使用包括PBD的多元醇混合物用于产生聚氨酯基人造草皮制造技术

本发明专利技术涉及一种制造人造草皮(600)的方法，该方法包括：产生(102)流体聚氨酯物质(210)，所述产物包括使第一和第二多元醇与异氰酸酯反应，第一多元醇是每个分子具有至少两个羟基基团的聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，并且第二多元醇是聚丁二烯二醇；异氰酸酯包括异氰酸酯单体、异氰酸酯聚合物或异氰酸酯预聚物或其组合物，该异氰酸酯单体、异氰酸酯聚合物和异氰酸酯预聚物的每个分子具有两个或多个异氰酸酯基团；将人造草皮纤维(501)结合到(104)载体(308)中使得纤维的第一部分(302)突出到载体的正面，纤维的第二部分(506)位于载体的背面；并且在载体的背面添加(106)流体聚氨酯物质；并且硬化(108)流体聚氨酯物质。

Use of polyol mixtures including PBD to produce polyurethane-based artificial turf

The invention relates to a method for manufacturing artificial turf (600). The method includes: producing (102) fluid polyurethane material (210), the product includes reacting the first and second polyols with isocyanates, the first polyols are polyether polyols and/or polyester polyols with at least two hydroxyl groups per molecule, and the second polyol. Polyols are polybutadiene diols; isocyanates include isocyanate monomers, isocyanate polymers or isocyanate prepolymers or their compositions. Each molecule of the isocyanate monomer, isocyanate polymers and isocyanate prepolymers has two or more isocyanate groups; artificial turf fibers (501) are bonded to (10). 4) In the carrier (308), the first part (302) of the fiber is projected to the front of the carrier, the second part (506) of the fiber is located on the back of the carrier, and (106) fluid polyurethane material is added to the back of the carrier, and (108) fluid polyurethane material is hardened.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用包括PBD的多元醇混合物用于产生聚氨酯基人造草皮
本专利技术涉及人造草皮和人造草皮的生产，其还称为合成草皮。
技术介绍
人造草皮或人造草地是由用于代替草地的纤维组成的表层。设计人造草皮的结构使得人造草皮具有类似草地的外观。通常，人造草皮用作用来运动(诸如英式足球、美式橄榄球、英式橄榄球、网球、高尔夫)的运动场或操练场的表层。而且，人造草皮频繁地用于绿化应用中。定期刷洗人造草皮场地以帮助纤维在运动或锻炼期间倒下后直立起来。在整个5-15年的典型使用时间内，如果人造草皮运动场可以抵抗高机械磨损，可以抵抗紫外线，可以抵抗热循环或热老化，可以抵抗化学物质与各种环境条件的相互作用，其就是有利的。因此，如果该人造草皮具有很长的使用寿命、耐用，并且在整个使用时间内保持其玩耍和表面特征以及外观，也是有利的。US2009/0275690A1描述了一种用于促进诸如聚乙烯的非极性材料与诸如聚氨酯的极性材料之间粘合的方法。通过产生非极性聚烯烃与聚二烯基聚氨酯的共混物来促进非极性材料的粘合。共混聚合物是一种类同于金属合金的材料，其中至少两种聚合物共混在一起以产生具有不同物理特性的新材料。在这种纯粹的“物理”混合物中，两种或多种不同聚合物的大分子之间不产生新的化学键。这可能对制造具有一组所需性能(例如涉及光滑度、拉伸强度、抗剪切力和/或抗纤维的剪切性)的人造草皮是需要的。
技术实现思路
本专利技术在独立权利要求中提供一种用于制造人造草皮的方法。在从属权利要求中给出实施例。如果各实施例之间不相互排斥，可以彼此自由组合。一方面，本专利技术涉及用于制造人造草皮的方法。该方法包括：-产生流体聚氨酯物质，产物包括使第一和第二多元醇与异氰酸酯反应。■第一多元醇是每个分子具有至少两个羟基基团的聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，并且第二多元醇是聚丁二烯二醇；■异氰酸酯包括异氰酸酯单体、异氰酸酯聚合物或异氰酸酯预聚物或其混合物，该异氰酸酯单体、异氰酸酯聚合物和异氰酸酯预聚物的每个分子具有两个或多个异氰酸酯基团；-将人造草皮纤维结合到载体中使得纤维的第一部分突出到载体的正面，纤维的第二部分位于载体的背面；并且-在载体的背面加入流体聚氨酯物质，从而该聚氨酯物质与纤维的至少第二部分结合；并且-在载体的背面硬化流体聚氨酯物质。由于这种类型的背衬材料能够使疏水性聚烯烃纤维固定得更牢固且更可靠，因此产生具有聚氨酯(PU)基背衬的人造草皮的所述特别方式可以是有利的。用于生产人造草皮纤维的许多聚合物(例如，聚乙烯)是疏水的。相反，聚氨酯是亲水性材料。因此，当施加簇绒拔出力时，纤维和PU背衬之间的范德华力很弱并且纤维可以容易从PU背衬中拉出。通过在用于在加聚反应中产生PU的的反应混合物中添加聚丁二烯二醇(PBD)，使PU更具疏水性并且通过范德华力使PU更坚固地附着在纤维上。在加聚反应中，PBD作为增强PU疏水性的疏水多元醇。产生的PU比标准PU疏水性更好，并且更加牢固地附着在聚乙烯表面或纤维上。该新PU变体用于生产人造草皮，该人造草皮能够将单个单丝、由多个单丝组成的纤维或由疏水材料组成的带条(例如PE)牢牢固定在背衬中。在进一步有利的方面，由于所述类型的背衬更好地防止水的影响，根据本专利技术实施例产生的PU基背衬可能是有利的。申请人已经观察过这种水，例如，落在运动场的人造草坪上的雨水可能充当PU的柔软剂的作用。如果PU接触到水，水会软化PU并导致PU膨胀。这种膨胀可以摧毁聚酯基PU中和聚醚基PU中纤维的机械固定。而且，与水的接触可以通过皂化化学破坏聚酯基PU，这还可能导致PU背衬中纤维机械固定的破坏。因此，在另一方面，本专利技术的实施例涉及用于提供一种水解稳定型PU的方法，使得当暴露在水中和水基液体中时，既不明显膨胀也不明显皂化。因此，根据实施例，将聚丁二烯二醇添加到多元醇或包括多元醇和异氰酸酯的反应混合物中，以增加PU的疏水性和/或产生水解稳定型PU，即，当PU暴露在水中和/或用于强力机械固定至少部分结合到PU背衬中的疏水性聚烯烃纤维时，既不膨胀也不皂化。在进一步有利的方面，产生PBD和聚异氰酸酯之间的化学键，从而如果亲水性和疏水性物质在单一混合物中合并，可以防止任何分层效应的发生。生成化学键的反应是加聚反应，从而第一多元醇和PBD分别与异氰酸酯反应以形成聚氨酯。根据实施例，该异氰酸酯是二异氰酸酯。根据实施例，第一多元醇的每个分子的至少两个羟基基团是两个末端羟基基团。根据实施例，聚丁二烯二醇的量为第一多元醇(即，聚酯多元醇或聚醚多元醇)和异氰酸酯的组合物的0.5-10重量％。根据某些所述实施例，聚丁二烯二醇的量为所述组合物的1.0-9重量％，并且优选地为所述组合物的4.0-8.0重量％。所述特征可能是有益的，因为已经观察到该PBD浓缩液生成PU背衬，该PU背衬牢固地固定嵌入其中的聚烯烃纤维，从而发生所谓的“粘滑效应”，特别是当使用高度疏水性的单丝时，例如，PE单丝：粘滑效应描述了两个表面(例如PE纤维表面和围绕所述纤维的PU表面)的特定形式的相对运动，由此表面的运动在彼此粘贴和彼此滑动之间交替，同时摩擦力做相应变化。典型地，两表面之间的静态摩擦系数(启发式数)大于动态摩擦系数。如果施加的力大到足以克服静态摩擦，摩擦减少至动摩擦可以在运动的速度上产生突然跳变。典型地，粘滑效应看作是不必要的效应，例如，对于如本文中人体皮肤和PE纤维的相对运动，可能增加损伤和皮肤烧伤的风险。但是，申请人惊讶地观察到在PE/PU表面运动的情况下，由于粘滑效应增加了纤维对抗簇绒拔出力的抵抗力，该效应是需要且有利的。即使在拉力大到足以将纤维拉离背衬一定的距离的情况下，该粘滑效应会使该纤维再次停下来，从而使静态摩擦系数而非动态摩擦系数起作用。因此，根据本专利技术的进一步有利的方面，提供一种PU基人造草皮背衬，其机械固定疏水性聚烯烃纤维或单丝，特别是PE基纤维和单丝，特别通过其显示出粘滑效应。特别是当PBD添加到反应混合物中时，最优选的浓度范围是第一多元醇和异氰酸酯的组合物的2.0-4.0重量％，例如，所述组合物的3重量％，有时该人造草皮纤维牢固固定在PU背衬中以致于纤维在很多情况下会破坏和撕碎而不是从背衬中拉出。聚醚多元醇和聚酯多元醇二者可以由单个类型的多元醇或不同类型多元醇的混合物组成。根据实施例，PBD和第一多元醇可以单独添加到反应混合物中或可以包含在混有异氰酸酯的单一混合物中。根据实施例，第一多元醇没有任何PBD和氢化PBD。换句话说，该第一多元醇由一种或多种非PBD的多元醇组成。根据实施例，第一多元醇优选为聚醚多元醇。根据实施例，第一多元醇从包括以下的组中优选取出：聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、氧化丙烯基多元醇、聚丙烯多元醇、聚硫化物多元醇、如聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)的聚醚二醇或所述多元醇的一种或多种的混合物。“氧化丙烯基多元醇”可以是从由氧化丙烯单体组成或包括氧化丙烯单体的单体混合物生成的。在进一步的实施例中，第一多元醇是上述聚醚以及具有400-2000mgKOH/g范围的羟基值的二元醇或三元醇的一种或多种的混合物。优选地，所述二元醇或三元醇是短链的二元醇或三元醇。例如，该二元醇或三元醇可以是以下一种或多种：二甘醇、二丙二醇、甲基烯二醇、丙二醇、丁二醇。由于可以增加PU中的交联密度，添加二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造人造草皮(600)的方法，所述方法包括：‑产生(102)流体聚氨酯物质(210)，产物包括使第一和第二多元醇与异氰酸酯反应，第一多元醇是每个分子具有至少两个羟基基团的聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，并且第二多元醇是聚丁二烯二醇；异氰酸酯包括异氰酸酯单体、异氰酸酯聚合物或异氰酸酯预聚物或其混合物，所述异氰酸酯单体、异氰酸酯聚合物和异氰酸酯预聚物的每个分子具有两个或多个异氰酸酯基团；‑将人造草皮纤维(501)结合到(104)载体(308)中使得纤维的第一部分(302)突出到载体的正面，而纤维的第二部分(506)位于载体的背面；并且‑在载体的背面添加(106)流体聚氨酯物质，从而所述聚氨酯物质与纤维的至少第二部分结合；并且‑在载体的背面硬化(108)流体聚氨酯物质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.18 EP 16161220.5;2016.03.18 US 15/074,1361.一种制造人造草皮(600)的方法，所述方法包括：-产生(102)流体聚氨酯物质(210)，产物包括使第一和第二多元醇与异氰酸酯反应，第一多元醇是每个分子具有至少两个羟基基团的聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，并且第二多元醇是聚丁二烯二醇；异氰酸酯包括异氰酸酯单体、异氰酸酯聚合物或异氰酸酯预聚物或其混合物，所述异氰酸酯单体、异氰酸酯聚合物和异氰酸酯预聚物的每个分子具有两个或多个异氰酸酯基团；-将人造草皮纤维(501)结合到(104)载体(308)中使得纤维的第一部分(302)突出到载体的正面，而纤维的第二部分(506)位于载体的背面；并且-在载体的背面添加(106)流体聚氨酯物质，从而所述聚氨酯物质与纤维的至少第二部分结合；并且-在载体的背面硬化(108)流体聚氨酯物质。2.根据权利要求1所述的方法，聚丁二烯二醇的含量为第一多元醇和第二异氰酸酯的组合物的0.5-10重量％，更优选为所述组合物的1.0-9.0重量％，最优选为所述组合物的4.0-8.0重量％。3.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，所述聚丁二烯二醇具有1000-6000g/mol范围的数量平均分子量，更优选地在1.500-4.500g/mol范围。4.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，所述聚丁二烯二醇是含水的聚丁二烯二醇。5.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，所述第一多元醇是不含聚丁二烯二醇的，所述第一多元醇优选是聚碳酸酯多元醇、聚己内酯二醇多元醇、氧化丙烯基多元醇、聚丙烯多元醇、聚硫化物多元醇、聚醚二元醇及其一种或多种所述多元醇的混合物。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一多元醇进一步包括聚酯多元醇和聚酯多元醇。7.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，所述方法进一步包括添加润湿剂到包括第一和/或第二多元醇和/或异氰酸酯的混合物中。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述润湿剂是表面活性剂，其含量为第一和第二多元醇与异氰酸酯的组合物的0.01重量％-1.0重量％，更优选为所述组合物的重量的0.8重量％-1.2重量％，最优选为所述组合物的0.05重量％-0.15重量％。...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·西克，F·卢卡埃利，A·辛里奇斯，A·舒尔茨伊辛，M·L·亨森，C·D·兰茨，E·A·蒂德韦尔，D·卡尔霍恩，
申请(专利权)人：先进聚合物技术公司，合成草皮资源公司，
类型：发明
国别省市：美国,US