一种耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料及制备方法与流程

本发明属于跑道材料，尤其涉及一种耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚氨酯材料凭借其优异性能在塑胶跑道行业大放异彩，聚氨酯发泡材料作为聚氨酯材料中重要一支，因较好的物理性能，加上能大大的降低成本，其在塑胶跑道行业的前景同样备受瞩目，行业内已有不少企业在摸索发泡材料在跑道上的使用工艺，技术条件。

2、如申请号为cn202111041750.x的本发明公开了一种新型聚氨酯发泡材料，包括按重量份数计的如下组分：聚醚多元醇80-120份，异氰酸酯30-60份，交联剂1-3份，发泡剂1-3份，表面活性剂5-10份，催化剂10-20份，功能助剂8-12份，水40-60份。本发明制造出的发泡材料具有泡孔分布均匀、弹性良好、柔软性好等优点。

3、理论上同样体系的聚氨酯材料，微发泡材料会更加耐磨，抗老化等性能更好，上述发明所公开的一种新型聚氨酯发泡材料，在配方中，水的配比较大，在反应中异氰酸酯(nco)与水，反应生成二氧化碳，产生大量的气泡，使得发泡不够紧密，虽然使得材料的弹性较好，但造成产品的耐磨性较差，使用耐久度不足。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料及制备方法，旨在解决现有技术中的聚氨酯跑道材料的耐磨性较差的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料，包括a组分和b组分，其中，所述a组分包括20～25重量份的聚酯多元醇、20～25重量份的聚醚多元醇、5～10重量份的粉体、1～3重量份的扩链剂、0.5～1重量份的催化剂、0.5～1重量份的光稳定剂328、0.5～1重量份紫外线吸收剂、0.1～0.5重量份的分散剂c-103、0.1～0.5重量份的匀泡剂l-1506、0.01～0.05重量份的水、3～8重量份的戊烷发泡剂，0.2～1重量份的抗氧化剂1010和0.5～1重量份的色浆；

3、所述b组分包括30～45重量份的聚醚多元醇和45～65重量份的异氰酸酯。

4、较佳地，所述聚酯多元醇为聚酯二元醇；所述聚酯二元醇的分子量选自1000g/mol、2000g/mol和4000g/mol中的一种或多种的混合物。

5、较佳地，所述聚醚多元醇为聚醚三元醇，所述聚醚三元醇的分子量选自3000g/mol、5000g/mol或其混合物。

6、较佳地，所述异氰酸酯为液化二苯基甲烷二异氰酸酯或/和改性二苯基甲烷二异氰酸酯。

7、较佳地，所述催化剂为叔胺类催化剂或/和有机金属类催化剂。

8、较佳地，所述粉体为滑石粉、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、纳米钙中的一种或数种的混合物。

9、较佳地，所述扩链剂为乙二醇(eg)、1,4-丁二醇(bdo)、4,4’-二氨基-3,3’二氯二苯甲烷(moca)、三羟甲基丙烷(tmp)的一种或其任意混合物。

10、较佳地，所述紫外线吸收剂为紫外吸收剂b2532或/和紫外吸收剂uv-196

11、较佳地，所述的耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料的制备方法，包括以下步骤：

12、制备a组分：按照配方分别称取各所述聚酯多元醇、所述聚醚多元醇、所述粉体、所述扩链剂、所述催化剂、所述光稳定剂328、所述紫外线吸收剂、所述分散剂c-103、所述匀泡剂l-1506、所述水、所述戊烷发泡剂、所述抗氧化剂1010和所述色浆；将其各组分加入到搅拌桶内，使用分散机以1000-2000转/分钟搅拌1-2h，搅拌均匀后加入一低压发泡机的a料缸中，控制所述a料缸温度为20～25℃,得到a组分；

13、制备b组分：分别按照配方称取所述b组分中的所述多元醇和所述异氰酸酯，投入反应釜中，升温至70～90℃，反应3～5h，滴定nco含量到理论值或接近理论值后，得到所述b组分。

14、较佳地，所述的耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料的制备方法，还包括以下步骤：

15、将得到的所述b组分加入所述发泡机的b料缸中，按照所述a组分与所述b组分1：0.4-1的比例调整所述a料缸和所述b料缸输出的物料流量，将所述a组分与所述b组分输送至所述发泡机的混合室中，充分搅拌均匀后，注入提前预热到40～50℃的模具中，固化后，取出，得到耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料。

16、聚氨酯的发泡原理是：1.异氰酸酯(nco)与聚醚多元醇中的羟基(oh)发生反应生成氨基甲酸酯，形成网络结构；2.异氰酸酯(nco)与水，反应生成二氧化碳，产生气泡，这两者结合，就产生了聚氨酯发泡材料。本发明所述的耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料在制备过程中上述两种反应同时进行，且组分中添加了所述戊烷发泡剂，当a组分和b组分混合搅拌反应产生大量的热量，使得低沸点的戊烷发泡剂挥发产生气体，在反应的过程中快速固化，没来得急逸出的二氧化碳气泡被封闭其中，形成大量蜂窝状空隙。

17、相较于传统的聚氨酯发泡技术，本发明采用自结皮发泡的工艺，a组分与b组分组成的反应混合物，其反应时内部温度较高，因受热使加入的物理发泡剂挥发，形成泡孔并充满蒸汽，若碰上低温的模具壁，因此热量被排出，而使蒸汽溶于聚氨酯中，靠近模具的泡孔发生破裂，高温的芯层膨胀压力将越来越多的物料向外膨胀，外层被压制成致密的表皮，直至输入与输出的热量平衡为止，因此产生了表皮与内芯泡沫一体的结构，增强了表面的耐磨性。

18、同时本配方减少水(发泡剂)的用量，增加物理发泡剂的用量，通过控制配方中水和发泡剂的用量来控制产品发泡倍率，达到微发泡的效果，从而使得本发明产品更加耐磨，同时兼顾了耐磨和冲击吸收性能；同时在配方中添加聚酯多元醇，聚酯多元醇比聚醚多元醇的极性更强，表现为拉力撕裂更强，因而聚酯含量的增加可以改善材料的物理性能和耐磨性。通过上述多种方法，增强了本发明耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料的耐磨性。

19、本发明实施例提供的一种耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料及其制备方法中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：

20、本发明的耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料采用自结皮发泡的工艺，减少水(发泡剂)的用量，增加物理发泡剂的用量来达到表皮更加致密的效果，使得发泡较小，达到微发泡的目的，从而更加耐磨，同时兼顾了耐磨和冲击吸收性能。在配方中添加聚酯多元醇，聚酯多元醇比聚醚多元醇的极性更强，表现为拉力撕裂更强，因而聚酯含量的增加可以改善材料的物理性能和耐磨性。通过上述两种方法，增强了本发明耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料的耐磨性。

21、本发明所述的耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料，配方中没有添加可挥发性溶剂，可以使得跑道更加天然环保，同时使用低压机灌注原料到模具内，一体成型，减少施工步骤。

技术特征：

1.一种耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料，其特征在于，包括a组分和b组分，其中，所述a组分包括20～25重量份的聚酯多元醇、20～25重量份的聚醚多元醇、5～10重量份的粉体、1～3重量份的扩链剂、0.5～1重量份的催化剂、0.5～1重量份的光稳定剂328、0.5～1重量份紫外线吸收剂、0.1～0.5重量份的分散剂c-103、0.1～0.5重量份的匀泡剂l-1506、0.01～0.05重量份的水、3～8重量份的戊烷发泡剂，0.2～1重量份的抗氧化剂1010和0.5～1重量份的色浆；

2.根据权利要求1所述的耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料，其特征在于，所述聚酯多元醇为聚酯二元醇；所述聚酯二元醇的分子量选自1000g/mol、2000g/mol和4000g/mol中的一种或多种混合物。

3.根据权利要求1所述的耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚醚三元醇，所述聚醚三元醇的分子量选自3000g/mol、5000g/mol或其混合物。

4.根据权利要求1所述的耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料，其特征在于，所述异氰酸酯为液化二苯基甲烷二异氰酸酯或/和改性二苯基甲烷二异氰酸酯。

5.根据权利要求1所述的耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料，其特征在于，所述催化剂为叔胺类催化剂或/和有机金属类催化剂。

6.根据权利要求1所述的耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料，其特征在于，所述粉体为滑石粉、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、纳米钙中的一种或数种的混合物。

7.根据权利要求1所述的耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料，其特征在于，所述扩链剂为乙二醇(eg)、1,4-丁二醇(bdo)、4,4’-二氨基-3,3’二氯二苯甲烷(moca)、三羟甲基丙烷(tmp)的一种或数种的混合物。

8.根据权利要求1所述的耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料，所述紫外线吸收剂为紫外吸收剂b2532或/和紫外吸收剂uv-196。

9.根据权利要求1-8任一项所述的耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9任一项所述的耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：

技术总结
本发明属于跑道材料技术领域，尤其涉及一种耐磨型聚氨酯微发泡跑道材料及其制备方法，包括A组分和B组分，其中，A组分包括20～25重量份的聚酯多元醇、20～25重量份的聚醚多元醇、5～10重量份的粉体、1～3重量份的扩链剂、0.5～1重量份的催化剂、0.1～0.5重量份的匀泡剂L‑1506、0.01～0.05重量份的水、3～8重量份的戊烷发泡剂，0.2～1重量份的抗氧化剂1010；B组分包括30～45重量份的聚醚多元醇和45～65重量份的异氰酸酯。本发明采用自结皮发泡的工艺，减少水的用量，增加物理发泡剂来达到表皮更加致密的效果，从而更加耐磨。同时在配方中添加聚酯多元醇，聚酯多元醇比聚醚多元醇的极性更强，表现为拉力撕裂更强，因而聚酯含量的增加可以改善材料的物理性能和耐磨性。

技术研发人员：张书申,文强,谢燕平
受保护的技术使用者：广东盛天体育股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13