CN110951032A - 快速固化型硅pu材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于聚氨酯技术领域，具体涉及一种快速固化型硅PU材料及其制备方法。所述的快速固化型硅PU材料，由A组分和B组分组成；A组分由聚醚多元醇、填料、增塑剂、扩链剂、颜料、紫外线吸收剂、抗氧剂、催化剂、消泡剂和触变性添加剂组成，B组分由聚醚多元醇、异氰酸酯、储存稳定剂组成，A组分与B组分的质量比为4‑6:1。本发明的快速固化型硅PU材料，提高了硅PU固化速度，方便施工，提高了施工效率，并且具有较好的耐磨性和柔韧性，有效解决了传统硅PU材料施工周期长的问题；本发明还提供其制备方法。

Description

快速固化型硅PU材料及其制备方法
技术领域
本发明属于聚氨酯技术领域，具体涉及一种快速固化型硅PU材料及其制备方法。
背景技术
硅PU材料是在传统PU球场材料的基础上开发研制出来的新一代球场铺面材料。因其具有较好的缓冲性、延展性、耐磨性等，从而广泛应用于篮球场、羽毛球场、网球场等运动场地的建设。硅PU材料有效地解决了PU球场材料在专业性能、环保施工、使用寿命、日常维护等方面的不足，具有革命性的创新。但是目前硅PU在施工方面要求较高，料液粘度大，固化时间长，一般要等到24h后才可进行下一工序施工，这很大程度使得施工难度加大，施工效率降低。
现有聚脲材料虽然具有固化快、强度高、耐老化耐腐蚀性能优良等特点，但是因其固化速度极快，不到一分钟就凝胶不粘手，需要专业的喷涂设备来施工，并且成本较高，一次喷涂厚度受限，成品韧性差，影响了聚脲产品的应用范围；环氧地坪虽然也具有较快的固化速度、较高的强度，但是其硬度较高，舒适性差，容易随着基础开裂，这很大程度上降低了使用寿命。
因此，市场上急需一种施工周期短，完工后能够较快投入使用，且成品具有较高的强度及弹性，低VOC含量，安全环保的硅PU产品。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种快速固化型硅PU材料，提高了硅PU固化速度，方便施工，提高了施工效率，并且具有较好的耐磨性和柔韧性，有效解决了传统硅PU材料施工周期长的问题；本发明还提供其制备方法。
本发明所述的快速固化型硅PU材料，由A组分和B组分组成；
A组分由以下质量百分比的原料组成：
Figure BDA0002324231190000011
Figure BDA0002324231190000021
B组分由以下质量百分比的原料外加20ppm的储存稳定剂组成：
聚醚多元醇 60-70％
异氰酸酯 30-40％；
A组分与B组分的质量比为4-6:1。
聚醚多元醇为官能度2-3、数均分子量300-2000的低不饱和度高活性聚醚多元醇。优选为MN-500、MN-700或DV125(蓝星东大)。
异氰酸酯为HDI缩二脲多异氰酸酯、聚合MDI或液化MDI。
填料为400目滑石粉。
颜料为氧化铁绿。
增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛脂、己二酸二甲酯中的一种或多种。
扩链剂为XYlink 740M(苏州湘园新材料股份有限公司)或TDMA-02(广州优润合成材料有限公司)。
外线吸收剂为2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并***。
抗氧剂为3,5-二叔丁基-4羟基苯丙酸异辛酯。
催化剂为CUCAT-TM(广州优润合成材料有限公司)。
消泡剂为有机硅消泡剂BYK-066N或BYK-024(德国BYK化学公司)。
触变性添加剂为聚酰胺蜡MT PLUS(太原美特翔科技有限公司)。
储存稳定剂为磷酸或苯甲酰氯。
本发明所述的快速固化型硅PU材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)A组分：先将配方量的聚醚多元醇、填料、颜料、增塑剂、扩链剂、触变性添加剂混合搅拌均匀，升温到85-90℃，真空度-0.1MPa条件下脱水，使水分达到0.1％以下，温度降到60-70℃，再加入紫外线吸收剂、抗氧剂、消泡剂、催化剂搅拌均匀，即得A组分；
(2)B组分：将配方量的聚醚多元醇加热至95-100℃，-0.1MPa条件下脱水，使水分达到0.05％以下，然后降温至50-60℃，加入配方量的异氰酸酯，在80-85℃反应2-2.5h，降温至50-60℃，加入配方量的储存稳定剂搅拌均匀，即得B组分；
(3)使用时，将A、B组分混合均匀后摊铺，固化后即得快速固化型硅PU材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用反应速度相对较快的聚醚多元醇和异氰酸酯搭配，提高了固化速度，施工4-6h后即可达到优良的强度；协同加入合适的催化剂，着重改进和延长了A、B组分混合后的流动时间，保证施工时有着充裕的可操作时间，解决了常规产品固化时间长、操作性差的问题；
(2)本发明采用聚酰胺蜡均匀分散于整个体系中并形成分子间氢键，当分子间氢键受到剪切力时，分子的粘联被拉开，结构破坏，粘度会下降，解决了硅PU施工过程料液粘度大的问题，另外聚酰胺蜡可在体系中有效建立触变粘度，从而提高了材料在储存运输过程中的防沉降性能；
(3)本发明产品不含MOCA以及挥发性物质，安全环保，在制备、施工和使用过程中对人体及环境不会造成影响，并且制备方法，工艺简单，方便生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于此，该领域专业人员对本发明技术方案所作的改变，均应属于本发明的保护范围内。
所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
实施例1
制备A组分料：先将MN700 50％、400目滑石粉30％、氧化铁绿0.5％、邻苯二甲酸二辛脂10％、XYlink 740M 5％、MT PLUS 1％投入釜中搅拌均匀，升温到85℃，真空度-0.1MPa条件下脱水，使水分达到0.1％以下，温度降到60℃，加入2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并***1％、3,5-二叔丁基-4羟基苯丙酸异辛酯1％、CUCAT-TM 1％、BYK-066N 0.5％搅拌20分钟，即得A组分产品；
制备B组分料：在反应釜中加入DL-1000 65％，搅拌升温至95℃，-0.1MPa条件下脱水，使用水分达到0.05％以下，然后降温至50℃，加入M20S 35％在85℃反应2小时，降温至50℃，加入磷酸20ppm，搅拌20min后装桶，即得B组分产品；
使用时，将A、B组分按照质量比5:1混合均匀后摊铺即可。
实施例2
制备A组分料：先将DV125 40％、400目滑石粉32％、氧化铁绿1％、己二酸二甲酯20％、TDMA-02 3％、MT PLUS 1％投入釜中搅拌均匀，升温到85℃，真空度-0.1MPa条件下脱水，使水分达到0.1％以下，温度降到70℃，加入2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并***0.7％、3,5-二叔丁基-4羟基苯丙酸异辛酯0.8％、BYK-024 1％、CUCAT-TM 0.5％搅拌20分钟，即得A组分产品；
制备B组分料：在反应釜中加入DL-2000 60％，搅拌升温至95℃，-0.1MPa条件下脱水，使用水分达到0.05％以下。然后降温至50℃，加入液化MDI 40％在80℃反应2.5小时，降温至50℃，加入磷酸20ppm，搅拌20min后装桶，即得B组分产品；
使用时，将A、B组分按照质量比6:1混合均匀后摊铺即可。
实施例3
制备A组分料：先将MN-500 32％、400目滑石粉40％、氧化铁绿1％、邻苯二甲酸二丁酯20％、XYlink 740M 4％、MT PLUS 0.5％投入釜中搅拌均匀，升温到90℃，真空度-0.1MPa条件下脱水，使水分达到0.1％以下，温度降到60℃，加入2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并***0.5％、3,5-二叔丁基-4羟基苯丙酸异辛酯0.5％、BYK-024 0.8％、CUCAT-TM 0.7％搅拌30分钟，即得A组分产品；
制备B组分料：在反应釜中加入DL-2000 70％，搅拌升温至100℃，-0.1MPa条件下脱水，使用水分达到0.05％以下。然后降温至50℃，加入HDI缩二脲多异氰酸酯30％在85℃反应2小时，降温至50℃，加入苯甲酰氯20ppm，搅拌20min后装桶，即得B组分产品；
使用时，将A、B组分按照质量比4:1混合均匀后摊铺即可。
对比例1
制备A组分料：先将EP-330N 36％、400目滑石粉35％、氧化铁绿1％、己二酸二甲酯20％、TDMA-02 5％投入釜中搅拌均匀，升温到85℃，真空度-0.1MPa条件下脱水，使水分达到0.1％以下，温度降到70℃，加入2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并***0.7％、3,5-二叔丁基-4羟基苯丙酸异辛酯0.8％、BYK-024 1％、有机铋催化剂0.5％搅拌20分钟，即得A组分产品；
制备B组分料：在反应釜中加入DL-2000 62％，搅拌升温至95℃，-0.1MPa条件下脱水，使用水分达到0.05％以下。然后降温至50℃，加入MDI-5038％在80℃反应2小时，降温至50℃，加入磷酸20ppm，搅拌20min后装桶，即得B组分产品；
使用时，将A、B组分按照质量比5:1混合均匀后摊铺即可。
对比例2
市售聚脲产品。
对比例3
市售环氧地坪产品。
将实施例1-3和对比例1-3的产品与市场产品按照标准进行物理性能测试，其中聚脲和环氧地坪由于其硬度相对较高，需选择邵氏D型硬度计进行测试，测试方法为：
(1)邵氏硬度测试参照GB/T 531.1；
(2)拉伸强度和拉断伸长率测试参照GB/T 10654。
测试结果如表1所示。
表1实施例1-3和对比例1-3的产品性能测试数据
Figure BDA0002324231190000051
由表1可以看出，发明制备的硅PU产品适用期适中，固化时间较短，且产品硬度、拉伸强度、拉断伸长率也处在较佳的水平，能够较好的满足市场需求。对比例1与实施例相比，更换了聚醚多元醇和催化剂种类，且不含触变性添加剂，制品固化时间和拉伸性能有着明显差异，并且现场施工操作性不佳。对比例2的市售聚脲产品与实施例相比，虽然具有固化快、强度高的特点，但是因其固化速度极快，操作时间太短，需要专业的喷涂设备来施工，且成品韧性差。对比例3的市售环氧地坪产品与实施例相比，虽然也具有较快的固化速度、较高的强度，但是其硬度较高，韧性较差，舒适性差，容易随着基础开裂，使用寿命较短。

Claims (10)

1.一种快速固化型硅PU材料，其特征在于：由A组分和B组分组成；
A组分由以下质量百分比的原料组成：
Figure FDA0002324231180000011
B组分由以下质量百分比的原料外加20ppm的储存稳定剂组成：
聚醚多元醇 60-70％
异氰酸酯 30-40％；
A组分与B组分的质量比为4-6:1。
2.根据权利要求1所述的快速固化型硅PU材料，其特征在于：聚醚多元醇为官能度2-3、数均分子量300-2000的低不饱和度高活性聚醚多元醇。
3.根据权利要求1所述的快速固化型硅PU材料，其特征在于：异氰酸酯为HDI缩二脲多异氰酸酯、聚合MDI或液化MDI。
4.根据权利要求1所述的快速固化型硅PU材料，其特征在于：填料为400目滑石粉，颜料为氧化铁绿。
5.根据权利要求1所述的快速固化型硅PU材料，其特征在于：增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛脂、己二酸二甲酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的快速固化型硅PU材料，其特征在于：扩链剂为XYlink 740M或TDMA-02。
7.根据权利要求1所述的快速固化型硅PU材料，其特征在于：紫外线吸收剂为2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并***；抗氧剂为3,5-二叔丁基-4羟基苯丙酸异辛酯；催化剂为CUCAT-TM；消泡剂为有机硅消泡剂BYK-066N或BYK-024。
8.根据权利要求1所述的快速固化型硅PU材料，其特征在于：触变性添加剂为聚酰胺蜡MT PLUS。
9.根据权利要求1所述的快速固化型硅PU材料，其特征在于：储存稳定剂为磷酸或苯甲酰氯。
10.一种权利要求1-9任一项所述的快速固化型硅PU材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)A组分：先将配方量的聚醚多元醇、填料、颜料、增塑剂、扩链剂、触变性添加剂混合搅拌均匀，升温到85-90℃，真空度-0.1MPa条件下脱水，使水分达到0.1％以下，温度降到60-70℃，再加入紫外线吸收剂、抗氧剂、消泡剂、催化剂搅拌均匀，即得A组分；
(2)B组分：将配方量的聚醚多元醇加热至95-100℃，-0.1MPa条件下脱水，使水分达到0.05％以下，然后降温至50-60℃，加入配方量的异氰酸酯，在80-85℃反应2-2.5h，降温至50-60℃，加入配方量的储存稳定剂搅拌均匀，即得B组分；
(3)使用时，将A、B组分混合均匀后摊铺，固化后即得快速固化型硅PU材料。
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