一种塑胶跑道用硅PU复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种塑胶跑道用硅PU复合材料及其制备方法，属于硅PU材料技术领域，包括聚氨酯胶黏剂、橡胶颗粒、可膨胀聚氨酯颗粒、丙烯酸六氟丁酯、防老剂B215；将聚醚型MDI封端聚氨酯预聚体、发泡剂、引发剂和交联剂搅拌混合得到混合液；将纤维骨架颗粒和去离子水搅拌混合，得到分散液；将混合液加入分散液中搅拌得到乳化液；将乳化液反应20

【技术实现步骤摘要】
一种塑胶跑道用硅PU复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于硅PU材料
，具体涉及一种塑胶跑道用硅PU复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]塑胶跑道又称全天候田径运动跑道，它由聚氨酯预聚体、混合聚醚、废轮胎橡胶、EPDM橡胶粒或PU颗粒、颜料、助剂、填料组成。塑胶跑道具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适当、物理性能稳定的特性，有利于运动员速度和技术的发挥，有效地提高运动成绩，降低摔伤率。塑胶跑道是由聚氨酯橡胶等材料组成的，具有一定的弹性和色彩，具有一定的抗紫外线能力和耐老化力是国际上公认的最佳全天候室外运动场地坪材料。
[0003]为了进一步满足运动物理特性需要，具备上硬下弹结构特征，并能直接在水泥或沥青基础上施工的健康型专业弹性合成球场面层材料系统，逐步发展出了以单组分有机硅改性聚氨酯组成缓冲回弹结构，双组分改性丙烯酸作为耐磨面层的硅PU材料。随着全民健身理念深入人心，跑道的使用频率越来越高，一些含有橡胶填充的硅PU材料制成的跑道耐用性不佳，填充颗粒容易磨损脱落。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于提供一种塑胶跑道用硅PU复合材料，该PU复合材料在施工后具有更好的耐磨性和力学性能；目的之二在于提供一种可以适度发泡的硅PU复合材料，便于减少施工时材料用量；目的之三在于提供一种塑胶跑道用硅PU复合材料的制备方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种塑胶跑道用硅PU复合材料，按质量份计，包括如下组分：/>[0007]聚氨酯胶黏剂40—60份、橡胶颗粒30
‑
50份、可膨胀聚氨酯颗粒25
‑
40份、丙烯酸六氟丁酯8
‑
12份、防老剂B215 0.2
‑
0.4份。
[0008]该塑胶跑道用硅PU复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0009]将聚氨酯胶黏剂、橡胶颗粒、可膨胀聚氨酯颗粒、丙烯酸六氟丁酯和防老剂B215搅拌混合，得到塑胶跑道用硅PU复合材料。
[0010]进一步地，可膨胀聚氨酯颗粒通过如下步骤制备：
[0011]步骤一：将石英纤维和氧化铝纤维在500
‑
550℃的条件下保温1
‑
2h，然后将石英纤维粉碎成长度为400
‑
600μm的石英短纤，将氧化铝纤维粉碎成长度为400
‑
600μm的氧化铝短纤；
[0012]步骤二：将石英短纤、氧化铝短纤、可溶性淀粉和去离子水搅拌混合，然后加入硼酸和硅溶胶继续搅拌混合，得到混合液；将混合液倒入模具中，抽滤，模压成型得到胶片；将胶片在40
‑
60℃的条件下真空干燥，然后在950
‑
1000℃的条件下保温30
‑
40min，冷却，粉碎，得到直径为0.3
‑
0.6cm的纤维预制体颗粒；
[0013]进一步地，石英短纤、氧化铝短纤、可溶性淀粉、去离子水、硼酸和硅溶胶的用量比
为10g：10g：0.5
‑
0.8g：100
‑
150mL：2g：18
‑
20g。
[0014]步骤三：将钛酸四丁酯加入质量分数为10％的盐酸溶液中，在200
‑
300r/min的条件下搅拌80
‑
100min，加入纤维预制体颗粒并转移至水热反应釜中，在130
‑
150℃的条件下反应15
‑
16h，过滤，将截留的颗粒用去离子水洗涤2
‑
3次，在40
‑
60℃的条件下真空干燥，然后在450
‑
500℃的条件下保温4
‑
6h，得到纤维骨架颗粒；
[0015]进一步地，钛酸四丁酯、盐酸和纤维预制体颗的用量比为9
‑
10mL：300mL：5
‑
10g。
[0016]步骤四：将聚醚型MDI封端聚氨酯预聚体、发泡剂、引发剂和交联剂搅拌混合得到混合液；将纤维骨架颗粒和去离子水搅拌混合，得到分散液；将混合液加入分散液中，在2000
‑
3000r/min的条件下搅拌20
‑
30min，得到乳化液；
[0017]进一步地，聚醚型MDI封端聚氨酯预聚体、发泡剂、引发剂和交联剂的用量比为60g：6
‑
6.5g：5.4
‑
5.6g：0.3
‑
0.35g。
[0018]进一步地，纤维骨架颗粒和去离子水的用量比为15
‑
18g：200mL。
[0019]进一步地，混合液和分散液的用量比为1g：2g。
[0020]进一步地，发泡剂为异辛烷。
[0021]进一步地，引发剂为过氧化二苯甲酰或过氧化二苯甲酰。
[0022]进一步地，交联剂为二苯基甲烷二异氰酸酯。
[0023]步骤五：将乳化液转移至反应釜中，在氮气保护和65
‑
70℃的条件下反应20
‑
24h，过滤，将过滤后的产物用去离子水洗涤2
‑
3次，在40
‑
60℃的条件下真空干燥，得到可膨胀聚氨酯颗粒。
[0024]进一步地，可膨胀聚氨酯颗粒的堆积密度40
‑
55kg/m3。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]本专利技术塑胶跑道用硅PU复合材料中添加有可膨胀聚氨酯颗粒，石英短纤、氧化铝短纤制成的维预制体颗粒具有较好的拉伸强度，经过钛酸四丁酯水热处理后，形成质量较小且负载有纳米二氧化钛的纤维骨架颗粒；分散液和混合液搅拌成乳化液后，形成聚氨酯为外壳、异辛烷为核的微胶囊，这些微胶囊填充在纤维骨架颗粒中，纳米二氧化钛能够使纤维表面更加粗糙，有助于增加空间位阻，增加可膨胀聚氨酯颗粒的结构稳定性。
[0027]可膨胀聚氨酯颗粒制成硅PU复合材料后，聚氨酯胶黏剂等材料能够渗透到可膨胀聚氨酯颗粒的空隙中，相较于直接添加橡胶颗粒能够更加紧密的咬合，有助于增加材料的力学性能，防止颗粒填充磨损剥离；施工过程中，可膨胀聚氨酯颗粒受热，异辛烷受热膨胀释使材料发泡，有助于在施工体积下减少材料的用量；在纤维骨架颗粒的限制下，可膨胀聚氨酯颗粒内部的密度仍然较高，从而保持硅PU复合材料的支撑性，满足塑胶跑道使用要求。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]实施例1
[0030]本实施例提供一种塑胶跑道用硅PU复合材料，包括如下实施步骤：
[0031]可膨胀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塑胶跑道用硅PU复合材料，其特征在于，按质量份计，包括如下组分：聚氨酯胶黏剂40
‑
60份、橡胶颗粒30
‑
50份、可膨胀聚氨酯颗粒25
‑
40份、丙烯酸六氟丁酯8
‑
12份、防老剂B215 0.2
‑
0.4份；所述可膨胀聚氨酯颗粒通过如下步骤制备：将聚醚型MDI封端聚氨酯预聚体、发泡剂、引发剂和交联剂搅拌混合得到混合液；将纤维骨架颗粒和去离子水搅拌混合，得到分散液；将混合液加入分散液中，在2000
‑
3000r/min的条件下搅拌20
‑
30min，得到乳化液；将乳化液在氮气保护和65
‑
70℃的条件下反应20
‑
24h，过滤，洗涤，真空干燥，得到可膨胀聚氨酯颗粒。2.根据权利要求1所述的一种塑胶跑道用硅PU复合材料，其特征在于，所述聚醚型MDI封端聚氨酯预聚体、发泡剂、引发剂和交联剂的用量比为60g：6
‑
6.5g：5.4
‑
5.6g：0.3
‑
0.35g。3.根据权利要求1所述的一种塑胶跑道用硅PU复合材料，其特征在于，所述发泡剂为异辛烷。4.根据权利要求1所述的一种塑胶跑道用硅PU复合材料，其特征在于，所述引发剂为过氧化二苯甲酰或过氧化二苯甲酰。5.根据权利要求1所述的一种塑胶跑道用硅PU复合材料，其特征在于，所述交联剂为二苯基甲烷二异氰酸酯。6.根据权利要求1所述的一种塑胶跑道用硅PU复合材料，其特征在于，所述纤维骨架...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宝根，石海城，李志，
申请(专利权)人：河北巅峰体育设施有限公司，
类型：发明
国别省市：