CN111876097A - 一种预制型的聚氨酯运动地胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于塑胶跑道技术领域，公开了一种预制型的聚氨酯运动地胶及其制备方法，该聚氨酯运动地胶主要由A组分和B组分经发泡制得；A组分包括以下原料组分：聚醚多元醇、异氰酸酯、催化剂；所述催化剂为有机锡催化剂或有机铋催化剂；B组分包括以下原料组分：聚醚多元醇、水、交联剂、匀泡剂、增塑剂；该交联剂是通过醇与酸混合反应得到酯，再加入多环类化合物进行加成聚合反应制得。该交联剂与水的相容性好，使得聚氨酯运动地胶产品性能均一，持久耐用。该聚氨酯运动地胶是一种预制型的运动地胶，不仅发泡可控，性能均一，且弹性好，经久耐用，经切割后获得聚氨酯运动地胶的片材或卷材，可直接铺设在地面上，应用十分方便。

Description

一种预制型的聚氨酯运动地胶及其制备方法
技术领域
本发明属于塑胶跑道技术领域，特别涉及一种预制型的聚氨酯运动地胶及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，塑胶运动场地的应用日益普及，并对不同运动场地性能进行了标准化的规定。其中塑胶良好的弹性性能主要体现在冲击吸收与垂直形变两大指标。
现有技术中，塑胶运动场地以施工形式的不同主要分为两类：现浇型和预制型。现浇型是指以聚氨酯涂料进行现场浇铸，通过现场发泡而得到具有相对合适的冲击吸收与垂直形变的塑胶或运动地胶。这种塑胶或运动地胶的优点主要体现在聚氨酯良好的耐用耐候性，所存在的弊端则是现场发泡的不受控，往往出现厚度不均一，软硬不一致的情况。预制型是以硫化橡胶或者破碎重组EPDM(三元乙丙橡胶，是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的一种)颗粒为原料在工厂预先制作成卷材或片材，然后进行运动现场铺设。预制型的优点主要体现在预先制作成的卷材或片材性能可控，由工厂按规定的性能指标预制而成，做到了性能统一的效果，然而其最大的缺点则在于材质的耐用性不好，收缩比不一致，硫化橡胶或EPDM颗粒的卷材或片材往往会出现强度下降，收缩开裂等问题。现有技术中将聚氨酯涂料采用预制型的方式制作成卷材或片材也容易出现发泡不受控，例如发泡速度过快，无法添加填料，发泡体积过小；或发泡过慢，发泡不均一，都难以制得大面积的运动地胶卷材或片材，且制得的运动地胶卷材或片材性能不均一的问题。
因此，希望提供一种预制型的聚氨酯运动地胶，其发泡可控，性能均一，且弹性好，经久耐用。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种交联剂和一种预制型的聚氨酯运动地胶及其制备方法。将所述交联剂应用到所述聚氨酯运动地胶的制备过程中，得到一种预制型的聚氨酯运动地胶，不仅发泡可控，性能均一，且弹性好，经久耐用。所述制备方法可大量制得性能均一，经久耐用的聚氨酯运动地胶。制得的聚氨酯运动地胶经切割后，可获得聚氨酯运动地胶的片材或卷材，该片材或卷材可直接铺设在地面上，使用十分方便。
一种交联剂，主要由以下反应步骤制得：将醇与酸混合反应得到酯，加入多环类化合物进行加成聚合反应，即制得所述交联剂；所述醇、酸和多环类化合物的摩尔用量比为(0.5-5):(0.2-3):(0.2-3)。
优选的，所述醇选自二元醇和/或三元醇。
进一步优选的，所述二元醇选自乙二醇、丙二醇或丁二醇中的至少一种。
进一步优选的，所述三元醇选自丙三醇、三羟基苯、三羟基二溴苯、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷或三羟基黄酮中的至少一种。
优选的，所述酸选自二元酸和/或三元酸。
进一步优选的，所述二元酸选自己二酸、壬二酸、癸二酸酐、间苯二甲酸或对苯二甲酸中的至少一种。
优选的，所述多环类化合物选自萘类化合物、蒽类化合物或醌类化合物中的至少一种。
优选的，所述萘类化合物选自萘或萘的衍生物。
优选的，所述蒽类化合物选自蒽或蒽的衍生物。
优选的，所述醌类化合物选自苯醌、萘醌、菲醌或蒽醌中的至少一种。
优选的，所述醇、酸和多环类化合物的摩尔用量比为(1.5-3.5):(0.5-2):(0.5-2)。
更优选的，所述醇、酸和多环类化合物的摩尔用量比为2:1:1。
优选的，所述醇与酸混合反应是在150-220℃下反应，反应的时间为3-6小时。
优选的，所述加成聚合反应是在160-220℃下反应，反应的时间为3-6小时；进一步优选的，所述加成聚合反应是在180-200℃下反应，反应的时间为4-5小时。
优选的，所述交联剂的羟值为240-340mgKOH/g；进一步优选的，所述交联剂的羟值为280-300mgKOH/g。
所述交联剂为两官能度的端羟基交联剂，该交联剂与水相溶后状态稳定。
所述交联剂为申请人自主研发获得，该交联剂可简称为BE-05。
将本发明所述交联剂BE-05应用到聚氨酯运动地胶的制备过程中，可使得发泡均匀，制得预制型的聚氨酯运动地胶，该预制型的聚氨酯运动地胶经切割后，获得该预制型的聚氨酯运动地胶的片材或卷材。
一种预制型的聚氨酯运动地胶，主要由A组分和B组分经发泡制得；所述A组分包括以下原料组分：聚醚多元醇、异氰酸酯、催化剂；所述催化剂为有机锡催化剂或有机铋催化剂；所述B组分包括以下原料组分：聚醚多元醇、水、交联剂、匀泡剂、增塑剂。
所述A组分是一种聚氨酯预聚体，所述B组分是引发A组分发泡的引发体，所述聚氨酯运动地胶是由A组分和B组分经发泡制得。
优选的，所述A组分与B组分的质量比为1：(0.1-3.0)。
优选的，所述聚醚多元醇的分子量为250-2800，羟值为20-600mgKOH/g.
进一步优选的，所述B组分中聚醚多元醇的分子量为250-650，羟值为300-600mgKOH/g；更优选的，所述B组分中聚醚多元醇的分子量为250-350，羟值为400-600mgKOH/g。
进一步优选的，所述聚醚多元醇选自DL-1000D、DL-2000D、EP-330N、DV125、聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇或四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的至少一种。
优选的，所述异氰酸酯选自4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯中的至少一种；进一步优选的，所述异氰酸酯为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和/或2,4-甲苯二异氰酸酯。
优选的，所述有机锡催化剂选自四烃基锡化合物、三烃基锡化合物、二烃基锡化合物或一烃基锡化合物中的至少一种；所述烃基包括烷基、烯基、炔基或芳基中的至少一种。
进一步优选的，所述有机锡催化剂选自所述二丁基锡二月桂酸酯、二甲基锡、二辛基锡、四苯基锡、二丁基锡、三丁基锡、三苯基锡、二丁基氯化锡、单丁基氯化锡、三乙基氯化锡、三苯基氯化锡、三丁基氯化锡、三丙基氯化锡、二苯基氯化锡、四丁基锡、二辛基氯化锡或单苯基氯化锡中的至少一种。
优选的，所述有机铋催化剂选自异辛酸铋、月桂酸铋、新癸酸铋、环烷酸铋、氧化铋或硝酸铋中的至少一种。
优选的，所述匀泡剂选自LK221(非硅酮表面活性剂)、聚醚硅氧或磺化的蓖麻醇钠盐中的至少一种。
优选的，所述增塑剂选自氯代棕榈油甲酯、石油酯T-50(烷基磺酸苯酯)、邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯类、亚磷酸酯类、脂肪酸酯类、聚酯类、环氧酯类、烷基磺酸苯酯、多元醇酯类或偏苯三酸酯类中的至少一种。
优选的，所述A组分的原料组分还包括防沉剂、增塑剂、填料、抗氧剂或光稳定剂中的至少一种。
优选的，所述B组分的原料组分还包括润湿分散剂、防沉剂、填料或色粉中的至少一种。
优选的，所述防沉剂为气相二氧化硅和/或纳米碳酸钙。
优选的，所述气相二氧化硅的比表面积为150-200m2/g。
优选的，所述纳米碳酸钙的粒径为10-100nm，比表面积为15-20m2/g。
优选的，所述填料为石英粉和/或碳酸钙；进一步优选的，所述碳酸钙为重质碳酸钙。
优选的，所述石英粉的粒度大小为100-950目；进一步优选的，所述石英粉的粒度大小为200-650目。
优选的，所述抗氧剂选自抗氧剂264(2,6-二叔丁基对甲酚)、抗氧剂1010或3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸异辛酯中的至少一种。
优选的，所述光稳定剂选自UV-9、邻羟基二苯甲酮类、苯并三唑类或水杨酸酯类中的至少一种。
优选的，所述润湿分散剂为BYK-P105、BYK-163、BYK-2012、三聚磷酸钾或焦磷酸四钾中的至少一种。
优选的，所述色粉为根据实际需要，可以选自各种颜色的颜料，包括红色、蓝色、绿色等颜色的色料，例如氧化铁粉，钛白粉。
优选的，一种预制型的聚氨酯运动地胶，主要由A组分和B组分经发泡制得；按质量份数计，所述A组分包括以下原料组分：
聚醚多元醇 10-55份
异氰酸酯 5-30份
催化剂 0.002-0.1份；
按质量份数计，所述B组分包括以下原料组分：
Figure BDA0002569198850000041
Figure BDA0002569198850000051
所述A组分与B组分的质量比为1：(0.1-2.5)。
优选的，一种预制型的聚氨酯运动地胶，主要由A组分和B组分经发泡制得；按质量份数计，所述A组分包括以下原料组分：
聚醚多元醇 10-45份
异氰酸酯 15-30份
催化剂 0.002-0.1份；
按质量份数计，所述B组分包括以下原料组分：
Figure BDA0002569198850000052
所述A组分与B组分的质量比为1：(0.2-2)。
优选的，所述A组分与B组分的质量比为1：(0.3-1)。
进一步优选的，所述异氰酸酯、交联剂和水的质量比为1：(0.05-1.1)：(0.01-0.05)。进一步限定A组分和B组分中异氰酸酯、交联剂和水的质量比可更好的控制A组分与B组分的发泡速度与聚氨酯运动地胶产品的成型速度匹配，从而进一步获得性能更为均一的聚氨酯运动地胶产品。
优选的，所述A组分中，按质量份数计，所述防沉剂的用量为0-5份。
优选的，所述A组分中，按质量份数计，所述填料的用量为0-40份。填料的加入，使得制得的产品面积更大，有利于产品的推广应用和降低生产成本。
优选的，所述A组分中，按质量份数计，所述抗氧剂的用量为0-0.5份。
优选的，所述A组分中，按质量份数计，所述光稳定剂的用量为0-0.5份。
优选的，所述B组分中，按质量份数计，所述润湿分散剂的用量为0-0.5份。
优选的，所述B组分中，按质量份数计，所述防沉剂的用量为10-30份。
优选的，所述B组分中，按质量份数计，所述填料的用量为10-70份。
优选的，所述B组分中，按质量份数计，所述色粉的用量为1-5份。
优选的，所述聚氨酯运动地胶经切割后，获得聚氨酯运动地胶的片材或卷材。
优选的，所述聚氨酯运动地胶中的气孔体积占聚氨酯运动地胶总体积的比例为40-85％；进一步优选的，所述聚氨酯运动地胶中的气孔体积占聚氨酯运动地胶总体积的比例为55-75％。
优选的，所述聚氨酯运动地胶中气孔直径分布状况为0.01-0.1mm直径的孔径占比50-80％，0.1-0.2mm的孔径占比20-30％，其余孔径占比5-10％。
优选的，所述聚氨酯运动地胶经切割后的形状为片材或卷材，从而可以直接铺设在地面上。
一种预制型的聚氨酯运动地胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)A组分的制备：将聚醚多元醇、异氰酸酯和催化剂混合，反应，制得A组分；
(2)B组分的制备：将增塑剂和交联剂混合，升温，再降温，加入聚醚多元醇、匀泡剂和水，搅拌，制得B组分；
(3)将A组分和B组分混合并灌入容器中，发泡，固化，即制得所述聚氨酯运动地胶。
优选的，步骤(1)中反应的温度为65-75℃，反应的时间为1-2小时；进一步优选的，步骤(1)中反应的温度为70-75℃，反应的时间为1-1.5小时。
优选的，所述A组分的制备过程中还加入增塑剂、填料、防沉剂、抗氧剂和光稳定剂，具体的过程如下：将增塑剂、聚醚多元醇、填料以及防沉剂混合，分散均匀后升温至110℃-120℃时，脱水，降温，加入异氰酸酯，并通惰性气体，保温反应，降温并加入催化剂，继续保温反应，再降温并加入抗氧化剂和光稳定剂，搅拌，降温出料。
进一步优选的，所述A组分的制备过程中还加入增塑剂、填料、防沉剂、抗氧剂和光稳定剂，具体的过程如下：将增塑剂、聚醚多元醇、填料以及防沉剂混合，分散均匀后抽到脱水釜中，并升温至110℃-120℃时，在-0.08MPa的真空度下进行保温真空脱水0.5-1.5小时，物料水份控制到200ppm以下后，降温至78±2℃时抽入异氰酸酯，并通惰性气体，常压保温80±2℃反应2小时，降温至60-70℃加入催化剂，继续保温70-75℃反应1.5小时，再降温至40-60℃加入抗氧化剂和光稳定剂，搅拌，降温至45℃以下出料，制得A组分。
优选的，步骤(2)中升温至95℃-110℃，并保温；进一步优选的，步骤(2)中升温至100℃-105℃，并保温20分钟。
优选的，步骤(2)中降温至50℃以下，并保温20-40分钟。
优选的，所述B组分的制备过程中还加入润湿分散剂、填料、防沉剂和色粉，具体的过程如下：将增塑剂、润湿分散剂、交联剂、防沉剂、色粉和填料混合分散，升温至100℃-105℃，并保温15-20分钟，再降温至50℃以下，再加入聚醚多元醇、匀泡剂和水，搅拌分散，即制得B组分。
步骤(3)中所述固化在常温下即可固化，固化的时间为20-60小时。
优选的，步骤(3)中所述容器为圆柱体形的容器。
优选的，将A组分和B组分混合，灌入容器中，发泡，发泡后的密度为100-800kg/m3。
定义步骤(3)中A组分和B组分的总质量与容器体积的比为发泡密度。
本发明是把设定好比例的A组份和B组份经过混合器的混合再灌到容器中，在B组分的作用下开始引发发泡，使得混合物体积变大。当发泡至设定体积后，待其完全固化(固化不需要额外的条件进行)后得到一均匀发泡的聚氨酯运动地胶发泡体，把该聚氨酯运动地胶发泡体进行切割后获得聚氨酯运动地胶的片材或卷材，即可直接铺设在运动场地等地面上。
本发明所述聚氨酯运动地胶在制备塑胶面中的应用，例如应用于体育场地，家庭地板，办公室地板。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)本发明制得的交联剂与水的相容性好，使得聚氨酯运动地胶在发泡过程中发泡均匀，产生的聚氨酯运动地胶产品性能均一，持久耐用。
(2)本发明所述聚氨酯运动地胶是一种预制型的运动地胶，不仅发泡可控，性能均一，且弹性好，经久耐用。
(3)本发明所述制备方法可大量制得性能均一，经久耐用的聚氨酯运动地胶，制得的聚氨酯运动地胶经切割后获得聚氨酯运动地胶的片材或卷材，可直接将片材或卷材铺设在地面上，应用十分方便。
附图说明
图1为实施例4制得的聚氨酯运动地胶产品图。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。例如以下实施例中使用的聚醚多元醇可由山东蓝星东大化工有限责任公司提供。匀泡剂LK221可由张家港保税区尚博化工有限公司提供。
实施例1：交联剂的制备
一种交联剂，由以下步骤反应制得：将2摩尔的丙三醇与1摩尔的己二酸在190℃下混合反应5小时得到酯，再加入1摩尔的蒽，在200℃下进行加成聚合反应，反应的时间为5小时，即制得交联剂BE-05(标记成交联剂-1)。
该交联剂的羟值为280-300mgKOH/g。
实施例2：交联剂的制备
一种交联剂，由以下步骤反应制得：将2.2摩尔的三羟基二溴苯与1.2摩尔的间苯二甲酸在190℃下混合反应4.5小时得到酯，再加入1.1摩尔的苯醌，在210℃下进行加成聚合反应，反应的时间为4小时，即制得交联剂BE-05(标记成交联剂-2)。
该交联剂的羟值为280-300mgKOH/g。
实施例3：交联剂的制备
一种交联剂，由以下步骤反应制得：将3.2摩尔的三羟甲基乙烷与2.2摩尔的壬二酸在190℃下混合反应4.5小时得到酯，再加入2.1摩尔的苯醌，在210℃下进行加成聚合反应，反应的时间为4.5小时，即制得交联剂BE-05(标记成交联剂-3)。
该交联剂的羟值为280-300mgKOH/g。
实施例4：聚氨酯运动地胶的制备
一种预制型的聚氨酯运动地胶，由A组分和B组分经发泡制得；按质量份计，A组分包括以下原料组分：
Figure BDA0002569198850000081
Figure BDA0002569198850000091
按质量份计，B组分包括以下原料组分：
Figure BDA0002569198850000092
其中，A组分与B组分的质量比为1:0.1。即异氰酸酯、交联剂和水的质量比为1：0.0615：0.0154。
一种预制型的聚氨酯运动地胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)A组分的制备：将氯代棕榈油甲酯、石油酯T-50、DL-1000D、DL-2000D、EP-330N、600目的石英粉、400目的重质碳酸钙以及气相二氧化硅混合，分散均匀后抽到脱水釜中，并升温至115℃时，在-0.08MPa的真空度下进行保温真空脱水1小时，物料水份控制到200ppm以下后，降温至78±2℃时抽入4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，并通氮气，常压保温80±2℃反应2小时，降温至60-70℃加入催化剂，继续保温75℃反应1.5小时，再降温至50℃加入抗氧剂264和光稳定剂UV-9，搅拌，降温至45℃以下出料，制得A组分，备用；
(2)B组分的制备：将氯代棕榈油甲酯、BYK-P105、实施例1制得的交联剂-1、纳米碳酸钙、氧化铁红和600目的石英粉，400目的重质碳酸钙混合分散，升温至100℃-105℃，并保温20分钟，再降温至50℃以下，再加入聚醚多元醇、匀泡剂和水，搅拌分散，即制得B组分，备用；
(3)然后将A组分和B组分混合并灌入容器中，发泡，固化48小时，即制得聚氨酯运动地胶；
步骤(3)中A组分和B组分的发泡密度为650Kg/m3。
本实施例制得的聚氨酯运动地胶经切割后，形成聚氨酯运动地胶的片材或卷材，切割后的聚氨酯运动地胶产品如图1所示，从图1中可以看出，制得的聚氨酯运动地胶中气孔分布十分均匀。
实施例5：聚氨酯运动地胶的制备
一种预制型的聚氨酯运动地胶，由A组分和B组分经发泡制得；按质量份计，A组分包括以下原料组分：
Figure BDA0002569198850000101
Figure BDA0002569198850000111
按质量份计，B组分包括以下原料组分：
Figure BDA0002569198850000112
其中，A组分与B组分的质量比为1:0.2。即异氰酸酯、交联剂和水的质量比为1：0.123：0.031。
聚氨酯运动地胶的制备方法与实施例4相同。
实施例6：聚氨酯运动地胶的制备
一种预制型的聚氨酯运动地胶，由A组分和B组分经发泡制得；按质量份计，A组分包括以下原料组分：
Figure BDA0002569198850000113
Figure BDA0002569198850000121
按质量份计，B组分包括以下原料组分：
Figure BDA0002569198850000122
其中A组分与B组分的质量比为1:0.3。即异氰酸酯、交联剂和水的质量比为1：0.185：0.0462。
聚氨酯运动地胶的制备方法与实施例4相同。
实施例7：聚氨酯运动地胶的制备
与实施例4相比，实施例7中的A组分与B组分的质量比为1:2.5，其余组分和制备方法与实施例4相同。
实施例8：聚氨酯运动地胶的制备
与实施例4相比，实施例8中用单丁基氯化锡替代二丁基锡二月桂酸酯，且A组分与B组分的质量比为1:1，其余组分和制备方法与实施例4相同。
实施例9：聚氨酯运动地胶的制备
与实施例4相比，实施例9中用三乙基氯化锡替代二丁基锡二月桂酸酯，且A组分与B组分的质量比为1:0.5，其余组分和制备方法与实施例4相同。
实施例10：聚氨酯运动地胶的制备
与实施例4相比，实施例10中用月桂酸铋替代二丁基锡二月桂酸酯，且A组分与B组分的质量比为1:0.3，其余组分和制备方法与实施例4相同。
实施例11：聚氨酯运动地胶的制备
一种聚氨酯运动地胶，由A组分和B组分经发泡制得；按质量份数计，所述A组分包括以下原料组分：
Figure BDA0002569198850000131
按质量份数计，所述B组分包括以下原料组分：
Figure BDA0002569198850000132
其中，A组分与B组分的质量比为1:0.8。
一种聚氨酯运动地胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)A组分的制备：将DL-1000D、聚氧化丙烯二醇、2,4-甲苯二异氰酸酯和四丁基锡混合，反应，反应的温度为70℃，反应的时间为2小时，制得A组分，备用；
(2)B组分的制备：将邻苯二甲酸酯、氯代棕榈油甲酯和实施例1制得的交联剂-1混合，升温至100℃，保温20分钟，再降温至45℃，并保温30分钟，加入DL-2000D、磺化的蓖麻醇钠盐和水，搅拌，制得B组分，备用；
(3)然后将A组分和B组分混合，灌入容器中，发泡，固化40小时，即制得聚氨酯运动地胶；
步骤(3)中A组分和B组分的发泡密度为650kg/m3。
对比例1
与实施例4相比，对比例1中的B组分为水，用量与实施例4中B组分的量相等(即B组分中其他组分都用水替代，最明显的特点是不含交联剂)，其余组分与制备方法与实施例4相同。
对比例2
与实施例4相比，对比例2中用氯化乙基汞替代二丁基锡二月桂酸酯(即对比例2中用有机汞替代有机锡，作为催化剂)，其余组分与制备方法与实施例4相同。
产品效果测试
实施例4-11制得的聚氨酯运动地胶发泡均匀，性能均一，聚氨酯运动地胶中的气孔体积占聚氨酯运动地胶总体积的比例为40-85％，具体的平均值为62.31％(气孔体积占比是按照标准ANSI/ASTM D2856-1994测试得到的，即按照美国国家标准学会，关于泡沫塑料孔隙率的标准测得)，其中实施例5和实施例6发泡更为细腻，均匀性更好，聚氨酯运动地胶中的气孔体积占聚氨酯运动地胶总体积的比例为60-65％。实施例7-10满灌(即聚氨酯运动地胶产品正好填充容器)后基本定型。
对比例1-2制得的聚氨酯运动地胶均匀性很差，气孔分布不均匀，制得的聚氨酯运动地胶在圆柱形容器中上下层的性能不同，属于不合格产品。对比例1在制备过程中出现满灌溢出现象(即聚氨酯运动地胶产品从容器中溢出)，且满灌后，产品表面仍然不断冒泡，产品难以定型。对比例2中的产品发泡很慢，很难成型。
将实施例4-11制得的聚氨酯运动地胶产品切割成厚7mm，宽1.5m，长90m的形状，检测产品的性能参数如表1所示(按照标准GB36246-2018，13mm厚的田径场地要求跑道的冲击吸收数值为35-50％，垂直变形下限为0.6mm，上限为3mm；8mm厚的球场要求运动地胶的冲击吸收数值为25％以上，垂直变形下限为0.6mm，上限为3mm；做出球场或者跑道的成型结构不仅需要运动地胶层，还需要粘结层约1mm，球场面层约0.2mm和跑道面层约5mm，则针对性地比较运动地胶7mm厚的性能，一般7mm厚的运动地胶冲击吸收数值为25％以上，则可满足跑道或球场的要求)：
表1：
Figure BDA0002569198850000141
Figure BDA0002569198850000151
对实施例4-11和对比例1-2制得的聚氨酯运动地胶进行耐老化试验测试(性能低于原始性能的80％所需时间为耐受时间)，结果实施例4-11制得的聚氨酯运动地胶的耐受时间大于2000小时，对比例1-2制得的聚氨酯运动地胶的耐受时间为400-800小时。根据经验可预测实施例4-11制得的聚氨酯运动地胶在户外使用的时间可超过5年。
现有技术中现浇型的聚氨酯运动地胶，现场发泡时存在温度、湿度等条件影响，使得发泡厚度不均匀，而且出现性能的严重偏差，尤其是冲击吸收与垂直变形，厚度高的地方吸收大、形变大(太软)，厚度低的吸收小、形变小(太硬)。现有技术中现浇型的聚氨酯运动地胶，发泡的厚度高于7mm时，冲击吸收大于30％，垂直变形大于3.0mm；发泡厚度低于5mm时，冲击吸收小于20％，垂直变形小于0.6mm。
应用例1
以成型8mm厚球场为例：1mm粘结层，7mm厚实施例4制得的聚氨酯运动地胶，0.2mm色面层，总厚度8-8.2mm，球场运动性能：冲击吸收为30.6％，垂直变形为0.96mm。既能保证较大的冲击吸收(运动保护)又能有较小的垂直变形(运动竞技)。

Claims (14)

1.一种交联剂，其特征在于，主要由以下反应步骤制得：将醇与酸混合反应得到酯，加入多环类化合物进行加成聚合反应，即制得所述交联剂；所述醇、酸和多环类化合物的摩尔用量比为(0.5-5):(0.2-3):(0.2-3)。
2.根据权利要求1所述的交联剂，其特征在于，所述多环类化合物选自萘类化合物、蒽类化合物或醌类化合物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的交联剂，其特征在于，所述交联剂的羟值为240-340mgKOH/g。
4.一种聚氨酯运动地胶，其特征在于，主要由A组分和B组分经发泡制得；所述A组分包括以下原料组分：聚醚多元醇、异氰酸酯、催化剂；所述催化剂为有机锡催化剂或有机铋催化剂；所述B组分包括以下原料组分：聚醚多元醇、水、权利要求1-3中任一项所述的交联剂、匀泡剂、增塑剂。
5.根据权利要求4所述的聚氨酯运动地胶，其特征在于，所述A组分与B组分的质量比为1：(0.1-3.0)；优选的，所述A组分的原料组分还包括防沉剂、增塑剂、填料、抗氧剂或光稳定剂中的至少一种；优选的，所述B组分的原料组分还包括润湿分散剂、防沉剂、填料或色粉中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的聚氨酯运动地胶，其特征在于，所述有机锡催化剂选自四烃基锡化合物、三烃基锡化合物、二烃基锡化合物或一烃基锡化合物中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的聚氨酯运动地胶，其特征在于，按质量份数计，所述A组分包括以下原料组分：
聚醚多元醇 10-55份
异氰酸酯 5-30份
催化剂 0.002-0.1份；
按质量份数计，所述B组分包括以下原料组分：
Figure FDA0002569198840000011
Figure FDA0002569198840000021
8.根据权利要求4所述的聚氨酯运动地胶，其特征在于，所述异氰酸酯、权利要求1-3中任一项所述的交联剂和水的质量比为1：(0.05-1.1)：(0.01-0.05)。
9.根据权利要求4所述的聚氨酯运动地胶，其特征在于，所述聚氨酯运动地胶中的气孔体积占聚氨酯运动地胶总体积的比例为40-85％。
10.根据权利要求4所述的聚氨酯运动地胶，其特征在于，所述聚氨酯运动地胶经切割后，获得聚氨酯运动地胶的片材或卷材。
11.一种权利要求4-10中任一项所述的聚氨酯运动地胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A组分的制备：将所述聚醚多元醇、异氰酸酯和催化剂混合，反应，制得A组分；
B组分的制备：将所述增塑剂和权利要求1-3中任一项所述的交联剂混合，升温，再降温，加入聚醚多元醇、匀泡剂和水，搅拌，制得B组分；
将A组分和B组分混合，灌入容器中，发泡，固化，即制得所述聚氨酯运动地胶。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述A组分的制备过程中还加入增塑剂、填料、防沉剂、抗氧剂和光稳定剂，具体的过程如下：将所述增塑剂、聚醚多元醇、填料以及防沉剂混合，分散后升温，脱水，降温，加入所述异氰酸酯，并通惰性气体，保温反应，降温并加入所述催化剂，继续保温反应，再降温并加入所述抗氧化剂和光稳定剂，搅拌，降温，即制得A组分；优选的，所述B组分的制备过程中还加入润湿分散剂、填料、防沉剂和色粉，具体的过程如下：将所述增塑剂、润湿分散剂、交联剂、防沉剂、色粉和填料混合分散，升温，并保温，再降温至50℃以下，再加入所述聚醚多元醇、匀泡剂和水，搅拌分散，即制得B组分。
13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，将A组分和B组分混合，灌入容器中，发泡，发泡后的密度为100-800kg/m3。
14.权利要求4-10中任一项所述的聚氨酯运动地胶在制备塑胶面中的应用。
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