[发明专利]环保型体育场地铺装材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，特别涉及用于现场制备聚氨酯弹性体的环保型体育场地铺装材料及其制备方法。 

背景技术

聚氨酯弹性体被广泛的用作体育场地的铺设。目前，用于制作体育场地铺装的材料大都采用与CN1033639A相同或类似的TDI-MOCA体系生产，典型的是先用甲苯二异氰酸酯TDI和聚醚二元醇及有机稀释剂制成聚氨酯预聚体(通称A组份)，再将A组份与扩链一交链剂聚醚多元醇/二元醇的丁二醇、二元氨MOCA(3，3’一二氯一4，4’二氨基二本基甲烷)和填料(通称B组份)混合，然后用催化剂作用聚合制成的聚氨酯弹性体。 

《化学药品消防与急救手册》(化学工业出版社，1966年1版)P262指出：甲苯二异氰酸酯属化学危险品，其蒸汽与空气能形成爆炸性混合物，加热分解放出有毒气体，特别是对人的皮肤和眼睛具有强刺激作用和致过敏作用；MOCA为致癌物质，国际田联倡议不要使用这两种化学物质生产体育场地铺装材料。 

发明内容

本发明的目的在于克服由于传统体育场地铺装材料中使用TD1和MOCA所带来的对人体的伤害和不安全隐患，以及双组分施工繁琐问题，克服用普通方法制备的体育场地铺装材料各项物理指标低和使用寿命短的缺陷，提供一种不使用TDI和MOCA及重金属的蒙托土环保型的体育场地铺装材料。 

本发明由下列组分按重量百分比制备而成： 

二苯基甲烷二异氰酸酯                        20～30％ 

丙三醇聚氧丙烯醚(又称聚醚三元醇)            20～30％ 

丙二醇聚氧丙烯醚(又称聚醚二元醇)            5～15％ 

三羟甲基丙烷                                0.4～5％ 

干法蒙脱土                                  2.5～5％ 

环氧树脂                  5～10％ 

邻苯二甲酸二辛酯          20～30％ 

所述二苯基甲烷二异氰酸酯是4，4’一二苯基甲烷二异氰酸酯(即MDI3051)、2，4，一二苯基甲烷二异氰酸酯或它们的混合物；所述的丙三醇聚氧丙烯醚的分子量为3000；所述丙二醇聚氧丙烯醚的分子量为400～2000；所述三羟基甲烷是工业级的交联剂；所述环氧树脂是工业级的；所述邻苯二甲酸二辛酯是工业级的增塑剂。 

本发明的制备方法如下： 

将基于组分总重量的聚醚二元醇5～15％、聚醚三元醇20～30％和干法蒙脱土2.5～5％加入到反应釜中，在70～80℃下搅拌，抽真空脱水脱气插层反应2小时，冷却至40～60℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯20～30％，在70～90℃下反应2小时左右，冷却至室温后再将环氧树脂5～10％、三羟基甲烷0.4～5％、邻苯二甲二辛脂20～30％加入搅拌40～60分钟后，计量包装，即制备出可用于现场制备聚氨酯弹性体的体育场地铺装材料。 

将本发明与黑橡胶粒或者EPDM(三元乙丙橡胶，以下同)颗粒按1：5的重量比混合、搅拌后摊铺或者喷涂在跑道等体育场地的表面，待自然聚合固化后即形成聚氨酯弹性体。上述EPDM颗粒是用三元异丙胶和硫化剂、促进剂、软化剂、填料等混合密炼开炼硫化而制得的三元乙丙橡胶颗粒，有市售。 

本发明所用干法蒙脱土是纳米级的，其粒经在1～100nm，可从市场购得。干法蒙脱土的制备方法和湿法蒙脱土的制备方法有所不同：干法生产过程无环境污染，有利于环保；湿法生产过程所排放的污水含有毒物质不利于环保。由于干法蒙脱土生产成本较湿法生产成本低，因此本发明给降低生产成本提供了可能。 

本发明所用干法蒙脱土是一种层状硅酸盐，其结构片层约1纳米(1nm)。在其层状结构中有一铝氧八面体亚层，它在其中与两个硅氧四面体的亚层通过共用氧原子连接，由于中间夹层的铝氧层的原子被低价离子，如Na’，Ca”等取代，片层因而有负电荷，容易与烷基季铵盐或其它有机阳离子进行交换，生成有机化蒙脱土，因而具有亲油性。因此，它可与有机高分子单体混合，也可能单体进入被因烷基季铵盐交换而扩大的层间。进行高分子聚合反应后，它不仅有纳米尺寸所提供的纳米效应(如高的表面能等)，且聚合物分子存在结构片层中，这样晶体结构对有机高分子的力学性能就大有提高。，