高性能聚氨酯球场材料及其制备方法与流程

本发明属于聚氨酯球场材料，具体涉及一种高性能聚氨酯球场材料及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，随着全民健身运动的蓬勃发展，体育场地设施建设取得了明显成效，其中聚氨酯塑胶运动场地得到了广泛应用，尤其是在各类社区、公园、学校的篮球场、羽毛球场、乒乓球场等。目前在实际应用中，很多球场场地因自身强度以及活动频率影响出现磨损、老化、脱层等问题，这使得场地使用寿命大打折扣，且后续需要进行多次维修翻新，提高了维护保养成本。

2、目前，聚氨酯球场材料有双组分和单组分之分，双组分材料使用时需要额外补加催化剂以实现固化，若在使用时发现忘加、少加催化剂都会导致材料不固化，且问题材料发粘、强度差处理起来比较麻烦；单组分材料虽无需加催化剂，但是单次涂覆厚度要求低于2mm，使用时需要多次刮涂才可达到设计厚度，施工工序繁琐。

3、cn110643015a中公开了一种高耐磨高强度聚氨酯球场材料及其制备方法和使用方法，通过引入改性碳纳米管提升材料性能，但是改性碳纳米管预聚于异氰酸酯b组分中，制备方法无脱水工序，加之使用有机铋催化剂催化活性高，其储存稳定性存在问题。

4、因此，有必要开发一种强度高、耐磨性好、无催化剂的双组分聚氨酯球场材料。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术存在的上述缺陷，提供高性能聚氨酯球场材料，解决常规聚氨酯球场不耐磨、使用寿命低的问题，制备的产品具有优异的力学性能和良好的耐磨性，且产品固化快，可操作性强，无需使用催化剂；其次，本发明还提供其制备方法，工艺简单，操作便捷。

2、本发明所述的高性能聚氨酯球场材料，由a组分和b组分按质量比（4.5-5.5）:1组成，其中，a组分包括以下质量百分数的原料：20-25%改性蓖麻油多元醇、5-10%端氨基聚醚、0.5-0.7%扩链剂、60-65%填料、1.5-3%颜料、0.7-2%防沉剂、2-3.5%吸水剂、0.2-0.4%分散剂、0.3-0.5%抗氧剂、0.3-0.5%紫外线吸收剂；

3、b组分包括以下质量百分数的原料：70-80%异氰酸酯、20-30%聚醚多元醇。

4、所述的改性蓖麻油多元醇为芳香族多元醇，数均分子量为500-1200，官能度为2-3.5，优选sy798，购自上海殊誉化工有限公司。

5、所述的聚醚多元醇为聚氧化丙烯多元醇，数均分子量为1000-3000，官能度为2，优选inovolc220，购自山东一诺威新材料有限公司。

6、所述的端氨基聚醚为伯氨基封端的聚环氧丙烷化合物，优选lhd-1200，购自山东隆华新材料股份有限公司。

7、所述的异氰酸酯为聚合mdi和二苯基甲烷二异氰酸酯质量比为(1-2):1的混合物，聚合mdi优选pm-200，二苯基甲烷二异氰酸酯优选mdi-50，pm-200和mdi-50均购自烟台万华化学集团股份有限公司。

8、所述的扩链剂为乙二醇或1,4-丁二醇中的一种，乙二醇购自山东百化化工有限公司，1,4-丁二醇购自武汉吉鑫益邦生物科技有限公司。

9、所述的填料为重质碳酸钙，目数400目，购自江西广源化工有限责任公司。

10、所述的颜料为氧化铁绿，购自上海一品颜料有限公司。

11、所述的防沉剂为沉淀法二氧化硅，优选zb-3000，购自济南中北精细化工有限公司。

12、所述的吸水剂为3a分子筛，购自萍乡市立亚新材料有限公司。

13、所述的分散剂为非离子中性分散剂，优选yrfc-03，购自广州优润合成材料有限公司。

14、所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，优选irganox 1135，购自巴斯夫股份有限公司。

15、所述的紫外线吸收剂为苯并三唑类紫外线吸收剂，优选为tinuvin 329，购自巴斯夫股份有限公司。

16、所述的高性能聚氨酯球场材料的制备方法，包括以下步骤：

17、（1）a组分：将改性蓖麻油多元醇、端氨基聚醚和扩链剂投入反应釜中，搅拌升温至60-70℃，然后投入填料、颜料、防沉剂、紫外线吸收剂、抗氧剂，升温至90-100℃，真空度-0.1mpa条件下脱水2-3h，再投入吸水剂、分散剂，搅拌1-2h，即得a组分。

18、（2）b组分：将异氰酸酯投入反应釜中，搅拌均匀，然后投入聚醚多元醇，升温至80-85℃，保温反应1-2h，降温后即得b组分。

19、（3）使用时，将a、b组分按质量比混合摊铺于场地上，常温固化后即制得高性能聚氨酯球场材料。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

21、（1）本发明的高性能聚氨酯球场材料，从分子结构设计出发，引入改性蓖麻油多元醇，具有芳香结构的同时兼具植物油脂的长脂肪链结构，降低了分子链极性，赋予了材料较好的力学性能；另一方面，搭配端氨基聚醚引入伯氨基基团，协同小分子扩链剂，大幅提高了材料的固化速度，实现了材料自催化特征，达到了常温即可固化的效果，无需添加催化剂，提升了施工效率，且制备得到的产品硬度高、耐磨性能好。

22、（2）本发明的高性能聚氨酯球场材料，在引入改性蓖麻油多元醇、端氨基聚醚和扩链剂的同时，通过b组分中异氰酸酯的合理复配，协同低吸油值填料和非离子中性分散剂，有效降低了料液粘度，使得材料保持高活性高强度的同时，具有较好的操作流平性，降低了施工难度。

23、（3）本发明的高性能聚氨酯球场材料的制备方法，工艺简单，使用时无需催化剂即可固化，操作便捷，适合工业化生产。

技术特征：

1.一种高性能聚氨酯球场材料，其特征在于，由a组分和b组分按质量比（4.5-5.5）:1组成，其中，a组分包括以下质量百分数的原料：20-25%改性蓖麻油多元醇、5-10%端氨基聚醚、0.5-0.7%扩链剂、60-65%填料、1.5-3%颜料、0.7-2%防沉剂、2-3.5%吸水剂、0.2-0.4%分散剂、0.3-0.5%抗氧剂、0.3-0.5%紫外线吸收剂；

2.根据权利要求1所述的高性能聚氨酯球场材料，其特征在于，所述的聚醚多元醇为聚氧化丙烯多元醇，数均分子量为1000-3000，官能度为2。

3.根据权利要求1所述的高性能聚氨酯球场材料，其特征在于，所述的扩链剂为乙二醇或1,4-丁二醇中的一种。

4.根据权利要求1所述的高性能聚氨酯球场材料，其特征在于，所述的填料为重质碳酸钙，颜料为氧化铁绿。

5.根据权利要求1所述的高性能聚氨酯球场材料，其特征在于，所述的防沉剂为沉淀法二氧化硅，吸水剂为3a分子筛。

6.根据权利要求1所述的高性能聚氨酯球场材料，其特征在于，所述的分散剂为非离子中性分散剂。

7.根据权利要求1所述的高性能聚氨酯球场材料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。

8.根据权利要求1所述的高性能聚氨酯球场材料，其特征在于，所述的紫外线吸收剂为苯并三唑类紫外线吸收剂。

9.根据权利要求1所述的高性能聚氨酯球场材料，其特征在于，所述的异氰酸酯为聚合mdi和二苯基甲烷二异氰酸酯两者的混合物，两者质量比为（1-2）:1。

10.一种权利要求1-9任一项所述的高性能聚氨酯球场材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明属于聚氨酯球场材料技术领域，具体涉及一种高性能聚氨酯球场材料及其制备方法。本发明所述的高性能聚氨酯球场材料，由A组分和B组分按质量比（4.5‑5.5）:1组成，A组分包括改性蓖麻油多元醇、端氨基聚醚、扩链剂、填料、颜料、防沉剂、吸水剂、分散剂、抗氧剂、紫外线吸收剂；B组分包括异氰酸酯、聚醚多元醇。本发明提供的高性能聚氨酯球场材料，解决了常规聚氨酯球场不耐磨、使用寿命低的问题，制备的产品具有优异的力学性能和良好的耐磨性，且产品固化快，可操作性强，无需使用催化剂，本发明的制备方法，工艺简单，操作便捷。技术研发人员：徐西腾,李立强,申建洲,王树东,史宏艺,张辉,陈海良受保护的技术使用者：山东一诺威聚氨酯股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/21