本發(fā)明涉及塑膠制備技術領域，具體是一種高硬度的聚氨酯塑膠跑道及其制備方法。
技術背景
聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯，是主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團的大分子化合物的統(tǒng)稱。聚氨酯具有卓越的耐磨性、高強度、高伸長率、高彈性、耐油、耐射線輻射等優(yōu)異性能。聚氨酯應用于鋪地材料具有平整度好、抗壓強度高、硬度彈性適當、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品都是甲苯二異氰酸酯(TDI)型的，由于TDI聚氨酯跑道內含有的重金屬物質，會在使用過程中氧化污染環(huán)境。另外，TDI聚氨酯組分中還含有多種催化劑(含鉛、汞、錫)、二元胺類擴鏈劑、有機分子增塑劑、溶劑、橡膠配合劑和雙苯溶劑等有毒有害化學物質，對人體以及均環(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、對人體健康危害小、對環(huán)境的影響較小等優(yōu)點，更符合當前環(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。研究了各種因素對聚氨酯塑膠跑道制品機械性能的影響。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。
技術實現(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)越的高硬度的聚氨酯塑膠跑道及其制備方法。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施：
一種高硬度的聚氨酯塑膠跑道，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、二甲基乙醇胺15-20份、甲苯200-250份、松香15-20份、聚己二酸乙二醇醋10-12份、雙氧水30-40份、甲酸12-15份、磷酸10-12份、3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺6-8份、聚苯乙烯30-40份、丁苯橡膠12-15份、硫0.4-0.5份、氧化鋅3-4份、硬脂酸3-4份、二苯胍1-2份、鄰苯二甲酸丁芐酯3-4份、三(壬基苯基)亞磷酸酯5-6份、雙乙酰酒石酸單甘酯3-4份、對苯二酚雙(2-羥乙基)醚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。
所述的高硬度的聚氨酯塑膠跑道，其特征在于，其由如下步驟制備而成：
（1）將二甲基乙醇胺和甲苯加入到反應容器中，開始攪拌，在攪拌作用下每隔0.5h，將多聚甲醛分4次投入到反應容器中，多聚甲醛投入完畢后，升溫至70-80℃，繼續(xù)恒溫攪拌反應3-4h，加入松香和聚己二酸乙二醇醋，升溫至90-100℃，繼續(xù)恒溫攪拌反應5-6h，通氮氣，然后抽真空脫水1-2h，脫水后于0.4-0.5MPa壓力下，降低溫度至40℃，滴加雙氧水、甲酸和磷酸，攪拌10-20min，50-60℃反應3-5h，再加入3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺，升高溫度至70-75℃，反應8-10h，加入8-10%的NaOH溶液至PH為7，減壓蒸餾，得到多元醇類物質；
（2）將聚苯乙烯充入混合器內，再將預先研碎的丁苯橡膠放入混合器內，升高溫度至50-60℃，并加入硫、氧化鋅、硬脂酸、促進劑二苯胍，混合后的物料進入70-80℃的換熱器內進行預熱20-30min；在預聚合器內充入氮氣10-15min，將混合預熱好的物料邊攪拌邊輸入預聚合器內，此時攪拌轉速為30-35rpm，預聚合器被加熱至80-90℃，物料輸入完成后繼續(xù)攪拌1-2h；將預聚合器中的物料流入聚合塔中，控制溫度在150-200℃，聚合6-8h，送入脫揮器，230-250℃下脫除可揮發(fā)組分；
（3）在攪拌杯子中加入鄰苯二甲酸丁芐酯、三(壬基苯基)亞磷酸酯、雙乙酰酒石酸單甘酯、步驟（2）的產物、對苯二酚雙(2-羥乙基)醚、多元醇類物質和相當于多元醇類物質重量份二十分之一的去離子水，強力攪5-10min，然后加入二苯基甲烷二異氰酸酯，強力攪拌10-20s，快速倒入模具中，加熱到40-50℃，固化20-30h。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明以相對便宜的多聚甲醛、二甲基乙醇胺及松香為原料，松香是一類重要的可再生植物資源，屬于天然樹脂酸，再加入3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺，進行交聯(lián)擴鏈，制備得到多元醇類物質，既可以作為聚氨酯塑膠跑道的一個合算的原料，對環(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)明適當添加具有極高的透明度，電絕緣性能好，易著色，加工流動性好，剛性好及耐化學腐蝕性好的聚苯乙烯和具有耐磨、耐寒、生熱低、收縮性低、色澤好的丁苯橡膠，大大提高了本發(fā)明聚氨酯塑膠跑道的硬度，而且達到兼容性佳且不易脆化的效果；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、場地清潔、易于維護管理、不受氣候等條件影響的優(yōu)異性能。
具體實施方式
本實施例的高硬度的聚氨酯塑膠跑道，其由如下重量份的原料制備而成：多聚甲醛100份、二甲基乙醇胺20份、甲苯250份、松香20份、聚己二酸乙二醇醋12份、雙氧水40份、甲酸15份、磷酸12份、3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺8份、聚苯乙烯40份、丁苯橡膠15份、硫0.5份、氧化鋅4份、硬脂酸4份、二苯胍1份、鄰苯二甲酸丁芐酯4份、三(壬基苯基)亞磷酸酯6份、雙乙酰酒石酸單甘酯4份、對苯二酚雙(2-羥乙基)醚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。
本實施例的高硬度的聚氨酯塑膠跑道，其由如下步驟制備而成：
（1）將二甲基乙醇胺和甲苯加入到反應容器中，開始攪拌，在攪拌作用下每隔0.5h，將多聚甲醛分4次投入到反應容器中，多聚甲醛投入完畢后，升溫至80℃，繼續(xù)恒溫攪拌反應4h，加入松香和聚己二酸乙二醇醋，升溫至100℃，繼續(xù)恒溫攪拌反應6h，通氮氣，然后抽真空脫水2h，脫水后于0.5MPa壓力下，降低溫度至40℃，滴加雙氧水、甲酸和磷酸，攪拌20min，60℃反應5h，再加入3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺，升高溫度至75℃，反應10h，加入10%的NaOH溶液至PH為7，減壓蒸餾，得到多元醇類物質；
（2）將聚苯乙烯充入混合器內，再將預先研碎的丁苯橡膠放入混合器內，升高溫度至60℃，并加入硫、氧化鋅、硬脂酸、促進劑二苯胍，混合后的物料進入80℃的換熱器內進行預熱30min；在預聚合器內充入氮氣15min，將混合預熱好的物料邊攪拌邊輸入預聚合器內，此時攪拌轉速為35rpm，預聚合器被加熱至90℃，物料輸入完成后繼續(xù)攪拌2h；將預聚合器中的物料流入聚合塔中，控制溫度在180℃，聚合8h，送入脫揮器，240℃下脫除可揮發(fā)組分；
（3）在攪拌杯子中加入鄰苯二甲酸丁芐酯、三(壬基苯基)亞磷酸酯、雙乙酰酒石酸單甘酯、步驟（2）的產物、對苯二酚雙(2-羥乙基)醚、多元醇類物質和相當于多元醇類物質重量份二十分之一的去離子水，強力攪10min，然后加入二苯基甲烷二異氰酸酯，強力攪拌20s，快速倒入模具中，加熱到50℃，固化30h。
本實施例制備的聚氨酯塑膠的性能為：無刺激性氣味；邵A硬度在50-70HA范圍；拉伸強度大于5.0Mpa；撕裂強度大于25kN·m-1；伸長率大于300%。