环保型聚氨酯人造草坪铺装胶的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及胶粘剂技术领域，尤其是涉及一种用于人造草坪铺装的环保型聚氨酯 人造草坪铺装胶的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着当前国内基础设施建设发展步伐不断加快，人造草坪行业迎来了新的发展契 机。中国作为最大的人造草坪生产国，草坪行业的镑礴发展带动了胶粘剂的用量逐渐增大， 品种逐渐增多。
[0003] 环保型聚氨酯人造草坪铺装胶主要用于人造草坪的铺装。
[0004] 人造草坪诞生于上个世纪60年代的美国，它是以非生命的塑料化纤产品为原料 采用人工方法制作的拟草坪。它不像天然草坪一样需要消耗生长必需的肥料、水等资源，能 满足全天24小时高强度的运动需要，且养护简单、排水迅速、场地平整度优秀。目前人造草 坪已被广泛用于曲棍球、棒球、橄榄球的专用比赛场地，足球、网球、高尔夫球等运动的公众 练习场或作为地面铺装美化室内环境等。
[0005] 传统的溶剂型氯丁胶水在国内人造草坪铺装市场仍占据主导地位，但其存在粘结 强度低，耐老化尤其是耐水性能很差的缺点，并且由于含有大量的溶剂，对于铺装过程和后 期的使用过程都会对人体造成很大的危害，近期市场上频出毒跑道等事件就与使用此类似 月父水有关。
[0006] 环保型聚氨酯草坪铺装胶用于人造草坪的铺装，凭借其优异的环保性能，力学性 能，耐老化性能越来越受到客户的青睐，并开始应用于市场，逐步占领溶剂型氯丁胶水的原 有市场。环保型聚氨酯草坪铺装胶的优势主要有：力学性能高；耐老化性能优越；环保无气 味，对人体无害；生产效率高，耗能低等优势。
[0007] 现有技术中的环保型聚氨酯人造草坪铺装胶的缺点是：环保型聚氨酯草坪铺装胶 由于起步较晚，市场对其熟识还需要一定的时间，这包括对胶粘剂本身特性的了解和对施 工工艺的掌握。另一方面是其使用成本略高于传统的溶剂型氯丁胶水。
【发明内容】
[0008] 基于上述问题，本发明实施例的目的是提供一种环保型聚氨酯人造草坪铺装胶的 制备方法，制得一种适用于高端运动草的人造草坪铺装胶，凭借无溶剂环保的特性，优良的 使用工艺，粘结力和耐老化能力，逐步替代市场上现有的溶剂型胶水。
[0009] 本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
[0010] 本发明的环保型聚氨酯人造草坪铺装胶的制备方法，包括：
[0011] 制备第一组分：
[0012] 多种聚醚多元醇25~40%、小分子扩链剂1~3%、无机填料40~65%、色衆1~ 3%、黏附力促进剂0· 5~2%和催化剂0· 003~0· 01% ;
[0013] 将上述聚醚多元醇、小分子扩链剂、无机填料、黏附力促进剂、色浆和催化剂混合 均匀后，即制得该环保型聚氨酯人造草坪铺装胶的第一组分；
[0014] 制备第二组分：
[0015] 两官能聚醚多元醇10~20%、三官能度聚醚多元醇10~30%、改性异氰酸酯、二 苯基甲烷二异氰酸酯40~65 %和增塑剂5~15% ;
[0016] 不同官能度聚醚、改性异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、增塑剂在一定条件下合 成反应得到的端异氰酸酯的聚氨酯预聚体；
[0017] 复配：将上述制得的第一组分和第二组分按5 :1的质量比混合，即得到环保型聚 氨酯人造草坪铺装胶。
[0018] 从上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例的制备方法中通过搭配不 同种类的聚醚及小分子扩链剂，包括接枝聚醚这种有特种作用的聚醚，配合填料体系制得 环保的第一组分。聚醚与多种异氰酸酯反应合成的端异氰酸酯聚氨酯预聚体赋予固化剂良 好的强度和韧性。此聚氨酯人造草坪铺装胶完全环保，膏状易施工，固化速度快，粘结强度 好且富有韧性，长期浸泡等老化性能好，逐步替代目前市场占主导的溶剂型胶水。
【具体实施方式】
[0019] 为便于理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0020] 本发明的环保型聚氨酯人造草坪铺装胶的制备方法，其较佳的【具体实施方式】是：
[0021] 包括：
[0022] 制备第一组分：
[0023] 多种聚醚多元醇25~40%、小分子扩链剂1~3%、无机填料40~65%、色衆1~ 3%、黏附力促进剂0· 5~2%和催化剂0· 003~0· 01% ;
[0024] 将上述聚醚多元醇、小分子扩链剂、无机填料、黏附力促进剂、色浆和催化剂混合 均匀后，即制得该环保型聚氨酯人造草坪铺装胶的第一组分；
[0025] 制备第二组分：
[0026] 两官能聚醚多元醇10~20%、三官能度聚醚多元醇10~30%、改性异氰酸酯、二 苯基甲烷二异氰酸酯40~65 %和增塑剂5~15% ;
[0027] 将上述不同官能度的聚醚、改性异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、增塑剂合成反 应得到的端异氰酸酯的聚氨酯预聚体作为第二组分；
[0028] 复配：将上述制得的第一组分和第二组分按5 :1的质量比混合，即得到环保型聚 氨酯人造草坪铺装胶。
[0029] 所述制备第一组分步骤中，所用的三官能度聚醚多元醇的分子量为1000~5000 ;
[0030] 所用的三官能度接枝聚醚多元醇的分子量为3000~5000 ;
[0031] 所用的无机填料包括：400目沉淀法重质碳酸钙，800目沉淀法重质碳酸钙，纳米 碳
[0032] 酸妈，3A分子筛活化粉，比表面积为200m2/g的气相二氧化硅中任一种或任意几 种；
[0033] 所用的小分子量扩链剂包括：1，4 丁二醇、1，3丙二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙
[0034] 二醇中的任一种或任意几种；
[0035] 所用的黏附力促进剂为：γ -缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷；
[0036] 所用的催化剂包括：二月桂酸二丁基锡；
[0037] 所用的色浆为：聚醚及增塑剂处理的绿色色浆。
[0038] 所述制备第二组分步骤中，制备端异氰酸酯聚氨酯预聚体：
[0039] 制备端异氰酸酯聚氨酯预聚体的各原料按质量百分比计，包括：
[0040] 两官能聚醚多元醇10~20%、三官能度聚醚多元醇10~30%、改性异氰酸酯、二 苯基甲烷二异氰酸酯40~65 %和增塑剂5~15% ;
[0041] 两官能聚醚、三官能度聚醚多元醇、改性异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和增塑 剂加入到合成反应釜中，升温至75~85°C，冷凝回流，反应5小时，合成反应完成，制得端异 氰酸酯聚氨酯预聚体；
[0042] 所用的两官能度聚醚多元醇的分子量为1000~2000 ;
[0043] 所用的三官能度聚醚多元醇的分子量为3000~5000 ;
[0044] 所用的改性异氰酸酯的异氰酸酯含量为WANNATE 100HL，Lupranate MM103中的一 种；
[0045] 所用的二苯基甲烷二异氰酸酯为WANNATE MDI 100 ;
[0046] 所用的增塑剂为DINP，DIDP或Mesamoll中的一种。
[0047] 所述制备端异氰酸酯聚氨酯预聚体步骤还包括：
[0048] 待合成反应完成后取样，并通过测试取样的粘度、羟值来确认制得的聚氨酯预聚 体是否合格的步骤，若测试取样的异氰酸酯含量为10-12%、在25°C温度条件下的粘度为 1000~2000mPa · S，则确认制得合格的端异氰酸酯聚氨酯预聚体。
[0049] 所述制备第一组分中制得的第一组分为在25°C温度条件下粘度为100000~ 150000mPa · s的绿色匀质膏状物。
[0050] 实施例一
[0051] 本实施例一提供一种环保型聚氨酯人造草坪铺装胶的制备方法，制得一种适用于 高端运动草的人造草坪铺装胶，凭借无溶剂环保的特性，优良的使用工艺，粘结力和耐老化 能力，逐步替代市场上现有的溶剂型胶水。该制备方法具体包括：
[0052] 制备第一组分，按下述配比取各原料：
[0053] 原料 配比（质量份） 聚醚三元醇（分子量为1000 ) 25 接枝聚醚三元醇（分子量为5000 ) 12 1，4丁二醇 1 γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷 0.6 400目重质碳酸钙 50 纳米碳酸钙 丨〇 气相二氧化硅 0.2 绿色色浆 _1 二月桂酸二丁基锡 0.005
[0054] 第一组分的制备方法：将25质量份的三官能度聚醚、12质量份的三官能度接枝聚 醚、1质量份的1，4 丁二醇、50质量份的400目重质碳酸钙、10质量份的纳米碳酸钙、0. 2质 量份的气相二氧化硅、〇. 6质量份的γ -缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、1质量份的绿色色 浆、0. 005质量份的二月桂酸二丁基锡混合均匀后，即制得粘度为120000mPa · s (25°C温度 条件下）的该环保型聚氨酯人造草坪铺装胶的第一组分；
[0055] 制备第二组分，按下述配比取各原料：
[0056] 按下述配比取原料：
[0057] 原料 配比（质量份） 聚醚二元醇（分子量为1000 ) 15 聚醚三元醇（分子量为4800 ) 10 聚醚三元醇（分子量为3500 ) 15 改性异氰酸酯WANKATE MDl-1OOHL 23,5 二苯基甲烷二异氰酸酯 16.5 Mcsamol! IQ
[0058] 将15质量份的聚醚二元醇，10质量份的聚醚三元醇（分子量为4800)，15质量份 的聚醚三元醇（分子量为3500)和10质量份的Mesamoll加入到合成反应爸中，升温度至 50°C，关闭加热，将16. 5质量份的二苯基甲烷二异氰酸酯和23. 5质量份的改性异氰酸酯 WANNATE MDI-100HL迅速加入到合成反应釜中，保持温度80°C，冷凝回流反应5小时，测得 反应产物的粘度为1500mPa ·8(25Γ温度条件下），异氰酸酯含量为11. 5%，合成反应完成， 制得端异氰酸酯聚氨酯预聚体；
[0059] 复配：将上述制得的第一组分和第二组分按5 :1质量比混合，制得一种适用于高 端运动草的人造草坪铺装胶，凭借无溶剂环保的特性，优良的使用工艺，粘结力和耐老化能 力，逐步替代市场上现有的溶剂型胶水。
[0060] 实施例二