本發(fā)明涉及塑膠制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種多彩的聚氨酯塑膠跑道及其制備方法。
技術(shù)背景
聚氨酯全稱(chēng)為聚氨基甲酸酯，是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團(tuán)的大分子化合物的統(tǒng)稱(chēng)。聚氨酯具有卓越的耐磨性、高強(qiáng)度、高伸長(zhǎng)率、高彈性、耐油、耐射線輻射等優(yōu)異性能。聚氨酯應(yīng)用于鋪地材料具有平整度好、抗壓強(qiáng)度高、硬度彈性適當(dāng)、物理性能穩(wěn)定的特性，并且具有一定的彈性和色彩，具有一定的抗紫外線能力和耐老化能力。
傳統(tǒng)的聚氨酯鋪地材料產(chǎn)品都是甲苯二異氰酸酯(TDI)型的，由于TDI聚氨酯跑道內(nèi)含有的重金屬物質(zhì)，會(huì)在使用過(guò)程中氧化污染環(huán)境。另外，TDI聚氨酯組分中還含有多種催化劑(含鉛、汞、錫)、二元胺類(lèi)擴(kuò)鏈劑、有機(jī)分子增塑劑、溶劑、橡膠配合劑和雙苯溶劑等有毒有害化學(xué)物質(zhì)，對(duì)人體以及均環(huán)境造成不良影響。而環(huán)保型二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)具有毒性小、對(duì)人體健康危害小、對(duì)環(huán)境的影響較小等優(yōu)點(diǎn)，更符合當(dāng)前環(huán)保的需要。
作者孫青峰等人在《MDI型雙組分聚氨酯塑膠跑道漿料的研制》一文中，以聚醚多元醇、擴(kuò)鏈劑、異氰酸酯、增塑劑、填料等為原材料,制備了MDI型雙組分聚氨酯塑膠跑道用漿料。研究了各種因素對(duì)聚氨酯塑膠跑道制品機(jī)械性能的影響。研究表明該MDI型塑膠跑道與傳統(tǒng)的TDI聚氨酯塑膠跑道相比,氣味小,符合環(huán)保要求,而且綜合性能優(yōu)越。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種符合環(huán)保要求且綜合性能優(yōu)越的多彩的聚氨酯塑膠跑道及其制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)施：
一種多彩的聚氨酯塑膠跑道，其特征在于，其由如下重量份的原料制備而成：多聚甲醛100份、3-二甲胺基丙胺15-20份、甲苯200-250份、松香15-20份、三聚氰胺10-12份、雙氧水30-40份、甲酸12-15份、磷酸10-12份、乙二胺四乙酸6-8份、碳纖維15-20份、N,N-二甲基甲酰胺80-100份、丙酮80-100份、鄰苯二甲酸酐5-6份、季戊四醇3-4份、鄰苯二甲酸二辛酯3-4份、顏料5-6份、芐基三乙基氯化銨3-4份、聚丙二醇6-8份、二苯基甲烷二異氰酸酯140-150份、8-10%NaOH溶液適量、去離子水適量。
所述的多彩的聚氨酯塑膠跑道，其特征在于，其由如下步驟制備而成：
（1）將3-二甲胺基丙胺和甲苯加入到反應(yīng)容器中，開(kāi)始攪拌，在攪拌作用下每隔0.5h，將多聚甲醛分4次投入到反應(yīng)容器中，多聚甲醛投入完畢后，升溫至70-80℃，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)3-4h，加入松香和三聚氰胺，升溫至90-100℃，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)5-6h，通氮?dú)猓缓蟪檎婵彰撍?-2h，脫水后于0.4-0.5MPa壓力下，降低溫度至40℃，滴加2/3的雙氧水、甲酸和磷酸，攪拌10-20min，50-60℃反應(yīng)3-5h，再加入乙二胺四乙酸，升高溫度至70-75℃，反應(yīng)8-10h，加入8-10%的NaOH溶液至PH為7，減壓蒸餾，得到多元醇類(lèi)物質(zhì)；
（2）將碳纖維置于丙烷中浸泡10-12h，過(guò)濾，去離子水洗滌2-3次，100-120℃鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥5-6h；將碳纖維加入到剩余的雙氧水和相當(dāng)于碳纖維重量份5-6倍的去離子水中，加熱至100-105℃，回流攪拌反應(yīng)5-7h，過(guò)濾，去離子水洗滌至PH為6-7，于100-120℃鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥至恒重；將雙氧水氧化的碳纖維置于N,N-二甲基甲酰胺中，加入鄰苯二甲酸酐和季戊四醇，加熱升溫至110-120℃，聚合反應(yīng)6-8h，得到表面改性的碳纖維；
（3）在攪拌杯子中加入鄰苯二甲酸二辛酯、顏料、芐基三乙基氯化銨、步驟（2）的產(chǎn)物、聚丙二醇、多元醇類(lèi)物質(zhì)和相當(dāng)于多元醇類(lèi)物質(zhì)重量份二十分之一的去離子水，強(qiáng)力攪5-10min，然后加入二苯基甲烷二異氰酸酯，強(qiáng)力攪拌10-20s，快速倒入模具中，加熱到40-50℃，固化20-30h。
所述的多彩的聚氨酯塑膠跑道，其特征在于，所述的顏料為大紅粉、偶淡黃、酞菁藍(lán)、喹吖啶酮，可以根據(jù)不同配比配置成所需的顏色。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明適量地添加了兼具碳材料強(qiáng)抗拉力和纖維柔軟可加工性?xún)纱筇卣鞯奶祭w維，并利用雙氧水對(duì)其氧化，再與鄰苯二甲酸酐和季戊四醇聚合包覆，能夠提高塑膠跑道韌性的同時(shí)，改善塑膠跑道耐高溫和耐腐蝕性能；本發(fā)明以相對(duì)便宜的多聚甲醛、3-二甲胺基丙胺及松香為原料，松香是一類(lèi)重要的可再生植物資源，屬于天然樹(shù)脂酸，再加入乙二胺四乙酸，進(jìn)行交聯(lián)擴(kuò)鏈，制備得到多元醇類(lèi)物質(zhì)，既可以作為聚氨酯塑膠跑道的一個(gè)合算的原料，對(duì)環(huán)境友好并節(jié)省成本；也可以制備交聯(lián)度高，高分子量的聚氨酯泡沫，增加聚氨酯塑膠跑道的彈性和耐磨性能；本發(fā)明制備的聚氨酯塑膠跑道具有彈性好、耐磨、防滑、色彩美觀、場(chǎng)地清潔、易于維護(hù)管理、不受氣候等條件影響的優(yōu)異性能。。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例的多彩的聚氨酯塑膠跑道，其由如下重量份的原料制備而成：多聚甲醛100份、3-二甲胺基丙胺20份、甲苯250份、松香20份、三聚氰胺12份、雙氧水40份、甲酸12份、磷酸10份、乙二胺四乙酸6份、碳纖維20份、N,N-二甲基甲酰胺100份、丙酮100份、鄰苯二甲酸酐6份、季戊四醇4份、鄰苯二甲酸二辛酯4份、顏料6份、芐基三乙基氯化銨4份、聚丙二醇8份、二苯基甲烷二異氰酸酯150份、10%NaOH溶液適量、去離子水適量。
本實(shí)施例的多彩的聚氨酯塑膠跑道，其由如下步驟制備而成：
（1）將3-二甲胺基丙胺和甲苯加入到反應(yīng)容器中，開(kāi)始攪拌，在攪拌作用下每隔0.5h，將多聚甲醛分4次投入到反應(yīng)容器中，多聚甲醛投入完畢后，升溫至80℃，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)4h，加入松香和三聚氰胺，升溫至100℃，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)6h，通氮?dú)?，然后抽真空脫?h，脫水后于0.5MPa壓力下，降低溫度至40℃，滴加2/3的雙氧水、甲酸和磷酸，攪拌20min，60℃反應(yīng)5h，再加入乙二胺四乙酸，升高溫度至75℃，反應(yīng)10h，加入10%的NaOH溶液至PH為7，減壓蒸餾，得到多元醇類(lèi)物質(zhì)；
（2）將碳纖維置于丙烷中浸泡12h，過(guò)濾，去離子水洗滌3次，120℃鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥6h；將碳纖維加入到剩余的雙氧水和相當(dāng)于碳纖維重量份6倍的去離子水中，加熱至105℃，回流攪拌反應(yīng)7h，過(guò)濾，去離子水洗滌至PH為7，于120℃鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥至恒重；將雙氧水氧化的碳纖維置于N,N-二甲基甲酰胺中，加入鄰苯二甲酸酐和季戊四醇，加熱升溫至120℃，聚合反應(yīng)8h，得到表面改性的碳纖維；
（3）在攪拌杯子中加入鄰苯二甲酸二辛酯、顏料、芐基三乙基氯化銨、步驟（2）的產(chǎn)物、聚丙二醇、多元醇類(lèi)物質(zhì)和相當(dāng)于多元醇類(lèi)物質(zhì)重量份二十分之一的去離子水，強(qiáng)力攪10min，然后加入二苯基甲烷二異氰酸酯，強(qiáng)力攪拌20s，快速倒入模具中，加熱到50℃，固化30h。
本實(shí)施例制備的聚氨酯塑膠的性能為：無(wú)刺激性氣味；邵A硬度在50-70HA范圍；拉伸強(qiáng)度大于5.0Mpa；撕裂強(qiáng)度大于25kN·m-1；伸長(zhǎng)率大于300%。