CN114410272B - 一种预制型跑道粘接剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于粘接剂技术，提供一种预制型跑道粘接剂，包括甲组和乙组，按质量分数计，所述甲组包括石蜡700～800份、聚醚220 2000～2200份、聚醚330 1000～1200份、二苯基甲烷二异氰酸酯1000～1200份，所述乙组包括石蜡1700～1800份、聚醚1000 400～500份、扩链剂150～160份、降粘剂10～15份、色粉400～500份。具有如下有益效果：通过采用聚醚多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯和扩链剂进行混合反应生成的聚氨酯粘接剂，有机挥发物少，气味小，粘接性能好，环保无污染，是一种新型的环保型跑道粘接剂。

Description

一种预制型跑道粘接剂
技术领域
本发明属于粘接剂技术领域，特别涉及一种预制型跑道粘接剂。
背景技术
预制型跑道在铺设前，需要将简介及由甲组、乙组按照一定比例混合搅拌一段时间后，加入催干剂继续搅拌，再倒入定好的卷材铺设位置即可。粘接剂使用一段时间后常常会变黄，以二苯基甲烷二异氰酸酯为原料制备的聚氨酯粘接剂，在紫外线的作用下，二苯基甲烷二异氰酸酯的亚甲基会发生氧化，形成不稳定的请过氧化物，从而形成发色基团醌酰亚胺结构，导致跑道色泽暗淡；粘接剂在光和氧气的氧化作用下，粘接性能也会下降，导致跑道产生裂缝或破损。
授权公告号为CN106189236B的中国发明专利，公开了一种环保跑道，其含有75～85重量份的聚合物，1～3重量份的填料，1～2重量份的促进剂，0.5～0.8重量份的防老剂，2～5重量份的油脂，3～6重量份的聚醚多元醇，0.05～0.1重量份的抗氧化剂，0.05～0.1重量份的紫外线吸收剂。所述材料形成跑道时，机械性能好，表干时间和固化时间短，耐磨性好，耐候性、防水性佳，不易老化。该申请采用的抗氧剂和紫外线吸收剂均为有机化合物，稳定性较差，难以起到长时间的抗老化效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种预制型跑道粘接剂，具有抗紫外线效果好、能够长时间保持跑道色彩的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种预制型跑道粘接剂，包括甲组和乙组，按质量分数计，所述甲组包括石蜡700～800份、聚醚220 2000～2200份、聚醚330 1000～1200份、二苯基甲烷二异氰酸酯1000～1200份，所述乙组包括石蜡1700～1800份、聚醚1000 400～500份、扩链剂150～160份、降粘剂10～15份、色粉400～500份。
通过采用上述技术方案，通过采用聚醚多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯和扩链剂进行混合反应生成的聚氨酯粘接剂，有机挥发物少，气味小，粘接性能好，环保无污染，是一种新型的环保型跑道粘接剂。
本发明的进一步设置为：所述甲组还包括抗氧剂20～40份、抗紫外线吸收剂20～40份，所述乙组还包括抗氧剂20～40份、抗紫外线吸收剂20～40份。
本发明的进一步设置为：所述抗氧剂包括抗氧剂1010 10～20份、抗氧剂168 10～20份。
通过采用上述技术方案，抗氧剂1010和抗氧剂168复配，可是粘接剂具有良好的抗氧化性能，抗氧剂1010为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，可消除有机物降解过程中的自由基，阻止一系列的自由基链式反应，达到抗氧化的效果，抗氧剂168为亚磷酸酯抗氧剂，可分解过氧化物，阻止自由基的产生，二者结合，可从多方面减缓粘接剂氧化。
本发明的进一步设置为：所述抗紫外线吸收剂包括改性纳米抗紫外线氧化物200～300份，所述改性纳米抗紫外线氧化物为改性纳米TiO2或改性纳米ZnO。
通过采用上述技术方案，采用改性纳米抗紫外线氧化物作为抗紫外线剂，相对于有机的紫外线吸收剂，纳米抗紫外线氧化物不易挥发，不易分解，吸收紫外线后不会变色，可长时间起到抗紫外线的作用，且不会导致粘接剂黄变。纳米TiO2和纳米ZnO可对紫外线进行散射和吸收，从而避免粘接剂中其他的有机物在紫外线作用下分解。
本发明的进一步设置为：所述改性纳米抗紫外线氧化物由纳米紫外线抗紫外线氧化物与偶联剂、多巴胺混合改性制得。
通过采用上述技术方案，由于纳米抗紫外线氧化物粒径小，表面能高，常常发生团聚现场，采用偶联剂KH-570等对纳米抗紫外线氧化物表面进行改性，可使纳米抗紫外线氧化物由亲水性变为亲油性，可使纳米粒子在有机相中充分分散。多巴胺在偶联剂的作用下可与石蜡相容，多巴胺上的羟基可与纳米抗紫外线氧化物表面的羟基形成氢键，在偶联剂的作用下，多巴胺与纳米抗紫外线氧化物结合，分散在粘接剂中，甲组与乙组混合形成粘接剂与橡胶颗粒混合，喷涂在跑道表面后，多巴胺与氧气发生自聚反应，沾附在橡胶颗粒和跑道表面，多巴胺与纳米抗紫外线氧化物结合紧密，从而可将纳米抗紫外线氧化物沉积到橡胶颗粒和跑道表面，形成一层抗紫外线纳米氧化物层，从而达到良好的抗紫外线效果。
本发明的进一步设置为：所述甲组还包括甲基丙烯酸乙酯200～400份。
本发明的进一步设置为：所述乙组还包括引发剂，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸钠。
通过采用上述技术方案，采用甲基丙烯酸乙酯与聚醚多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯反应，聚醚多元醇先与二苯基甲烷二异氰酸酯扩链形成聚氨酯，再利用甲基丙烯酸乙酯对其进行封端，引入不饱和双键，在甲基丙烯酸乙酯的作用下，粘接剂干燥后会具有良好的成膜特性，可在跑道表层颗粒表面附着一层膜，可阻止氧气渗入，并提高跑道表面光泽度。
本发明的进一步设置为：所述乙组还包括800目滑石粉2500～3000份、400滑石粉500～1000份、高岭土300～500份、二氧化硅100～300份。
通过采用上述技术方案，在粘接剂中添加滑石粉一方面可降低材料成本，另一方面可改善聚氨酯粘接剂的抗冲击性能，提高粘接剂力学性能，降低固化收缩率，起到补强的效果；二氧化硅可提高粘接剂的硬度，降低收缩率和热膨胀系数。
本发明的进一步设置为：所述乙组还包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸100～200份。
通过采用上述技术方案，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的磺酸基团可与滑石粉、高岭土、二氧化硅的表面结合，对这些填料起到分散、活化的效果。
本发明的进一步设置为：所述乙组还包括锌粉2～4份、铋粉1～3份。
通过采用上述技术方案，锌粉和铋粉可对甲组、乙组混合后，起到催化作用，加快聚醚多元醇与二苯基甲烷二异氰酸酯的反应。
本发明的有益效果是：
1.由于纳米抗紫外线氧化物粒径小，表面能高，常常发生团聚现场，采用偶联剂KH-570等对纳米抗紫外线氧化物表面进行改性，可使纳米抗紫外线氧化物由亲水性变为亲油性，可使纳米粒子在有机相中充分分散。多巴胺在偶联剂的作用下可与石蜡相容，多巴胺上的羟基可与纳米抗紫外线氧化物表面的羟基形成氢键，在偶联剂的作用下，多巴胺与纳米抗紫外线氧化物结合，分散在粘接剂中，甲组与乙组混合形成粘接剂与橡胶颗粒混合，喷涂在跑道表面后，多巴胺与氧气发生自聚反应，生成高粘度的聚多巴胺，沾附在橡胶颗粒和跑道表面，多巴胺与纳米抗紫外线氧化物结合紧密，从而可将纳米抗紫外线氧化物沉积到橡胶颗粒和跑道表面，形成一层抗紫外线纳米氧化物层，从而达到良好的抗紫外线效果。
2.甲组中添加甲基丙烯酸乙酯，乙组中添加有引发剂，甲组与乙组混合后，在引发剂的作用下，甲基丙烯酸乙酯可与聚醚多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯反应，生成聚氨酯丙烯酸聚合物，聚氨酯丙烯酸聚合物为网状结构，可使粘接剂具有良好的韧性。乙组中还添加有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与滑石粉等填料混合后，磺酸基团与填料结合，可均匀包覆在填料表面，同时其中的双键可与甲基丙烯酸乙酯发生聚合反应，增强填料与聚氨酯丙烯酸聚合物之间的结合强度，从而增强粘接剂的抗冲击能力。
3.在偶联剂的作用下，改性纳米抗紫外线氧化物与聚氨酯丙烯酸聚合物相容性良好，在粘接剂固化过程中，改性纳米抗紫外线氧化物可嵌入聚氨酯丙烯酸聚合物中，在跑道表面生成具有抗紫外线功能的膜，同时还具有抗氧化、疏水性好的效果。
具体实施方式
下面将对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
改性纳米抗紫外线氧化物由纳米抗紫外线氧化物、偶联剂与多巴胺混合改性制得。将纳米抗紫外线氧化物在500℃干燥4h后，将一定量的纳米抗紫外线氧化物分散在无水乙醇中，超声波处理30min，称取一定量的KH-570溶于二甲苯中，超声分散20min，然后加入到纳米抗紫外线氧化物乙醇溶液中，70℃恒温水槽中快速磁力搅拌4h后，再用超声波分散40min，过滤、洗涤后在室温下静止2h，使KH-570充分结合或吸附到纳米抗紫外线氧化物表面，随后80℃水浴环境中用旋转蒸发器去除溶剂，干燥后用索氏提取器(无水乙醇为溶剂)抽提12h，去除纳米抗紫外线氧化物表面松散包覆的KH-570分子，再于80℃真空干燥箱中烘24h，粉碎后即得KH-570改性的纳米抗紫外线氧化物。然后将KH-570改性的纳米抗紫外线氧化物与一定量多巴胺混合，纳米抗紫外线氧化物与多巴胺质量比为1:2，即得改性纳米抗紫外线氧化物。
实施例1
包括甲组和乙组，按质量分数计，所述甲组包括石蜡800份、聚醚220 2000份、聚醚330 1200份、二苯基甲烷二异氰酸酯1000份、甲基丙烯酸乙酯400份，所述乙组包括石蜡1700份、聚醚1000 500份、扩链剂150份、降粘剂15份、色粉400份、过硫酸钠、800目滑石粉3000份、400滑石粉500份、高岭土500份、二氧化硅100份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸200份、锌粉2份、铋粉3份。
甲组还包括抗氧剂1010 20份、抗氧剂168 10份、改性纳米TiO2 40份。乙组还包括抗氧剂1010 10份、抗氧剂168 20份、改性纳米TiO2 40份。
实施例2
包括甲组和乙组，按质量分数计，所述甲组包括石蜡700份、聚醚220 2200份、聚醚330 1000份、二苯基甲烷二异氰酸酯1200份、甲基丙烯酸乙酯200份，所述乙组包括石蜡1800份、聚醚1000 400份、扩链剂160份、降粘剂10份、色粉500份、过硫酸钾、800目滑石粉2500份、400滑石粉1000份、高岭土300份、二氧化硅300份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸100份、锌粉4份、铋粉1份。
甲组还包括抗氧剂1010 20份、抗氧剂168 10份、改性纳米TiO2 40份。乙组还包括抗氧剂1010 10份、抗氧剂168 20份、改性纳米ZnO 20份。
对比例1
包括甲组和乙组，按质量分数计，所述甲组包括石蜡700份、聚醚220 2200份、聚醚330 1000份、二苯基甲烷二异氰酸酯1200份、所述乙组包括石蜡1800份、聚醚1000 400份、扩链剂160份、降粘剂10份、色粉500份、过硫酸钾、800目滑石粉2500份、400滑石粉1000份、高岭土300份、二氧化硅300份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸100份、锌粉4份、铋粉1份。
甲组还包括抗氧剂1010 20份、抗氧剂168 10份、改性纳米TiO2 40份。乙组还包括抗氧剂1010 10份、抗氧剂168 20份、改性纳米ZnO 20份。
对比例2
包括甲组和乙组，按质量分数计，所述甲组包括石蜡700份、聚醚220 2200份、聚醚330 1000份、二苯基甲烷二异氰酸酯1200份、甲基丙烯酸乙酯200份，所述乙组包括石蜡1800份、聚醚1000 400份、扩链剂160份、降粘剂10份、色粉500份、过硫酸钾、800目滑石粉2500份、400滑石粉1000份、高岭土300份、二氧化硅300份、锌粉4份、铋粉1份。
甲组还包括抗氧剂1010 20份、抗氧剂168 10份、改性纳米TiO2 40份。乙组还包括抗氧剂1010 10份、抗氧剂168 20份、改性纳米ZnO 20份。
对比例3
包括甲组和乙组，按质量分数计，所述甲组包括石蜡700份、聚醚220 2200份、聚醚330 1000份、二苯基甲烷二异氰酸酯1200份、甲基丙烯酸乙酯200份，所述乙组包括石蜡1800份、聚醚1000 400份、扩链剂160份、降粘剂10份、色粉500份、过硫酸钾、800目滑石粉2500份、400滑石粉1000份、高岭土300份、二氧化硅300份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸100份、锌粉4份、铋粉1份。
甲组还包括抗氧剂1010 20份、抗氧剂168 10份、偶联剂改性纳米TiO2 40份。乙组还包括抗氧剂1010 10份、抗氧剂168 20份、偶联剂改性纳米ZnO 20份。
对比例4
包括甲组和乙组，按质量分数计，所述甲组包括石蜡700份、聚醚220 2200份、聚醚330 1000份、二苯基甲烷二异氰酸酯1200份、甲基丙烯酸乙酯200份，所述乙组包括石蜡1800份、聚醚1000 400份、扩链剂160份、降粘剂10份、色粉500份、过硫酸钾、800目滑石粉2500份、400滑石粉1000份、高岭土300份、二氧化硅300份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸100份、锌粉4份、铋粉1份。
甲组还包括抗氧剂1010 20份、抗氧剂168 10份。乙组还包括抗氧剂1010 10份、抗氧剂16820份。
试验方法：
将实施例1、实施例2及对比例1～4中的甲组和乙组按1:2混合均匀后，按照ASTMD412和ASTM D624标准，制作哑铃型拉伸试件和撕裂试件。将拉伸试件和撕裂试件置于耐气候老化箱内老化，辐射光源为高朋硅酸盐玻璃滤过的可控氙灯光源，辐射量为340nm波长的紫外线，每平方米辐射剂量0.55瓦，总辐射量为450kJ/m2，老化时间为3h，温度为50℃，相对湿度为50±5％。然后采用万能材料试验机检测拉伸试件和撕裂试件人工老化前后的拉伸强度、撕裂强度、扯断伸长率，观察人工老化前后拉伸试件和撕裂试件表面色泽变化。
表1各实施例人工老化试验前后拉伸强度测试结果
拉伸强度KN/m 撕裂强度KN/m 色泽
老化前 14.6 15.2 色彩鲜亮
实施例1 11.2 12.3 色彩较鲜艳
实施例2 11.6 12.5 色彩较鲜艳
对比例1 9.3 9.8 色彩变暗
对比例2 10.1 10.5 色彩变暗
对比例3 10.8 11.7 色彩变黄
对比例4 10.5 11.3 明显黄变
从表1的数据中可以看出，对比例1中未添加甲基丙烯酸乙酯和引发剂，对比例1的拉伸强度和撕裂强度明显降低，说明在粘接剂中添加甲基丙烯酸乙酯可使粘接剂具有较好的韧性；对比例2中的拉伸强度和撕裂强度相对于实施例1和实施例2明显降低，说明2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸可增强滑石粉等填料与聚氨酯聚合物之间的结合强度，从而增强粘接剂的机械性能；对比例3中添加的是仅由偶联剂改性的纳米ZnO，对比例4中添加的是未改性的纳米ZnO，老化后对比例4的色泽相对于对比例3明显变黄，说明偶联剂与多巴胺协同改性纳米ZnO，可提高试样的耐黄变性能。

Claims (3)

1.一种预制型跑道粘接剂，其特征在于：包括甲组和乙组，按质量分数计，所述甲组包括石蜡700~800份、聚醚220 2000~2200份、聚醚330 1000~1200份、二苯基甲烷二异氰酸酯1000~1200份、抗氧剂20~40份、抗紫外线吸收剂20~40份、甲基丙烯酸乙酯200~400份；
所述乙组包括石蜡1700~1800份、聚醚1000 400~500份、扩链剂150~160份、降粘剂10~15份、色粉400~500份、抗氧剂20~40份、抗紫外线吸收剂20~40份、800目滑石粉2500~3000份、400滑石粉500~1000份、高岭土300~500份、二氧化硅100~300份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸100~200份；
所述抗紫外线吸收剂为改性纳米抗紫外线氧化物，所述改性纳米抗紫外线氧化物为改性纳米TiO2或改性纳米ZnO，所述改性纳米抗紫外线氧化物由纳米抗紫外线氧化物、偶联剂与多巴胺混合改性制得；
所述乙组还包括引发剂，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸钠。
2.根据权利要求1所述的一种预制型跑道粘接剂，其特征在于：所述抗氧剂包括抗氧剂1010 10~20份、抗氧剂168 10~20份。
3.根据权利要求1所述的一种预制型跑道粘接剂，其特征在于：所述乙组还包括锌粉2~4份、铋粉1~3份。
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