一种环保型轻质弹性层聚氨酯材料及制备方法与流程

本发明属于跑道材料，尤其涉及一种环保型轻质弹性层聚氨酯材料及其制备方法。

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cn200610045089.9的发明专利公开了一种环保型聚氨酯组合料及制备和使用方法，由a组分和b组份组成，其中a组份包括基础组分和有机铋催化剂，所述基础组分由聚醚多元醇、填料、交联剂、增塑剂、颜料、抗老化剂和紫外线吸收剂组成；b组份由二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)和聚醚多元醇组成。施工时，将a、b两组份按照重量比2～5：1的比例混合均匀后，铺装，固化即可。本发明提供了一种不论是在施工中，还是在使用中，都不含tdi，moca，dop，重金属催化剂等有毒物质，都不会对人产生危害的环保型聚氨酯铺装材料，用本体系制作的跑道各项指标均优于国标，特别适用于室内运动场地的铺设。

3、上述公开了一种环保型聚氨酯组合料在环保角度进行了一定得配方改进，没有使用具有moca，邻苯类增塑剂，铅类催化剂等有毒有害物质，危害人的身体健康，但是在轻质化方面并未进行改进，同等厚度，材料用量更多，使得上述环保型聚氨酯组合料成本较高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种环保型轻质弹性层聚氨酯材料及制备方法，旨在解决现有技术中的成本较高、不够轻质化以及不够环保的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供的一种环保型轻质弹性层聚氨酯材料，由a组分和b组分组成，其中a组分包括以下原料：50～70重量份的聚醚多元醇、15～25重量份的异氰酸酯、10～20重量份的环保稀释剂；

3、其中b组分包括以下原料：8～15重量份的聚醚多元醇、20～30重量份的环保稀释剂、45～60的填料、1～2重量份的二甲硫基甲苯二胺(dmtda)、1～2重量份颜料、0.1～0.5重量份的byk-110分散剂、0.3～0.5重量份的聚氨酯匀泡剂、0.05～0.1重量份的反应抑制剂、0.5～1重量份的光稳定剂、0.5～1重量份紫外线吸收剂、0.5～1重量份抗氧化剂。

4、可选地，所述聚醚多元醇为聚醚二元醇，聚醚三元醇或其混合物；所述聚醚二元醇的分子量选自400g/mol、1000g/mol和2000g/mol中的一种或多种的混合物，所述聚醚三元醇的分子量选自3000g/mol、5000g/mol或其混合物。

5、具体地，所述聚醚多元醇为聚醚二元醇和聚醚三元醇的混合物，聚醚二元醇：三元醇比例＝2:3。

6、可选地，所述反应抑制剂为磷酸、草酸和苯甲酰氯中的一种或任意种混合物。

7、可选地，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。

8、可选地，所述的环保稀释剂为长链氯化石蜡、合成植物酯、柠檬酸酯或环氧大豆油中的一种或数种的混合物。

9、可选地，所述填料为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、改性碳酸钙、煅烧高岭土、硅微粉、滑石粉、钛白粉中的一种或数种的混合物。

10、可选地，所述颜料为酞菁绿，铁红、大红、酞菁蓝、铁绿、铁黄中的一种或数种的混合物。

11、可选地，所述紫外线吸收剂为紫外吸收剂uv-326或/和紫外吸收剂uv-196。

12、可选地，所述的环保型轻质弹性层聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

13、(1)制备所述a组分：按照配方分别称取所述聚醚多元醇、所述异氰酸酯和所述环保稀释剂，将所述聚醚多元醇和所述环保稀释剂按比例加入反应釜中；将所述反应釜升温至110～130℃；将所述反应釜抽气至-0.1mpa真空状态，除水1～3h，监测水份少于300ppm时，将所述反应釜温度降至70～80℃；向所述反应釜中投入所述异氰酸酯，在70～80℃反应1～3h，出料，得到a组分。

14、(2)制备所述b组分：按照配方分别称取所述聚醚多元醇、所述环保稀释剂、所述二甲硫基甲苯二胺(dmtda)、所述填料、所述byk-110分散剂、所述聚氨酯匀泡剂、所述反应抑制剂、所述光稳定剂、紫外吸收剂、抗氧化剂；将所述聚醚多元醇、所述环保稀释剂、所述二甲硫基甲苯二胺(dmtda)和所述byk-110分散剂按比例加入所述反应釜中，将所述反应釜升温至60～80℃；向所述反应釜中加入所述填料、所述颜料、所述聚氨酯匀泡剂、所述反应抑制剂后和所述光稳定剂，将所述反应釜温度升至90～110℃，监控水份达到1000-2000ppm，即可出料，得到b组分。

15、所述的环保型轻质弹性层聚氨酯材料的施工方法，其特征在于，在施工时，将a、b两组份按照重量比2-6：1的比例混合均匀后，铺装，固化。

16、本发明配方加入反应抑制剂，可以控制反应的速度，使得发泡更加均匀，加入聚氨酯匀泡剂能够增加各组分的溶性，可以起到稳定泡沫和调节泡孔的作用，配合低用量发泡剂(水)的使用，可以达到一个微发泡的目的，使得拼装预制型聚氨酯微发泡跑道材料更加耐磨，耐久性较好。

17、同时本发明材料用量0.8-1.1kg/mm，市面其他产品正常材料用量为1.5-1.6kg/mm。同样面积和厚度，使用材料更少，轻质化效果明显，同理，使用周期之后，废弃物处理量也会同样减少，有利于生态保护。

18、本发明实施例提供的一种环保型轻质弹性层聚氨酯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：本发明的环保型轻质弹性层聚氨酯材料采用微孔发泡技术，同等条件下，材料使用量大大减少，降低了生产的成本，降低成本的同时，其物理性能还满足新国标的要求，同时微发泡技术会使得跑道材料更加耐磨，耐久性较好。

19、在环保方面，本发明使用环保扩链剂二甲硫基甲苯二胺(dmtda)替代传统的二邻氯二苯胺甲烷(moca)，没有使用增塑剂、重金属催化剂和和甲苯二异氰酸酯(tdi)等有毒有害物质。

技术特征：

1.一种环保型轻质弹性层聚氨酯材料，其特征在于，由a组分和b组分组成，其中a组分包括以下原料：50～70重量份的聚醚多元醇、15～25重量份的异氰酸酯、10～20重量份的环保稀释剂；

2.根据权利要求1所述的环保型轻质弹性层聚氨酯材料，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚醚二元醇，聚醚三元醇或其混合物；所述聚醚二元醇的分子量选自400g/mol、1000g/mol和2000g/mol中的一种或多种的混合物，所述聚醚三元醇的分子量选自3000g/mol、5000g/mol或其混合物。

3.根据权利要求1所述的环保型轻质弹性层聚氨酯材料，所述反应抑制剂为磷酸、草酸和苯甲酰氯中的一种或任意种混合物。

4.根据权利要求1所述的环保型轻质弹性层聚氨酯材料，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所述的环保型轻质弹性层聚氨酯材料，所述的环保稀释剂为长链氯化石蜡、合成植物酯、柠檬酸酯或环氧大豆油中的一种或数种的混合物。

6.根据权利要求1所述的环保型轻质弹性层聚氨酯材料，其特征在于，所述填料为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、改性碳酸钙、煅烧高岭土、硅微粉、滑石粉、钛白粉中的一种或数种的混合物。

7.根据权利要求1所述的环保型轻质弹性层聚氨酯材料，其特征在于，所述颜料为酞菁绿，铁红、大红、酞菁蓝、铁绿、铁黄中的一种或数种的混合物。

8.根据权利要求1所述的环保型轻质弹性层聚氨酯材料，其特征在于，所述紫外线吸收剂为紫外吸收剂uv-326或/和紫外吸收剂uv-196。

9.根据权利要求1-8任一项所述的环保型轻质弹性层聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的环保型轻质弹性层聚氨酯材料的施工方法，其特征在于，在施工时，将a、b两组份按照重量比2～6：1的比例混合均匀后，铺装，固化。

技术总结
本发明属于跑道材料技术领域，尤其涉及一种环保型轻质弹性层聚氨酯材料及其制备方法，由A组分和B组分组成，其50～70重量份的聚醚多元醇、15～25重量份的异氰酸酯、10～20重量份的环保稀释剂；其中B组分包括以下原料：8～15重量份的聚醚多元醇、20～30重量份的环保稀释剂、45～60的填料、1～2重量份的二甲硫基甲苯二胺、0.1～0.5重量份的BYK‑110分散剂、0.3～0.5重量份的聚氨酯匀泡剂、0.05～0.1重量份的反应抑制剂、0.5～1重量份的光稳定剂、0.5～1重量份紫外线吸收剂、0.5～1重量份抗氧化剂。采用微孔发泡技术，同等条件下，材料使用量大大减少，降低了生产的成本，其物理性能还满足新国标的要求。在环保方面，本发明没有使用MOCA、增塑剂、重金属催化剂和TDI等毒性物质。

技术研发人员：张书申,危印松,熊平凡
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：2024/1/14