | 150 |
钛白粉 | 5 |
轻钙 | 10 |
MDI-50 | 20 |
本对比例的制备过程如下:
(1)将聚醚多元醇(330N、220、210)、增塑剂(氯化石蜡)、润湿分散剂(BYK-W961)、无机填料(重钙、钛白粉、轻钙)、着色剂(氧化铁红)、抗氧剂(1010)投入反应釜中,在温度为110-120℃、压力为-0.1MPa的条件下脱水至体系含水量低于0.05%,降温至40℃;
(2)投入MDI-50,并于80-90℃条件下反应2.5h,在压力为-0.1MPa条件下脱水,降温至40℃;罐装,备用;
(3)将步骤(2)所得的产品与占体系总质量1‰的水、占体系总质量5‰的催化剂(T12)混合均匀,直接浇注于模具上,铺平,放入恒湿箱中,在35±2℃、90%±2%R·H条件下固化,24h后取出,得到的产品发泡严重,有并泡起包的现象。
为模拟户外可能出现的高湿度,考察高湿度对本对比例制备的聚氨酯塑胶材料的影响,在恒温恒湿箱内完成本实施例的制备过程,然后测试成品聚氨酯塑胶材料的性能。
对比例2
本对比例采用以下如表8所示的原料及用量:
表8对比例2原料配比表
原料名称 | 质量份 |
330N | 65 |
PTMG2000 | 35 |
氯化石蜡 | 30 |
氯化棕榈油 | 20 |
BYK-W961 | 1 |
氧化铁红 | 3 |
1010 | 1 |
滑石粉 | 150 |
白炭黑 | 1 |
轻钙 | 10 |
TDI | 4 |
MDI-50 | 12 |
本对比例的制备过程如下:
(1)将聚醚多元醇(330N、PTMG2000)、增塑剂(氯化石蜡、氯化棕榈油)、润湿分散剂(7075)、无机填料(滑石粉、白炭黑、轻钙)、着色剂(氧化铁红)、抗氧剂(1010)投入反应釜中,在温度为110-120℃、压力为-0.1MPa的条件下脱水至体系含水量低于0.05%,降温至40℃;
(2)投入TDI,并于80-90℃条件下反应2-3h,投入MDI-50,继续反应1-2h,在-0.1MPa压力条件下脱水,降温至40℃;罐装,备用;
(3)将步骤(2)所得的产品与占体系总质量3‰的水、占体系总质量5‰的催化剂(T12)混合均匀,直接浇注于模具上,铺平,放入恒湿箱中,在35±2℃、90%±2%R·H条件下固化,24h后取出,得到的产品发泡严重,有并泡起包的现象。
为模拟户外可能出现的高湿度,考察高湿度对本对比例制备的聚氨酯塑胶材料的影响,在恒温恒湿箱内完成本实施例的制备过程,然后测试成品聚氨酯塑胶材料的性能。
成品性能测试:
将本发明实施例1-6与对比例1-2制备的聚氨酯塑胶材料样品进行拉伸测试和硬度测试,并进行泡孔结构的观察,得到的性能测试结果如表9所示:
表9性能测试结果汇总表
由性能测试结果可以看出,在高湿度的施工环境下,本发明所制备得到的聚氨酯塑胶材料仍具有良好的物理机械性能,材料具有稳定的微孔结构且泡孔均匀分布,性能优于国家标准的要求;而对比例所制备得到的成品拉伸强度、断裂伸长率和硬度均未达到国家标准的要求,且发泡严重,泡孔大小不均,局部有并泡鼓包的现象,性能不佳。
本发明完全可以应对南方地区潮湿的气候,施工方便,对施工条件的要求低,即使厚涂也不会影响材料的性能,对操作工人的要求低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,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 (6)
1.一种聚氨酯塑胶材料的制备方法,其特征在于,由以下质量份数的原料制备:
35-55wt%聚醚多元醇;
7-15wt%异氰酸酯;
10-20wt%增塑剂;
15-25wt%无机填料;
1-3.0wt%着色剂;
0.5-2.0wt%润湿分散剂;
0.1-3.0wt%抗氧剂;
3/335.4*100wt%、3/345.4*100wt%或者4/357.5*100wt%噁唑烷,所述的噁唑烷为3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷或者7-乙基双环噁唑烷;
0.1-2wt%磷酸;
包括以下步骤:
(1)将聚醚多元醇、增塑剂、润湿分散剂、无机填料、着色剂、抗氧剂投入反应釜中,在110-120℃、负压条件下脱水至体系含水量低于0.05%,降温至40-60℃;
(2)向步骤(1)反应后的反应釜中投入异氰酸酯,并于80-90℃条件下反应2-3h,再次负压脱水,降温至40-60℃;
(3)向步骤(2)反应后的反应釜中投入噁唑烷和磷酸,搅拌0.5h,罐装,备用;
(4)在施工现场进行,将步骤(3)得到的产物与1.5‰水、催化剂混合均匀,铺平,刮涂厚度为4-6mm;固化,固化时间为12h-48h,反应温度为室温,得到聚氨酯塑胶材料。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯塑胶材料的制备方法,其特征在于,所述的聚醚多元醇为端羟基聚醚多元醇;所述的聚醚多元醇的分子量为1000-6000。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯塑胶材料的制备方法,其特征在于,所述的异氰酸酯为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,4-甲苯二异氰酸酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯塑胶材料的制备方法,其特征在于,所述的磷酸为磷酸溶液。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯塑胶材料的制备方法,其特征在于,所述的增塑剂为氯化石蜡、对苯二甲酸酯、环氧大豆油、氯化棕榈油中的一种或多种;所述的润湿分散剂为含有颜料亲和基团的高分子量共聚物、多元羧酸酯、改性聚硅氧烷溶液中的一种;所述的无机填料为碳酸钙、高岭土、滑石粉、白炭黑、钛白粉中的一种或多种;所述的着色剂为氧化铁红、酞青绿、永固红的一种或多种;所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八碳醇酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯塑胶材料的制备方法,其特征在于,所述的催化剂为异辛酸锌/异辛酸铋复配催化剂;所述的催化剂用量为原料总质量的3‰-6‰;所述的负压为-0.1MPa。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010731819.0A CN111690119B (zh) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 一种聚氨酯塑胶材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010731819.0A CN111690119B (zh) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 一种聚氨酯塑胶材料及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111690119A CN111690119A (zh) | 2020-09-22 |
CN111690119B true CN111690119B (zh) | 2022-05-13 |
Family
ID=72486796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010731819.0A Active CN111690119B (zh) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 一种聚氨酯塑胶材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111690119B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112812254B (zh) * | 2021-01-04 | 2022-09-30 | 湖南盛亚体育实业有限公司 | 聚氨酯材料及其制备方法和应用 |
CN113026478B (zh) * | 2021-02-08 | 2022-04-01 | 山东世纪联合新材料科技有限公司 | 高弹复合硅pu球场面层及其施工方法 |
CN113403018B (zh) * | 2021-06-30 | 2023-03-21 | 湖南松井新材料股份有限公司 | 一种聚氨酯热熔胶及其制备方法和应用 |
CN114853980B (zh) * | 2022-03-25 | 2023-05-23 | 华南理工大学 | 一种吊车钢丝绳托辊用聚氨酯预聚体、聚氨酯材料及制备方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11349802A (ja) * | 1998-06-09 | 1999-12-21 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 一液湿気硬化型ポリウレタン樹脂組成物 |
CN102604366A (zh) * | 2012-01-12 | 2012-07-25 | 淄博尚然体育设施有限公司 | 一种亲水塑胶的制法和亲水塑胶场地的施工工艺 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105131570A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-12-09 | 王亚松 | 无溶剂单组分湿固化聚氨酯球场弹性材料浆料及制备方法 |
CN106478923B (zh) * | 2016-03-10 | 2019-01-15 | 北京纽科尔斯新型建材科技有限公司 | 一种环保型聚氨酯塑胶跑道铺装维修材料 |
CN106632983B (zh) * | 2016-12-31 | 2019-04-30 | 山东一诺威聚氨酯股份有限公司 | 用于替代塑胶场地防水层的双组份封底材料及其制备方法 |
CN109369879A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-02-22 | 湖北绿昂体育塑胶跑道材料有限公司 | 一种单组份聚氨酯塑胶球场材料的制备方法 |
CN110862759A (zh) * | 2019-06-26 | 2020-03-06 | 广东盛天体育股份有限公司 | 一种无泡快速深层固化的单组份改性pu球场材料及其制备方法 |
-
2020
- 2020-07-27 CN CN202010731819.0A patent/CN111690119B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11349802A (ja) * | 1998-06-09 | 1999-12-21 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 一液湿気硬化型ポリウレタン樹脂組成物 |
CN102604366A (zh) * | 2012-01-12 | 2012-07-25 | 淄博尚然体育设施有限公司 | 一种亲水塑胶的制法和亲水塑胶场地的施工工艺 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"聚氨酯潜固化体系";蔡建东,等;《涂料工业》;20040109;第30卷(第9期);第35-38页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111690119A (zh) | 2020-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111690119B (zh) | 一种聚氨酯塑胶材料及其制备方法 | |
CN112920701B (zh) | 一种双组份常温非固化沥青聚氨酯防水涂料的制备方法 | |
CN110305289B (zh) | 一种不黄变聚氨酯记忆棉及其制备方法 | |
US7977424B2 (en) | Polymer concrete and method for preparation thereof | |
CN102807812A (zh) | 一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 | |
US20050222290A1 (en) | Low-hardness thermosetting polyurethane elastomer and production method thereof | |
CN104403547B (zh) | 环保型高性能聚氨酯防水涂料及其制备方法 | |
CN101497776A (zh) | 粘合剂及其应用 | |
CN105001701B (zh) | 用于亚光漆的高固含均分子量无毒聚氨酯固化剂及其制法 | |
US20210179886A1 (en) | One-component solvent-free anti-sagging polyurethane waterproof coating, production system and production method thereof | |
CN110183615B (zh) | 一种含木质素的环境友好型聚氨酯弹性体 | |
CN109722204A (zh) | 单组分聚氨酯粘接胶及其制备方法 | |
CN117986524B (zh) | 一种湿固化聚脲树脂及其制备方法 | |
CN109439176B (zh) | 一种高强度单组分聚氨酯防水涂料及其制备工艺 | |
CN108864923B (zh) | 低温低湿固化无溶剂单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法 | |
CN110862759A (zh) | 一种无泡快速深层固化的单组份改性pu球场材料及其制备方法 | |
CN113999611A (zh) | 一种耐老化型单组分聚氨酯防水涂料 | |
CN109734860A (zh) | 一种用于真空导入工艺的聚氨酯组合物 | |
CN110845938B (zh) | 一种增韧改性水性环氧树脂防水涂料及其制备方法 | |
KR100663186B1 (ko) | 실란 변성 폴리우레탄 도막 방수재 조성물 및 그 제조 방법 | |
CN110229298B (zh) | 一种聚脲基多元醇及制备方法和聚醚型鞋底原液及制备方法 | |
CN112680088A (zh) | 可厚涂单组份聚氨酯材料及其制备方法 | |
JP4964631B2 (ja) | 2成分型ウレタン樹脂組成物 | |
CN109503804A (zh) | 一种室温固化高性能聚氨酯弹性体组合物 | |
CN103665308B (zh) | 弹性体与二氧化碳-环氧丙烷共聚物泡沫塑料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |