[發(fā)明專利]一種聚氨酯跑道復(fù)合材料的制備工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110372037.7
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113121774B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范偉敬;孫立冬;尚永華;俞濤;張昊天;許陽陽;俞勇
• 申請（專利權(quán)）人: 萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司;萬華化學(xué)（寧波）有限公司
• 主分類號: C08G18/12
• 分類號: C08G18/12;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/34;C08L23/16;C08L75/08
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本發(fā)明公開了一種聚氨酯跑道復(fù)合材料的制備工藝，包括以下步驟：1)在惰性氣氛下，使多元醇和二異氰酸酯在含二硫鍵的擴(kuò)鏈劑及催化劑的作用下反應(yīng)，生成聚氨酯預(yù)聚體；2)將聚氨酯預(yù)聚體、復(fù)配催干劑、三(2?羧乙基)膦和EPDM橡膠顆粒混合均勻，制備得到所述聚氨酯跑道復(fù)合材料。本方法利用TCEP使擴(kuò)鏈劑中的二硫鍵斷裂，由此產(chǎn)生巰基并快速地和NCO基團(tuán)反應(yīng)，加快脂肪族異氰酸酯膠黏劑體系的干燥速度，同時使跑道具有優(yōu)異的耐黃變性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備工藝，尤其涉及一種聚氨酯跑道復(fù)合材料的制備工藝。

背景技術(shù)

從最初的泥土跑道到草地跑道到煤渣跑道到最近的塑膠跑道，每一次跑道升級換代都帶來運動員革命性的進(jìn)步。塑膠跑道由聚氨酯材料制成，這種合成材料在許多性能上都優(yōu)于天然橡膠和塑料，無論強(qiáng)力、硬度、彈性的可調(diào)范圍都更為寬泛。運動員在上面奔跑可以很好的減少震蕩，向后蹬伸時能獲得地面形變勢能所回授的推力，從而大大提高奔跑的效率，且跑道表面堅牢、平坦、均勻，使定型化技術(shù)動作可以充分發(fā)揮，這也使得塑膠跑道問世以后，除田徑運動以外，所有與助跑有關(guān)的項目都能得到顯著地提高。

目前聚氨酯跑道普遍是TDI型，其膠水組分是聚醚和TDI反應(yīng)形成的預(yù)聚體，如果反應(yīng)不充分就會有游離TDI存在，對人體產(chǎn)生危害。TDI被國家列為職業(yè)高級危害的化學(xué)物質(zhì)，是有毒致癌物，對眼睛、呼吸道和皮膚都有刺激。許多中毒學(xué)生的一個突出表現(xiàn)是流鼻血、咳嗽和皮膚過敏，這就是游離TDI(甲苯二異氰酸酯)造成的。

液化/改性MDI具有無毒、儲存方便、生產(chǎn)工藝也比較容易控制的特點，在聚氨酯跑道領(lǐng)域可以替代TDI，但無論是TDI還是MDI，由于苯環(huán)直接連接著異氰酸酯基團(tuán)，苯環(huán)上的大π鍵與臨近的NCO形成共軛，在光、熱、氧作用下，易引發(fā)胺酯鍵分解形成芳胺，芳胺上的苯環(huán)經(jīng)氧化重排后，生成醌式結(jié)構(gòu)等發(fā)色基團(tuán)，從而使產(chǎn)品發(fā)黃，不能長期保持原色，特別是近兩年流行的改性MDI體系藍(lán)色塑膠跑道，很快就會變色發(fā)黑。

因此，研究新型的耐黃變跑道膠黏劑對于聚氨酯產(chǎn)品的品質(zhì)提升具有重要意義。本發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，相對芳香族異氰酸酯，脂肪族異氰酸酯具有良好的耐黃變性，但是脂肪族異氰酸酯，如異弗爾酮二異氰酸酯(IPDI)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)反應(yīng)活性偏慢，干燥慢，無法滿足塑膠跑道的應(yīng)用需求。六甲基二異氰酸酯(HDI)雖然活性稍高，但是易揮發(fā)，毒性大，應(yīng)用受限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種聚氨酯跑道復(fù)合材料的制備工藝，本方法利用TCEP使擴(kuò)鏈劑中的二硫鍵斷裂，由此產(chǎn)生巰基并快速地和NCO基團(tuán)反應(yīng)，加快脂肪族異氰酸酯膠黏劑體系的干燥速度，同時使跑道具有優(yōu)異的耐黃變性能。此外，未斷裂的二硫鍵還使跑道具備一定的自修復(fù)功能，有利于保持良好的力學(xué)性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種聚氨酯跑道復(fù)合材料的制備工藝，包括以下步驟：

1)在惰性氣氛下，使多元醇和二異氰酸酯在含二硫鍵的擴(kuò)鏈劑及催化劑的作用下反應(yīng)至NCO達(dá)到理論值，生成聚氨酯預(yù)聚體；

2)將聚氨酯預(yù)聚體、復(fù)配催干劑、三(2-羧乙基)膦(TCEP)和EPDM橡膠顆粒混合均勻，制備得到所述聚氨酯跑道復(fù)合材料。優(yōu)選將聚氨酯預(yù)聚體與增塑劑混合均勻后，再與EPDM橡膠顆粒混合制備跑道復(fù)合材料。

進(jìn)一步地，所述多元醇為三官500-6000分子量聚醚多元醇、兩官400-4000分子量聚醚多元醇、兩官1000-4000分子量聚酯多元醇中的一種或多種，優(yōu)選三官3000-6000分子量聚醚多元醇和兩官1000-4000分子量聚醚多元醇的混合物，混合比例優(yōu)選(1-5)：3。