发泡型聚氨酯及其制备方法与流程

发布时间:2024-04-01 作者: 哈希游戏官网

  :人工草坪诞生于上个世纪60年代的美国,它是以非生命的塑料化纤产品为原料,采用人工方法制作的拟草坪。其具有养护简单、排水迅速、场地平整度优秀等优点。人造草坪被大范围的使用在曲棍球、棒球、橄榄球的专用比赛场地,足球、网球、高尔夫球等运动的公众练习场或作为地面铺装美化室内环境等。GB/T20394-2013公开了一种体育用人造草,其为以类似天然草的合称纤维经机械编制固定于底布层上,用于运动场地的抵免材料。也可称为体育用人工草坪。发明已知的人工草坪技术中,还在底布上涂覆背胶以进一步改善人工草坪的性能。在人工草坪、高尔夫打击垫等的背胶工艺中,丁苯胶乳、丙烯酸胶乳、VAE胶乳等水性背胶,因其使用起来更便捷、价格较低,获得大量的应用。另外,发明人还已知聚氨酯作为背胶使用。技术实现要素:发明人发现,发明人已知的一些聚氨酯背胶,舒适度较差,弹性较小,稳定性差,耐老化性差,阻燃性差,需在草丝间填充橡胶颗粒等来弥补,满足不了运动草坪需求方式丰富的发展。本发明的一个目的是提供一种组合物,本发明的再一个目的是提供一种发泡型聚氨酯,本发明的再一个目的是提供发泡型聚氨酯的制备方法,本发明的再一个目的是提供一种发泡型聚氨酯,本发明的再一个目的是提供一种人工草坪。本发明第一方面提供一种组合物,包括第一组分至第四组分,其中,所述第一组份,包括:质量比为15~25:55~65:0~2.5:1~2:1~1.5(例如15~20:55~60:0~2:1~1.5:1.2~1.3)的聚醚多元醇、填料(例如无机填料)、色浆、硅烷偶联剂和扩链剂;所述第二组份,包括:质量比为7~3:3~7(例如6~4:4~6,再例如4.5~5.5:4.5~5.5,再例如5:5)的三聚改性HDI与改性MDI;所述第三组份,包括:质量比为0.1~0.2:99.8~99.9的表面活性剂进和聚醚多元醇;所述第四组份,包括:质量比为0.1~0.2:1~5:99.8~99.9的催化剂、阻燃剂和聚醚多元醇;所述第一组份、第二组分、第三组分和第四组分的质量比为90~105:18~25:0.9~1.1:1.3~1.6(例如95~100:20~22:1:1.2~1.4)。在一个实施方案中,本发明任一项的组合物,该组合物中还包括气体(例如空气)。在一个实施方案中,本发明任一项的组合物,每8~9kg组合物中含有20~32L气体(例如空气)。在一个实施方案中,本发明任一项的组合物,该组合物为第一组分至第四组分与气体(例如空气)混合形成的膏状物。在一个实施方案中,本发明任一项的组合物,所述第一组份在23.5±1℃的温度条件下的粘度为5000-15000Pa·s,例如6000~7000Pa·s。在一个实施方案中,本发明任一项的组合物,所述聚醚多元醇具有以下一项或多项特征:a)分子量为2000~8000,例如1000-5000,再例如3000~4000;b)官能团度为3;c)羟值为20-80mgKOH/g;d)酸值≤0.05mgKOH/g。在一个实施方案中,聚醚多元醇是PPG型。在一个实施方案中,本发明任一项的组合物,所述三聚改性HDI包括日本东曹CORONATEHX90B、CORONATEHXR90B,巴斯夫BasonatHI100的任意一种。在一个实施方案中,本发明任一项的组合物,所述改性MDI为氨基甲酸酯改性MDI。在一个实施方案中,本发明任一项的组合物,所述改性MDI包括选自:巴斯夫2152-1、亨斯曼Suprasec-2412、亨斯曼Suprasec-2424、亨斯曼Suprasec-2082、陶氏NE121、万华8617和万华8019中的一种或多种。在一个实施方案中,本发明任一项的组合物,所述扩链剂包括选自:3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、氢醌-双(β-羟乙基)醚(HQEE)、间苯二酚二(2-羟乙基)醚(HER)、丙三醇、三羟甲基丙烷(TMP)的一种或多种。在一个实施方案中,本发明任一项的组合物,所述硅烷偶联剂包括选自:异丁基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。在一个实施方案中,本发明任一项的组合物,其具有以下一项或多项特征:优选地,催化剂包括选自:二月桂酸二丁基锡和辛酸亚锡中的一种或多种;优选地,所述填料包括选自重质碳酸钙(例如400目碳酸钙或800目碳酸钙)或气相二氧化硅中的一种或多种;优选地,重质碳酸钙和气相二氧化硅的质量比为50~70:0.1~1;优选地,所述阻燃剂包括选自:TCEP,FB,磷酸三苯酯,MPP,TDCPP,TCPP和DMMP中的一种或多种;优选地,所述表面活性剂为TRCC公司生产的PU-X;优选地,色浆为聚醚及增塑剂处理的黑浆。本发明第二方面提供一种胶,包括本发明任一项的组合物;优选地,所述胶的粘度为13300~16200mPa·s;优选地,所述胶是人造草坪背胶。本发明第三方面提供一种发泡型聚氨酯的制备方法,包括,使本发明任一项所述的组合物反应,例如使本发明任一项所述的组合物发生固化反应。在一个实施方案中,本发明任一项的方法,包括将所述组合物通入管道反应;优选地,所描述的方法包括将第一组分至第四组份,按照顺序依次混合进入管道,再将空气通入管道,第一组分至第四组份和空气一起进入发泡头进行混匀,得到膏状组合物;膏状组合物经固化后,得到发泡型聚氨酯。在一个实施方案中,本发明任一项的方法,所述管道中,第一组合物至第四组合物之和的流量为8-9kg/min;所述管道中,如果有,气体(例如空气)的流量为20-32L/min。本发明第四方面提供一种发泡型聚氨酯,其由本发明任一项的方法制备获得;优选地,该发泡型聚氨酯的发泡密度为0.2-0.6g/cm3;优选地,该发泡型聚氨酯的厚度为1~50mm。本发明第五方面提供本发明任一项的发泡型聚氨酯作为人造草坪背胶的用途。本发明第六方面提供一种人造草坪,含有本发明任一项的发泡型聚氨酯。在一个实施方案中,本发明任一项的人造草坪,该人造草坪的背胶包括本发明任一项的发泡型聚氨酯。在一个实施方案中,任一项组合物的粘度为13300~16200mPa·s。在一个实施方案中,任一项组合物在常温下的固化时间为23.3~28.1s。在一个实施方案中,任一项组合物在150℃下的固化时间为23~34s。在一个实施方案中,任一项发泡型聚氨酯的发泡密度为0.52~0.65g/cm3。在一个实施方案中,任一项发泡型聚氨酯的回弹率为35.6~50.4%在一个实施方案中,任一项发泡型聚氨酯的25%压陷硬度为152~158.2N。在一个实施方案中,任一项发泡型聚氨酯的75%压缩永久变形为5.5~6。在一个实施方案中,任一项发泡型聚氨酯的拉伸强度为147.2~153kPa。在一个实施方案中,任一项发泡型聚氨酯的伸长率为108.5~126%。在一个实施方案中,任一项的发泡型聚氨酯,其单位面积重量为1750~1980g/m2。在一个实施方案中,任一项的人造草坪,其背胶的单位面积重量为1750~1980g/m2。在一个实施方案中,任一项的人造草坪,其背胶厚度为8~12mm。在一个实施方案中,任一项的人造草坪,单簇草丝拔出力78~89.5N。在一个实施方案中,任一项的人造草坪,横向底布抗撕裂力71~76.1N。在一个实施方案中,任一项的人造草坪,纵向底布抗撕裂力114.4~121N。在一个实施方案中,任一项的人造草坪,阻燃等级为V-0。在一个实施方案中,所述聚醚多元醇具有以下一项或多项特征:其分子量为2000~8000,例如1000-5000,再例如3000~4000;再例如4000~5000;官能度为3;羟值为20-80mgKOH/g,例如40~60mgKOH/g;酸值≤0.05mgKOH/g。在一个实施方案中,聚醚多元醇是PPG在一个实施方案中,所述聚醚多元醇包括选自:高桥GEP-330、东大330N、锦湖5000E、钟山1618A、德信330N和句容330N中的一种或多种。在一个实施方案中,三聚改性HDI包括日本东曹CORONATEHX90B、日本东曹CORONATEHXR90B,巴斯夫BasonatHI100的任意一种。在一个实施方案中,改性MDI为氨基甲酸酯改性MDI,包括巴斯夫2152-1,亨斯曼Suprasec-2412,2424,2082,陶氏NE121,万华8617,8019的任意一种;在一个实施方案中,改性MDI可以由以下方法制备:由纯MDI(4,4-MDI含量不少于35%)与聚醚多元醇(环氧乙烷含量为45-75%,官能度为3,分子量为2300-3200)混合反应获得的改性MDI;制得的预聚体的NCO含量为15%。在一个实施方案中,所述表面活性剂为TRCC公司生产的PU-X。表面活性剂还可以是日本艾迪科表面活性剂UH-752、756vf,美国迈图L-618。在一个实施方案中,所述第一组份为粘度5000-15000Pa·s(23.5±1℃温度条件下)的黑色匀质膏状物。本发明的有益效果:本发明一个或多个公开实施方案具有以下一项或多项有益效果:1.一个或多个公开实施方案的组合物,粘度较低;2.一个或多个公开实施方案的组合物,常温适用期长;3.一个或多个公开实施方案的组合物,加热固化速度快;4.一个或多个公开实施方案的组合物,粘结效果好;5.一个或多个公开实施方案的发泡型聚氨酯弹性较好;6.一个或多个公开实施方案的发泡型聚氨酯舒适度好;7.一个或多个公开实施方案的发泡型聚氨酯力学强度适中;8.一个或多个公开实施方案的发泡型聚氨酯热稳定性好;9.一个或多个公开实施方案的发泡型聚氨酯阻燃性好;10.一个或多个公开实施方案的发泡型聚氨酯耐老化性好;11.一个或多个公开实施方案的人造草坪背胶,其弹性好,舒适度高;12.一个或多个公开实施方案的人造草坪,其单簇草丝拔出力较高;13.一个或多个公开实施方案的人造草坪,其横向底布抗撕裂力、纵向底布抗撕裂力较高;14.一个或多个公开实施方案的人造草坪,其阻燃性较好;15.一个或多个公开实施方案的聚氨酯发泡制备方法,毒性气体释放少;16.一个或多个公开实施方案的聚氨酯发泡制备方法,工艺简单、成本低、安全、环保。具体实施方式现在将详细提及本发明的具体实施方案。尽管结合这些具体的实施方案描述本发明,但应认识到不打算限制本发明到这些具体实施方案。相反,这些实施方案意欲覆盖可包括在由权利要求限定的发明精神和范围内的替代、改变或等价实施方案。在下面的描述中,阐述了大量具体细节以便提供对本发明的全面理解。本发明可在没有部分或全部这些具体细节的情况下被实施。在其它情况下,为了不使本发明不必要地模糊,没有详细描述熟知的工艺操作。当与本说明书和附加权利要求中的“包括”、“方法有”或类似语言联合使用时,单数形式“某”、“某个”、“该”包括复数引用,除非上下文另外清楚指明。除非另外定义,本文中使用的所有技术和科学术语具有本发明所属

  的普通技术人员通常理解的相同含义。实施例1~3使用的PPG型聚醚多元醇如下表1所示:表1实施例1实施例1的发泡型聚氨酯按如下方法制备:原料包括以下的第一至第四组分:获得第一组份,按下述配比取各原料:第一组分的制备方法:将21质量份的聚醚多元醇、62.5质量份的400目重质碳酸钙、1质量份的黑浆、1.2质量份的γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、1.2质量份的氢醌-双(β-羟乙基)醚(HQEE)、0.2质量份的气相二氧化硅混合均匀后,即制得的第一组份,第一组份的粘度为6000Pa·s(23.5±1℃温度条件下)。获得第二组份,按下述配比取各原料:第二组分配比(按质量份)CORONATEHXR90B50巴斯夫2152-150获得第三组份,按下述配比取各原料:第三组分配比(按质量份)聚醚多元醇99.8TRCC表面活性剂PU-X0.2第三组分的制备方法:将99.8质量份的聚醚多元醇、0.2质量份的表面活性剂PU-X混合均匀后,即制得第三组份;获得第四组份,按下述配比取各原料:第四组分的制备方法:将99.8质量份的聚醚多元醇、0.1质量份的二月桂酸二丁基锡、0.1质量份的辛酸亚锡和2质量份的阻燃剂TDCPP混合均匀后,即制得第四组份;复配:将上述获得的第一组分至第四组份,按照比例95:21:1:1.2的质量比按照顺序依次混合进入管道,最后混合后的原料的流量为8.5kg/min,再将空气按照流量25.6L/min通入管道,原料和空气一起进入发泡头进行混匀,得到膏状组合物(发泡型聚氨酯胶粘剂);膏状组合物经125℃,7.5分钟固化后,得到发泡密度为0.52g/cm3,厚度8mm的发泡型聚氨酯。实施例1的膏状组合物和发泡型聚氨酯的物性数据及工艺参数见下表2:表2进一步,使用实施例1的发泡型聚氨酯制成的人工草坪的性能见下表3:表3项目参考方法实际数值背胶重量,g/m2-1860背胶厚度,mm-8单簇草丝拔出力,NGBT2横向底布抗撕裂力,NGBT2纵向底布抗撕裂力,NGBT2阻燃等级UL94标准测试V-0实施例2实施例2的发泡型聚氨酯按如下方法制备:原料包括以下的第一至第四组分:获得第一组份,按下述配比取各原料:第一组分的制备方法:将21质量份的聚醚多元醇、40质量份400目重质碳酸钙、24.5质量份的800目重质碳酸钙、1质量份的黑浆、1.2质量份的γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、1.2质量份的氢醌-双(β-羟乙基)醚(HQEE)、0.2质量份的气相二氧化硅混合均匀后,即制得粘度为7000Pa·s(23.5±1℃温度条件下)的发泡型聚氨酯人工草坪背胶的第一组份;获得第二组份,按下述配比取各原料:第二组分配比(按质量份)CORONATEHXR90B45万华801955获得第三组份,按下述配比取各原料:第三组分配比(按质量份)聚醚多元醇99.8TRCC表面活性剂PU-X0.2第三组分的制备方法:将99.8质量份的聚醚多元醇、0.2质量份的表面活性剂PU-X混合均匀后,即制得发泡型聚氨酯人工草坪背胶的第三组份;获得第四组份,按下述配比取各原料:第四组分的制备方法:将99.85质量份的聚醚多元醇、0.15质量份的二月桂酸二丁基锡和2组分的阻燃剂磷酸三苯酯混合均匀后,即制得发泡型聚氨酯人工草坪背胶的第四组份;复配:将上述获得的第一组分至第四组份,按照比例94:20:1:1.2的质量比按照顺序依次混合进入管道,最后混合后的流量为8.5kg/min,再将空气按照流量22.5L/min通入,原料和空气一起进入发泡头进行混匀,得到膏状组合物;膏状组合物经经125℃,7.5分钟固化后,得到发泡密度为0.65g/cm3,厚度10mm聚氨酯人工草坪背胶。实施例2的膏状组合物和发泡型聚氨酯的物性数据及工艺参数见下表4:表4进一步,使用实施例2的发泡型聚氨酯制成的人工草坪的性能见下表5:表5项目参考方法实际数值背胶重量,g/m2-1980背胶厚度,mm-10单簇草丝拔出力,NGBT2.5横向底布抗撕裂力,NGBT2.1纵向底布抗撕裂力,NGBT2.0阻燃等级UL94标准测试V-0实施例3实施例3的发泡型聚氨酯按如下方法制备:原料组合物包括以下的第一至第四组分:获得第一组份,按下述配比取各原料:第一组分的制备方法:将21质量份的聚醚多元醇、40质量份400目重质碳酸钙、24.5质量份的800目重质碳酸钙、1质量份的黑浆、1.2质量份的γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、1.2质量份的氢醌-双(β-羟乙基)醚(HQEE)、0.2质量份的气相二氧化硅混合均匀后,即制得粘度为7000Pa·s(23.5±1℃温度条件下)的发泡型聚氨酯人工草坪背胶的第一组份;获得第二组份,按下述配比取各原料:第二组分配比(按质量份)巴斯夫BasonatHI10055万华861745获得第三组份,按下述配比取各原料:第三组分配比(按质量份)聚醚多元醇99.8TRCC表面活性剂PU-X0.2第三组分的制备方法:将99.8质量份的聚醚多元醇、0.2质量份的表面活性剂PU-X混合均匀后,即制得发泡型聚氨酯人工草坪背胶的第三组份;获得第四组份,按下述配比取各原料:第四组分的制备方法:将99.85质量份的聚醚多元醇、0.15质量份的二月桂酸二丁基锡和2组分的阻燃剂DMMP混合均匀后,即制得发泡型聚氨酯人工草坪背胶的第四组份;复配:将上述获得的第一组分至第四组份,按照比例94:20:1:1.2的质量比按照顺序依次混合进入管道,最后混合后的流量为8.0kg/min,再将空气按照流量20.5L/min通入管道,原料和空气一起进入发泡头进行混匀,得到膏状组合物;膏状组合物经经125℃,7.5分钟固化后,得到发泡密度为0.61g/cm3,厚度12mm的发泡型聚氨酯。实施例3的膏状组合物和发泡型聚氨酯的物性数据及工艺参数见下表6:表6使用实施例3的发泡型聚氨酯制成的人工草坪的性能见下表7:表7项目参考方法实际数值背胶重量,g/m2-1750背胶厚度,mm-12单簇草丝拔出力,NGBT2.5横向底布抗撕裂力,NGBT2.7纵向底布抗撕裂力,NGBT2.4阻燃等级UL94标准测试V-0实施例1~3的发泡型聚氨酯具有较高的弹性,无溶剂环境友好,工艺优良,适合作为人工草坪背胶使用。实施例1~3的膏状组合物具有粘度较低,常温适用期长,加热固化速度快,粘结效果好等优良特性,生产过程毒性气体释放少。实施例1~3的膏状组合物作为发泡型聚氨酯胶粘剂,符合环保要求,膏状容易施工,固化速度快,粘接强度适中,发泡密度可调,长期浸泡等耐候性好,实施例1~3发泡型聚氨酯,具有发泡密度0.2-0.6g/cm3,厚度1-50mm可调,弹性好,力学强度适中,稳定性好,耐老化性好,阻燃性好,该发泡型聚氨酯作为背胶用于人工草坪、高尔夫打击垫等,能够满足各项性能指标要求,尤其是能够满足运动人工草坪对弹性度和舒适性的需求。最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式来进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。当前第1页123

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