[发明专利]一种环保体育场地用聚氨酯胶水及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及体育领域，具体涉及一种环保体育场地用聚氨酯胶水及其制备方法。

背景技术

1968年将聚氨酯粘合剂用于玻璃纤维增强塑料的粘接，经过1978年改进了双组份聚氨酯的包装以及单组份聚氨酯粘合剂开始使用后，使得聚氨酯粘合剂发展加快。随着我国全民健身运动的开展，聚氨酯粘合剂的使用正在呈蓬勃发展趋势。

传聚氨酯胶水是合适的聚醚配比与异氰酸酯的当量计算有机合成的半成品。目前大多数塑胶跑道胶水在实际使用的过程中，由于设计配方时原料的选择、配比以及合成工艺等存在差别，导致机械性能和施工环境比较差，再者传统上选用的甲苯二异氰酸酯(TDI)型和MOCA（聚氨酯橡胶硫化剂），由于TDI聚氨酯跑道内含有的重金属物质，会在使用过程中氧化污染环境。如铅经氧化后变成氧化铅，以粉尘的形式影响人的健康。铅多积聚在离地面约1m的大气中，处于儿童的呼吸带，对健康的影响较大。游离的TDI可以在几年内挥发掉，但材料内有毒有害化学物质会造成对人体的侵害，以及对环境造成不良影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保体育场地用聚氨酯胶水及其制备方法，用以克服由于传统体育场地用聚氨酯胶水的合成工艺的差别以及胶水中使用的原料带来的对人体的伤害和不安全隐患。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：一种环保体育场地用聚氨酯胶水，由聚醚多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、热塑性树脂、改性分子筛、助剂、蓖麻油和无机填料组成，各组分的重量百分比依次为：聚醚多元醇30~60%、二苯基甲烷二异氰酸酯5~15%、热塑性树脂5~10%、改性分子筛3~7%、助剂10~25%、蓖麻油3~10%和纳米无机填料5~10%，其中，无机填料由重量比为1：1.5~2的氧化铝微粉和白炭黑纳米微胶囊粉组成。

其中，聚醚多元醇由重量比为2~5：1的聚醚多元醇主料和聚醚多元醇辅料组成，其中，聚醚多元醇主料为聚氧化丙烯丙三醇醚，分子量为5000-7000；聚醚多元醇辅料为聚氧化丙烯丙二醇醚，分子量为1000-4000。

本发明中，热塑性树脂由重量比为1：1~2的叔丁基酚醛树脂和萜烯树脂组成。

本发明中，二苯基甲烷二异氰酸酯为4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯和/或2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯。

本发明中，助剂为邻苯二甲酸二辛酯。

本发明中，氧化铝微粉的粒度为1~6微米，纯度为98%；白炭黑纳米微胶囊粉粒度为20纳米，纯度＞99.5%。

一种环保体育场地用聚氨酯胶水的制备方法，包括以下步骤：步骤一、按照1：3：3的重量比，称取纳米微胶囊粉、纳米白炭黑和无水乙醇，混合后在40~50KHz的频率下超声分散20~25min，然后在真空度为0.098MPa的真空条件下进行抽滤，当不再有乙醇液滴滴落时停止抽滤，取出滤出物，置于烘箱中，依次进行30℃×6h的烘干和50℃×20min的预热，取出预热后的物料，并将其置于压力机中在2MPa压力下预压5min，然后再在5MPa、145~155℃条件下热压28~30min，自然冷却至室温后，制得白炭黑纳米胶囊粉，备用；

步骤二、按照2：100的重量比，称取硼酸钠和分子筛，将硼酸钠全部溶解在去离子水中，然后加入称取的分子筛，在50℃的水浴中浸渍6h，得到改性分子筛；硼进入分子筛的无机骨架中，使无机基团表面改性，提高其吸附性能；其中，本发明采用的分子筛为13X型分子筛。

步骤三、按照所述的重量百分比，将聚醚多元醇加入到反应釜中，并在70~85℃下搅拌0.5~1h，然后进行抽真空脱气脱水处理1~2.5h后，将其冷却至40~60℃，备用；

步骤四、在步骤三的基础上加入所述重量百分比的二苯基甲烷二异氰酸酯，在70~90℃下反应2.5h，并冷却至40~60℃，备用；

步骤五、按照1：1.5~2的重量比，分别称取氧化铝微粉和步骤一制得的白炭黑纳米微胶囊粉，混合得无机填料；在步骤四的基础上加入所述重量百分比的无机填料、热塑性树脂、助剂、蓖麻油和步骤二制备的改性分子筛，搅拌0.5~1h得混合溶液，在氮气气氛保护下将形成混合溶液出料，制得聚氨酯胶水。

该制备方法改善了生产和施工环境，优化了产品的固化时间；工艺流程简单，操作方便，保证了施工效率和施工质量；所采用的原料克服了传统使用TDI和MOCA带来的对人体的伤害及不安全隐患，环保，无污染，保护环境，生产成本低。

本发明中，白炭黑纳米微胶囊粉的高流动性和纳米尺寸效应，使胶水的耐磨性大大增强。白炭黑纳米微胶囊粉的表面活性点、表面官能团的化学吸附，能够避免胶水钝化。