CN115260428B - 一种生物基可降解环保运动地坪材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种生物基可降解环保运动地坪材料,包括以下重量百分比的成分：植物酯多元醇10‑15％,聚乳酸基材料10‑15％,聚丁二酸丁二酯10‑15％,聚己内酯多元醇(PCL)10‑15％，CO2基聚碳酸酯多元醇(PCD)5‑10％,异氰酸酯5‑15％；填料25％‑36.64％色粉：0.5％‑1％；分散剂：0.1‑2％；消泡剂：0.1‑2％；硅烷偶联剂：0.2‑5％；催化剂：0.02‑0.08％。本发明所述的生物基可降解环保运动地坪材料，达到使用年限后，铲除破碎，经过细菌、酶等物质的作用下逐步分解成CO2和水，对大自然和人类安全无害。本发明所述的生物基可降解环保运动地坪材料，减少石油化工原材料的使用，对于不可再生能源的节约都有非常重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及地坪材料技术领域，具体涉及一种生物基可降解环保运动地坪材料及其制备方法。
背景技术
随着不可再生能源的枯竭和石油化工生产中废弃物导致环境日益恶化，人们对于生物基可降解材料和可再生资源的兴趣日益高涨。近些年，我国的生物基可降解材料的研究也在蓬勃发展，在塑料行业已经有非常多的成功应用案例。但是，对于运动地坪行业而言，我们还是采用聚醚等石化原材料。石化原材料制备的运动地坪材料日晒雨淋之后，其使用寿命只能维持在10年左右。铲除的运动场地废料处理也成为了各大企业及当地环保部门非常棘手的问题。
为此，亟待研发生物基可降解的运动地坪材料，以解决石化原材料的运动地坪材料带来的生态环保问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种生物基可降解环保运动地坪材料及其制备方法,该生物基可降解环保运动地坪材料，在达到使用年限，能在细菌、酶等物质的作用下逐步分解成CO2和水，对大自然和人类安全无害，解决了现有技术的缺陷。
本发明的技术方案如下：一种生物基可降解环保运动地坪材料,包括以下重量百分比的成分：植物酯多元醇10-15％,聚乳酸基材料10-15％,聚丁二酸丁二酯10-15％,聚己内酯多元醇(PCL)10-15％，CO2基聚碳酸酯多元醇(PCD)5-10％,异氰酸酯5-15％；填料25％-36.64％；色粉0.5％-1％；分散剂0.1-2％；消泡剂0.1-2％；硅烷偶联剂0.2-5％；催化剂0.02-0.08％。
所述植物酯多元醇包括大豆油和蓖麻油；所述大豆油包括大豆油二元醇和大豆油三元醇。
所述填料选自滑石粉、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、纳米钙中的一种或数种的混合物。
所述色粉为氧化铁绿或氧化铁红。
所述分散剂为BYK-110。所述消泡剂为BYK-A535。
所述硅烷偶联剂为KH-560。
所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50)，优选MDI-50。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
所述的生物基可降解环保运动地坪材料的制备方法，包括如下步骤：包括按次序进行的如下步骤：
1)按配方量取各组分；
2)将所述植物酯多元醇,所述聚乳酸基材料,所述聚丁二酸丁二酯,所述聚己内酯多元醇，所述CO2基聚碳酸酯多元醇依次加入反应瓶中，加热到75-85℃，得到多元醇共混物；
3)向步骤2)所得多元醇共混物中慢慢加入所述填料、所述色粉、所述分散剂，所述消泡剂，所述反应瓶升温到120℃，控制所述反应瓶内真空为0.1MPa，除水2h，降温到85℃，加入异氰酸酯反应2-3小时；
4)最后加入所述硅烷偶联剂、所述催化剂搅拌5min均匀后出料。
本发明的有益效果为：1、本发明所述的生物基可降解环保运动地坪材料，达到使用年限后，铲除破碎，经过细菌、酶等物质的作用下逐步分解成CO2和水，对大自然和人类安全无害。
2、本发明所述的生物基可降解环保运动地坪材料，减少石油化工原材料的使用，对于不可再生能源的节约都有非常重要的意义。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种生物基可降解环保运动地坪材料,包括以下重量百分比的成分：植物酯多元醇10％,聚乳酸基材料15％,聚丁二酸丁二酯12％,聚己内酯多元醇(PCL)10％，CO2基聚碳酸酯多元醇(PCD)6％,填料：32.18％；色粉：0.8％；分散剂：0.5％；消泡剂：0.5％；硅烷偶联剂：2％；异氰酸酯：11％；催化剂：0.02％。
所述植物酯多元醇包括蓖麻油和大豆油二元醇。所述填料为滑石粉。所述色粉为氧化铁绿。所述分散剂为BYK-110。所述消泡剂为BYK-A535。所述硅烷偶联剂为KH-560。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)。所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
所述的生物基可降解环保运动地坪材料的制备方法，包括如下步骤：包括按次序进行的如下步骤：
1)按配方量取各组分；
2)将所述植物酯多元醇,所述聚乳酸基材料,所述聚丁二酸丁二酯,所述聚己内酯多元醇，所述CO2基聚碳酸酯多元醇依次加入反应瓶中，加热到75-85℃，得到多元醇共混物；
3)向步骤2)所得多元醇共混物中慢慢加入所述填料、所述色粉、所述分散剂，所述消泡剂，所述反应瓶升温到120℃，控制所述反应瓶内真空为0.1MPa，除水2h，降温到85℃，加入异氰酸酯反应2-3小时；
4)最后加入所述硅烷偶联剂、所述催化剂搅拌5min均匀后出料。
实施例2
一种生物基可降解环保运动地坪材料,包括以下重量百分比的成分：植物酯多元醇13％,聚乳酸基材料14％,聚丁二酸丁二酯10％,聚己内酯多元醇(PCL)11.92％，CO2基聚碳酸酯多元醇(PCD)7％,填料31％；色粉0.5％；分散剂1.5％；消泡剂1％；硅烷偶联剂5％；异氰酸酯5％；催化剂0.08％。
所述植物酯多元醇包括蓖麻油，大豆油二元醇和大豆油三元醇。所述填料为滑石粉和纳米钙的混合物。所述色粉为氧化铁红。所述分散剂为BYK-110。所述消泡剂为BYK-A535。所述硅烷偶联剂为KH-560。所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50)。所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
所述的生物基可降解环保运动地坪材料的制备方法，包括如下步骤：包括按次序进行的如下步骤：
1)按配方量取各组分；
2)将所述植物酯多元醇,所述聚乳酸基材料,所述聚丁二酸丁二酯,所述聚己内酯多元醇，所述CO2基聚碳酸酯多元醇依次加入反应瓶中，加热到75-85℃，得到多元醇共混物；
3)向步骤2)所得多元醇共混物中慢慢加入所述填料、所述色粉、所述分散剂，所述消泡剂，所述反应瓶升温到120℃，控制所述反应瓶内真空为0.1MPa，除水2h，降温到85℃，加入异氰酸酯反应2-3小时；
4)最后加入所述硅烷偶联剂、所述催化剂搅拌5min均匀后出料。
实施例3
一种生物基可降解环保运动地坪材料,包括以下重量百分比的成分：植物酯多元醇11％,聚乳酸基材料11％,聚丁二酸丁二酯11％,聚己内酯多元醇(PCL)11％，CO2基聚碳酸酯多元醇(PCD)10％,填料36.64％；色粉1％；分散剂0.1％；消泡剂2％；硅烷偶联剂0.2％；异氰酸酯6％；催化剂0.06％。所述植物酯多元醇包括蓖麻油，大豆油二元醇和大豆油三元醇。所述填料为重质碳酸钙和纳米钙的混合物。所述色粉为氧化铁绿。所述分散剂为BYK-110。所述消泡剂为BYK-A535。所述硅烷偶联剂为KH-560。所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
所述的生物基可降解环保运动地坪材料的制备方法，包括如下步骤：包括按次序进行的如下步骤：
1)按配方量取各组分；
2)将所述植物酯多元醇,所述聚乳酸基材料,所述聚丁二酸丁二酯,所述聚己内酯多元醇，所述CO2基聚碳酸酯多元醇依次加入反应瓶中，加热到75-85℃，得到多元醇共混物；
3)向步骤2)所得多元醇共混物中慢慢加入所述填料、所述色粉、所述分散剂，所述消泡剂，所述反应瓶升温到120℃，控制所述反应瓶内真空为0.1MPa，除水2h，降温到85℃，加入异氰酸酯反应2-3小时；
4)最后加入所述硅烷偶联剂、所述催化剂搅拌5min均匀后出料。
实施例4
一种生物基可降解环保运动地坪材料,包括以下重量百分比的成分：植物酯多元醇15％,聚乳酸基材料10％,聚丁二酸丁二酯15％,聚己内酯多元醇(PCL)10％，CO2基聚碳酸酯多元醇(PCD)7.06％,填料25％；色粉0.8％；分散剂2％；消泡剂0.1％；硅烷偶联剂5％；异氰酸酯10％；催化剂0.04％。
所述植物酯多元醇包括蓖麻油，大豆油二元醇和大豆油三元醇。所述填料是轻质碳酸钙。所述色粉为氧化铁红。所述分散剂为BYK-110。所述消泡剂为BYK-A535。所述硅烷偶联剂为KH-560。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50)，优选MDI-50，所述MDI-50发泡更均匀细腻。所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
所述的生物基可降解环保运动地坪材料的制备方法，包括如下步骤：包括按次序进行的如下步骤：
1)按配方量取各组分；
2)将所述植物酯多元醇,所述聚乳酸基材料,所述聚丁二酸丁二酯,所述聚己内酯多元醇，所述CO2基聚碳酸酯多元醇依次加入反应瓶中，加热到75-85℃，得到多元醇共混物；
3)向步骤2)所得多元醇共混物中慢慢加入所述填料、所述色粉、所述分散剂，所述消泡剂，所述反应瓶升温到120℃，控制所述反应瓶内真空为0.1MPa，除水2h，降温到85℃，加入异氰酸酯反应2-3小时；
4)最后加入所述硅烷偶联剂、所述催化剂搅拌5min均匀后出料。
实施例5
一种生物基可降解环保运动地坪材料,包括以下重量百分比的成分：植物酯多元醇10.5％,聚乳酸基材料11％,聚丁二酸丁二酯11％,聚己内酯多元醇(PCL)15％，CO2基聚碳酸酯多元醇(PCD)6％,填料35.82％；色粉0.6％；分散剂1％；消泡剂2％；硅烷偶联剂2％；异氰酸酯5％；催化剂0.08％。所述植物酯多元醇包括蓖麻油，大豆油二元醇和大豆油三元醇。所述填料为滑石粉。所述色粉为氧化铁红。所述分散剂为BYK-110。所述消泡剂为BYK-A535。所述硅烷偶联剂为KH-560。所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
所述的生物基可降解环保运动地坪材料的制备方法，包括如下步骤：包括按次序进行的如下步骤：
1)按配方量取各组分；
2)将所述植物酯多元醇,所述聚乳酸基材料,所述聚丁二酸丁二酯,所述聚己内酯多元醇，所述CO2基聚碳酸酯多元醇依次加入反应瓶中，加热到75-85℃，得到多元醇共混物；
3)向步骤2)所得多元醇共混物中慢慢加入所述填料、所述色粉、所述分散剂，所述消泡剂，所述反应瓶升温到120℃，控制所述反应瓶内真空为0.1MPa，除水2h，降温到85℃，加入异氰酸酯反应2-3小时；
4)最后加入所述硅烷偶联剂、所述催化剂搅拌5min均匀后出料。
性能测试:为了进一步证明本发明所述的生物基可降解环保运动地坪材料的性能，本申请人对成品进行了检测，测试方法其中气味按照GB/T 36246-2018测试，粘度按照GB/13477.6-2002测试，硬度，拉伸强度，断裂伸长率GB/36246-2018测试，NCO含量按照GB/T12009.4-2016测试。测试结果如表1所示。
其中，对比例与实施例1的区别在于，不含植物酯多元醇,聚乳酸基材料,聚丁二酸丁二酯,聚己内酯多元醇，CO2基聚碳酸酯多元醇，而是用等量的聚醚二醇替代。
表1实施例1制备的生物基可降解环保运动地坪材料制成的成品性能检测结果
| 性能 | 对比例 | 实施例1 |
| 粘度25℃，mPa | 20000 | 28000 |
| 气味 | 无 | 无 |
| 硬度(邵氏A) | 50 | 56 |
| 拉伸强度，mPa | 1.75 | 1.77 |
| 断裂伸长率％ | 280 | 290 |
| NCO含量％ | 1.85 | 1.96 |
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (7)
1.一种生物基可降解环保运动地坪材料,其特征在于，包括以下重量百分比的成分：植物酯多元醇10％,聚乳酸基材料15％,聚丁二酸丁二酯12％,聚己内酯多元醇(PCL)10％，CO2基聚碳酸酯多元醇(PCD)6％,异氰酸酯11％；填料32.18％；色粉0.8％；分散剂0.5％；消泡剂0.5％；硅烷偶联剂2％；催化剂0.02％；所述植物酯多元醇包括蓖麻油和大豆油二元醇；所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)。
2.根据权利要求1所述的生物基可降解环保运动地坪材料,其特征在于，所述填料选自滑石粉、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、纳米钙中的一种或数种的混合物。
3.根据权利要求1所述的生物基可降解环保运动地坪材料,其特征在于，所述色粉为氧化铁绿或氧化铁红。
4.根据权利要求1所述的生物基可降解环保运动地坪材料,其特征在于，所述分散剂为BYK-110；所述消泡剂为BYK-A535。
5.根据权利要求1所述的生物基可降解环保运动地坪材料,其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH-560。
6.根据权利要求1所述的生物基可降解环保运动地坪材料,其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
7.根据权利要求1-6任一项所述生物基可降解环保运动地坪材料的制备方法，其特征在于，包括按次序进行的如下步骤：
1)按配方量取各组分；
2)将所述植物酯多元醇,所述聚乳酸基材料,所述聚丁二酸丁二酯,所述聚己内酯多元醇，所述CO2基聚碳酸酯多元醇，依次加入反应瓶中，加热到75-85℃，得到多元醇共混物；
3)向步骤2)所得多元醇共混物中慢慢加入所述填料、所述色粉、所述分散剂，所述消泡剂，所述反应瓶升温到120℃，控制所述反应瓶内真空为0.1MPa，除水2h，降温到85℃，加入异氰酸酯反应2-3小时；
4)最后加入所述硅烷偶联剂、所述催化剂搅拌5min均匀后出料。
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