一种耐磨环保型聚氨酯体育场地材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及体育技术领域，具体的说是一种耐磨环保型聚氨酯体育场地材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]自1968年在墨西哥举行的第19届奥运会上使用聚氨酯跑道一俩，从而打开了聚氨酯材料在体育场地使用的新局面，聚氨酯塑胶运动场地在全世界得到空前的普及。随着我国全民健身运动的开展，聚氨酯塑胶跑道正在呈蓬勃发展趋势。
[0003]传统的聚氨酯铺地材料产品都是甲苯二异氰酸酯(TDI)型的，由于TDI聚氨酯跑道内含有的重金属物质，会在使用过程中氧化污染环境。如铅经氧化后变成氧化铅，以粉尘的形式影响人的健康。铅多积聚在离地面约I m的大气中，处于儿童的呼吸带，对健康的影响较大。TDI聚氨酯组分中还含有多种催化剂(含铅、汞、锡)、二元胺类扩链剂、有机分子增塑剂、溶剂、橡胶配合剂和双苯溶剂等有毒有害化学物质。游离的TDI可以在几年内挥发掉，但材料内有毒有害化学物质对人体的侵害，以及对环境造成的不良影响。因此，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】
[0004]本发明所解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种耐磨环保型聚氨酯体育场地材料的制备方法。具体的说是一种耐磨环保型聚氨酯体育场地材料，用以克服由于传统体育场地铺装材料中使用TDl和MOCA所带来的对人体的伤害和不安全隐患，同时提供一种环保、耐磨，低毒、无害、低成本、高性能的聚氨酯体育场地材料。
[0005]本发明为实现上述目的所采用的技术方案为:一种耐磨环保型聚氨酯体育场地材料，其特征在于:原材料由弹性体A组分和B组分混合而成，其中，弹性体A组分由二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚二元醇组成组分由聚醚三元醇、聚醚二元醇、交联剂、增塑剂、环氧树脂、丙烯酸、硅溶胶，晶须、氧化铝、颜料组成，弹性体A组分中各组分的重量比为:二苯基甲烷二异氰酸酯28%-47%、聚醚二元醇53%-72% ；B组分中各组分的重量比依次为:聚醚三元醇15%-25%、聚醚二元醇10%-12%、交联剂0.5%-2%、增塑剂9%_13%、油性引发剂0.4%-0.7%、环氧树脂15%-28%、丙烯酸酯6.3%-14%、硅溶胶5%_8%，晶须8%_10%、氧化铝7%_10%、颜料2%-2.4%。其中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(即MDI3051)或2，4，- 二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种；所述的聚醚三元醇为丙三醇聚氧丙烯醚，分子量为3000;所述的聚醚二元醇为丙二醇聚氧丙烯醚，分子量为400?2000;所述的交联剂为三羟基甲烷；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；所述的油性引发剂为过氧化苯甲酰；所述的环氧树脂为双酚A型与双酚F型按质量比3:1混合而成；所述的丙烯酸酯为丙烯酸酯单体；所述的硅溶胶为为硅溶胶微粒；所述的晶须为CaSO4晶须；所述的氧化铝为40nm，纯度为98% ;所述的颜料为铁红或柠檬黄_酞菁绿混合体。
[0006]本发明的种耐磨环保型聚氨酯体育场地材料的制备方法: 步骤一、弹性A组分制备:按重量百分比取聚醚二元醇53-72%加入反应釜中，于70-85?下搅拌，进行抽真空脱水脱气处理1-2.5h小时后，冷却至40-60°C，缓慢加入二苯基甲烷二异氰酸酯28-47%，并于70-90°C下反应2.5小时，冷却至室温备用；
步骤二、B组分的制备:按重量百分比取聚醚三元醇15%-25%、聚醚二元醇10%-12%加入到反应釜中，于70-90°C下搅拌，进行抽真空脱水脱气处理1-2.5h小时后，再加入交联剂0.5%-2%、增塑剂9%-13%、油性引发剂0.4%-0.7%、环氧树脂15%_28%、丙烯酸酯6.3%_14%、硅溶胶5%-8%，晶须8%-10%、氧化铝7%-10%、颜料2%-2.4%，搅拌混合均匀，备用；
步骤三、将步骤一制得的弹性A组分与步骤二制得的B组分按照重量比1:2进行混合，搅拌聚合，待固化后，即得到耐磨环保型聚氨酯体育场地材料。
[0007]本发明中，环氧树脂是由双酚A型与双酚F型按质量比3:1混合而成。
[0008]有益效果:
1、耐磨、耐油、耐腐蚀、韧性好；
2、保光保色以及户外耐久性好；
3、延长其使用寿命，并降低了生产成本；
4、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，无污染，保护环境。
[0009]5、本发明中，环氧树脂是由双酚A型与双酚F型按质量比3:1混合而成，与预聚体聚氨酯反应形成聚氨酯-环氧树脂互穿网络聚合物，同时提高复合材料的韧性。
[0010]6、可将丙烯酸酯单体、油性引发剂溶胀到聚氨酯预聚物中，并在体系中聚合，形成分步互穿网络聚合物，研宄表明，二者官能团之间的物理相互作用有利于弹性模量的提高，并且随着官能团数量的增大，产物表现出典型的高聚物性能，使复合材料具有环保、耐磨、耐油、耐腐蚀、韧性好，同时还具有保光保色以及户外耐久性好等特点。再者，在体系中加入硅溶胶微粒，可以打打改善材料的力学性能和热学性能，同时还发现硅溶胶微粒的加入对制备过程中的组份混合、产物的拉伸性能的提高以及产品的最终互穿形态均有利。
[0011]7、CaSO4晶须和纳米氧化铝，由于其尺寸所提供的纳米效应，使其具有高的表面能，可以提高复合材料的力学性能。
【具体实施方式】
[0012]实施例1
步骤一:弹性A组分制备:将基于弹性A组分的47%、分子量为2000聚醚二元醇加入反应釜中，于70-85°C下搅拌，进行抽真空脱水脱气处理1-2.5h小时后，冷却至40-60°C，缓慢加入53% 二苯基甲烷二异氰酸酯，并于75-90°C下反应2.5小时，冷却至室温备用；步骤二: B组分的制备:将2 O %聚醚三元醇、11 %聚醚二元醇加入到反应釜中，于70-90°C下搅拌，进行抽真空脱水脱气处理1-2.5h小时后，再加入0.6%交联剂、9%增塑剂、0.4%油性引发剂、15%环氧树脂、14%丙烯酸酯、8%硅溶胶微粒，10% CaSO4晶须、10%氧化铝、2%