环保型塑胶跑道铺装材料制备.doc

1、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

2、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MD I体系聚氨酯塑胶跑道材料产品。1 实验部分1. 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MDI 203

3、0改性环保型多元醇 5060环保型稀释剂 1030B组分再生聚醚 520环保型稀释剂 1030填料 2050颜料 210扩链剂 210紫外线吸收剂 0.050.1防老剂 0.050.1催化剂 0.050.21. 2. 2 A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100115,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4045,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. 3 B组份的制备

4、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. 06 MPa脱水1 h。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300 mm 300 mm 2 mm) ,室温固化24h。取下试片,放入75恒温箱熟化24 h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

5、%废轮胎橡胶颗粒(35mm) ,搅拌均匀。倒入预先涂有脱模剂的模具内(模具规格500 mm 500 mm 13 mm) ,表面撒防滑颗粒(24mm) 。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 /T 5282009为准；塑胶跑道试样以GB /T 148332011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. 1 MDI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1000mPas ( 25) ;将MDI

6、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2000 mPas ( 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Mpa 1.2 1.5 1.8拉断伸长率% 150 170 180由表1可见, 改

7、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Mpa 1.2 1.5 2.0拉断伸长率% 150 170 220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 环保型稀释剂对体系的影响选用环保型稀释剂比传统稀释剂更满足环保和施工要求。表3 环保型稀释剂对体系流动性的影响质量百分比% 5

8、10 15流动性 差 较好 易流动由表3可见,随着环保型稀释剂加入量的增加,体系的流动性增强,同时更符合环保要求和施工要求。2. 2 聚氨酯塑胶跑道铺装材料的性能及比较将传统聚醚MD1体系和再生聚醚MDI体系的塑胶试片及塑胶跑道试样的性能进行了比较,具体结果见表4及表5。表4 塑胶试片性能检测结果项目 内控指标 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Mpa 1.0 1.5 2.0拉断伸长率% 150 170 220由表4和表5可见,两种都符合企业内控指标要求，也符合GB /T 148332011标准，改性环保型多元醇MDI体系的性能更好。表5 塑胶跑道试样性能检测结果项目 指标 传统聚醚多元醇MDI体系改性环保型多元醇MDI体系冲击吸收/% 3550 38 40垂直变形/mm 0.62.5 1.5 1.8抗滑值（BPN.20） 47 55 60拉伸强度/Mpa 0.5 0.55 0.62拉断伸长率/% 40 55 70阻燃/级 I I I3 结束语3.1 选择改性环保型多元醇、液化 MDI、环保稀释剂、再生聚醚配合使用，得到了性能良好的聚氨酯塑胶跑道铺装材料。3.2 该产品与传统的 TDI 聚氨酯塑胶跑道和传统的 MDI 聚氨酯塑胶跑道相比，无毒、无味、符合环保要求，而且综合性能优越，是理想的环保产品。