[發(fā)明專利]體育運動場用納米環(huán)保型聚氨酯鋪面材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710056827.4
• 申請日: 2007-02-15
• 公開（公告）號: CN101245184A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張躍
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市景鴻體育設(shè)施技術(shù)有限公司
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08K5/10;E01C13/06;C08L21/00;C08K3/26;C08K3/36
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司
• 代理人: 李鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種體育運動場用鋪面材料。特別是涉及一種不含高毒性的甲苯二異氰酸酯，利用納米材料改性聚氨酯彈性體性能，以低毒、高活性MDI為原材料的環(huán)保型的體育運動場用納米環(huán)保型聚氨酯鋪面材料及其制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代化體育運動場的田徑跑道和籃、排球等比賽場地鋪面材料所采用的聚氨酯彈性體由于聚具有優(yōu)良的耐候性、耐壓性、耐沖擊性、彈性適宜、運動安全性能優(yōu)良、防滑、色彩美觀、并且不受氣候條件影響等優(yōu)點，深受大眾歡迎。

但是長期以來，在其原料中含有甲苯二異氰酸酯(TDI)，而TDI與空氣能形成爆炸性混合物，加熱分解放出有毒氣體，易與蛋白質(zhì)結(jié)合，吸入高濃度的TDI蒸汽會引起支氣管炎、肺炎和肺水腫；長時間接觸后，會引起肝臟病變，接觸液體可導致皮膚及眼睛永久性損傷。其LD50(口入半數(shù)致死量)為5.8g/kg，TLV(毒性反應(yīng)最低極限值)為0.14mg/m3，在車間空氣中最高容許濃度0.2mg/m3(衛(wèi)生部頒標準TJ36-79)。

納米粒子是一種介于固體和分子間的亞穩(wěn)中間態(tài)物質(zhì)。由于它的顆粒尺寸很小，表面積和體積比例隨之增大。因此，在磁性、光學性、電波吸收、化學活性、內(nèi)壓等方面呈現(xiàn)出多種多樣的優(yōu)異特性。納米粒子最主要的特性為表面效應(yīng)和體積效應(yīng)。表面效應(yīng)是指納米粒子表面原子和總原子數(shù)之比隨粒徑的變小而急劇增大后所引起的性質(zhì)上變化。體積效應(yīng)是指當納米粒子的尺寸與傳導電子的德布羅意波長相當或更小時，周期性的邊界條件將被其破壞，磁性、內(nèi)壓、光吸收、熱阻、化學活性、催化性及熔點等都較普通粒子發(fā)生了很大變化。采用少量一維納米尺寸的層狀無機組分改性聚合物，可以使聚合物的剛性、強度明顯提高，而材料比重和透明性與聚合物相比基本不變，同時還可大幅度提高聚合物的熱穩(wěn)定性、阻燃性及阻隔性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種不含高毒性的甲苯二異氰酸酯，利用納米材料改性聚氨酯彈性體性能，以低毒、高活性MDI為原材料的環(huán)保型的體育運動場用納米環(huán)保型聚氨酯鋪面材料及其制備方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種體育運動場用納米環(huán)保型聚氨酯鋪面材料及其制備方法，其中，聚氨酯鋪面材料是由甲組份、乙組份、黑橡膠粒和催化劑組成；甲組份的組成按重量百分比為：二異氰酸酯20-50％、聚醚多元醇40-70％、納米添加劑5-25％；乙組份的組成按重量百分比為：聚醚多元醇20-40％、加工助劑5-25％、納米添加劑0.1-5％、填料40-70％、顏料0.1-2.0％、紫外線吸收劑0.01-0.1％、抗老化劑0.01-0.1％；其中，甲組份與乙組份的重量比為1∶3～5，黑橡膠粒為甲組份和乙組份重量總合的20％，催化劑為甲組份和乙組份重量總合的0.15％。

所述的二異氰酸酯為：2，4，二苯基甲烷二異氰酸酯、4，4，二苯基甲烷二異氰酸酯、液化MDI中的一種或多種。

所述的聚醚多元醇為：聚醚二元醇和聚醚三元醇中的一種或兩種。

所述的納米添加劑為：納米碳酸鈣和納米碳酸鎂中的一種或兩種。

所述的加工助劑為：氯化石蠟、硬酸酯、臨苯二甲酸二丁酯、臨苯二甲酸二辛酯中的一種或多種。

所述的填料為：陶土、滑石粉、白炭黑、碳酸鈣、高嶺土中的一種或多種。

所述的紫外線吸收劑為：二苯甲酮和2-羥基-4-氧基二苯甲酮的一種或兩種。

所述的抗老化劑為：季戊四醇酯和3，5-二叔丁基-4-羥基苯丙酸十八酯中的一種或兩種。

所述的顏料為：氧化鐵紅、酞箐綠G、鐵黃、漢沙黃中的一種或多種。

其制備方法是由如下步驟完成：

第一步：制備甲組份

1)取聚醚多元醇40-70％，加入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，升溫至80-100℃，打開真空泵脫水1小時；脫水完畢，停止抽空，降溫至40℃以下，取樣化驗，達到水分含量小于0.05％；

2)加入二異氰酸酯20-50％和納米添加劑5-25％，保溫30分鐘，然后以每分鐘1-2℃的速度緩慢升溫，同時保持攪拌，攪拌速度為80-90r/min；

4)當溫度達到70±2℃時停止加熱，觀察溫度變化，如果升溫過快應(yīng)打開冷卻水冷卻，當溫度升至80±2℃時保持1.5小時使之充分反應(yīng)，然后降溫至40±℃，取樣化驗-NCO％含量，達到4.6-5.6為合格；

4)將上述制成的合格的材料定量裝入包裝桶內(nèi)，密封保存；

5)將上述裝入包裝桶內(nèi)的材料停放24H后復測-NCO％，數(shù)值為4.6-5.6為合格，入庫備用；

第二步：制備乙組份