一種環(huán)保聚氨酯復合塑膠跑道材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種環(huán)保聚氨酯復合塑膠跑道材料及 其制備方法。
【背景技術】
[0002] 塑膠跑道始于20世紀60年代美國3M公司用聚氨酯材料鋪設的塑膠賽馬跑道。塑膠 跑道與煤渣、沙石場地相比，具有彈性好，吸震性能好，耐磨和抗老化等優(yōu)點，不污染環(huán)境， 易于清潔和維護管理。為此，塑膠跑道已被國際公認為最佳比賽跑道。
[0003] 我國2008年奧運會的鳥巢體育場采用的聚氨酯塑膠跑道，聚氨酯跑道具有良好的 彈性、減震、防滑性、耐磨性和易于清洗維護等優(yōu)點?，F在的許多中小學也在運動場地上鋪 裝聚氨酯塑膠跑道，但是這些聚氨酯跑道仍會對人體健康產生危害。然而，現如今關于"毒 跑道"的新聞屢有報道;此外，隨著全民健身的發(fā)展，對塑膠跑道的應用需求也越來越多。因 此，對塑膠跑道的性能如環(huán)保性、使用安全性、耐磨性、阻燃性、耐老化性等提出了更高的要 求。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種環(huán)保聚氨酯復合塑 膠跑道材料及其制備方法，解決上述技術問題的至少一種。
[0005] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明采取的一種技術方案是提供一種環(huán)保聚氨酯復合 塑膠跑道材料，按照重量份數包括以下組分:聚醚多元醇42~65份、異氰酸酯18~32份、改性 聚丙烯10~16份、9,10-菲醌7~16份、1，4環(huán)己二甲醇5~12份、聚乙烯醇3~8份、聚羥甲基纖維1 ~6份、硅酮粉4~8份、不銹鋼纖維2~5份、乙撐雙硬脂酸酰胺3~9份、催化劑0.5~3份、填料8~15 份、防老劑〇. 2~1.4份、阻燃劑0.4~1份、顏料0.5~2份； 其中，所述聚醚多元醇的官能度為2~4; 所述異氰酸酯的官能度為2~4; 所述改性聚丙烯的制備方法為:將硅酸鈣粉與絲氨酸加入到攪拌罐中，加熱至95°C，混 合攪拌，然后加入硅烷偶聯劑，繼續(xù)攪拌45min;待攪拌罐降溫至50°C后，加入聚丙烯樹脂， 攪拌1小時，即得改性聚丙烯，其中，所述硅酸鈣粉、絲氨酸、硅烷偶聯劑和聚丙烯樹脂的質 量比為 1:0.2:0.5:78。
[0006] 優(yōu)選地，所述催化劑為雙嗎啉基二乙基醚或蓖麻油酸亞錫。
[0007] 優(yōu)選地，所述填料為質量比為2.4:1.7:1:4的方解石粉、納米碳酸鈣、滑石粉和活 性白土;所述顏料為質量比為2:1:3氧化鐵紅、炭黑和鈦白粉的混合物。
[0008] 優(yōu)選地，所述防老劑為防老劑4010或防老劑MB;所述阻燃劑為碳酸鈣鎂石、硼酸 鋅、氫氧化鋁中的一種或多種。
[0009] 優(yōu)選地，所述聚醚多元醇為官能度為2,羥值為150~500mgK0H/g。
[0010] 優(yōu)選地，所述異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯或甲苯異氰酸酯。
[0011] 優(yōu)選地，所述的環(huán)保聚氨酯復合塑膠跑道材料，其特征在于，按照重量份數包括以 下組分:聚醚多元醇49份、異氰酸酯23份、改性聚丙烯14份、9，10_菲醌11份、1，4環(huán)己二甲醇 7份、聚乙烯醇4份、聚羥甲基纖維2份、硅酮粉6份、不銹鋼纖維3份、乙撐雙硬脂酸酰胺5份、 催化劑0.8份、填料9份、防老劑0.6份、阻燃劑0.8份、顏料1.2份。
[0012] 本發(fā)明采取的另一技術方案是提供一種環(huán)保聚氨酯復合塑膠跑道材料的制備方 法，包括以下步驟： 1) 將聚醚多元醇、異氰酸酯、改性聚丙烯在80°C下干燥10小時； 2) 將經干燥后的聚醚多元醇、異氰酸酯、催化劑、改性聚丙烯加入到攪拌罐中，升溫至 98~110°C，攪拌反應2~5小時； 3) 將填料、9,10-菲醌、1，4環(huán)己二甲醇、乙撐雙硬脂酸酰胺和硅酮粉加入攪拌罐中，控 制溫度為60~90°C，攪拌1~2小時； 4) 待攪拌罐溫度降至45°C時，加入余下原料，攪拌50分鐘，得到預混料； 5) 將預混料加入到雙螺桿擠出機中，擠出造粒，即得復合塑膠跑道材料，其中擠出溫度 為200~250°C，螺桿轉速為140~250r/min。
[0013] 優(yōu)選地，所述步驟2)中升溫至106°C，攪拌反應4小時;所述步驟3)中控制溫度為65 °C，攪拌1小時。
[0014] 優(yōu)選地，所述步驟5)中擠出溫度為220°C，螺桿轉速為170r/min。
[0015] 由于采用了以上技術方案，本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明所制備的塑膠跑道材料的不僅綠色環(huán)保，同時也顯示較佳的拉伸強度、拉斷伸 長率、回彈性以及阻燃性。此外，測試結果也顯示各實施例所制備的塑膠跑道材料的耐磨性 好，滿足實際應用需要。此外，測試結果也顯示塑膠跑道材料的組分中的改性聚丙烯、硅酮 粉、9，10_菲醌和不銹鋼纖維對提高材料的各項性能指標發(fā)揮著較為重要的作用。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合具體實施例，對本發(fā)明作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明， 但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0017] 實施例！ 本實施例環(huán)保聚氨酯復合塑膠跑道材料按照重量份數包括以下組分:聚醚多元醇42 份、異氰酸酯18份、改性聚丙烯10份、9,10-菲醌7份、1，4環(huán)己二甲醇5份、聚乙烯醇3份、聚羥 甲基纖維1份、硅酮粉4份、不銹鋼纖維2份、乙撐雙硬脂酸酰胺3份、催化劑0.5份、填料8份、 防老劑〇. 2份、阻燃劑0.4份、顏料0.5份； 其中，所述聚醚多元醇的官能度為2,羥值為150~500mgK0H/g; 所述異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯； 所述改性聚丙烯的制備方法為:將硅酸鈣粉與絲氨酸加入到攪拌罐中，加熱至95°C，混 合攪拌，然后加入硅烷偶聯劑，繼續(xù)攪拌45min;待攪拌罐降溫至50°C后，加入聚丙烯樹脂， 攪拌1小時，即得改性聚丙烯，其中，所述硅酸鈣粉、絲氨酸、硅烷偶聯劑和聚丙烯樹脂的質 量比為 1:0.2:0.5:78。
[0018]其中，優(yōu)選地，所述催化劑為雙嗎啉基二乙基醚。
[0019]所述填料為質量比為2.4:1.7:1:4的方解石粉、納米碳酸鈣、滑石粉和活性白土； 所述顏料為質量比為2:1:3氧化鐵紅、炭黑和鈦白粉的混合物。
[0020] 所述防老劑為防老劑4010;所述阻燃劑為碳酸鈣鎂石。
[0021] 本實施例的環(huán)保聚氨酯復合塑膠跑道材料的制備方法，包括以下步驟： 1) 將聚醚多元醇、異氰酸酯、改性聚丙烯在80°C下干燥10小時； 2) 將經干燥后的聚醚多元醇、異氰酸酯、催化劑、改性聚丙烯加入到攪拌罐中，升溫至 98°C，攪拌反應2小時； 3) 將填料、9,10-菲醌、1，4環(huán)己二甲醇、乙撐雙硬脂酸酰胺和硅酮粉加入攪拌罐中，控 制溫度為60°C，攪拌1小時； 4) 待攪拌罐溫度降至45°C時，加入余下原料，攪拌50分鐘，得到預混料； 5) 將預混料加入到雙螺桿擠出機中，擠出造粒，即得復合塑膠跑道材料，其中擠出溫度 為200°C，螺桿轉速為140r/min。
[0022] 實施例2 本實施例環(huán)保聚氨酯復合塑膠跑道材料按照重量份數包括以下組分:聚醚多元醇65 份、異氰酸酯32份、改性聚丙烯116份、9,10-菲醌16份、1，4環(huán)己二甲醇12份、聚乙烯醇8份、 聚羥甲基纖維6份、硅酮粉8份、不銹鋼纖維5份、乙撐雙硬脂酸酰胺9份、催化劑3份、填料15 份、防老劑1.4份、阻燃劑1份、顏料2份； 其中，所述聚醚多元醇的官能度為4，羥值為250~600mgK0H/g; 所述異氰酸酯為甲苯異氰酸酯； 所述改性聚丙烯的制備方法為:將硅酸鈣粉與絲氨酸加入到攪拌罐中，加熱至95°C，混 合攪拌，然后加入硅烷偶聯劑，繼續(xù)攪拌45min;待攪拌罐降溫至50°C后，加入聚丙烯樹脂， 攪拌1小時，即得改性聚丙烯，其中，所述硅酸鈣粉、絲氨酸、硅烷偶聯劑和聚丙烯樹脂的質 量比為 1:0.2:0.5:78。
[0023]其中，優(yōu)選地，所述催化劑為蓖麻油酸亞錫。
[0024]所述填料為質量比為2.4:1.7:1:4的方解石粉、納米碳酸鈣、滑石粉和活性白土； 所述顏料為質量比為2:1:3氧化鐵紅、炭黑和鈦白粉的混合物。
[0025] 所述防老劑為防老劑MB;所述阻燃劑為硼酸鋅。
[0026] 本實施例的環(huán)保聚氨酯復合塑膠跑道材料的制備方法，包括以下步驟： 1) 將聚醚多元醇、異氰酸酯、改性聚丙烯在80°C下干燥10小時； 2) 將經干燥后的聚醚多元醇、異氰酸酯、催化劑、改性聚丙烯加入到攪拌罐中，升溫至 ll〇°C，攪拌反應5小時； 3) 將填料、9,10-菲醌、1，4環(huán)己二甲醇、乙撐雙硬脂酸酰胺和硅酮粉加入攪拌罐中，控 制溫度為90°C，攪拌2小時； 4) 待攪拌罐溫度降至45°C時，加入余下原料，攪拌50分鐘，得到預混料； 5) 將預混料加入到雙螺桿擠出機中，擠出造粒，即得復合塑膠跑道材料，其中擠出溫度 為250°C，螺桿轉速為250r/min。
[0027] 實施例3 本實施例環(huán)保聚氨酯復合塑膠跑道材料按照重量份數包括以下組分:聚醚多元醇53 份、異氰酸酯25份、改性聚丙烯14份、9,10-菲醌11份、1，4環(huán)己二甲醇8份、聚乙烯醇6份、聚 羥甲基纖維3份、硅酮粉6份、不銹鋼纖維3份、乙撐雙硬脂酸酰胺6份、催化劑1.6份、填料11 份、防老劑ο. 8份、阻燃劑0.7份、顏料1.2份； 其中，所述聚醚多元醇的官能度為3; 所述異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯； 所述改性聚丙烯的制備方法為:將硅酸鈣粉與絲氨酸加入到攪拌罐中，加熱至95°C，混 合攪拌，然后加入硅烷偶聯劑，繼續(xù)攪拌45min;待攪拌罐降溫至50°C后，加入聚丙烯樹脂， 攪拌1小時，即得改性聚丙烯，其中，所述硅酸鈣粉、絲氨酸、硅烷偶聯劑和聚丙烯樹脂的質 量比為 1:0.2:0.5:78。
[0028]其中，優(yōu)選地，所述催化劑為雙嗎啉基二乙基醚。
[0029]所述填料為質量比為2.4:1.7:1:4的方解石粉、納米碳酸鈣、滑石粉和活性白土； 所述顏料為質量比為2:1:3氧化鐵紅、炭黑和鈦白粉的混合物。
[0030]所述防老劑為防老劑4010;所述阻燃劑為碳酸鈣鎂石和氫氧化鋁中，且兩者的質 量比為3:7。
[0031]本實施例的環(huán)保聚氨酯復合塑膠跑道材料的制備方法，包括以下步驟： 1) 將聚醚多元醇、異氰酸酯、改性聚丙烯在80°C下干燥10小時； 2) 將經干燥后的聚醚多元醇、異氰酸酯、催化劑、改性聚丙烯加入到攪拌罐中，升溫至 1〇4°(3，攪拌反應3.5小時； 3) 將填料、