高强度改性喷面材料及其制备方法

技术领域

本发明属于聚氨酯合成技术领域，具体涉及一种高强度改性喷面材料及其制备方法。

背景技术

塑胶跑道，从面层结构上划分，主要分为颗粒型喷面、自结纹型喷面。两者各有优劣，其中颗粒型喷面的一大优势为防滑效果更优异，弹性更优异，市场占比更大。该类型产品也相对成熟，为大部分人所认可，但仍有较大的改进空间，例如如何解决低温下、低湿条件下固化速度慢，高温高湿条件下产生气孔多，施工上粘度快需要加稀释剂等等问题。

常规喷面材料，包含如下组分：粘合剂组分、色浆组分(单组分喷面粘合剂不含此组分，一般生产中加入颜料)、EPDM颗粒、胶粉，其中色浆和粘合剂组分为反应组分，EPDM颗粒和胶粉为骨架、填充组分，因此要解决上部分的问题，关键要从色浆和粘合剂组分入手。从反应机理上分析，粘合剂组分中NCO基团数量/色浆中聚醚OH的数量的值的高低，将常规喷面材料又分为①浆料型喷面材料(NCO/OH一般1-2)：施工上粘度快需加稀释剂；②双组份色浆喷面(NCO/OH一般2-6)、③单组分喷面粘合剂材料：低温下、低湿条件下固化速度慢，高温高湿条件下产生气孔多。

综上所述，市场迫切需要其中喷面材料，即保证操作性优异，同时高温高湿条件下能不易产生气孔、低温低湿条件下固化速度快的高强度产品，以满足人们更高水平的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，通过配方的合理设计(NCO/OH为1.8)、主体聚醚的特定筛选、协同催化剂、潜固化剂的筛选，提供一种高强度改性喷面材料，具有高强度、低温低湿固化速度快、操作性优异、高温高湿条件气孔少等优点，有效的解决了市场存在的问题；同时本发明还提供其制备方法，科学合理、简单易行，适合工业化生产。

本发明所述的高强度改性喷面材料，为甲组份和乙组份组成的双组份材料，以重量份数计：

甲组份：

乙组份：

聚醚多元醇 50-65份

异氰酸酯 35-50份。

其中：

聚醚多元醇为大豆油多元醇与端氨基聚醚多元醇的混合物，大豆油多元醇与端氨基聚醚多元醇的质量比为1:1，大豆油多元醇优选Soyoyl R137(美国USSC公司)，端氨基聚醚多元醇优选D 400(BASF公司)。

异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，优选MDI-50(烟台万华聚氨酯股份有限公司)。

填料为800目滑石粉；颜料为氧化铁红或氧化铁绿。

扩链剂为3,3'-二氯-4,4'-二苯基甲烷二胺。

催化剂为Dabco TMR-2(美国空气化工产品公司)。

抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚；紫外线吸收剂为4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶。

防尘剂为改性氢化蓖麻油，优选Rilanit HT Extra(Cognis公司)。

潜固化剂为ALT-101(CARBON化学研究所)。

本发明所述的高强度改性喷面材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)甲组分的制备：

将聚醚多元醇投入反应釜中，搅拌下依次加入填料、扩链剂、颜料、抗氧剂、紫外线吸收剂和防尘剂，升温至90-110℃，真空脱水2-4h至水分0.5-0.8‰，降温至30-50℃，然后依次加入催化剂和潜固化剂，搅拌20-40min，即得；

(2)乙组分的制备：

将聚醚多元醇投入反应釜中，开动搅拌，升温至90-110℃，真空脱水2-4至水分0.5-0.8‰，降温至30-50℃，加入异氰酸酯，升温至70-90℃，保温1-3h，即得；

(3)施工时，按照甲组分:乙组分:EPDM颗粒:胶粉＝1:1:2:0.2的质量比搅拌均匀后，喷涂至塑胶底面上即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)高温高湿条件下气孔少。产品NCO/OH值1.8，与聚醚OH反应后剩余的NCO很少，不易产生气体；同时选取的潜固化剂也优先和空气中水反应，形成氨基，再与多余的NCO反应，反应过程不产生气体，两者结合，有效的解决了常规产品高温高湿下气孔多的问题，气孔的降低也有效的提升了产品的强度。

(2)操作性优异；低温、低湿条件下固化速度快：特定的大豆油聚醚多元醇，具有操作时间长的特点，赋予产品优异的操作性、粘度低，保证低NCO/OH值情况下便于喷涂；为保证后固化速度，同时搭配高活性的特定端氨基聚醚多元醇，配套特定催化剂同时具有延长操作时间、提高后固化速度的效果。三者协同保证产品操作性优异，固化速度优异。其中配方NCO/OH的合理设计，也保证了少量的NCO在高效催化剂、潜固化剂作用下迅速反应消耗，低温低湿条件下，喷面材料依然能短期内固化。

(3)强度高。通过配方的合理设计，选取高强度聚醚，施工后气孔少、固化效果好，保证了产品强度明显优于同类喷面产品。

(4)耐候性优异、环保。产品选择业内高耐候性的助剂，保证产品可长久使用；产品同时操作性优异，施工过程不需要加入稀释剂，施工完毕后短期即可正常使用。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于此。

实施例1

(1)甲组份

在烧瓶中加入聚醚多元醇Soyoyl R137 250g，聚醚多元醇D 400 250g，搅拌下依次加入800目滑石粉150g、3,3'-二氯-4,4'-二苯基甲烷二胺150g、氧化铁红130g、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚10g和4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶10g、Rilanit HT Extra 20g，升温至100℃，真空脱水3h至水分0.5‰，降温至40℃，依次加入Dabco TMR-2 10g、ALT-10120g，搅拌30min，装桶制得产品；

(2)乙组分：

在烧瓶中加入聚醚多元醇Soyoyl R137 250g，聚醚多元醇D 400 250g，开动搅拌，升温至100℃，真空脱水3h至水分0.5‰，降温至40℃，加入MDI-50 500g，升温至80℃，保温2h，装桶制得产品；

(3)施工时，将此高强度改性喷面材料按照甲组分：乙组分：EPDM颗粒：胶粉＝1:1:2:0.2，搅拌均匀后喷涂至塑胶底面上即可。

实施例2

(1)甲组分：

在烧瓶中加入聚醚多元醇Soyoyl R137 325g，聚醚多元醇D 400 325g，搅拌下依次加入800目滑石粉100g、3,3'-二氯-4,4'-二苯基甲烷二胺115g、氧化铁绿100g、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚5g和4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶5g、Rilanit HT Extra 10g，升温至100℃，真空脱水3h至水分0.8‰，降温至40℃，依次加入Dabco TMR-2 5g、ALT-10110g，搅拌30min，装桶制得产品；

(2)乙组分：

在烧瓶中加入聚醚多元醇Soyoyl R137 325g，聚醚多元醇D 400 325g，开动搅拌，升温至100℃，真空脱水3h至水分0.8‰，降温至40℃，加入MDI-50 350g，升温至80℃，保温2h，装桶制得产品；

(3)施工时，将此高强度改性喷面材料按照甲组分：乙组分：EPDM颗粒：胶粉＝1:1:2:0.2，搅拌均匀后喷涂至塑胶底面上即可。

实施例3

(1)甲组分：

在烧瓶中加入聚醚多元醇Soyoyl R137 264g，聚醚多元醇D 400 264g，搅拌下依次加入800目滑石粉120g、3,3'-二氯-4,4'-二苯基甲烷二胺100g、氧化铁红200g、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚7g和4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶7g、Rilanit HT Extra 15g，升温至100℃，真空脱水3h至水分0.8‰，降温至40℃，依次加入Dabco TMR-2 8g、ALT-10115g，搅拌30min，装桶制得产品；

(2)乙组分：

在烧瓶中加入聚醚多元醇Soyoyl R137 300g，聚醚多元醇D 400 300g，开动搅拌，升温至100℃，真空脱水3h至水分0.7‰，降温至40℃，加入MDI-50 400g，升温至80℃，保温2h，装桶制得产品；

施工时，将此高强度改性喷面材料按照甲组分：乙组分：EPDM颗粒：胶粉＝1:1:2:0.2，搅拌均匀后喷涂至塑胶底面上即可。

将实施例1-3制得的产品与市场上购买的常规喷面材料进行数据对比，测试结果见表1。

表1

耐老化测试条件：将样片放置于340nm波长，光照强度0.51W/m

由表1测试数据可以看出，本发明高强度改性喷面材料明显优于常规喷面材料产品，有效的解决了市场该产品的弊病，应用效果优异。

当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。