聚氨酯塑胶跑道胶粘剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化学胶粘剂技术领域，更具体的是涉及一种应用于塑胶跑道的环保型 聚氨酯胶粘剂及制备方法。
【背景技术】
[0002] 传统的塑胶跑道产品都是TDI型的，由于TDI的蒸气压较高（20°C约I. 33Pa)，对 人的呼吸系统有严重的刺激性，在塑胶跑道浆料的生产和施工过程中对人的健康造成了极 大的危害。而且在塑胶跑道使用过程中会慢慢释放出有害气体影响人的身体健康。1ST(国 际运动跑道技术协会）早在1994年针对"是用聚氨酯树脂铺设运动跑道"的问题提出"不 接受使用含单体TDI成分的聚氨酯系统的运动跑道"的建议。而MDI的蒸气压低（25°C约 1. 33X 10_3Pa)，对人的健康危害小。以MDI为基础的塑胶跑道符合环保要求。
[0003] 现已有MDI为基础的塑胶跑道，但存在着使用、施工存在着溶剂。随着国家对环保 要求的提高，对溶剂的排放量要逐渐限制，溶剂型胶粘剂的使用量要逐步减少。无溶剂复合 技术完全符合高效、环保、节能的要求，它有工艺流程简单，设备占地面积小，原料省，耗能 少，维修费用低，生产速度高等技术优势。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种环保，机械性能等综合 性能优异的聚氨酯塑胶跑道胶粘剂。
[0005] 本发明的另一目的是提供一种聚氨酯塑胶跑道胶粘剂的制备方法。
[0006] 本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种聚氨酯塑胶跑道胶粘剂， 其特征在于，它包括A组分和B组分，A组分是将二元醇、二元酸通过酯化反应得到特定聚 酯二元醇，然后与聚醚多元醇、扩链剂和MDI聚合得到含-NCO功能基团的聚氨酯预聚体；B 组分是将聚醚多元醇、小分子二醇、小分子胺、增塑剂、防老剂、催化剂、白炭黑搅拌均匀，然 后真空脱水得到的；A、B组分按一定比例搅拌均匀。
[0007] 作为上述方案的进一步说明，所述A组分的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇(分子 量3000)、聚氧化丙烯三醇(分子量3000)、聚四氢呋喃醚二醇(分子量3000)，扩链剂为乙二 醇，1. 4-丁二醇，三羟甲基丙烷、端羟基硅油。
[0008] 所述B组分的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇（分子量2000、分子量3000)、聚氧化 丙烯三醇(分子量3000);小分子二醇为乙二醇、1. 4-丁二醇中的一种；小分子胺为乙醇胺、 二乙醇胺、三乙醇胺中的一种；增塑剂为合成植物酯、柠檬酸酯类中的一种；防老剂为防老 剂264、4. 4-双（2. 2-二甲基苄基)二苯胺中的一种；催化剂为环保型催化剂INSTACURE168、 CTE229中的一种。
[0009] 所述制备的A组分和B组分搅拌时A组分中的-NCO与B组分的-OH的摩尔比为 0. 97~0. 99的比例混合。
[0010] 所述A组分的制备方法如下： toon] (I)将二元酸、乙二醇、催化剂，热稳定剂加入装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的 反应设备中，开始搅拌，逐步加入二元酸，温度升至120~130°C，使己二酸完全溶解；通氮 气保温回流〇. 8-1. 2h，使二元酸与二元醇相互作用，生成小分子聚酯；温度升至150°C反应 脱水，控制分馏头顶温100~102°C，出水后在3~4h内逐渐将体系内温度升高至240°C， 升温先慢后快；将物料温度升至240°C保温0. 8-1. 2h，开始真空脱水，使缩聚反应生成的水 分逸出，并除去反应中生成的小分子聚酯和少量未反应的物料，使反应继续向生成聚酯反 向进行；取样分析酸值和羟值，酸值小于2mgK0H/g，羟值为112~120mgK0H/g时分子量为 900-1100,即可停止反应，降温出料，得到聚酯二元醇；其中，二元酸为己二酸、壬二酸、癸二 酸的一种或几种，其中酸醇摩尔比为I :(1. 13~1. 2);
[0012] (2)将上述的聚酯二元醇、聚醚多元醇、扩链剂在100~IKTC下真空脱水0. 8-1. 2 小时，冷却到40~50°C，然后慢慢加入计量好的MDI，催化剂，在75~80°C反应至体系羟基 基本反应完全，即得到组分A ;其中聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四 氢呋喃醚二醇的一种或几种，扩链剂为乙二醇，1.4-丁二醇，三羟甲基丙烷，端羟基硅油一 种或几种。MDI与聚酯二元醇、聚醚多元醇、扩链剂的-NC0/-OH的摩尔比为3. 5~6:1，扩 链剂与多元醇的摩尔比为〇. 1~〇. 3:1，端羟基硅油的用量为预聚体的0. 5~1%，催化剂为 环保型催化剂 INSTACURE168、CTE229。
[0013] 其中，小分子二醇用量为B组分的0. 5~1%，小分子胺为B组分的0. 5~1%，增塑 剂用量为B组分的0. 5~1%，防老剂用量为B组分的0. 01~0. 1%，催化剂用量为B组分的 0. 03~0. 05%，白炭黑用量为B组分的0. 1~0. 5%。
[0014] 制备的A组分和B组分分别储存，使用时A组分中的-NCO与B组分的-OH的摩尔 比为0. 97~0. 99的比例混合。
[0015] 本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
[0016] 本发明制备方法简单，选用MDI，合成中没有引入溶剂，A、B组分不含溶剂，符合环 保，由于合成中引入有机硅，提高了胶粘剂的强度。
【具体实施方式】
[0017] 本发明一种聚氨酯塑胶跑道胶粘剂，它包括A组分和B组分，A组分是将二元醇、 二元酸通过酯化反应得到特定聚酯二元醇，然后与聚醚多元醇、扩链剂和MDI聚合得到 含-NCO功能基团的聚氨酯预聚体；B组分是将聚醚多元醇、小分子二醇、小分子胺、增塑剂、 防老剂、催化剂、白炭黑搅拌均匀，然后真空脱水得到的；A、B组分按一定比例搅拌均匀。其 中A组分的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇（分子量3000)、聚氧化丙烯三醇(分子量3000)、 聚四氢呋喃醚二醇(分子量3000)，扩链剂为乙二醇，1.4-丁二醇，三羟甲基丙烷、端羟基硅 油。B组分的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇(分子量2000、分子量3000)、聚氧化丙烯三醇 (分子量3000);小分子二醇为乙二醇、1.4-丁二醇中的一种；小分子胺为乙醇胺、二乙醇 胺、三乙醇胺中的一种；增塑剂为合成植物酯、柠檬酸酯类中的一种；防老剂为防老剂264、 4. 4-双（2. 2-二甲基苄基)二苯胺中的一种；催化剂为环保型催化剂INSTACURE168、CTE229 中的一种。制备的A组分和B组分搅拌时A组分中的-NCO与B组分的-OH的摩尔比为 0. 97~0. 99的比例混合。
[0018] 以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的详述。
[0019] 实施例1
[0020] 环保型双组份聚氨酯塑胶跑道胶粘剂的制备：
[0021] (1)制备A组分；
[0022] 在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的反应设备中，加入己二酸146. 14g，乙二醇 68. 32g，催化剂醋酸锑0. 008g，热稳定剂亚磷酸三苯酯0. 36g开始搅拌，温度升至120~ 130°C，使己二酸完全溶解。通氮气保温回流lh，使二元酸与二元醇相互作用，生成小分子聚 酯。温度升至150°C反应脱水，控制分馏头顶温100~102°C，出水后在3~4h内逐渐将体系 内温度升高至240°C，升温先慢后快。将物料温度升至240°C保温lh，开始真空脱水，使缩聚 反应生成的水分逸出，并除去反应中生成的小分子聚酯和少量未反应的物料，使反应继续 向生成聚酯反向进行。取样分析酸值和羟值，酸值小于2mgK0H/g，羟值为112~120mgK0H/ g，为反应终点。
[0023] 将上述的100g聚酯二元醇(羟值为115K0H/g)、200g聚氧化丙烯二醇(分子量 3000),2. 7g乙二醇，1.8g端羟基硅油，在100~IKTC下真空脱水1小时，冷却到40~ 50°C，然后慢慢加入220. 8gMDI，0. 15gINSTACURE168催化剂在75~80°C反应至体系羟基基 本反应完全，即得到组分A，密封保存。
[0024] (2)制备B组分；
[0025] 将100g聚氧化丙烯二醇(分子量3000)、46g聚氧化丙烯三醇(分子量3000)，I. 4g 乙二醇、0. 75g二乙醇胺、0. 74g乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC)增塑剂、0. 03g防老剂264防老 剂、0. 06g环保型催化剂INSTA⑶RE168、1. 56g白炭黑搅拌均匀，然后真空脱水，密封保存。
[0026] (3)使用时，100g取A组分和223gB组分混合均匀，备用。
[0027] 实施例2
[0028] 制备环保型双组份聚氨酯塑胶跑道胶粘剂的制备：
[0029] (1)制备A组分；
[0030] 在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的反应设备中，加入己二酸146.