一种高发泡倍率的聚氨酯人造草坪背胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高泡倍率聚氨酯人造草坪背胶及其制备方法和应用。所述一种人造草坪用聚氨酯背胶，其组成包括下述成分：主基料、有机胺催化剂、匀泡剂和有机硅促进剂；所述主基料由高分子聚醚多元醇、聚合物聚醚多元醇和植物油多元醇混合组成，三者之间的质量比为：（2‑4）：（1‑3）：（1‑2）。所述高泡倍率聚氨酯人造草坪背胶环保无溶剂无毒害、拔出力高、回弹性好、涂胶量少。

A high foaming rate polyurethane artificial turf gum and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高发泡倍率的聚氨酯人造草坪背胶及其制备方法
本专利技术涉及胶粘剂
，具体涉及一种高发泡倍率的聚氨酯人造草坪背胶及其制备方法。
技术介绍
人造草坪是一种仿天然草坪织物，具有铺设简易、保养方便、色泽鲜艳、适应性强、使用寿命长的优点，可应用于室内球场、操场、高尔夫场地、花园、阳台、宾馆的地面铺设和装饰。人造草坪的草丝材料多为聚丙烯、尼龙、聚乙烯等纺丝簇绒而成，底背材料多为天然或合成的麻黄或聚丙烯材料。草丝通过底背面层上的编织孔交错编织在底背上，通过在底背上刮涂一层胶粘剂形成绒头处的联结加固。这种锚固的能力通常用拔出力或拔脱力来表示。目前人造草坪使用的胶粘剂多为羧基丁苯胶乳，但其本身气味大、不环保、发泡倍率小，草丝的拔出力也非常有限，形成的加固面又容易出现胶面龟裂问题，对于高端的运动草坪有非常大的局限性，因此需要研究开发更加环保、高拔出力、高发泡倍率的人造草坪背胶。聚氨酯胶粘剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(NHCOO)或异氰酸酯基(NCO)的胶粘剂。其具有胶膜坚韧，耐冲击，挠曲性好，剥离强度高，有很好的耐超低温性，耐油和耐磨性等特点。聚氨酯胶粘剂具有大量极性基团，分子可设计性，粘结范围广，软硬度可调节等优势，对多种基材具有很强的粘结性，同时，通过交联与结晶，提高其内聚力，韧性以及粘结强度，具有更优异的防老化性，耐水解性与抗侵蚀性能，市场应用越来越受到重视。中国专利CN195419718A提供了一种高强度聚氨酯人造草坪背胶，但其中使用到高沸点的溶剂，不环保；中国专利CN101508881B提供了一种人造草坪聚氨酯胶粘剂组合物，但它使用了有机锡或镍作为催化剂，对于家用休闲草坪存在重金属毒害副作用；中国专利CN105969290A也提供了一种无溶剂人造草坪聚氨酯背胶，但它的施胶量较高，使用成本高，且对于胶层发泡倍率没有研究。
技术实现思路
本专利技术提供一种在环保无溶剂无毒害、拔出力高、回弹性好的前提下，发泡倍率高的聚氨酯人造草坪背胶及其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种人造草坪用聚氨酯背胶，其组成包括下述成分：主基料、有机胺催化剂、匀泡剂和有机硅促进剂；其中主基料占所述人造草坪用聚氨酯背胶总质量的的25%-55%，有机胺催化剂占所述人造草坪用聚氨酯背胶总质量的0.008‰-0.4‰，匀泡剂占所述人造草坪用聚氨酯背胶总质量的0.008‰-0.65‰，有机硅促进剂占所述人造草坪用聚氨酯背胶总质量的0.065‰-4‰；所述主基料由高分子聚醚多元醇、聚合物聚醚多元醇和植物油多元醇混合组成，三者之间的质量比为：（2-4）：（1-3）：（1-2）；所述有机胺催化剂是一种延迟性的有机胺类催化剂，选自双(二甲氨基乙基)醚、三亚乙基二胺、五亚甲基二乙烯三胺、N-（二甲氨基乙基）吗啉或1,8二氮杂环十一烯中的任一种；所述的有机硅促进剂为：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的任一种；所述的匀泡剂为一种聚醚改性有机硅表面活性剂，专用于聚氨酯发泡制品，调节发泡密度及结构，为市售商购产品；优选南京德美化工的AK系列、美国空气化工DC系列。所述匀泡剂，不加化学发泡剂，本专利技术所述聚氨酯人造草坪背胶是物理发泡，通过加压空气发泡，发泡最高1.5倍，匀泡剂的作用是让空气发泡更均匀，减少实际的涂胶量。所述的高分子量聚醚多元醇制备时以丙三醇为起始剂，重均分子量在3000-7000，官能度为3，羟值为10-50mgKOH/g；更进一步来说，重均分子量优选为4000-6000的聚醚三元醇，羟值为25-40mgKOH/g。所述的聚合物聚醚多元醇是由苯乙烯、丙烯腈与聚醚多元醇进行接枝共聚的共聚物，其固含量为30-50%，羟值为10-50mgKOH/g。更进一步来说，固含量优选为40-45%聚合物聚醚多元醇，羟值为20-30mgKOH/g。所述的植物油多元醇包括蓖麻油多元醇、大豆油多元醇、棕榈油多元醇、橄榄油多元醇中的任一种，其羟值为150-450mgKOH/g；更进一步来说，优选为蓖麻油多元醇，羟值为150-250mgKOH/g。所述主基料，既保证了较高的粘接强度，对塑料草丝的拔出力高，又具有优异的回弹性、耐水解性能；采取有机胺催化剂，配合聚醚改性有机硅的匀泡剂，使胶层发泡倍率更高、结构更稳定，可以减少实际涂胶量，同时避免了有机重金属催化剂的毒副作用；配合有机硅促进剂，提高了固化胶层的本体强度、改善胶层与地面的耐磨性以及耐水性、耐老化性能。本专利技术所述的人造草坪用聚氨酯背胶，其组成还包括多异氰酸酯，其NCO值为20-35％，所述多异氰酸酯占所述人造草坪用聚氨酯背胶总质量的10-15%；所述多异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和多苯基多亚甲基异氰酸酯(聚合MDI)；二者的质量比为（0-1）：（9-10），所述的二苯基甲烷二异氰酸酯包括4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（纯MDI）、2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物（MDI-50），碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯（液化MDI）中的任意一种。所述人造草坪用聚氨酯背胶，包括组分A和组分B，A组分和B组分的重量比为（6-8）:1；所述的组分A由以下重量份数组分混合而成：主基料40-90份扩链剂1-5份有机胺催化剂0.01-0.06份有机硅促进剂0.1-0.5份匀泡剂0.01-0.1份颜料0.1-0.5份填料80-120份所述的B组分为：二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)0-10份多苯基多亚甲基异氰酸酯(聚合MDI)90-100份所述的扩链剂为一缩二丙二醇(DPG)、一缩二乙二醇(DEG)、1,2-丙二醇或1,4-丁二醇中的任意一种；所述颜料为炭黑、钛白粉、蓝色浆、绿色浆中任意一种；所述的填料为纳米碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、氧化钙、硅微粉或氢氧化铝的一种或几种。优选为400目或800目重质碳酸钙。所述高发泡倍率人造草坪用聚氨酯背胶的制备方法，包括以下步骤：①A组分的制备：取配方重量份数的聚醚多元醇、植物油多元醇、扩链剂加入混合反应釜中搅拌30min，再向混合反应釜中加入填料和颜料，在真空度>0.9MPa状态下抽真空搅拌120min，最后加入催化剂、匀泡剂和促进剂搅拌30min即得A组分；②B组分的制备：取配方重量份数的二苯基甲烷二异氰酸酯与多亚甲基多苯基异氰酸酯混合均匀即得B组分；所述用于人造草坪的聚氨酯胶粘剂的应用方法，A、B两组分按照6~8:1（重量比）的配比进行混合使用，通过准确的A、B组分计量泵，进入发泡混合头快速混合后涂布使用，旁路通入氮气进行发泡调节，达到合适的发泡倍率和最经济的涂胶量。与现有技术相比本专利技术有以下有益效果：本专利技术所述聚氨酯人造草坪背胶，不使用有机溶剂和有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人造草坪用聚氨酯背胶，其特征在于，其组成包括下述成分：主基料、有机胺催化剂、匀泡剂和有机硅促进剂；/n其中主基料占所述人造草坪用聚氨酯背胶总质量的的25%-55%，/n有机胺催化剂占所述人造草坪用聚氨酯背胶总质量的0.008‰-0.4‰，/n匀泡剂占所述人造草坪用聚氨酯背胶总质量的0.008‰-0.65‰，/n有机硅促进剂占所述人造草坪用聚氨酯背胶总质量的0.065‰-4‰；/n所述主基料由高分子聚醚多元醇、聚合物聚醚多元醇和植物油多元醇混合组成，三者之间的质量比为：（2-4）：（1-3）：（1-2）；/n所述有机胺催化剂是一种延迟性的有机胺类催化剂，选自双(二甲氨基乙基)醚、三亚乙基二胺、五亚甲基二乙烯三胺、N-（二甲氨基乙基）吗啉或1,8二氮杂环十一烯中的任一种；/n所述的有机硅促进剂为：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的任一种；/n所述的匀泡剂为一种聚醚改性有机硅表面活性剂。/n

【技术特征摘要】
20190621 CN 20191054190861.一种人造草坪用聚氨酯背胶，其特征在于，其组成包括下述成分：主基料、有机胺催化剂、匀泡剂和有机硅促进剂；
其中主基料占所述人造草坪用聚氨酯背胶总质量的的25%-55%，
有机胺催化剂占所述人造草坪用聚氨酯背胶总质量的0.008‰-0.4‰，
匀泡剂占所述人造草坪用聚氨酯背胶总质量的0.008‰-0.65‰，
有机硅促进剂占所述人造草坪用聚氨酯背胶总质量的0.065‰-4‰；
所述主基料由高分子聚醚多元醇、聚合物聚醚多元醇和植物油多元醇混合组成，三者之间的质量比为：（2-4）：（1-3）：（1-2）；
所述有机胺催化剂是一种延迟性的有机胺类催化剂，选自双(二甲氨基乙基)醚、三亚乙基二胺、五亚甲基二乙烯三胺、N-（二甲氨基乙基）吗啉或1,8二氮杂环十一烯中的任一种；
所述的有机硅促进剂为：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的任一种；
所述的匀泡剂为一种聚醚改性有机硅表面活性剂。


2.根据权利要求1所述的人造草坪用聚氨酯背胶，其特征在于，所述的高分子量聚醚多元醇制备时以丙三醇为起始剂，重均分子量在3000-7000，官能度为3，羟值为10-50mgKOH/g。


3.根据权利要求2所述的人造草坪用聚氨酯背胶，其特征在于，所述的高分子量聚醚多元醇的重均分子量为4000-6000的聚醚三元醇，羟值为25-40mgKOH/g。


4.根据权利要求1所述的人造草坪用聚氨酯背胶，其特征在于，所述的聚合物聚醚多元醇是由苯乙烯、丙烯腈与聚醚多元醇进行接枝共聚的共聚物，其固含量为30-50%，羟值为10-50mgKOH/g。


5.根据权利要求4所述的人造草坪用聚氨酯背胶，其特征在于，所述的聚合物聚醚多元醇的固含量为40-45%聚合物聚醚多元醇，羟值为20-30mgKOH/g。


6.根据权利要求1所述的人造草坪用聚氨酯背胶，其特征在于，所述的植物油多元醇包括蓖麻油多元醇、大豆油多元醇、棕榈油多元醇、橄榄油多元醇中的任一种，其羟值为150-450mgKOH/g。


7.根据权利要求6所述的人造草坪用聚氨酯背胶，其特征在于，所述的植物油多元醇为蓖麻油多元醇，羟值为150-250mgKOH/g。


8.根据权利要求1所述的人造草坪...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小锋，赵雄，马西兰，
申请(专利权)人：南京威邦新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32