一种聚氨酯材料、其制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种聚氨酯材料、其制备方法及其应用，以重量份数计，该聚氨酯材料包括以下组分：聚氨酯粒料100份和聚氨酯胶黏剂10～25份；所述聚氨酯粒料由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份、二异氰酸酯20～50份、扩链交联剂0.1～10份和有机金属催化剂0.01～1份；所述聚氨酯胶黏剂由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份、二异氰酸酯10～40份和有机金属催化剂0.01～0.4份。本发明专利技术提供的聚氨酯材料包括聚氨酯粒料，其制备原料中包括二氧化碳共聚物多元醇，其与其它组分协同作用下，制备的聚氨酯跑道底层具有优异的耐磨性、粘接性能和优异的拉伸强度。

Polyurethane material, preparation method and application thereof

The invention provides a polyurethane material, preparation method and application thereof, by weight, the polyurethane material comprises the following components: polyurethane and polyurethane adhesive pellets 100 10 ~ 25; the polyurethane pellets prepared by including the following components: two carbon dioxide copolymer polyols 100 20 to 50 copies, diisocyanate and chain extender crosslinking agent from 0.1 to 10 and 0.01 to 1 parts of organic metal catalyst; the prepared polyurethane adhesive comprises the following components: carbon dioxide copolymer polyols 100, 10 to 40 portions of diisocyanate and organic metal catalyst from 0.01 to 0.4. The polyurethane material provided by the invention comprises polyurethane pellets, the preparation of raw materials including carbon dioxide copolymer polyol and its synergistic effect with other components, the preparation of polyurethane runway bottom has excellent abrasion resistance, adhesive property and excellent tensile strength.

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯材料、其制备方法及其应用
本专利技术涉及铺地材料
，尤其涉及一种聚氨酯材料、其制备方法及其应用。
技术介绍
现代化体育运动场的田径跑道、篮球场、排球场、羽毛球场、网球场，以及幼儿园、医院、中小学校等都有弹性适宜、运动安全、防滑、耐磨的铺地材料的要求。传统铺地材料多采用聚氨酯、聚氯乙烯、氯丁橡胶等制备，这些材料各项性能优良，特别是具有优良的缓冲性，得到较为广泛的应用。然而，上述广泛使用的传统材料也存在一些缺点，如聚氯乙烯材料本身热稳定性差，在使用过程中性能逐渐下降，同时也会缓慢分解，释放出对人体有害的物质如氯化氢。为了解决聚氯乙烯热稳定性，一般需要加入大量的热稳定剂，如有机无机酸的铅盐；高级脂肪酸的金属盐主要是硬脂酸，月桂酸和棕榈酸的钡、镉、铅、钙、锌、镁、锶等金属盐；有机锡类热稳定剂；稀土类热稳定剂等。另外，为了降低聚氯乙烯铺地材料的硬度，提高舒服性，需要加入大量的增塑剂如低分子氯化石蜡、DOP等。上述的热稳定剂、增塑剂属于小分子化合物，在使用过程中逐渐迁移、释放到环境中，这些物质大多具有毒性。在幼儿园、中小学校、医院接触这些铺地材料的多为幼儿、老人、病人等抵抗力较弱人群；在运动场所，人体大量运动时，抵抗力也较差，容易受这些有毒、有害物质影响。氯丁橡胶存在类似情况，同时，为了软化氯丁橡胶，一般加入多环芳烃，氯丁橡胶在加工过程中，也产生一些有毒有害物质，同时氯丁橡胶具有难闻的气味。随人们对健康要求的提高，以及对化合物毒性认识的加强，含氯化合物在铺地材料的应用将逐渐消失。聚氨酯材料具有极强的可裁剪性，在制备成产品后无毒无味，是一种理想的铺装材料。目前，市面上的跑道材料多采用聚醚型聚氨酯现场浇筑成型，如专利CN100443544使用二官能度聚醚多元醇以及三官能度聚醚多元醇复配使用，与异氰酸酯反应，并加入低分子量多元醇反应，再加入增粘剂增塑剂等配成单组分聚氨酯胶黏剂，再加入金属羧酸盐类催化剂，与黑色橡胶粒共混，摊铺制成塑胶跑道底层。然而，聚醚型聚氨酯跑道底层的强度较低，耐磨性较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种聚氨酯材料、其制备方法及其应用，该聚氨酯材料制备的跑道底层具有优异的耐磨性。本专利技术提供了一种聚氨酯材料，以重量份数计，包括以下组分：聚氨酯粒料100份和聚氨酯胶黏剂10～25份；所述聚氨酯粒料由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份、二异氰酸酯20～50份、扩链交联剂0.1～10份和有机金属催化剂0.01～1份；所述聚氨酯胶黏剂由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份、二异氰酸酯10～40份和有机金属催化剂0.01～0.4份。优选地，所述扩链交联剂选自乙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、1,6-己二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-羟甲基环己烷、三甲基戊二醇、二正丁胺、乙二胺、三甲基己二胺、四乙烯五胺、二乙烯三胺和异氟尔酮二胺中的一种或多种。优选地，所述二氧化碳共聚物多元醇的分子量为1000～8000g/mol，二氧化碳共聚物多元醇的羟基官能度为2～6，二氧化碳共聚物多元醇的分子内碳酸酯基团的摩尔分率为0.25～0.45。优选地，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、液化二苯基甲烷二异氰酸酯、聚合异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和氢化二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。优选地，所述有机金属催化剂选自辛酸亚锡、异辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡和有机铋中的一种或多种。本专利技术提供了一种上述技术方案所述聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：将二氧化碳共聚物多元醇、二异氰酸酯和有机金属催化剂混合，反应，得到粒料预聚体，将所述粒料预聚体和扩链交联剂反应，然后固化和熟化，造粒，得到聚氨酯粒料；将二氧化碳共聚物多元醇、二异氰酸酯和有机金属催化剂混合，反应，得到聚氨酯胶黏剂；将所述聚氨酯粒料和聚氨酯胶黏剂混合，得到聚氨酯材料。优选地，所述聚氨酯粒料的粒径为1～3mm。优选地，所述二氧化碳共聚物多元醇、二异氰酸酯和有机金属催化剂反应的温度为60～100℃；时间为1～5h。本专利技术提供了一种聚氨酯跑道底层，由上述技术方案所述聚氨酯材料或上述技术方案所述制备方法制备的聚氨酯材料压制成型制得。优选地，所述聚氨酯跑道底层的厚度为5～10mm。本专利技术提供了一种聚氨酯材料，以重量份数计，包括以下组分：聚氨酯粒料100份和聚氨酯胶黏剂10～25份；所述聚氨酯粒料由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份、二异氰酸酯20～50份、扩链交联剂0.1～10份和有机金属催化剂0.01～1份；所述聚氨酯胶黏剂由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份、二异氰酸酯10～40份和有机金属催化剂0.01～0.4份。本专利技术提供的聚氨酯材料包括聚氨酯粒料，其制备原料中包括二氧化碳共聚物多元醇，该组分内含有大量的碳酸酯键及醚键，这些键使得二氧化碳共聚物多元醇在制备成聚氨酯时，容易形成较强的分子内及分子间氢键，其与其它组分协同作用下，制备的聚氨酯跑道底层具有优异的耐磨性和粘接性能。另外，该聚氨酯材料中没有甲苯二异氰酸酯易挥发的游离单体，也没有添加溶剂，环保无害；该聚氨酯材料制备的聚氨酯跑道底层具有优异的拉伸强度。实验结果表明：实验结果表明：本专利技术提供的聚氨酯跑道底层的磨耗为0.0125～0.0128(1.61km)/cm3；拉伸强度为0.98～1.12MPa。具体实施方式本专利技术提供了一种聚氨酯材料，以重量份数计，包括以下组分：聚氨酯粒料100份和聚氨酯胶黏剂10～25份；所述聚氨酯粒料由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份、二异氰酸酯20～50份、扩链交联剂0.1～10份和有机金属催化剂0.01～1份；所述聚氨酯胶黏剂由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份、二异氰酸酯10～40份和有机金属催化剂0.01～0.4份。本专利技术提供的聚氨酯材料，以重量份数计，包括聚氨酯粒料100份。在本专利技术中，所述聚氨酯粒料由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份、二异氰酸酯20～50份、扩链交联剂0.1～10份和有机金属催化剂0.01～1份。在本专利技术中，所述聚氨酯粒料的制备原料包括二氧化碳共聚物多元醇100份。所述二氧化碳共聚物多元醇的分子量优选为1000～8000g/mol，更优选为1500～4000g/mol；二氧化碳共聚物多元醇的羟基官能度优选为2～6，更优选为2～3；二氧化碳共聚物多元醇的分子内碳酸酯基团的摩尔分率优选为0.25～0.45，更优选为0.3～0.4。在本专利技术的具体实施例中，所述二氧化碳共聚物多元醇的分子量为3000g/mol或1000g/mol。本专利技术对所述二氧化碳共聚物多元醇的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的二氧化碳共聚物多元醇即可，如可以采用其市售商品，也可以采用本领域技术人员熟知的制备方法自行制备。在本专利技术中，所述二氧化碳共聚物多元醇是以二氧化碳为起始原料，在引发剂、催化剂作用下与环氧丙烷共聚合成的。二氧化碳共聚物多元醇是以二氧化碳为原料制得的，成本比较低廉，规模生产后对环境保护、节能减排均具有重要意义，同时解决目前铺地材料不环保的缺点，提供一种环保、安全的铺地材料。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯材料，以重量份数计，包括以下组分：聚氨酯粒料100份和聚氨酯胶黏剂10～25份；所述聚氨酯粒料由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份、二异氰酸酯20～50份、扩链交联剂0.1～10份和有机金属催化剂0.01～1份；所述聚氨酯胶黏剂由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份、二异氰酸酯10～40份和有机金属催化剂0.01～0.4份。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯材料，以重量份数计，包括以下组分：聚氨酯粒料100份和聚氨酯胶黏剂10～25份；所述聚氨酯粒料由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份、二异氰酸酯20～50份、扩链交联剂0.1～10份和有机金属催化剂0.01～1份；所述聚氨酯胶黏剂由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份、二异氰酸酯10～40份和有机金属催化剂0.01～0.4份。2.根据权利要求1所述的聚氨酯材料，其特征在于，所述扩链交联剂选自乙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、1,6-己二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-羟甲基环己烷、三甲基戊二醇、二正丁胺、乙二胺、三甲基己二胺、四乙烯五胺、二乙烯三胺和异氟尔酮二胺中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的聚氨酯材料，其特征在于，所述二氧化碳共聚物多元醇的分子量为1000～8000g/mol，二氧化碳共聚物多元醇的羟基官能度为2～6，二氧化碳共聚物多元醇的分子内碳酸酯基团的摩尔分率为0.25～0.45。4.根据权利要求1所述的聚氨酯材料，其特征在于，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、液化二苯基甲烷二异氰酸酯、聚合异氰酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁鹄岚，刘保华，冼文琪，程梦萍，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44