环保型塑胶跑道铺装材料制备.doc

环保型塑胶跑道铺装材料制备
廖斌
（江苏长诺运动场地新材料有限公司）
摘要:以提高产品的环保性能，降低预聚体的NCO质量分数,同时对原材料进行了选择与调整,制备了环保型双组分塑胶跑道铺装材料。讨论了几种原材料对产品性能的影响。结果表明,新的环保型塑胶跑道铺装材料既满足了性能要求、又符合环保需求,提高了产品的市场竞争力。
关键词：环保型塑胶跑道、改性环保型多元醇、再生聚醚、环保型稀释剂。

塑胶跑道是一种浇注型聚氨酯产品,自问世以来由于其具有弹性好、耐磨性强、防滑性好、能有效地保护运动员免受伤害、色彩鲜艳美观、场地清洁维护简便且可全天候使用等优点,在世界各国的体育竞技和训练中普遍使用。在我国,聚氨酯运动地面铺装材料在塑胶跑道行业中也有着广泛的应用,尤其是我国将于2008年举办夏季奥运会,塑胶跑道已成为各体育场馆和大中小学的基础硬件设施之。近几年来,随着环保意识深入民心,本公司对传统的TDI体系聚氨酯塑胶跑道材料产品进行调整改造,推出了环保型的MDI体系聚氨酯塑胶跑道材料产品。

1实验部分
1主要原料
改性环保型多元醇国产（江苏钟山化工）
再生聚醚国产
环保型稀释剂国产（茂名石化）
异氰酸酯（液化MDI）国产(烟台万华)或进口（拜耳）
填料国产
颜料国产
扩链剂国产
紫外线吸收剂国产
防老剂国产
催化剂自配
1.2配方及制备
1.2.1基本配方
原料质量份数
A组分
MDI20～30
改性环保型多元醇50～60
环保型稀释剂10～30
B组分
再生聚醚5～20
环保型稀释剂10～30
填料20～50
颜料2～10
扩链剂2～10
紫外线吸收剂0.05～0.1
防老剂0.05～0.1
催化剂0.05～0.2
1.2.2A组分的制备
按A组分配方,将改性环保型多元醇、环保型稀释剂加入装有温度计、搅拌及真空系统的反应釜,搅拌升温至100～115℃,在0.06MPa真空度下脱水1h。测得釜内材料水分质量分数在0.05%以下时,降温至40～45℃,加入MDI,缓慢升温至70-80℃,保温反应3h。降温后,测得预聚体的NCO质量分数为5%左右,放入氮气保护的密闭容器中,贮存备用。
1.2.3B组份的制备
按B组分配方,将再生聚醚、扩链剂、填料、颜料等物料投入脱水釜内,搅拌升温至100-110℃,在真空度为0.06MPa脱水1h。测得水分质量分数在0.08%以下,放入干燥密闭容器中,贮存备用。
1.2.4试样制作
1.2.4.1试片的制备
按NCO/OH摩尔比为1.15的比例,将A、B组分及催化剂均匀混合,倒入预先涂有脱模剂的模具内(规格300mm×300mm×2mm),室温固化24h。取下试片,放入75℃恒温箱熟化24h后,裁哑铃形试样备用。
1.2.4.2塑胶跑道试样的制备
按NCO/OH摩尔比为1.15的比例,将A、B组分及催化剂混合后,加入20%～30%废轮胎橡胶颗粒(3～5mm),搅拌均匀。倒入预先涂有脱模剂的模具内(模具规格500mm×500mm×13mm),表面撒防滑颗粒(2～4mm)。室温固化,熟化7d后,进行性能测试。
1.2.5性能测试
试片性能测试以企业内控指标为准(具体指标见表4),测定方法以GB/T528—2009为准；塑胶跑道试样以GB/T14833—2011为标准进行测试。
2结果与讨论
2.1原材料对双组分及材料性能的影响
2.1.1MDI用量的选择
在制备预聚体中,选用常温为液态的MDI与改性环保型多元醇进行反应。当NCO质量分数为10%时,预聚体粘度约为1000mPa·s(25℃);将MDI的投料量降低30%,得到的预聚体NCO质量分数降低,粘度上升到2000mPa·s(25℃)以下，也能满足A组分的储存稳定性。与原来异氰酸根含量高的TDI型预聚体相比,无强烈的刺激性气味,更利于安全生产和环保施工。
2.1.2选用改性环保型多元醇的影响
为了环保要求和降低成本,在A组分中选用比传统聚醚多元醇价格低的改性环保型多元醇，生产出来的预聚体性能有很大提高,实验结果见表1。
表1改性环保型多元醇对塑胶试片性能的影响
项目传统聚醚多元醇TD1体系传统聚醚多元醇MDI体系改性环保型多元醇MDI体系拉伸强度Mpa1.21.51.8拉断伸长率%150170180
由表1可见,改性环保型多元醇MDI体系产品性能最好。
2.1.3再生聚醚的影响
传统的聚醚和再生聚醚的选用对比,在B组分中其用量不变的情况下,采用传统的聚醚和再生聚醚,塑胶铺装材料成本降低，而又有较好的性能,具体结果见表2。
表2再生聚醚对塑胶试片性能的影响
项目传统聚醚多元醇TD1体系传统聚醚MDI体系再生聚醚MDI体系拉伸强度Mpa1.21.52.0拉断伸长率%150170220
由表2可见,加入再生聚醚,不仅使体系性能增强,而且降低了产品成本。
2.1.4环保