一种无溶剂喷涂型耐老化自结纹面层材料及制备方法和施工方法与流程

本发明属于塑胶跑道材料领域，更具体地，涉及一种无溶剂喷涂型耐老化自结纹面层材料及制备方法和施工方法。

背景技术：

1、自结纹面层材料是一种聚氨酯材料，是通过喷涂施工在塑胶跑道表面形成凹凸均匀的纹理，具有防滑功能的一种塑胶跑道喷面材料。

2、目前的市售自结纹面层材料为了具有良好的自结纹效果，普遍将材料做得非常黏稠，材料搅拌后粘度很大，因此，喷涂时需要加入溶剂稀释，才能获得良好的喷涂施工效果。但这导致喷涂气味大，飞溅距离远，污染环境。也有部分产品不加溶剂，但存在喷涂自结纹纹理立体感不强，喷涂后表面塌陷流平，纹理感和防滑效果不佳。

3、此外，传统的自结纹面层产品长期耐老化性能不佳，老化后，性能下降明显，部分厂家面层产品施工后不到1年，面层就出现强度降低、开裂、脱层、起皮等问题，严重影响跑道的美观和使用寿命。

4、因此，目前亟待提出一种新的无溶剂喷涂型耐老化自结纹面层材料及制备方法和施工方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种无溶剂喷涂型耐老化自结纹面层材料及制备方法和施工方法。本发明有效提高了材料的耐老化性能和自结纹效果，并且实现了无溶剂喷涂施工。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种无溶剂喷涂型耐老化自结纹面层材料，所述自结纹面层材料包括a组分和b组分；

3、所述a组分包括：聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、第一增塑剂和异氰酸酯；

4、所述b组分包括：聚醚多元醇b、聚醚多元醇c、颜料、填料、胺类扩链剂、触变剂、官能团上含活泼氢的硅烷偶联剂、催化剂和其他助剂。

5、根据本发明，优选地，以a组分的总重量计，所述a组分包括：聚醚多元醇a 30-45％、聚醚多元醇b10-25％、第一增塑剂1-5％、异氰酸酯25-40％。

6、根据本发明，优选地，以b组分的总重量计，所述b组分包括：聚醚多元醇b10-30％、聚醚多元醇c 5-15％、颜料1-6％、填料35-50％、胺类扩链剂1-5％、触变剂1-10％、官能团上含活泼氢的硅烷偶联剂0.1-1％、催化剂0.005-0.2％、其他助剂0.1-15％。

7、根据本发明，优选地，所述官能团上含活泼氢的硅烷偶联剂为3-巯丙基三乙氧基硅烷偶联剂和/或3-巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂。

8、根据本发明，优选地，所述触变剂为聚酰胺改性的氢化蓖麻油衍生物。

9、根据本发明，优选地，以b组分的总重量计，所述其他助剂包括：第二增塑剂1-10％、抗氧剂0.1-2％、光稳定剂0.1-2％。

10、根据本发明，优选地，所述聚醚多元醇a为2官能度，羟值54-58mgkoh/g，聚环氧丙烷多元醇和/或聚(环氧丙烷-环氧乙烷)共聚多元醇。

11、根据本发明，优选地，所述聚醚多元醇b为3官能度，羟值33.5-36.5mgkoh/g，聚环氧丙烷多元醇和/或聚(环氧丙烷-环氧乙烷)共聚多元醇。

12、根据本发明，优选地，聚醚多元醇c为3官能度，羟值330-350mgkoh/g，聚环氧丙烷多元醇和/或聚(环氧丙烷-环氧乙烷)共聚多元醇。

13、根据本发明，优选地，所述第一增塑剂和第二增塑剂各自独立地为氯代棕榈油甲酯、对苯二甲酸二辛酯(dotp)和乙酰柠檬酸三丁酯(atbc)中的至少一种。

14、根据本发明，优选地，所述颜料为氧化铁红、酞青蓝和酞青绿中的至少一种。

15、根据本发明，优选地，所述填料为滑石粉、400目碳酸钙和800目碳酸钙中的至少一种。

16、根据本发明，优选地，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)和/或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯(1076)。

17、根据本发明，优选地，所述催化剂为有机金属催化剂。

18、根据本发明，优选地，所述a组分和b组分的质量比为(0.8-1.2)：(1.5-2.5)；

19、根据本发明，优选地，所述自结纹面层材料还包括c组分，所述c组分为防滑石英砂。

20、根据本发明，优选地，所述a组分和c组分的质量比为(0.8-1.2)：(0.5-1.5)。

21、本发明第二方面提供了所述的无溶剂喷涂型耐老化自结纹面层材料的制备方法，包括：

22、将聚醚多元醇a、聚醚多元醇b和第一增塑剂混合搅拌均匀并进行第一真空脱水，得到第一脱水体系；将所述第一脱水体系与所述异氰酸酯混合并反应，得到所述a组分；

23、将聚醚多元醇b、聚醚多元醇c、颜料、填料和其他助剂混合搅拌均匀并进行第二真空脱水，得到第二脱水体系；将所述第二脱水体系与所述胺类扩链剂、触变剂、官能团上含活泼氢的硅烷偶联剂和催化剂混合搅拌，得到所述b组分。

24、根据本发明，优选地，所述第一真空脱水的条件包括：温度为105-115℃，真空度＜-0.01mpa，真空脱水时间为2-3h；

25、所述第一脱水体系的水分为＜0.05％，温度为65-75℃；

26、所述反应的温度为75-85℃，所述反应的时间为1.5-2.5h。

27、根据本发明，优选地，所述第二真空脱水的条件包括：温度为105-115℃，真空度＜-0.01mpa，真空脱水时间为2-3h；

28、所述第二脱水体系的水分为＜0.05％，温度为40-60℃；

29、所述第二脱水体系与所述胺类扩链剂、触变剂、官能团上含活泼氢的硅烷偶联剂和催化剂混合搅拌的温度为40-60℃，时间为20-40min。

30、在本发明中，作为优选方案，所述的无溶剂喷涂型耐老化自结纹面层材料的制备方法包括：

31、将聚醚多元醇a、聚醚多元醇b和第一增塑剂投入反应釜，开启搅拌，升温至105-115℃，保持真空度＜-0.01mpa，真空脱水2-3h，待水分＜0.05％时，降温至70±5℃，得到第一脱水体系；将所述第一脱水体系与所述异氰酸酯混合，在80±5℃反应2h，然后降温至50-60℃，出料，得到所述a组分；

32、将聚醚多元醇b、聚醚多元醇c、颜料、填料、第二增塑剂、抗氧剂、光稳定剂投入反应釜，开启搅拌并高速分散，升温至105-115℃，保持真空度＜-0.01mpa，真空脱水2-3h，待水分＜0.05％时，降温至40-60℃，得到第二脱水体系；将所述第二脱水体系与所述胺类扩链剂、触变剂、官能团上含活泼氢的硅烷偶联剂和催化剂在40-60℃继续高速搅拌20-40min，然后出料，得到所述b组分。

33、本发明第三方面提供了所述的无溶剂喷涂型耐老化自结纹面层材料的施工方法，所述施工方法包括：将所述a组分和b组分混合搅拌均匀，得到混合组分，将所述混合组分送入自结纹喷涂喷枪，然后先进行横向喷涂，待所述混合组分固化成膜后再进行纵向喷涂，得到无溶剂喷涂型耐老化自结纹面层。

34、根据本发明，优选地，所述施工方法包括：将所述a组分和b组分混合搅拌均匀，得到混合组分，将所述混合组分与c组分混合搅拌均匀，得到混合物料，将所述混合物料送入自结纹喷涂喷枪，然后先进行横向喷涂，待所述混合物料固化成膜后再进行纵向喷涂，得到无溶剂喷涂型耐老化自结纹面层

35、在本发明中，在喷涂时，向混合组分中加入防滑石英砂，可进一步增加自结纹面层的纹理感和抗滑值，同时，采用上述的施工工艺，进而保证最终自结纹面层的效果。

36、本发明的技术方案的有益效果如下：

37、1.本发明采用多组分技术路线，主要将3-巯丙基三乙氧基硅烷偶联剂添加于b组分中，本发明区别于传统硅烷偶联剂的使用方法，本发明不仅利用硅烷偶联剂中乙氧基官能团水解特点提升对自结纹面层材料的附着力，还采用硅烷偶联剂中的巯基官能团上的活泼氢和a组分得到的预聚体中nco基团反应形成化学接枝；同时本发明在b组分中引入胺类扩链剂，a组分中异氰酸酯基和b组分中的氨基、羟基之间反应形成聚氨酯结构；综上，a组分和b组分形成的聚氨酯结构、上述化学接枝和硅烷偶联剂水解交联产物在本发明的自结纹面层材料中形成网络互穿结构，因此，提升自结纹面层材料的力学强度和耐老化性能。利用本发明中的自结纹面层材料制成的塑胶跑道，综合性能优于国标gb36246-2018要求。

38、2.本发明将聚酰胺改性的氢化蓖麻油衍生物用于自结纹面层材料中，通过配方设计，使本发明的自结纹面层材料产品具有极佳的触变性，在快速的搅拌剪切下，粘度迅速变稀，不需要加入溶剂就具有良好的喷涂施工性，在无剪切作用下又快速恢复触变性，保持良好的自结纹效果。

39、3.本发明将所述自结纹面层材料产品特殊的触变性与喷涂施工工艺(即采用自结纹喷涂喷枪，并先横向喷涂一遍，固化后再纵向喷涂一遍的施工工艺)结合，在跑道表面形成自结纹凹凸纹理，美观防滑。而传统自结纹面层材料采用的触变剂多为气相二氧化硅、有机膨润土等，要获得良好的触变性，添加量高，体系粘度大，需加入稀释剂喷涂。因此，本发明解决了传统自结纹面层材料体系粘度大，需加入稀释剂喷涂，自结纹纹理感不强的问题。

40、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。