微孔型聚氨酯塑胶颗粒材料及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于聚氨酯合成技术领域，具体涉及一种微孔型聚氨酯塑胶颗粒材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.目前，在我们的日常生活中，常见的塑胶跑道、体育场馆运动地面、校园体育运动器材区域、公园健身步道、儿童幼儿场地以及幼儿园防滑地面等区域，多数采用epdm橡胶颗粒和聚氨酯颗粒铺设路面，与传统的土质或者混凝土路面相比较，epdm颗粒铺设和聚氨酯颗粒的路面其具有良好的弹性、防滑性、耐磨性、吸震性，场地护理容易，色彩鲜明，美观整齐等优点。
3.但是传统的epdm颗粒和聚氨酯颗粒自身存在一定的缺陷，一是硬度大、弹性低，同聚氨酯胶水搭配后做出的球场和塑胶跑道，一般很难满足gb 36246-2018的物理性能的要求。其次是密度大，epdm颗粒和聚氨酯颗粒密度一般在1.4-1.6kg/cm3，单平米造价高。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：针对现有透气型球场和塑胶跑道造价高、物理性能低的技术问题，提供一种微孔型聚氨酯塑胶颗粒材料，通过mdi和tdi的合理搭配以及聚醚的筛选，产品的密度更低，弹性更好，场地更加舒适，解决了产品的密度高、冲击吸收低的问题，且满足gb36246-2018中固体原料有害物质的限量；通过3官大分子聚醚以及催化剂筛选，产品生产工艺更简单，密度更稳定，弹性更好，聚氨酯颗粒具有弹性好、密度低、色泽鲜艳、防滑耐磨等特点，可专用于球场和塑胶跑道底层和弹性层的使用。同时本发明还提供其制备方法，科学合理、简单易行，适合工业化生产。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
6.本发明所述的微孔型聚氨酯塑胶颗粒材料，由甲组分和乙组分制得，其中：
7.甲组分包括以下重量百分比的原料：
[0008][0009]
[0010]
乙组分包括以下重量百分比的原料：
[0011][0012]
其中：
[0013]
所述的聚醚多元醇官能度为3，数均分子量分别为3000以及4500-6000的聚氧化丙烯多元醇，优选ep-3600(山东东大化工集团公司)以及n330(江苏中山化工有限公司)。
[0014]
所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，质量比例优选为 2：1。
[0015]
所述的填料为600目滑石粉或400目滑石粉中的一种或两种；所述的颜料为氧化铁红。
[0016]
所述的扩链剂为moca；所述的交联剂为二乙醇胺。
[0017]
所述的增稠剂为byk-410和德谦229的混合物，质量比优选为1：1。
[0018]
所述的催化剂为bl-17和二月桂酸二丁基锡的混合物，质量比优选为1：1。
[0019]
所述的硅烷偶联剂为z-6020(dow corning)。
[0020]
所述的抗氧剂为抗氧剂lowinox gp45(美国great lakes化学公司)和抗氧168(中国台湾恒桥产业股份有限公司)，质量比优选为1：1，
[0021]
所述的紫外线吸收剂为4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶。
[0022]
所述的增塑剂为dotp；所述的泡沫稳定剂采用聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物，优选 dc6070。
[0023]
本发明所述的微孔型聚氨酯塑胶颗粒材料的制备方法，包括以下步骤：
[0024]
(1)甲组分的制备
[0025]
将聚醚多元醇投入反应釜，开动搅拌，搅拌状态下加入增塑剂、扩链剂、填料、颜料，升温至90-100℃，真空脱水至0.3-0.5％，再依次加入增稠剂、催化剂、泡沫稳定剂和交联剂，搅拌30-40min，制得甲组分；
[0026]
(2)乙组分的制备
[0027]
将聚醚多元醇投入反应釜中，升温于90-100℃，真空脱水至水分含量小于0.03％，降温至30-40℃后，先加入一部分异氰酸酯、抗氧剂，紫外线吸收剂，升温至70-90℃条件下反应 1-3h，再加入另一部分异氰酸酯，70-90℃条件下反应1-3h，取样检测nco，合格后降温至 50-70℃，再加入硅烷偶联剂，搅拌30-40min，制得乙组分；
[0028]
(3)将甲组分和乙组分按照2.5：1配比，倒入预热至60℃的聚四氟乙烯磨具中，放置在60℃恒温箱内，60min后即可脱模，100℃熟化24h后用专用的机器将样块切割成2-3mm 大小的颗粒，即得。
[0029]
本发明所述的微孔型聚氨酯塑胶颗粒材料的应用，将所述微孔型聚氨酯塑胶颗粒与聚氨酯胶水按照质量比为5：1混合均匀后进行施工，可专用于球场和塑胶跑道底层和弹性层的使用，面层选用正常的epdm颗粒或聚氨酯颗粒。
[0030]
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0031]
1、本发明通过聚醚、催化剂、泡沫稳定剂等原料的选择和搭配，同时设计合理的生产工艺参数，制得制品密度低至0.95g/cm3，同聚氨酯胶水的粘结性优异，相比epdm颗粒或聚氨酯颗粒的密度降低40-50％，降低了单平米的使用量，大大节省了材料成本。
[0032]
2、本发明通过利用3官聚醚和扩链剂以及交联剂的选择，聚氨酯塑胶颗粒的伸长率和拉伸强度相比epdm颗粒和聚氨酯颗粒提升10-20％，制品的冲击吸收性能提高20-30％，制品弹性更优，更舒适。
[0033]
3、本发明聚氨酯颗粒具有弹性好、密度低、色泽鲜艳、防滑耐磨等特点，可专用于球场和塑胶跑道底层和弹性层的使用。
[0034]
4、本发明所述的制备方法，科学合理、简单易行，适合工业化生产。
具体实施方式
[0035]
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0036]
实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。
[0037]
实施例1
[0038]
(1)将聚醚多元醇n330125g、ep-3600125g投入反应釜，开动搅拌，搅拌状态下加入moca100g、dotp200g、600目滑石粉230g、氧化铁红150g，升温至95
±
5℃，真空脱水至0.5％，再依次加入增稠剂10g、泡沫稳定剂30g、催化剂10g、交联剂20g，搅拌35min，装桶制得甲组分产品。
[0039]
(2)将聚醚多元醇ep-3600325g和n330325g投入反应釜中，升温于95
±
5℃，真空度-0.01mpa条件下，脱水2h，至水分含量小于0.03％，降温至35
±
5℃后，先加入全部tdi200g、抗氧剂10g，紫外线吸收剂10g，升温至80
±
5℃条件下反应2.5h，再加入二苯基甲烷二异氰酸酯100g，80
±
5℃条件下反应2.5h，取样检测nco，合格后降温至60
±
5℃，再加入硅烷偶联剂30g，搅拌35min，装桶制得乙组分产品；
[0040]
(3)将甲、乙组分按照2.5：1配比，倒入预热至60℃的聚四氟乙烯磨具中，放置在60℃恒温箱内，60min后即可脱模，100℃熟化24h后用专用的机器将样块切割成2-3mm大小的颗粒，备用。
[0041]
(4)施工时，将此产品与聚氨酯胶水按照质量比为5：1混合搅拌均匀，拍成10mm的性能片，测试力学性能。
[0042]
实施例2
[0043]
(1)将聚醚多元醇n330150g、ep-3600150g投入反应釜，开动搅拌，搅拌状态下加入moca80g、dotp200g、600目滑石粉230g、氧化铁红130g，升温至95
±
5℃，真空脱水至0.4％，再依次加入增稠剂10g、泡沫稳定剂25g、催化剂5g、交联剂20g，搅拌30min，装桶制得甲组分产品。
[0044]
(2)将聚醚多元醇ep-3600300g和n330300g投入反应釜中，升温于95
±
5℃，真空度-0.01mpa条件下，脱水2h，至水分含量小于0.03％，降温至35
±
5℃后，先加入全部tdi233g、抗氧剂15g，紫外线吸收剂15g，升温至85
±
5℃条件下反应2.5h，再加入二苯基甲烷二异氰酸酯117g，85
±
5℃条件下反应2.5h，取样检测nco，合格后降温至60
±
5℃，再加入硅烷偶联剂20g，搅拌30min，装桶制得乙组分产品；
[0045]
(3)将甲、乙组分按照2.5：1配比，倒入预热至60℃的聚四氟乙烯磨具中，放置在60℃恒温箱内，60min后即可脱模，100℃熟化24h后用专用的机器将样块切割成2-3mm大小的颗粒，备用。
[0046]
(4)施工时，将此产品与聚氨酯胶水按照质量比为5：1混合搅拌均匀，拍成10mm的性能片，测试力学性能。
[0047]
实施例3
[0048]
(1)将聚醚多元醇n330175g、ep-3600175g投入反应釜，开动搅拌，搅拌状态下加入moca60g、dotp150g、600目滑石粉250g、氧化铁红140g，升温至95
±
5℃，真空脱水至0.05％以下，再依次加入增稠剂10g、泡沫稳定剂20g、催化剂10g、交联剂10g，搅拌40min，装桶制得甲组分产品。
[0049]
(2)将聚醚多元醇ep-3600275g和n330275g投入反应釜中，升温于95
±
5℃，真空度-0.01mpa条件下，脱水2h，至水分含量小于0.03％，降温至35
±
5℃后，先加入全部tdi266g、抗氧剂10g，紫外线吸收剂10g，升温至80
±
5℃条件下反应2.5h，再加入二苯基甲烷二异氰酸酯134g，80
±
5℃条件下反应2.5h，取样检测nco，合格后降温至60
±
5℃，再加入硅烷偶联剂30g，搅拌40min，装桶制得乙组分产品；
[0050]
(3)将甲、乙组分按照2.5：1配比，倒入预热至60℃的聚四氟乙烯磨具中，放置在60℃恒温箱内，60min后即可脱模，100℃熟化24h后用专用的机器将样块切割成2-3mm大小的颗粒，备用。
[0051]
(4)施工时，将此产品与聚氨酯胶水按照质量比为5：1混合搅拌均匀，拍成10mm的性能片，测试力学性能。
[0052]
将实施例1-3制得的产品与市场上购买的20％含胶量的epdm颗粒和30％含胶量的epdm颗粒进行物理性能测试，测试结果见表1。
[0053]
表1物理性能测试结果
[0054][0055]
由表1可以看出，相比于市面上的epdm颗粒和聚氨酯颗粒，本产品的密度具有明显优势，在保证力学性能的前提下，可以大大降低单平米颗粒和胶水的用量，大大节省了材料成本。且物理性能优优异，尤其是在透气型样块的冲击吸收上，相比epdm颗粒制成的成品性能高20％，场地更舒适。固体料满足新国标gb36246-2018要求。相较于epdm颗粒和聚氨酯塑胶颗粒，微孔型聚氨酯颗粒应用于球场和塑胶跑道底层或弹性从具有明显的优势，施工宽容度更好。
[0056]
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。