一种仿真树树皮材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种仿真树树皮材料的制备方法，属于材料技术领域。本发明专利技术添加阻燃剂、气相白炭黑、有机硅组成的物理化学阻燃剂，改善聚氨酯的耐高温性能，解决其林区易燃的问题，同时由于气相白炭黑和有机硅独特的三维空间结构，分散在聚氨酯基体中作为材料的增强骨架，利用这种特殊结构增强与基体的抓着力，使抗拉强度明显增加，且有机硅油进入了内部空隙，其表面的有机化改性剂和聚氨酯发生了物理和化学作用，在一定程度上提高了材料的交联密度，使得体系的内聚能得到增大，最终使聚氨酯复合材料的撕裂性能得到改善，强化其耐用性能，具有及其广阔的市场价值和应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种仿真树树皮材料的制备方法
本专利技术涉及一种仿真树树皮材料的制备方法，属于材料

技术介绍
近些年来，随着科学技术日新月异的发展，现代化设施随处可见，而为了满足社会对于环保、美观的要求，特别是对景观有特殊要求的旅游景点、公园以及其他对景观有特殊要求的场所，人们越来越重视这些地方的设施，更希望其能贴近自然，与自然融为一体，让游客有种身处于大自然而不是人工制作的环境之中。现有技术中，对于公园及景区的景观设施多数采用混凝土制作，外层制作纹路，以此模拟树木形状，由于其较为坚硬，凸起部分容易对人体造成划伤等，并不为人们满意，人们更喜欢安全有保障的设施，而应用树脂为主要原料制造出来的---树脂合成树皮板作为仿真树树皮无疑是最佳的选择，树脂合成树皮板具有一定的弹性，当与人体进行接触时，其弹性可以抵消撞击力，不会刮伤人，而且其重量轻，既利于运输，也易于安装拆卸，并能美化环境等，是一项国家大力支持的产品。目前市场上的仿真树皮材料主要有三大类：一是硅胶仿树皮，二是水泥发泡树皮，三是树脂合成树皮板。目前市场上仿真树皮的应用越来越广泛，销售仿真树皮的目前在市场上主卖的产品。硅胶仿真树皮存在以下几个缺陷：1、硅胶产品非常容易老化，使用是寿命很短；2、硬质硅胶树皮热胀冷缩的物理性很差，所以容易龟裂变形；3、软质硅胶树皮很难附着在柱子及墙面，而且作为包柱子的材料，非常容易风化及被人为剥落；4、软质硅胶树皮有比较强烈的异味；5、软质硅胶只适合规则的形状，不规则的柱体或管状物体，是完全不适合的，而且直径小的物体更不适合；6、价格昂贵，无法控制成本。仿真树的品种主要为仿真松树，仿真椰树、仿真香樟树、仿真垂柳树等等。用于仿真树的树皮材料，最开始使用的水泥造型，水泥材质则易开裂，易粉化，质脆，坚硬，冬天施工的更易开裂脆化。后来改用原子灰，虽然水泥材质的缺陷克服了，但是仍存在材质坚硬、易老化，表面必须施涂装饰涂料的问题；再后来改用弹性聚氨酯注塑胶，以上性能缺陷和不足没有了，但是存在成本较高，在林区易燃的问题；现在采用聚氨酯防水涂料作为代用品，成本得到降低，弹性、耐水性较为满意，但是，仍存在在林区易燃，干性较慢以及耐候性差等问题。但是大多数景观建材还采用水泥材料或原子灰作为树皮材料，水泥材质坚硬、极易开裂和粉化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对用聚氨酯防水涂料作为代用品，存在在林区易燃，干性较慢以及耐候性差的问题，提供了一种仿真树树皮材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）取聚醚二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡装入反应釜中抽真空，在氮气氛围下加热反应1～2h，冷却至室温后得聚氨酯预聚合产物；（2）向聚氨酯预聚合产物中加入2，2-二羟甲基丙酸、N，N-二甲基甲酰胺搅拌混合，再加入甲乙酮肟并加热至60～70℃，反应2～3h后加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、三乙胺，搅拌反应30～40min再加入去离子水、过硫酸钾，并加热至70～80℃，保温反应3～5h，冷却后出料得改性聚氨酯；（3）取乙烯基硅油、二乙烯基四甲基二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、四甲基氢氧化铵装入四口烧瓶中，搅拌加热至100～120℃反应2～3h，再加入阻燃剂、气相白炭黑、聚倍半硅氧烷，继续加热至160～180℃反应2～3h，最后加热至180～200℃反应2～3h，冷却至室温后得阻燃填料；（4）在反应釜中加入改性聚氨酯、阻燃填料高速搅拌后加入有机色料，抗氧化剂，紫外线吸收剂，混合搅拌均匀后倒入预先放置好的树皮模具中模压成型，得仿真树树皮材料。步骤（1）所述聚醚二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡的重量份为50～60份聚醚二元醇，80～120份异佛尔酮二异氰酸酯，1~2份二月桂酸二丁基锡。步骤（1）所述真空度为1～10Pa，所述氮气氛围为通入氮气至釜内压力0.03～0.05MPa。步骤（2）所述物料重量份为100～120份2，2-二羟甲基丙酸，20～25份N，N-二甲基甲酰胺，30～35份甲乙酮肟，12～15份甲基丙烯酸甲酯，12～16份丙烯酸丁酯，2.0～2.4份三乙胺，120～150份去离子水，1～2份过硫酸钾。步骤（3）所述原料重量份为10～20份乙烯基硅油，6～8份二乙烯基四甲基二硅氧烷，600～800份八甲基环四硅氧烷，0.1～0.2份四甲基氢氧化铵，10~20份阻燃剂，30～60份气相白炭黑，8～16份聚倍半硅氧烷。步骤（4）所述改性聚氨酯、阻燃填料、有机色料、抗氧化剂、紫外线吸收剂重量份为50~60份改性聚氨酯，10~20份阻燃填料，5~6份有机色料，0.5~1.0份抗氧化剂，0.5~1.0份紫外线吸收剂。步骤（4）所述抗氧化剂为抗氧剂1010。步骤（4）所述紫外线吸收剂为UV-P。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术在制备弹性聚氨酯的过程中，通过在聚氨酯预聚体中交联聚丙烯酸，使用聚丙烯酸代替部分聚氨酯，降低生产成本的同时，改善聚氨酯干性较慢以及耐候性差的缺点；（2）本专利技术添加阻燃剂、气相白炭黑、有机硅组成的物理化学阻燃剂，改善聚氨酯的耐高温性能，解决其林区易燃的问题，同时由于气相白炭黑和有机硅独特的三维空间结构，分散在聚氨酯基体中作为材料的增强骨架，利用这种特殊结构增强与基体的抓着力，使抗拉强度明显增加，且有机硅油进入了内部空隙，其表面的有机化改性剂和聚氨酯发生了物理和化学作用，在一定程度上提高了材料的交联密度，使得体系的内聚能得到增大，最终使聚氨酯复合材料的撕裂性能得到改善，强化其耐用性能。具体实施方式取50～60g聚醚二元醇，80～120g异佛尔酮二异氰酸酯，1~2g二月桂酸二丁基锡装入反应釜中，并抽真空至釜内真空度为1～10Pa，再通入氮气至釜内压力为0.03～0.05MPa，加热至50～60℃保持温度反应1～2h，冷却至室温后得聚氨酯预聚合产物，向聚氨酯预聚合产物中加入100～120g2，2-二羟甲基丙酸，20～25gN，N-二甲基甲酰胺，以300～400r/min搅拌30～40min，在氮气氛围下，再加入30～35g甲乙酮肟，并加热至60～70℃，保持温度反应2～3h后加入12～15g甲基丙烯酸甲酯，12～16g丙烯酸丁酯，2.0～2.4g三乙胺，以300～400r/min搅拌反应30～40min再加入120～150mL去离子水，1～2g过硫酸钾，并加热至70～80℃，保持温度反应3～5h，冷却至室温后出料得改性聚氨酯，取10～20g乙烯基硅油，6～8g二乙烯基四甲基二硅氧烷，600～800g八甲基环四硅氧烷，0.1～0.2g四甲基氢氧化铵装入四口烧瓶中，以300～400r/min搅拌加热至100～120℃反应2～3h，再加入10~20g阻燃剂，30～60g气相白炭黑，8～16g聚倍半硅氧烷，继续加热至160～180℃反应2～3h，最后加热至180～200℃反应2～3h，冷却至室温后得阻燃填料，在反应釜中加入50~60g改性聚氨酯，10~20g阻燃填料高速搅拌后加入5~6g有机色料，0.5~1.0g抗氧化剂，0.5~1.0g紫外线吸收剂，混合搅拌均匀后倒入预先放置好的树皮模具中模压成型，得仿真树树皮材料。实例1取50g聚醚二元醇，80g异佛尔酮二异氰酸酯，1g二月桂酸二丁基锡装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿真树树皮材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：（1）取聚醚二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡装入反应釜中抽真空，在氮气氛围下加热反应1～2h，冷却至室温后得聚氨酯预聚合产物；（2）向聚氨酯预聚合产物中加入2，2‑二羟甲基丙酸、N，N‑二甲基甲酰胺搅拌混合，再加入甲乙酮肟并加热至60～70℃，反应2～3h后加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、三乙胺，搅拌反应30～40min再加入去离子水、过硫酸钾，并加热至70～80℃，保温反应3～5h，冷却后出料得改性聚氨酯；（3）取乙烯基硅油、二乙烯基四甲基二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、四甲基氢氧化铵装入四口烧瓶中，搅拌加热至100～120℃反应2～3h，再加入阻燃剂、气相白炭黑、聚倍半硅氧烷，继续加热至160～180℃反应2～3h，最后加热至180～200℃反应2～3h，冷却至室温后得阻燃填料；（4）在反应釜中加入改性聚氨酯、阻燃填料高速搅拌后加入有机色料，抗氧化剂，紫外线吸收剂，混合搅拌均匀后倒入预先放置好的树皮模具中模压成型，得仿真树树皮材料。

【技术特征摘要】
1.一种仿真树树皮材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：（1）取聚醚二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡装入反应釜中抽真空，在氮气氛围下加热反应1～2h，冷却至室温后得聚氨酯预聚合产物；（2）向聚氨酯预聚合产物中加入2，2-二羟甲基丙酸、N，N-二甲基甲酰胺搅拌混合，再加入甲乙酮肟并加热至60～70℃，反应2～3h后加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、三乙胺，搅拌反应30～40min再加入去离子水、过硫酸钾，并加热至70～80℃，保温反应3～5h，冷却后出料得改性聚氨酯；（3）取乙烯基硅油、二乙烯基四甲基二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、四甲基氢氧化铵装入四口烧瓶中，搅拌加热至100～120℃反应2～3h，再加入阻燃剂、气相白炭黑、聚倍半硅氧烷，继续加热至160～180℃反应2～3h，最后加热至180～200℃反应2～3h，冷却至室温后得阻燃填料；（4）在反应釜中加入改性聚氨酯、阻燃填料高速搅拌后加入有机色料，抗氧化剂，紫外线吸收剂，混合搅拌均匀后倒入预先放置好的树皮模具中模压成型，得仿真树树皮材料。2.如权利要求1所述的一种仿真树树皮材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述聚醚二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡的重量份为50～60份聚醚二元醇，80～120份异佛尔酮二异氰酸酯，1~2份二月桂酸二丁基锡。3.如权利要求1所述的一种仿真树树...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘茂龙，张桂芳，李静，
申请(专利权)人：佛山皖阳生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44