一种用于制作足球的聚氨酯组合物及其制备方法和应用

本发明涉及改性聚氨酯合成领域，尤其涉及一种用于制作足球的聚氨酯组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、足球作为广受欢迎的体育器材，其材料的选择直接关系到球体的性能、耐用性和安全性，目前市场上主流的足球大多采用天然皮革或合成皮革制成，随着行业的发展，合成革已有着几十年的历史，合成革因其部分的优良性能，已替代天然皮革被应用于足球表皮的制备，其中，合成皮革中又以聚氨酯（pu）材料为主，这些材料虽然在一定程度上满足了足球的基本需求，但在耐磨性、弹性、抗老化等方面仍存在一定的不足。

2、专利技术文献cn115233460a公开了一种环保型超纤pu足球表皮的制备工艺，该发明包括如下步骤：制备水性面料，称取高弹性水性聚氨酯树脂180-200质量份、色料4-8质量份、消泡剂0.6-1质量份、润湿剂0.2-0.6质量份、增稠剂0.1-0.5质量份混匀后获取粘稠液体备用；第一次涂膜及烘干处理；第二次涂膜及烘干处理；脱离离型纸，在烤箱烘干后将离型纸与基布剥离，从而制得环保型超纤pu足球表皮材料。

3、专利技术文献cn109023975b公开了一种环保型高剥离聚氨酯/泡沫复合型足球革的制备方法，该发明首先将水性聚氨酯面层浆料刮涂在离型纸上，烘干后制得聚氨酯合成革面层；然后将封闭型脂肪族聚氨酯中间层浆料刮涂在面层上，烘干后制得聚氨酯合成革中间层；再将无溶剂双组分聚氨酯粘接层树脂浇注涂覆在中间层的表面，烘至半干状态后贴合泡沫弹性基材，随后继续反应，最后将合成革与离型纸剥离，制得足球革。

4、但是上述发明中制备的足球表皮的耐磨性仍然较差，无法满足使用要求。

5、因此，针对上述中的相关技术，亟需研发一种用于制作足球的聚氨酯组合物及其制备方法和应用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种用于制作足球的聚氨酯组合物及其制备方法和应用，以解决现有技术中用于制作足球的聚氨酯组合物耐磨性差的问题。

2、基于上述目的，本发明提供了一种用于制作足球的聚氨酯组合物及其制备方法和应用。

3、一种用于制作足球的聚氨酯组合物，包括以下质量份原料：基体聚氨酯180-200份、改性聚氨酯30-50份、交联剂0.3-0.7份、流平剂0.2-0.9份、增稠剂0.2-0.6份、润湿剂0.2-0.6份；

4、所述改性聚氨酯一端为磷掺杂的多孔石墨烯接枝的聚氨酯，所述改性聚氨酯的制备方法如下：

5、步骤s1.将98wt%的浓硫酸、85wt%的磷酸混合均匀，再加入鳞片石墨粉和高锰酸钾，升温至48-52℃，搅拌23-25h，得到混合物a；

6、步骤s2.将30wt%的过氧化氢溶液和冰水混合均匀，得到混合物b，将混合物a倒入混合物b中，搅拌均匀后，得到混合物c；

7、步骤s3.将混合物c放入离心管内以800-1000rpm的转速离心8-10min，将离心后的固体溶解于去离子水中，加入浓盐酸，搅拌5-7h，经过清洗和冷冻干燥，得到固体d；

8、步骤s4.将3-氨丙基三乙氧基硅烷溶于去离子水和乙醇中，搅拌均匀后加入固体d，分散均匀后在58-62℃油浴环境下反应5-7h，反应结束后用去离子水和乙醇清洗2-3次，离心并冷冻干燥后得到固体e；

9、步骤s5.将固体e溶于乙醇中，超声分散40-60min，加入羟基丙烯酸树脂，搅拌40-60min，加入二甲苯和六亚甲基二异氰酸酯，混合均匀，得到改性聚氨酯。

10、优选的，步骤s1中所述98wt%的浓硫酸、85wt%的磷酸、鳞片石墨粉和高锰酸钾的用量比为340-380ml：35-45ml：2-4g：16-20g。

11、优选的，步骤s2中所述30wt%的过氧化氢溶液和冰水的用量比为8-12ml：180-220ml。

12、优选的，步骤s2中所述混合物a和混合物b的用量比为380-420ml：200-220ml。

13、优选的，步骤s3中所述混合物c、去离子水和浓盐酸的用量比为600-620ml：180-220ml：180-220ml。

14、优选的，步骤s4中所述3-氨丙基三乙氧基硅烷、去离子水、乙醇和固体d的用量比为1-3g：7-7.4g：0.6-1g：0.08-0.12g。

15、优选的，步骤s5中所述固体e、乙醇、羟基丙烯酸树脂、二甲苯和六亚甲基二异氰酸酯的质量比为0.2-0.22：1-2：0.5-0.7：1.8-2.2：1.6-1.65。

16、优选的，所述交联剂为聚异氰酸酯xp-2547、聚异氰酸酯xp-2655和聚异氰酸酯xp-2700中的任意一种；

17、所述流平剂为有机硅类流平剂，所述有机硅类流平剂为流平剂silok-354、流平剂silok-9540和流平剂silok-9666中的任意一种；

18、所述增稠剂为水性非离子型增稠剂rw-12w；

19、所述润湿剂为α-丙烯磺酸盐、α-丁烯磺酸盐和二异辛基丁二酸酯磺酸钠中的任意一种。

20、一种用于制作足球的聚氨酯组合物的制备方法，包括以下步骤：

21、将基体聚氨酯、改性聚氨酯、交联剂、流平剂、增稠剂和润湿剂依次加入高速搅拌机中，混合均匀，于50-60℃的开放式炼胶机上熔融混炼，取下经冷却并粉碎，得到聚氨酯组合物。

22、一种用于制作足球的聚氨酯组合物的应用，所述聚氨酯组合物应用于制作足球。

23、本发明的有益效果：

24、本发明提供通过采用改性聚氨酯组合物对基体聚氨酯进行改性，改性聚氨酯和基体聚氨酯协同增效，使得最终制得的聚氨酯组合物具有较好的耐磨性、较好的力学性能和较好的弹性，具有广泛的应用前景。

25、本发明提供的改性聚氨酯一端为磷掺杂的多孔石墨烯，具备阻燃性的磷对多孔石墨烯掺杂之后降低了多孔石墨烯的结晶度，加之复配聚氨酯的接枝，聚氨酯由于和基体聚氨酯相容性较好，因此聚氨酯会延伸至基体聚氨酯内部，而在磷掺杂的多孔石墨烯表面形成具有一定厚度的外壳，这使得磷掺杂的多孔石墨烯得以在基体聚氨酯内部分散均匀，使聚氨酯组合物的阻燃性增加的同时耐磨性和力学性能均得到增强。

技术特征：

1.一种用于制作足球的聚氨酯组合物，其特征在于，包括以下质量份原料：基体聚氨酯180-200份、改性聚氨酯30-50份、交联剂0.3-0.7份、流平剂0.2-0.9份、增稠剂0.2-0.6份、润湿剂0.2-0.6份；

2.根据权利要求1所述的一种用于制作足球的聚氨酯组合物，其特征在于，步骤s1中所述98wt%的浓硫酸、85wt%的磷酸、鳞片石墨粉和高锰酸钾的用量比为340-380ml：35-45ml：2-4g：16-20g。

3.根据权利要求1所述的一种用于制作足球的聚氨酯组合物，其特征在于，步骤s2中所述30wt%的过氧化氢溶液和冰水的用量比为8-12ml：180-220ml。

4.根据权利要求1所述的一种用于制作足球的聚氨酯组合物，其特征在于，步骤s2中所述混合物a和混合物b的用量比为380-420ml：200-220ml。

5.根据权利要求1所述的一种用于制作足球的聚氨酯组合物，其特征在于，步骤s3中所述混合物c、去离子水和浓盐酸的用量比为600-620ml：180-220ml：180-220ml。

6.根据权利要求1所述的一种用于制作足球的聚氨酯组合物，其特征在于，步骤s4中所述3-氨丙基三乙氧基硅烷、去离子水、乙醇和固体d的用量比为1-3g：7-7.4g：0.6-1g：0.08-0.12g。

7.根据权利要求1所述的一种用于制作足球的聚氨酯组合物，其特征在于，步骤s5中所述固体e、乙醇、羟基丙烯酸树脂、二甲苯和六亚甲基二异氰酸酯的质量比为0.2-0.22：1-2：0.5-0.7：1.8-2.2：1.6-1.65。

8.根据权利要求1所述的一种用于制作足球的聚氨酯组合物其特征在于，所述交联剂为聚异氰酸酯xp-2547、聚异氰酸酯xp-2655和聚异氰酸酯xp-2700中的任意一种；

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种用于制作足球的聚氨酯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求1-8任一项所述的一种用于制作足球的聚氨酯组合物的应用，其特征在于，所述聚氨酯组合物应用于制作足球。

技术总结本发明涉及改性聚氨酯合成领域，具体涉及一种用于制作足球的聚氨酯组合物及其制备方法和应用，所述聚氨酯组合物包括以下质量份原料：基体聚氨酯180‑200份、改性聚氨酯30‑50份、交联剂0.3‑0.7份、流平剂0.2‑0.9份、增稠剂0.2‑0.6份、润湿剂0.2‑0.6份，本发明通过采用改性聚氨酯对基体聚氨酯进行改性，其中改性聚氨酯一端为磷掺杂的多孔石墨烯，具备阻燃性的磷对多孔石墨烯掺杂之后，加之复配聚氨酯的接枝，聚氨酯由于和基体聚氨酯相容性较好，因此聚氨酯会延伸至基体聚氨酯内部，而在磷掺杂的多孔石墨烯表面形成具有一定厚度的外壳，这使得磷掺杂的多孔石墨烯得以在基体聚氨酯内部分散均匀，使聚氨酯组合物的耐磨性增加的同时力学性能也得到增强。技术研发人员：徐伟,李鑫,熊强受保护的技术使用者：景德镇陶瓷大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18