天博体育官方APP单组份湿气固化型聚氨酯塑胶跑道材料及其制备方法[0002] 本发明属于轻体地面装饰材料技术领域,具体涉及一种单组份湿气固化型聚氨酯 塑胶跑道材料及其制备方法。
[0004] 随着全民健身运动的开展,对体育设施的要求也不断提高。塑胶跑道始于20世纪 60年代美国3M公司用聚氨酯材料铺设的塑胶跑道。塑胶跑道与煤渣、沙石场地相比, 具有弹性好,吸震性能好,耐磨和抗老化等优点。不污染环境、易于清洁和维护管理。自第 19届奥运会之后,历届奥林匹克运动会的田径赛场主跑道与辅助区均采用塑胶铺装,塑胶 跑道已被国际公认为最佳比赛跑道。
[0005] 塑胶跑道从下到上一般分为基础层和胶面层,一般胶面层由弹性高分子材料构 成,胶面可以是有橡胶颗粒或无颗粒的塑胶跑道。胶面层主要由聚氨酯材料组成的称为聚 氨酯塑胶跑道,按原料组分可分为单组份塑胶跑道、双组份塑胶跑道;按胶面层构造可分为 全塑型(聚氨酯胶面层全部采用聚氨酯材料或橡胶胶粒)、复合型(又称透气型,胶面层为 双层结构)、混合型(由PU胶粒或橡胶胶粒混合后固化成型)。塑胶跑道有采用浇注方法 直接铺设常规跑道,还有携带方便可用于多种场合折叠成卷的橡胶板形式的便携式跑道。
[0006] 现国内塑胶胶面大都采用双组分聚氨酯胶经场摊铺固化成型,属浇注型聚氨酯弹 性体。所采用的配方为甲苯二异氰酸酯(简称TDI)和3,3 -二氯-4,4 -二氨基二苯 甲烷(简称M0CA)体系。因 TDI易挥发毒性大,对现场施工人员带来较大危害,MOCA属化 学致癌物质,强烈刺激人的呼吸道。近年来随着环保要求日益迫切,替代TDI -MOCA体系的 环保配方不断涌现,如采用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)-非卤代二胺体系和耐水解性能 卓越的碳化二亚胺改性MDI -非卤代二胺体系。众所周知,MDI相对TDI而言,低挥发性且 低毒,制成的弹性体物理性能优越,若完全由4,4 -MDI制备预聚体,则由于4位异氰酸 酯活性很高,反应可控性差,且生成预聚体粘度大,流动性差,不适合现场浇注。传统的双组 份聚氨酯塑胶跑道材料一般都是随用随配,保存时间不会太长,同时在混合和计量配比上 会浪费不少时间和人力,还有可能发生差错导致原料的浪费,从而使跑道的施工成木增加。
[0008] 为了克服目前双组份双组份聚氨酯塑胶跑道材料使用时的缺陷,以及目前塑胶跑 道材料不安全环保的问题,本发明提供一种单组份湿气固化型聚氨酯塑胶跑道材料及其制 备方法,配方中所有组分均安全无毒,使用时无需进行化学计量,也无须加入交联剂和扩链 剂等添加剂,只用利用空气或基材表面的水分即可固化产生交联粘接作用,操作简单,施工 方便,铺设的塑胶跑道无毒无害,各项指标均达到GB/ T 14833 -1993要求,耐水性能和 耐热空气老化性能优良。
[0009] 为了实现上述目的,本发明采用的技术手段为: 一种单组份湿气固化型聚氨酯塑胶跑道材料,由以下质量份的原料组成:二苯基甲烷 二异氰酸酯15~30份,4,4_二环己基甲烷二异氰酸酯1~3份,聚醚多元醇15~25 份,羟乙基十二烷基醇5~10份,苯甲酸二丁酯2~4份,二月桂酸二丁基锡1~3份, 己内酰胺1~2. 5份,油酸三乙醇胺0. 8~1. 6份,聚乙烯蜡1. 5~2. 8份,硫代二丙酸二 月桂酯0. 5~1. 6份,三羟甲基丙烷1. 5~4. 5份,乙酸乙酯10~20份,氨基硅油2~4 份,填料1~4份,防老剂0. 5~2. 5份,促进剂1. 5~3. 0份。
[0014] 所述一种单组份湿气固化型聚氨酯塑胶跑道材料,优选由以下质量份的原料组 成:二苯基甲烷二异氰酸酯20~25份,4, 4-二环己基甲烷二异氰酸酯1.5~2. 3份, 聚醚多元醇18~22份,羟乙基十二烷基醇6~8份,苯甲酸二丁酯2.4~3.6份,二月 桂酸二丁基锡1. 5~2. 5份,己内酰胺1. 6~2. 2份,油酸三乙醇胺1. 2~1. 4份,聚乙烯 蜡1. 8~2. 4份,硫代二丙酸二月桂酯0. 8~1. 4份,三羟甲基丙烷2. 5~3. 5份,乙酸乙 酯12~16份,氨基硅油2. 6~3. 3份,填料1. 8~3. 2份,防老剂1. 4~1. 8份,促进剂 1. 8 ~2. 6 份。
[0015] 进一步优选由以下质量份的原料组成:二苯基甲烷二异氰酸酯22份,4, 4 -二环 己基甲烷二异氰酸酯1.8份,聚醚多元醇20份,羟乙基十二烷基醇7份,苯甲酸二丁酯3 份,二月桂酸二丁基锡2份,己内酰胺2份,油酸三乙醇胺1. 3份,聚乙烯蜡2. 1份,硫代二 丙酸二月桂酯1.1份,三羟甲基丙烷3份,乙酸乙酯14份,氨基硅油3份,填料2. 2份,防 老剂1.6份,促进剂2. 2份。
[0016] 所述单组份湿气固化型聚氨酯塑胶跑道材料的制备方法,包括如下步骤: 1) 将聚醚多元醇、羟乙基十二烷基醇和油酸三乙醇胺加入到反应器中,搅拌,升温至 100~110°C,抽真空脱水至水质量分数小于1*10-3,降温至40~60°C备用; 2) 向步骤1)的反应器中加入二苯基甲烷二异氰酸酯、己内酰胺、硫代二丙酸二月桂酯 和二月桂酸二丁基锡,升温至80~90°C,反应1~3h后降温至50~60°C ; 3) 将剩余组分混合均匀,加入到步骤2)的反应器中,50~60°C条件下搅拌混合2~ 5h,降温至室温,得到单组份湿气固化型聚氨酯塑胶跑道材料。
[0020] 有益效果:本发明提供的单组份湿气固化型聚氨酯塑胶跑道材料,配方中采用安 全无毒组分制备得到,使用时无需进行化学计量,也无须加入交联剂和扩链剂等添加剂,只 用利用空气或基材表面的水分即可固化产生交联粘接作用,操作简单,施工方便,铺设的塑 胶跑道无毒无害,各项指标均达到GB/ T 14833- 1993要求,耐水性能和耐热空气老化性 能优良。
[0022] 聚醚二元醇N240和聚醚三元醇N330均为工业级,购自江苏钟山化工有限公司, 其他组分均可从商业途径购买得到。
[0023] 实施例1 一种单组份湿气固化型聚氨酯塑胶跑道材料,由以下质量份的原料组成:二苯基甲烷 二异氰酸酯30份,4, 4-二环己基甲烷二异氰酸酯3份,聚醚三元醇25份,羟乙基十二烷 基醇10份,苯甲酸二丁酯4份,二月桂酸二丁基锡3份,己内酰胺2. 5份,油酸三乙醇胺 1.6份,聚乙烯蜡2. 8份,硫代二丙酸二月桂酯1.6份,三羟甲基丙烷4. 5份,乙酸乙酯20 份,氨基硅油4份,填料氧化锌4份,防老剂A 2. 5份,促进剂DM 3. 0份。
[0024] 制备方法,包括如下步骤: 1) 将聚醚多元醇、羟乙基十二烷基醇和油酸三乙醇胺加入到反应器中,搅拌,升温至 105°C,抽真空脱水至水质量分数小于1*10 3,降温至50°C备用; 2) 向步骤1)的反应器中加入二苯基甲烷二异氰酸酯、己内酰胺、硫代二丙酸二月桂酯 和二月桂酸二丁基锡,升温至85°C,反应2h后降温至55°C ; 3) 将剩余组分混合均匀,加入到步骤2)的反应器中,55°C条件下搅拌混合4h,降温至 室温(25°C),得到单组份湿气固化型聚氨酯塑胶跑道材料。
[0025] 实施例2 一种单组份湿气固化型聚氨酯塑胶跑道材料,由以下质量份的原料组成:二苯基甲烷 二异氰酸酯15份,4, 4-二环己基甲烷二异氰酸酯1份,聚醚三元醇15份,羟乙基十二烷 基醇5份,苯甲酸二丁酯2份,二月桂酸二丁基锡1份,己内酰胺1份,油酸三乙醇胺0.8 份,聚乙烯蜡1.5份,硫代二丙酸二月桂酯0.5份,三羟甲基丙烷1.5份,乙酸乙酯10份天博TB, 氨基硅油2份,填料氧化锌1份,防老剂A 0.5份,促进剂M 1.5份。
[0026] 制备方法,包括如下步骤: 1) 将聚醚多元醇、羟乙基十二烷基醇和油酸三乙醇胺加入到反应器中,搅拌,升温至 105°C,抽真空脱水至水质量分数小于1*10 3,降温至50°C备用; 2) 向步骤1)的反应器中加入二苯基甲烷二异氰酸酯、己内酰胺、硫代二丙酸二月桂酯 和二月桂酸二丁基锡,升温至85°C,反应2h后降温至55°C ; 3) 将剩余组分混合均匀,加入到步骤2)
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