专利名称：环保型体育场地铺装材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料领域，特别涉及用于现场制备聚氨酯弹性体的环保型体育场 地铺装材料及其制备方法。
背景技术：
聚氨酯弹性体被广泛的用作体育场地的铺设。目前，用于制作体育场地铺装的材料 大都采用与CN1033639A相同或类似的TDI—MOCA体系生产，典型的是先用甲苯二异 氰酸酯TDI和聚醚二元醇及有机稀释剂制成聚氨酯预聚体(通称A组份)，再将A组份 与扩链一交链剂聚醚多元醇\二元醇的丁二醇、二元氨MOCA(3， 3' —二氯一 4， 4' 二氨基二本基甲烷)和填料(通称B组份)混合，然后用催化剂作用聚合制成的聚氨酯弹性 体。
《化学药品消防与急救手册》(化学工业出版社，1966年1版)P262指出甲苯二异 氰酸酯属化学危险品，其蒸汽与空气能形成爆炸性混合物，加热分解放出有毒气体，特 别是对人的皮肤和眼睛具有强剌激作用和致过敏作用；MOCA为致癌物质，国际田联倡 议不要使用这两种化学物质生产体育场地铺装材料。
发明内容
本发明的目的在于克服由于传统体育场地铺装材料中使用TD1和MOCA所带来的对 人体的伤害和不安全隐患，以及双组分施工繁琐问题，克服用普通方法制备的体育场地 铺装材料各项物理指标低和使用寿命短的缺陷，提供一种不使用TDI和MOCA及重金属 的蒙托土环保型的体育场地铺装材料。
本发明由下列组分按重量百分比制备而成
二苯基甲烷二异氰酸酯 15~30%
丙三醇聚氧丙烯醚(又称聚醚三元醇) 15 25%
丙二醇聚氧丙烯醚(又称聚醚二元醇) 10 20%
三羟甲基丙烷 0.4 5%
干法蒙脱土 2.5~5%
环氧树脂 5~10% 邻苯二甲酸二辛酯 20~30%
所述二苯基甲烷二异氰酸酯是4， 4， 一二苯基甲烷二异氰酸酯(即MDI3051)、 2， 4,一二苯基甲垸二异氰酸酯或它们的混合物;所述的丙三醇聚氧丙烯醚的分子量为3000; 所述丙二醇聚氧丙烯醚的分子量为400~2000;所述三羟基甲烷是工业级的交联剂；所述 环氧树脂是工业级的；所述邻苯二甲酸二辛酯是工业级的增塑剂。
本发明的制备方法如下
将基于组分总重量的聚醚二元醇5~15%、聚醚三元醇20 30%和干法蒙脱土 2.5 5% 加入到反应釜中，在70 8(TC下搅拌，抽真空脱水脱气插层反应2小时，冷却至40 60°C， 加入二苯基甲垸二异氰酸酯20~30%，在70 9(TC下反应2小时左右，冷却至室温后再将 环氧树脂5~10%、三羟基甲烷0.4~5%、邻苯二甲二辛脂20~30%加入搅拌40-60分钟后， 计量包装，即制备出可用于现场制备聚氨酯弹性体的体育场地铺装材料。
将本发明与黑橡胶粒或者EPDM (三元乙丙橡胶，以下同)颗粒按1: 5的重量比混 合、搅拌后摊铺或者喷涂在跑道等体育场地的表面，待自然聚合固化后即形成聚氨酯弹 性体。上述EPDM颗粒是用三元异丙胶和硫化剂、促进剂、软化剂、填料等混合密炼开 炼硫化而制得的三元乙丙橡胶颗粒，有市售。
本发明所用干法蒙脱土是纳米级的，其粒经在l~100nm，可从市场购得。干法蒙脱 土的制备方法和湿法蒙脱土的制备方法有所不同干法生产过程无环境污染，有利于环 保；湿法生产过程所排放的污水含有毒物质不利于环保。由于干法蒙脱土生产成本较湿 法生产成本低，因此本发明给降低生产成本提供了可能。
本发明所用干法蒙脱土是一种层状硅酸盐，其结构片层约1纳米(lnm)。在其层状结 构中有一铝氧八面体亚层，它在其中与两个硅氧四面体的亚层通过共用氧原子连接，由 于中间夹层的铝氧层的原子被低价离子，如Na'， Ca"等取代，片层因而有负电荷，容 易与烷基季铵盐或其它有机阳离子进行交换，生成有机化蒙脱土，因而具有亲油性。因 此，它可与有机高分子单体混合，也可能单体进入被因烷基季铵盐交换而扩大的层间。 进行高分子聚合反应后，它不仅有纳米尺寸所提供的纳米效应(如高的表面能等)，且聚合 物分子存在结构片层中，这样晶体结构对有机高分子的力学性能就大有提高。
本发明在改变传统聚氨酯弹性体育场地用胶的配方同时，采用了干法纳米复合技术， 以提高聚氨酯弹性体的力学性能，延长其使用寿命，并降低了生产成本。更重要的是克 服了传统使用TDI和MOCA带来的对人体的伤害及不安全隐患。
本发明不添加任何催化剂，是一种完全常温下固化的环保材料。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。 实施例1
1、 组份制备将基于组份总量的聚醚二元醇5%、聚醚三元醇30%和纳米粉3%加 入到反应釜中，在70 8(TC下搅拌，抽真空脱水脱气插层反应2小时，冷却至40 60。C， 加入4， 4—二苯基甲烷二异氰酸酯28%，在70 9(TC下反应2小时左右，冷却至室温后 再将环氧树脂3%三羟基甲垸2.5%邻苯二甲二辛脂28.5%加入搅拌40~60分钟后，计量 包装待用；即制备出由干法纳米聚氨酯弹性体制备的体育场地铺装材料。
2、 聚氨酯弹性体的使用按照要求用制备好的本发明和橡胶颗粒或者EPDM颗粒 搅摊铺或者喷涂待自然聚合固化。
实施例2
1、 组份制备将基于组份总量的聚醚二元醇14%、聚醚三元醇26%和纳米粉3%加 入到反应釜中，在70 8(TC下搅拌，抽真空脱水脱气插层反应2小时，冷却至40 60'C， 加入2， 4一二苯基甲垸二异氰酸酯26%，在70 90'C下反应2小时左右，冷却至室温后 再将环氧树脂7%三羟基甲烷2.4%邻苯二甲二辛脂21.6%加入搅拌40~60分钟后，计量 包装待用；即制备出由干法纳米聚氨酯弹性体制备的体育场地铺装材料。
2、 聚氨酯弹性体的使用按照要求用制备好的本发明和橡胶颗粒或者EPDM颗粒 搅摊铺或者喷涂待自然聚合固化，
实施例3
1、 组份制备将基于组份总量的聚醚二元醇9%、聚醚三元醇29%和纳米粉2%加 入到反应釜中，在70 8(TC下搅拌，抽真空脱水脱气插层反应2小时，冷却至40 6(TC， 加入4， 4一二苯基甲烷二异氰酸酯和2， 4一二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物(3: 1)25%， 在70 9(TC下反应2小时左右，冷却至室温后再将环氧树脂8%三羟基甲烷3%邻苯二甲 二辛脂24%加入搅拌40~60分钟后，计量包装待用；即制备出由干法纳米聚氨酯弹性体 制备的体育场地铺装材料。
2、 聚氨酯弹性体的使用按照要求用制备好的材料和橡胶颗粒或者EPDM颗粒搅 摊铺或者喷涂待自然聚合固化。
权利要求
1、一种环保型体育场地铺装材料，其特征是由下列组分按重量百分比制备而成二苯基甲烷二异氰酸酯15～30％丙三醇聚氧丙烯醚(又称聚醚三元醇)15～25％丙二醇聚氧丙烯醚(又称聚醚二元醇)10～20％三羟甲基丙烷0.4～5％干法蒙脱土 2.5～5％环氧树脂2～5％邻苯二甲酸二辛酯20～30％。
2.5~5%2~5%20~30%。2、 如权利要求1所述环保型体育场地铺装材料，其特征是所述的二苯基甲烷二异氰 酸酯是4， 4' 二苯基甲烷二异氰酸酯、2， 4' 一二苯基甲烷二异氰酸酯或它们的混合物。
3、 如权利要求2所述环保型体育场地铺装材料，其特征是所述的二苯基甲垸二异氰 酸酯是4， 4' 二苯基甲垸二异氰酸酯和2， 4' 一二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物时，两者的重量比为1:3。
4、 如权利要求1所述环保型体育场地铺装材料，其特征是所述干法蒙脱土是用干法 生产的纳米级的蒙脱土，其粒经为1 100nrn。
5、 权利要求1至4任意一项所述环保型体育场地铺装材料的制备方法，其特征是将 基于组分总量的聚醚二元醇5~15%、聚醚三元醇20~30%和干法蒙脱土 2.5~5%加入到反 应釜中，在70 80'C下搅拌，抽真空脱水脱气插层反应2小时，冷却至40 6(TC，加入 二苯基甲烷二异氰酸酯20~30%，在70 9(TC下反应2小时左右，冷却至室温后再将环氧 树脂5 10%、三羟基甲烷0.4~5%、邻苯二甲二辛脂20~30%加入搅拌40~60分钟后，计 量包装待用；即制备出由干法纳米聚氨酯弹性体制备的体育场地铺装材料。
全文摘要
本发明涉及一种环保型体育场地铺装材料及其制备方法，该材料是由下列组分按重量百分比制备而成二苯基甲烷二异氰酸酯15～30％、丙三醇聚氧丙烯醚15～25％、丙二醇聚氧丙烯醚10～20％、三羟甲基丙烷0.4～5％、干法蒙脱土2.5～5％、环氧树脂2～5％、邻苯二甲酸二辛酯20～30％。本发明在改变传统聚氨酯弹性体育场地用胶的配方同时，采用了干法纳米复合技术，以提高聚氨酯弹性体的力学性能，延长其使用寿命，并降低了生产成本。更重要的是克服了传统使用TDI和MOCA带来的对人体的伤害及不安全隐患。
文档编号C08L75/00GK101358031SQ20081019642
公开日2009年2月4日 申请日期2008年9月8日 优先权日2008年9月8日
发明者波 于, 郑有志 申请人:南京有志运动场地铺设有限公司