CN104194606A - 用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料及其制备方法 - Google Patents
用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料及其制备方法，属于聚氨酯应用技术领域。本发明所述的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料，其特征在于：由甲组分和乙组分组成，甲、乙组分的重量百分比为100:20～30，其中甲组分由聚醚多元醇、交联剂、催化剂、颜料、抗氧剂、紫外线吸收剂、增稠剂、润湿分散剂、位隔填料组成；乙组分由聚醚多元醇、异氰酸酯、邻苯二甲酸二丁酯组成。本发明制备的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料遮盖力优异，用其喷涂的浅色跑道颜色保持率高，耐候性好；本发明同时提供了简单易行的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料及其制备方法，属于聚氨酯应用技术领域。
背景技术
塑胶跑道以其硬度适宜、弹性好，物理性能优异、色彩艳丽、耐候性优异等优势，自诞生之日起，逐步为大家所认可和青睐。目前，塑胶跑道可分为预制型、全塑型、混合型、透气型、复合型及EPDM型六大类型。然而综合经济性和实用性这两大方面，透气型、混合型、复合型塑胶跑道应用更加普遍。随着人们生活水平的提高，对于塑胶跑道的要求也更加苛刻，对跑道外观的需求也不再仅限于红、绿两种色调，随之色彩柔和美观的浅色调跑道应运而生。目前，市场上用于铺设跑道底层的黑颗粒(黑色橡胶粒子)，质量整体一般，容易析出黑色、黄色物质，在此基础上喷涂蓝色等浅色塑胶面层后，较短时间塑胶面层即出现“变黄”、“变黑”等问题，导致铺设的场地外观差，部分场地甚至因喷涂效果太差需要重新摊铺，造成严重的经济损失。
目前部分场地采取在黑颗粒底层上刮涂一层浆料后，再喷涂浅色面层的施工方法。此方法一方面存在刮涂费时、费力的弊端，同时施工后虽几天时间内能达到比较好的施工效果，但在高温下，往往1～2周即出现面层“变黑”、“变暗”等问题，场地依然难以达到好的施工效果。而市场上具有优质遮盖力的涂料，一方面喷涂于黑颗粒底层易下渗，另一方面要达到好的遮盖效果往往需要喷涂2遍以上，施工麻烦，同时即使喷涂几遍后达到好的遮盖效果，但难以隔绝黑颗粒渗出的“黑色”、“黄色”物质上渗，因而也无法达到好的施工效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料，其遮盖力优异，用其喷涂的浅色跑道颜色保持率高，耐候性好；本发明同时提供了简单易行的制备方法。
本发明所述的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料，其特征在于：由甲组分和乙组分组成，甲、乙组分的重量百分比为100:20～30，其中：
(1)甲组分由以下重量百分含量的原料组成：
(2)乙组分中由以下重量百分含量的原料组成：
聚醚多元醇： 50-65％
异氰酸酯： 32-45％
邻苯二甲酸二丁酯： 2-8％；
所述甲、乙组分中的聚醚多元醇是以木糖醇为起始剂制备的平均官能度为5、数均分子量为300-500的多元醇或以二亚乙基三胺为起始剂制备的平均官能度为5、数均分子量为400-600的多元醇中的一种或者两种以任意质量比混合的混合物。
所述位隔填料为1250目硅微粉。通过硅微粉的加入，减少了钛白粉的附聚，提高了钛白粉的遮盖力，从而使得封底胶遮盖效果更加优异。
所述交联剂为4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷或2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯的一种或两种以任意质量比混合的混合物。
所述催化剂为ALLChem 8277(上海晔兴实业有限公司产，市售)。
所述颜料为氧化铁红与金红石型钛白粉的混合物，两者的重量比为100:25～50。
所述抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。
所述紫外线吸收剂为聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯。
所述增稠剂为有机膨润土HY-708(市售)。
所述润湿分散剂为BYK-9075(德国BYK公司产，市售)与BYK-W961(德国BYK公司产，市售)的混合物，两者的重量比为3:1。
所述异氰酸酯为1,3,5-三(3-异氰酸酯基甲苯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮。
所述的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)制备甲组分：将称量好的聚醚多元醇搅拌，然后投入配方量的润湿分散剂，搅拌15～20分钟，再投入交联剂、催化剂、颜料、抗氧剂、紫外线吸收剂、增稠剂及位隔填料后，搅拌20～30分钟，研磨后真空脱水，降温至50～70℃，制得甲组份备用；
(2)制备乙组分：将称量好的聚酯多元醇和增塑剂邻苯二甲酸二丁酯搅拌，再真空脱水，然后降温至30～40℃，加入异氰酸酯，85-90℃反应2-3小时，降温至20-50℃，制得乙组分备用；
(3)使用时，将甲、乙料按照相应比例混合，即制得用于塑胶跑道的纳米改性聚氨酯封底材料。
步骤(1)制备甲组分时，脱水条件为90～100℃、真空度0.09～0.1MPa，脱水2～3小时，水分质量含量≤0.1％。
步骤(2)制备乙组分时，脱水条件为90～100℃、真空度0.09～0.1MPa，脱水1～2小时，水分质量含量≤0.05％。
所述的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料，通过选取高官能度的聚醚多元醇及将三聚体异氰酸酯引入到乙组分中，使得体系交联度明显提升，且引入了优异的颜料及合适的位隔填料使得封底材料遮盖力优异，同时其具有自身颜色浅易被遮盖的特点，因为易被面层遮盖，从而使得面层用量省。使用时，将此聚氨酯双组份封底材料喷涂于透气型、复合型或混合型塑胶跑道的黑颗粒底层表面，固化后，再喷涂浅色塑胶面层即可。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料，遮盖力优异，一方面完美的阻隔了底层黑色、黄色物质的上渗，另一方面此封底材料颜色浅，易被遮盖，节省了浅色面层用量；
(2)使用用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料喷涂的浅色跑道，使用半年以上颜色保持率高，能达80％以上，色彩艳丽美观，耐候性极佳，解决了浅色跑道易“发黑”、“变暗”等问题的出现，满足了人们对于浅色跑道的需求；
(3)本发明所述的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料的制备方法简单易行。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
实施例1：
(1)制备甲组分料1000克：在烧杯中依次加入聚醚多元醇(以木糖醇为起始剂，平均官能度5，数均分子量为300)600克，BYK-90757.5克(德国BYK公司产，市售)，BYK-W9612.5克(德国BYK公司产，市售)，搅拌15分钟，然后依次加入4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷150克，ALLChem 827710克(上海晔兴实业有限公司产，市售)，金红石型钛白粉10克，氧化铁红40克，亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯10克，聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯10克，有机膨润土HY-708(市售)10克，1250目硅微粉150克，搅拌20分钟，研磨后，在90℃真空(真空度0.09MPa)脱水3小时，检测物料中水分的质量分数，水分质量分数为0.1％，降温至50℃，装桶备用。
(2)制备乙组分料1000克：在烧瓶中加入聚醚多元醇(以二亚乙基三胺为起始剂，平均官能度5，数均分子量为600)650克及邻苯二甲酸二丁酯20克，在100℃真空(真空度0.09MPa)脱水1小时，检测物料中水分质量分数，水分质量分数为0.05％，降温至40℃，加入1,3,5-三(3-异氰酸酯基甲苯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮330克，90℃反应2小时，降温，料温30℃，装桶备用。
(3)使用时，将甲、乙组分料按甲:乙＝100:30(以重量百分数计)混合，制得用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料。
实施例2：
(1)制备甲组分料1000克：在烧杯中依次加入聚醚多元醇(以二亚乙基三胺为起始剂，平均官能度5，数均分子量为400)700克，BYK-90753.8克(德国BYK公司产，市售)，BYK-W9611.2克(德国BYK公司产，市售)，搅拌20分钟，然后依次加入2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯145克，ALLChem 82775克(Shepherd化工公司产，市售)，金红石型钛白粉10克，氧化铁红20克，亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯5克，聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯5克，有机膨润土HY-708(市售)5克，1250目硅微粉100克，搅拌30分钟，研磨后，在100℃真空(真空度0.09MPa)脱水2小时，检测物料中水分的质量分数，水分质量分数为0.1％，降温至70℃，装桶备用。
(2)制备乙组分料1000克：在烧瓶中加入聚醚多元醇(以木糖醇为起始剂，平均官能度5，数均分子量为500)500克及邻苯二甲酸二丁酯50克，在90℃真空(真空度0.09MPa)脱水2小时，检测物料中水分质量分数，水分质量分数为0.05％，降温至30℃，加入1,3,5-三(3-异氰酸酯基甲苯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮450克，85℃反应3小时，降温，料温50℃，装桶备用。
(3)使用时，将甲、乙组分料按甲:乙＝100:20(以重量百分数计)混合，制得用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料。
实施例3：
(1)制备甲组分料1000克：在烧杯中依次加入聚醚多元醇(以木糖醇为起始剂，平均官能度5，数均分子量为400)400克，聚醚多元醇(以二亚乙基三胺为起始剂，平均官能度5，数均分子量为500)240克，BYK-90756.8克(德国BYK公司产，市售)，BYK-W9612.2克(德国BYK公司产，市售)，搅拌20分钟，然后依次加入4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷60克，2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯40克，ALLChem 82776克(上海晔兴实业有限公司产，市售)，Bicat VM 2克(Shepherd化工公司产，市售)，金红石型钛白粉10克，氧化铁红30克，亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯7克，聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯8克，有机膨润土HY-708(市售)8克，1250目硅微粉180克，搅拌25分钟，研磨后，在95℃真空(真空度0.09MPa)脱水2.5小时，检测物料中水分的质量分数，水分质量分数为0.1％，降温至60℃，装桶备用。
(2)制备乙组分料1000克：在烧瓶中加入聚醚多元醇(以木糖醇为起始剂，平均官能度5，数均分子量为400)400克，聚醚多元醇(以二亚乙基三胺为起始剂，平均官能度5，数均分子量为500)200克及邻苯二甲酸二丁酯80克，在96℃真空(真空度0.09MPa)脱水1.5小时，检测物料中水分质量分数，水分质量分数为0.05％，降温至35℃，加入1,3,5-三(3-异氰酸酯基甲苯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮320克，87℃反应2.5小时，降温，料温25℃，装桶备用。
(3)使用时，将甲、乙组分料按甲:乙＝100:25(以重量百分数计)混合，制得用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料。
使用时，将本发明所述的聚氨酯双组份封底材料喷涂于塑胶跑道的黑颗粒底层表面，固化后，再喷涂浅色塑胶面层即可。
将实施例1-3制得的聚氨酯双组份封底材料制备的塑胶和对比样块(未使用本发明所述的聚氨酯双组份封底材料制备的塑胶)，在两种条件下做耐候性实验，结果见表1-2。
表1 制品耐候性性试验(试验面层喷涂蓝色、紫色浆料)
注：1、样块结构：底层(黑颗粒和粘合剂粘结而成)、底层封底材料、面层。
2、对比样块(浆料封底)与实施例1-3的制品样块：底层为同一黑颗粒、同一粘合剂粘合而成，面层为同一浅色浆料同时喷涂而成。
3、表1条件为：将样块同时放置于340nm波长，光照强度0.48W/㎡的耐老化箱中，其中每24h中设置雨淋30min。
表2 制品耐候性性试验(试验面层喷涂蓝色、紫色浆料)
注：1、样块结构：底层(黑颗粒和粘合剂粘结而成)，底层封底材料，面层。
2、对比样块(浆料封底)与实施例1-3的制品样块：底层为同一黑颗粒、同一粘合剂粘合而成，面层为同一浅色浆料同时喷涂而成。
3、表2条件为：将样块同时放置于室外，试验开始月份为4月份。
由表1-2可以看出，使用聚氨酯双组份封底材料喷涂的塑胶，在耐老化箱及室外放置，比同等条件下未使用此封底材料喷涂的塑胶，在颜色保持率上即耐候性要明显的好，最终色彩保持率高(达到80％以上)，能很好的满足人们的需求。
Claims (10)
1.一种用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料，其特征在于：由甲组分和乙组分组成，甲、乙组分的重量百分比为100:20～30，其中：
(1)甲组分由以下重量百分含量的原料组成：
(2)乙组分由以下重量百分含量的原料组成：
聚醚多元醇： 50-65％
异氰酸酯： 32-45％
邻苯二甲酸二丁酯： 2-8％；
所述甲、乙组分中的聚醚多元醇是以木糖醇为起始剂制备的平均官能度为5、数均分子量为300-500的多元醇或以二亚乙基三胺为起始剂制备的平均官能度为5、数均分子量为400-600的多元醇中的一种或者两种以任意质量比混合的混合物；
所述位隔填料为1250目硅微粉。
2.根据权利要求1所述的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料，其特征在于：交联剂为4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷或2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯的一种或两种以任意质量比混合的混合物。
3.根据权利要求1所述的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料，其特征在于：催化剂为ALLChem 8277。
4.根据权利要求1所述的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料，其特征在于：颜料为氧化铁红与金红石型钛白粉的混合物，两者的重量比为100:25～50。
5.根据权利要求1所述的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料，其特征在于：抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯；紫外线吸收剂为聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯；增稠剂为有机膨润土HY-708。
6.根据权利要求1所述的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料，其特征在于：润湿分散剂为BYK-9075与BYK-W961的混合物，两者的重量比为3:1。
7.根据权利要求1所述的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料，其特征在于：异氰酸酯为1,3,5-三(3-异氰酸酯基甲苯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮。
8.一种权利要求1-7任一所述的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)制备甲组分：将称量好的聚醚多元醇搅拌，然后投入配方量的润湿分散剂，搅拌15～20分钟，再投入交联剂、催化剂、颜料、抗氧剂、紫外线吸收剂、增稠剂及位隔填料后，搅拌20～30分钟，研磨后真空脱水，降温至50～70℃，制得甲组分备用；
(2)制备乙组分：将称量好的聚酯多元醇和邻苯二甲酸二丁酯搅拌，再真空脱水，然后降温至30～40℃，加入异氰酸酯，85-90℃反应2-3小时，降温至20-50℃，制得乙组分备用；
(3)使用时，将甲、乙料按照相应比例混合，即制得用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料。
9.根据权利要求8所述的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)制备甲组分时，脱水条件为90～100℃、真空度0.09～0.1MPa，脱水2～3小时，水分质量含量≤0.1％。
10.根据权利要求8所述的用于塑胶跑道的聚氨酯双组份封底材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)制备乙组分时，脱水条件为90～100℃、真空度0.09～0.1MPa，脱水1～2小时，水分质量含量≤0.05％。
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