一种耐候性优异的聚氨酯塑胶跑道喷面材料的制作方法

本发明涉及塑胶跑道喷面材料制备，具体为一种耐候性优异的聚氨酯塑胶跑道喷面材料。

背景技术：

1、聚氨酯塑胶跑道的主体结构从下到上一般分为基础防护层、弹性层和面层三个部分。基础防护层一般根据场地地基基础来选择，水泥基础一般选用聚氨酯防水底涂，沥青基础则选用丙烯酸封底乳液，以隔绝地面基础对聚氨酯塑胶跑道施工及后期粘接不牢固等影响。弹性层根据材料使用的差异一般为可分为全塑型、混合型和透气性。全塑型是弹性层整体采用聚氨酯塑胶材料，摊铺固化后制成；混合型是弹性层采用聚氨酯塑胶材料与pu颗粒或epdm颗粒混合，摊铺固化后制成；透气性是弹性层采用epdm颗粒与聚氨酯胶水混合后，摊铺固化后制成。跑道面层一般分为普通喷面和自结纹，普通喷面一般是由聚氨酯喷面材料与epdm颗粒混合后，用喷涂机在弹性层上喷涂固化后制成；自结纹则是由甲组材料与膏状乙组材料混合均匀后，使用专用设备喷涂固化后制成。

2、由于普通喷面相较于自结纹面层有着更低的施工难度以及更低的成本，现在国内聚氨酯塑胶跑道的场地大部分都是采用普通喷面。然而无论是普通喷面还是自结纹面层，作为塑胶跑道直接与自然环境接触的部分，在使用一段时间后均会出现不同程度的颜色变深、粉化、掉色、力学性能下降等问题。而主要原因则是聚氨酯材料自身耐候性差，受自然环境影响发生老化导致的，主要影响因素是紫外线、热、氧等。聚氨酯材料在经过290～400nm波长的光照后，带有苯环的异氰酸酯中的亚甲基发生氧化，生成不稳定的氢过氧化物，进而生成发色基团醌-酰亚胺结构，进一步氧化后生成二醌-酰亚胺结构，从而使得材料颜色变深。不仅如此，在吸收一定波长的光照后，会造成氨基甲酸酯键的断裂，进而导致聚氨酯材料出现力学性能下降等问题。聚醚型聚氨酯材料耐热氧老化的性能也较差，其热氧降解过程是通过自由基反应进行的：在受热条件下，聚醚型聚氨酯中醚键的α碳上会激发一个氢原子形成仲碳自由基，与氧结合生成过氧化物自由基，然后生成氢过氧化物，氢过氧化物分解成氧化物自由基和羟基自由基，氧化物自由基可进一步分布成烷基自由基、烷氧自由基以及其他链段，从而也使得链段发生断裂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐候性优异的聚氨酯塑胶跑道喷面材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐候性优异的聚氨酯塑胶跑道喷面材料,喷面材料由以下质量份的原材料组成：聚醚多元醇20-30份、异氰酸酯3-5份、增塑剂20-25份、无机填料25-35份、钛白粉5-10份、抗紫抗氧助剂0.5-1份、颜料1-2份、潜固化剂1份、催化剂0.05-0.15份、有机溶剂3-4份。

3、优选的，制备方法包括以下步骤：

4、a、将聚醚多元醇、增塑剂先投入到反应釜当中，将其升温到70℃-80℃，然后将无机填料、抗紫抗氧助剂、钛白粉和颜料投入到反应釜当中持续搅拌；

5、b、将经过步骤a处理的釜内混合料升温至100-110℃，在真空负压条件对混合料进行1-2小时脱水处理，然后降温；

6、c、向经过步骤b处理的釜内加入异氰酸酯，搅拌反应2-3小时，然后降温；

7、d、向经过步骤c处理的釜内加入催化剂、有机溶剂，搅拌反应0.5小时，然后即可放料包装储存。

8、优选的，所述的聚醚多元醇为：分子量为1000-2000的聚氧化丙烯二醇和分子量为5000-5500的聚氧化丙烯三醇的搭配使用。

9、优选的，所述的异氰酸酯为：2,4-甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。

10、优选的，所述的增塑剂为：长链环保氯化石蜡和氯代棕榈油脂肪酸甲酯中的一种或两种搭配；所述的无机填料为：滑石粉、高岭土、钙粉中的一种或多种搭配。

11、优选的，所述的钛白粉为：锐钛型钛白粉和金红石型钛白粉中的一种或两种。

12、优选的，所述的颜料为：氧化铁红、偶氮类有机颜料。

13、优选的，所述的抗紫抗氧助剂为：抗氧剂1010、紫外线吸收剂uv-328、光稳定剂770三种助剂的搭配使用。

14、优选的，所述的催化剂为：异辛酸锌、异辛酸铋、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的一种或多种；所述的潜固化剂为：噁唑烷类潜固化剂、亚胺类潜固化剂中的一种；所述的有机溶剂为：乙酸乙酯、碳酸二甲酯、乙酸丁酯中的一种或多种。

15、优选的，所述步骤b中所述的，真空负压的数值应在－0.095-－0.1mpa，最后将体系降至的温度为80-85℃；步骤c中所述的，将体系降至的温度为60-70℃。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明引入多种抗紫抗氧助剂搭配使用，可以直接消耗一部分紫外光照，还可以吸收紫外光照及热氧降解过程中产生的自由基；钛白粉则可以提供一定的遮光度及颜料附着力；氧化铁红或偶氮类有机颜料的添加对聚氨酯材料的热氧稳定性有一定的提高。多种技术手段的综合应用，使得本发明制备的聚氨酯喷面材料在耐候性上有了极大提高，具备了颜色保持时间长、力学性能衰减慢、使用年限长等多个特点；另外，常见的跑道喷面材料大多为双组分聚氨酯材料，在施工过程中需要进行甲组乙组料复配，施工便利性低，且容易出现复配比例出错进而导致材料固化不完全或固化后性能不好等问题。本发明制备的跑道喷面材料为单组份聚氨酯材料，施工过程中直接与颗粒搅拌喷涂固化即可，无需组分复配及外加催化剂，施工便利性高，且不会发生后期固化不好等问题。

技术特征：

1.一种耐候性优异的聚氨酯塑胶跑道喷面材料,其特征在于：喷面材料由以下质量份的原材料组成：聚醚多元醇20-30份、异氰酸酯3-5份、增塑剂20-25份、无机填料25-35份、钛白粉5-10份、抗紫抗氧助剂0.5-1份、颜料1-2份、潜固化剂1份、催化剂0.05-0.15份、有机溶剂3-4份。

2.实现权利要求1所述的一种聚氨酯塑胶跑道喷面材料的制备方法，其特征在于：制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯塑胶跑道喷面材料，其特征在于：所述的聚醚多元醇为：分子量为1000-2000的聚氧化丙烯二醇和分子量为5000-5500的聚氧化丙烯三醇的搭配使用。

4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯塑胶跑道喷面材料，其特征在于：所述的异氰酸酯为：2,4-甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯塑胶跑道喷面材料，其特征在于：所述的增塑剂为：长链环保氯化石蜡和氯代棕榈油脂肪酸甲酯中的一种或两种搭配；所述的无机填料为：滑石粉、高岭土、钙粉中的一种或多种搭配。

6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯塑胶跑道喷面材料，其特征在于：所述的钛白粉为：锐钛型钛白粉和金红石型钛白粉中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的一种聚氨酯塑胶跑道喷面材料，其特征在于：所述的颜料为：氧化铁红、偶氮类有机颜料。

8.根据权利要求1所述的一种聚氨酯塑胶跑道喷面材料，其特征在于：所述的抗紫抗氧助剂为：抗氧剂1010、紫外线吸收剂uv-328、光稳定剂770三种助剂的搭配使用。

9.根据权利要求1所述的一种聚氨酯塑胶跑道喷面材料，其特征在于：所述的催化剂为：异辛酸锌、异辛酸铋、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的一种或多种；所述的潜固化剂为：噁唑烷类潜固化剂、亚胺类潜固化剂中的一种；所述的有机溶剂为：乙酸乙酯、碳酸二甲酯、乙酸丁酯中的一种或多种。

10.根据权利要求2所述的一种聚氨酯塑胶跑道喷面材料的制备方法，其特征在于：所述步骤b中所述的，真空负压的数值应在－0.095-－0.1mpa，最后将体系降至的温度为80-85℃；步骤c中所述的，将体系降至的温度为60-70℃。

技术总结
本发明公开了一种耐候性优异的聚氨酯塑胶跑道喷面材料，喷面材料由以下质量份的原材料组成：聚醚多元醇20‑30份、异氰酸酯3‑5份、增塑剂20‑25份、无机填料25‑35份、钛白粉5‑10份、抗紫抗氧助剂0.5‑1份、颜料1‑2份、潜固化剂1份、催化剂0.05‑0.15份、有机溶剂3‑4份。本发明通过在体系内加入钛白粉、可使聚氨酯稳定化的颜料、以及抗紫抗氧类助剂搭配使用多种技术手段，改善了聚氨酯材料耐紫外老化、耐热氧老化性能差等耐候性差的问题，使本发明制备的聚氨酯塑胶跑道喷面材料具备了颜色保持时间长、力学性能衰减慢、使用年限长等优点。

技术研发人员：王玄阳,王玉磊
受保护的技术使用者：河南新旭体育设施有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13