Beat365一种聚氨酯跑道材料、其制备方法及聚氨酯跑道面层pdf本发明提供了一种聚氨酯跑道材料、其制备方法及聚氨酯跑道面层，由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份，二异氰酸酯30～60份、扩链交联剂4～12份、有机金属催化剂0.1～1份、抗老化剂0.1～1份和紫外线份。本发明提供的聚氨酯跑道材料的制备原料中包括二氧化碳共聚物多元醇，该组分内含有大量的碳酸酯键及醚键，这些键使得二氧化碳共聚物多元醇在制备成聚氨酯跑道粒料时，容易形成较强的分子内及分子间氢键，其与组分协同作用下，制备的聚氨酯跑道面层具有优异的耐磨性和力学强度。
1.一种聚氨酯跑道材料，由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份、二异氰酸酯30～60份、扩链交联剂4～12份、有机金属催化剂0.1～1份、抗老化剂0.1～1份和紫外线所述的聚氨酯跑道材料，其特征在于，所述二氧化碳共聚物多元醇的分子量为1000～8000g/mol，二氧化碳共聚物多元醇的羟基官能度为2～6，二氧化碳共聚物多元醇的分子内碳酸酯基团的摩尔分率为0.25～0.45。 3.根据权利要求1所述的聚氨酯跑道材料，其特征在于Beat365正版唯一官网，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、改性二苯基甲烷二异氰酸酯和聚合异氰酸酯中的一种或多种。 4.根据权利要求1所述的聚氨酯跑道材料，其特征在于，所述扩链交联剂选自乙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、1,6-己二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-羟甲基环己烷、三甲基戊二醇、二正丁胺、乙二胺、三甲基己二胺、四乙烯五胺、二乙烯三胺和异氟尔酮二胺中的一种或多种。 5.根据权利要求1所述的聚氨酯跑道材料，其特征在于，所述有机金属催化剂选自辛酸亚锡、异辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡和有机铋中的一种或多种。 6.根据权利要求1所述的聚氨酯跑道材料，其特征在于，所述抗老化剂选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和/或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。 7.根据权利要求1所述的聚氨酯跑道材料，其特征在于，所述紫外线-正辛氧基二苯甲酮和/或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。 8.一种权利要求1～7任意一项所述聚氨酯跑道材料的制备方法，包括以下步骤：将二氧化碳共聚物多元醇、二异氰酸酯和有机金属催化剂混合，反应，得到预聚体；将所述预聚体与扩链交联剂、抗老化剂和紫外吸收剂混合，反应，然后固化和熟化，得到聚氨酯弹性体材料；将所述聚氨酯弹性体材料挤出造粒，得到聚氨酯跑道材料。 9.一种聚氨酯跑道面层，由权利要求1～7任意一项所述聚氨酯跑道材料或权利要求8所述制备方法制备的聚氨酯跑道材料压延制得。 10.根据权利要求9所述的聚氨酯跑道面层，其特征在于，所述聚氨酯跑道面层的厚度为0.5～2mm。
现代化体育运动场的田径跑道、篮球场、排球场、羽毛球场、网球场，以及幼儿园、医院、中小学校等都有弹性适宜、运动安全、防滑、耐磨的铺地材料的要求。传统铺地材料多采用聚氨酯、聚氯乙烯、氯丁橡胶等制备，这些材料各项性能优良，特别是具有优良的缓冲性，得到较为广泛的应用。
然而，上述广泛使用的传统材料也存在一些缺点，如聚氯乙烯材料本身热稳定性差，在使用过程中性能逐渐下降，同时也会缓慢分解，释放出对有害的物质如氯化氢。为了解决聚氯乙烯热稳定性，一般需要加入大量的热稳定剂，如有机无机酸的铅盐；高级脂肪酸的金属盐主要是硬脂酸，月桂酸和棕榈酸的钡、镉、铅、钙、锌、镁、锶等金属盐；有机锡类热稳定剂；稀土类热稳定剂等。另外，为了降低聚氯乙烯铺地材料的硬度，提高舒服性，需要加入大量的增塑剂如低分子氯化石蜡、DOP等。上述的热稳定剂、增塑剂属于小分子化合物，在使用过程中逐渐迁移、释放到环境中，这些物质大多具有毒性。在幼儿园、中小学校、医院接触这些铺地材料的多为幼儿、老人、病人等抵抗力较弱人群；在运动场所，大量运动时，抵抗力也较差，容易受这些有毒、有害物质影响。氯丁橡胶存在类似情况，同时，为了软化氯丁橡胶，一般加入多环芳烃，氯丁橡胶在加工过程中，也产生一些有毒有害物质，同时氯丁橡胶具有难闻的气味。随人们对健康要求的提高，以及对化合物毒性认识的加强，含氯化合物在铺地材料的应用将逐渐消失。聚氨酯材料具有极强的可裁剪性，在制备成产品后无毒无味，是一种理想的铺装材料。
目前，市面上的聚氨酯铺地材料多采用聚醚多元醇(聚氧化丙烯二醇以及少量聚氧化丙烯三醇)与二异氰酸酯制备的预聚体、填料(如无机碳酸钙、滑石粉、废弃轮胎橡胶粒)及稀释剂等现场反应制备，然而该聚氨酯铺地材料的力学性能较差。
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚氨酯跑道材料、其制备方法及聚氨酯跑道面层，该聚氨酯跑道材料制备的聚氨酯跑道面层具有优异的力学性能。
二氧化碳共聚物多元醇100份、二异氰酸酯30～60份、扩链交联剂4～12份、有机金属催化剂0.1～1份、抗老化剂0.1～1份和紫外线份。
优选地，所述二氧化碳共聚物多元醇的分子量为1000～8000g/mol，二氧化碳共聚物多元醇的羟基官能度为2～6，二氧化碳共聚物多元醇的分子内碳酸酯基团的摩尔分率为0.25～0.45。
优选地，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、改性二苯基甲烷二异氰酸酯和聚合异氰酸酯中的一种或多种。
优选地，所述扩链交联剂选自乙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、1,6-己二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-羟甲基环己烷、三甲基戊二醇、二正丁胺、乙二胺、三甲基己二胺、四乙烯五胺、二乙烯三胺和异氟尔酮二胺中的一种或多种。
优选地，所述有机金属催化剂选自辛酸亚锡Beat365正版唯一官网、异辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡和有机铋中的一种或多种。
优选地，所述抗老化剂选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和/或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
将所述预聚体与扩链交联剂、抗老化剂和紫外吸收剂混合，反应，然后固化和熟化，得到聚氨酯弹性体材料；
本发明提供了一种聚氨酯跑道面层，由上述技术方案所述聚氨酯跑道材料或上述技术方案所述制备方法制备的聚氨酯跑道材料压延制得。
本发明提供了一种聚氨酯跑道材料，由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份，二异氰酸酯30～60份、扩链交联剂4～12份、有机金属催化剂0.1～1份、抗老化剂0.1～1份和紫外线份。本发明提供的聚氨酯跑道材料的制备原料中包括二氧化碳共聚物多元醇，该组分内含有大量的碳酸酯键及醚键，这些键使得二氧化碳共聚物多元醇在制备成聚氨酯跑道材料时，容易形成较强的分子内及分子间氢键，其与组分协同作用下，制备的聚氨酯跑道面层具有优异的耐磨性和力学强度。实验结果表明：该聚氨酯跑道面层的硬度为65～90邵A；拉伸强度13.7～26.4MPa；断裂伸长率为496～658％；撕裂强度为39～110KN/m；100％定伸模量为3.36～16.61MPa；300％定伸模量为3.42～21.9MPa；磨耗为0.32～0.53(cm3/1.61km)。
二氧化碳共聚物多元醇100份，二异氰酸酯30～60份、扩链交联剂4～12份、有机金属催化剂0.1～1份、抗老化剂0.1～1份和紫外线份。
在本发明中，所述聚氨酯跑道材料，以重量份数计，制备原料包括二氧化碳共聚物多元醇100份。在本发明中，所述二氧化碳共聚物多元醇的分子量优选为1000～8000g/mol，更优选为1500～4000g/mol；二氧化碳共聚物多元醇的羟基官能度优选为2～6，更优选为2～3；二氧化碳共聚物多元醇的分子内碳酸酯基团的摩尔分率优选为0.25～0.45，更优选为0.3～0.4。本发明对所述二氧化碳共聚物多元醇的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的二氧化碳共聚物多元醇即可，如可以采用其市售商品，也可以采用本领域技术人员熟知的制备方法自行制备。在本发明中，所述二氧化碳共聚物多元醇是以二氧化碳为起始原料，在引发剂、催化剂作用下与环氧丙烷共聚合成的。所述二氧化碳共聚物多元醇是以廉价的工业废气二氧化碳作为主要原材料制备，成本比较低廉，规模生产后对环境保护、节能减排均具有重要意义，同时解决目前铺地材料不环保的缺点。
在本发明中，制备原料包括二异氰酸酯30～60份，优选为40～60份。在本发明的具体实施例中，所述二异氰酸酯的用量为30份或40份或50份或60份。在本发明中，所述二异氰酸酯优选选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、改性二苯基甲烷二异氰酸酯和聚合异氰酸酯中的一种或多种。所述二苯基甲烷二异氰酸酯为纯的固态二苯基甲烷二异氰酸酯；所述改性二苯基甲烷二异氰酸酯为经碳化二亚胺改性的液态二苯基甲烷二异氰酸酯。在本发明的具体实施例中，所述二异氰酸酯具体为二苯基甲烷二异氰酸酯。
在本发明中，制备原料包括扩链交联剂4～12份，优选为6～10.5份。在本发明的具体实施例中，所述扩链交联剂的用量具体为5.6份、7.3份、9.2份或10.5份。所述扩链交联剂优选选自乙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、1,6-己二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-羟甲基环己烷、三甲基戊二醇、二正丁胺、乙二胺、三甲基己二胺、四乙烯五胺、二乙烯三胺和异氟尔酮二胺中的一种或多种。在本发明的具体实施例中，所述扩链交联剂具体为1,4-丁二醇。
在本发明中，制备原料包括有机金属催化剂0.1～1份，优选为0.2～0.3份。在本发明的具体实施例中，所述有机金属催化剂的用量具体为0.2份。所述有机金属催化剂优选选自辛酸亚锡、异辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡和有机铋中的一种或多种。在本发明的具体实施例中，所述有机金属催化剂具体为辛酸亚锡。
在本发明中，制备原料包括抗老化剂0.1～1份，优选为0.5～1份。在本发明的具体实施例中，所述抗老化剂的用量具体为0.5份。所述抗老化剂优选选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和/或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
在本发明中，制备原料包括紫外线份。在本发明的具体实施例中，所述紫外线份。所述紫外线-正辛氧基二苯甲酮和/或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
将所述预聚体与扩链交联剂、抗老化剂和紫外吸收剂混合，反应，然后固化和熟化，得到聚氨酯弹性体材料；
在本发明中，所述二氧化碳共聚物多元醇、二异氰酸酯和有机金属催化剂的种类、用量和来源与上述技术方案所述一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述二氧化碳共聚物多元醇、二异氰酸酯和有机金属催化剂反应的温度优选为70℃～90℃，更优选为80℃；所述二氧化碳共聚物多元醇、二异氰酸酯和有机金属催化剂反应的时间优选为0.5～4h，更优选为3h。
得到预聚体后，本发明将所述预聚体与扩链交联剂、抗老化剂和紫外吸收剂混合，反应，然后固化和熟化，得到聚氨酯弹性体材料。
在本发明中，所述预聚体和扩链交联剂反应的温度优选为50℃～60℃；所述预聚体和扩链交联剂反应的时间优选为5～15min。
在本发明中，所述固化的温度优选为75～85℃，更优选为75～85℃；在本发明的具体实施例中，所述固化的温度为80℃；所述固化的时间优选为10～14h，更优选为11～13h；在本发明的具体实施例中，所述固化的时间具体为12h。在本发明中，所述熟化的温度优选为95～105℃，更优选为80～100℃；所述熟化的时间优选为10～14h，更优选为12h。
本发明提供了一种聚氨酯跑道面层，由上述技术方案所述聚氨酯跑道材料或上述技术方案所述制备方法制备的聚氨酯跑道材料压延制得。
该聚氨酯跑道材料以二氧化碳共聚物多元醇为基础，不仅生产成本低，生产过程十分环保，通过压延成型制备成一定厚度的聚氨酯跑道面层，以卷材的方式运送到施工现场铺装，不受现场施工环境的影响，不仅解决目前球场跑道在生产施工使用过程中造成的环境污染，也有利于解决日益严重的温室效应。
本发明通过将聚氨酯跑道材料压延成型、规格尺寸和符合质量要求的连续片状材料，也可以按使用要求对其表面进行压花处理，得到形式多样的无胶粒的防滑面层。本发明制备出聚氨酯结构的跑道面层，代替通过添加大量有机填料如废弃轮胎橡胶粒(粉)、三元乙丙橡胶粒等制备的低成本跑道材料，具有环保、无污染、施工方便等优势。
本发明采用GB/T528-2009测试上述技术方案所述聚氨酯跑道面层的拉伸强度和断裂伸长率；
本发明提供了一种聚氨酯跑道材料，由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份，二异氰酸酯30～60份、扩链交联剂4～12份、有机金属催化剂0.1～1份、抗老化剂0.1～1份和紫外线份。本发明提供的聚氨酯跑道材料的制备原料中包括二氧化碳共聚物多元醇，该组分内含有大量的碳酸酯键及醚键，这些键使得二氧化碳共聚物多元醇在制备成聚氨酯跑道材料时，容易形成较强的分子内及分子间氢键，其与组分协同作用下，制备的聚氨酯跑道面层具有优异的耐磨性和力学强度。实验结果表明：该聚氨酯跑道面层的硬度为65～90邵A；拉伸强度13.7～26.4MPa；断裂伸长率为496～658％；撕裂强度为39～110KN/m；100％定伸模量为3.36～16.61MPa；300％定伸模量为3.42～21.9MPa；磨耗为0.32～0.53(cm3/1.61km)。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种聚氨酯跑道材料、其制备方法及聚氨酯跑道面层进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
取二氧化碳共聚物多元醇100份，加入反应釜中，加热到60℃，搅拌速度为500r/min，加入二苯基甲烷二异氰酸酯30份，辛酸亚锡0.2份，逐步升温到80℃反应3小时，得到预聚体；
取预聚体100份降温到60℃，再将含有事先脱水的扩链剂1,4-丁二醇5.6份加入反应釜中，再加入抗老化剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5份，紫外线分钟后快速倒入预热好的模具，在烘箱中80℃下固化12h后，再在100℃熟化12h，并在室温放置24h后破碎，在挤出机中挤出造粒，粒径为0.1～5mm，压延成型，得到新型环保型聚氨酯跑道面层，所述聚氨酯跑道面层的厚度为0.5～2mm。
本发明按照上述技术方案所述测试方法对实施例1制备的聚氨酯跑道面层进行耐磨性和力学性能测试，力学性能包括拉伸强度、断裂伸长率、100％定伸模量、300％定伸模量和硬度，测试结果见表1，表1为本发明实施例1～4制备的聚氨酯跑道面层的力学性能和耐磨性测试结果：
取二氧化碳共聚物多元醇100份，加入反应釜中，加热到60℃，搅拌速度为500r/min，加入二苯基甲烷二异氰酸酯40份，辛酸亚锡0.2份，逐步升温到80℃反应3小时，得到预聚体；
取预聚体100份降温到60℃，再将含有事先脱水的扩链剂1,4-丁二醇7.3份加入反应釜中，再加入抗老化剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5份，紫外线分钟后快速倒入预热好的模具，在烘箱中80℃下固化12h后，再在100℃熟化12h，并在室温放置24h后破碎，在挤出机中挤出造粒，粒径为0.1～5mm，通过压延成型得到新型环保型聚氨酯跑道面层，所述聚氨酯跑道面层的厚度为0.5～2mm。
本发明按照上述技术方案所述测试方法对实施例2制备的聚氨酯跑道面层进行力学性能测试，测试结果见表1。
取二氧化碳共聚物多元醇100份，加入反应釜中，加热到60℃，搅拌速度为500r/min，加入二苯基甲烷二异氰酸酯50份，辛酸亚锡0.2份，逐步升温到80℃反应3小时，得到预聚体；
取预聚体100份降温到60℃，再将含有事先脱水的扩链剂1,4-丁二醇9.2份加入反应釜中，再加入抗老化剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5份，紫外线分钟后快速倒人预热好的模具，在烘箱中80℃下固化12h后，再在100℃熟化12h，并在室温放置24h后破碎，在挤出机中挤出造粒，粒径为0.1～5mm，通过压延成型得到新型环保型聚氨酯跑道面层，所述聚氨酯跑道面层的厚度为0.5～2mm。
本发明按照上述技术方案所述测试方法对实施例3制备的聚氨酯跑道面层进行力学性能测试，测试结果见表1。
取二氧化碳共聚物多元醇100份，加入反应釜中，加热到60℃，搅拌速度为500r/min，加入二苯基甲烷二异氰酸酯60份，辛酸亚锡0.2份，逐步升温到80℃反应3小时，得到预聚体；
取预聚体100份降温到60℃，再将含有事先脱水的扩链剂1,4-丁二醇10.5份加入反应釜中，再加入抗老化剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5份，紫外线分钟后快速倒人预热好的模具，在烘箱中80℃下固化12h后，再在100℃熟化12h，并在室温放置24h后破碎，在挤出机中挤出造粒，粒径为0.1～5mm，通过压延成型，得到新型环保型聚氨酯跑道面层，所述聚氨酯跑道面层的厚度为0.5～2mm。
本发明按照上述技术方案所述测试方法对实施例4制备的聚氨酯跑道面层进行力学性能测试，测试结果见表1。
由以上实施例可知，本发明提供了一种聚氨酯跑道材料，由包括以下组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100份，二异氰酸酯30～60份、扩链交联剂4～12份、有机金属催化剂0.1～1份、抗老化剂0.1～1份和紫外线份。本发明提供的聚氨酯跑道材料的制备原料中包括二氧化碳共聚物多元醇，该组分内含有大量的碳酸酯键及醚键，这些键使得二氧化碳共聚物多元醇在制备成聚氨酯跑道粒料时，容易形成较强的分子内及分子间氢键，其与组分协同作用下，制备的聚氨酯跑道面层具有优异的耐磨性和力学强度。实验结果表明：该聚氨酯跑道面层的硬度为65～90邵A；拉伸强度13.7～26.4MPa；断裂伸长率为496～658％；撕裂强度为39～110KN/m；100％定伸模量为3.36～16.61MPa；300％定伸模量为3.42～21.9MPa；磨耗为0.32～0.53(cm3/1.61km)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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2、 5/13(2006.01) C08K 5/132(2006.01) (54)发明名称 一种聚氨酯跑道材料、 其制备方法及聚氨酯 跑道面层 (57)摘要 本发明提供了一种聚氨酯跑道材料、 其制备 方法及聚氨酯跑道面层， 由包括以下组分的原料 制得： 二氧化碳共聚物多元醇100份， 二异氰酸酯 3060份、 扩链交联剂412份、 有机金属催化剂 0.11份、 抗老化剂0.11份和紫外线份。 本发明提供的聚氨酯跑道材料的制备 原料中包括二氧化碳共聚物多元醇， 该组分内含 有大量的碳酸酯键及醚键， 这些键使得二氧化碳 共聚物多元醇在制备成聚氨酯跑道粒料时， 容易 形成较强的分子内及分。
3、子间氢键， 其与组分 协同作用下， 制备的聚氨酯跑道面层具有优异的 耐磨性和力学强度。 权利要求书1页 说明书6页 CN 106700020 A 2017.05.24 CN 106700020 A 1.一种聚氨酯跑道材料， 由包括以下组分的原料制得： 二氧化碳共聚物多元醇100份、 二异氰酸酯3060份、 扩链交联剂412份、 有机金属催 化剂0.11份、 抗老化剂0.11份和紫外线所述的聚氨酯跑道材料， 其特征在于， 所述二氧化碳共聚物多元醇的 分子量为10008000g/mol， 二氧化碳共聚物多元醇的羟基官能度为26， 二氧化碳共聚物 多元醇的分。
4、子内碳酸酯基团的摩尔分率为0.250.45。 3.根据权利要求1所述的聚氨酯跑道材料， 其特征在于， 所述二异氰酸酯选自甲苯二异 氰酸酯、 二苯基甲烷二异氰酸酯、 改性二苯基甲烷二异氰酸酯和聚合异氰酸酯中的一种或 多种。 4.根据权利要求1所述的聚氨酯跑道材料， 其特征在于， 所述扩链交联剂选自乙二醇、 丁二醇、 二乙二醇、 二丙二醇、 1,6-己二醇、 1,3-丙二醇、 1,2-丙二醇、 1,4-羟甲基环己烷、 三 甲基戊二醇、 二正丁胺、 乙二胺、 三甲基己二胺、 四乙烯五胺、 二乙烯三胺和异氟尔酮二胺中 的一种或多种。 5.根据权利要求1所述的聚氨酯跑道材料， 其特征在于， 所述有机金属。
5、催化剂选自辛酸 亚锡、 异辛酸亚锡、 二月桂酸二丁基锡和有机铋中的一种或多种。 6.根据权利要求1所述的聚氨酯跑道材料， 其特征在于， 所述抗老化剂选自2,6-二叔丁 基-4-甲基苯酚和/或四 -(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯。 7.根据权利要求1所述的聚氨酯跑道材料， 其特征在于， 所述紫外线-正辛氧基二苯甲酮和/或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。 8.一种权利要求17任意一项所述聚氨酯跑道材料的制备方法， 包括以下步骤： 将二氧化碳共聚物多元醇、 二异氰酸酯和有机金属催化剂混合， 反应， 得到预聚体； 将所述预聚体与扩链交联剂、 抗老化剂和紫外吸收剂。
6、混合， 反应， 然后固化和熟化， 得 到聚氨酯弹性体材料； 将所述聚氨酯弹性体材料挤出造粒， 得到聚氨酯跑道材料。 9.一种聚氨酯跑道面层， 由权利要求17任意一项所述聚氨酯跑道材料或权利要求8 所述制备方法制备的聚氨酯跑道材料压延制得。 10.根据权利要求9所述的聚氨酯跑道面层， 其特征在于， 所述聚氨酯跑道面层的厚度 为0.52mm。 权利要求书 1/1 页 2 CN 106700020 A 2 一种聚氨酯跑道材料、 其制备方法及聚氨酯跑道面层 技术领域 0001 本发明涉及铺地材料技术领域， 尤其涉及一种聚氨酯跑道材料、 其制备方法及聚 氨酯跑道面层。 背景技术 0002 现代化体育运动。
7、场的田径跑道、 篮球场、 排球场、 羽毛球场、 网球场， 以及幼儿园、 医院、 中小学校等都有弹性适宜、 运动安全、 防滑、 耐磨的铺地材料的要求。 传统铺地材料多 采用聚氨酯、 聚氯乙烯、 氯丁橡胶等制备， 这些材料各项性能优良， 特别是具有优良的缓冲 性， 得到较为广泛的应用。 0003 然而， 上述广泛使用的传统材料也存在一些缺点， 如聚氯乙烯材料本身热稳定性 差， 在使用过程中性能逐渐下降， 同时也会缓慢分解， 释放出对有害的物质如氯化氢。 为了解决聚氯乙烯热稳定性， 一般需要加入大量的热稳定剂， 如有机无机酸的铅盐； 高级脂 肪酸的金属盐主要是硬脂酸， 月桂酸和棕榈酸的钡、 镉、。
8、 铅、 钙、 锌、 镁、 锶等金属盐； 有机锡 类热稳定剂； 稀土类热稳定剂等。 另外， 为了降低聚氯乙烯铺地材料的硬度， 提高舒服性， 需 要加入大量的增塑剂如低分子氯化石蜡、 DOP等。 上述的热稳定剂、 增塑剂属于小分子化合 物， 在使用过程中逐渐迁移、 释放到环境中， 这些物质大多具有毒性。 在幼儿园、 中小学校、 医院接触这些铺地材料的多为幼儿、 老人、 病人等抵抗力较弱人群； 在运动场所， 大量 运动时， 抵抗力也较差， 容易受这些有毒、 有害物质影响。 氯丁橡胶存在类似情况， 同时， 为 了软化氯丁橡胶， 一般加入多环芳烃， 氯丁橡胶在加工过程中， 也产生一些有毒有害物质， 。
9、同时氯丁橡胶具有难闻的气味。 随人们对健康要求的提高， 以及对化合物毒性认识的加强， 含氯化合物在铺地材料的应用将逐渐消失。 聚氨酯材料具有极强的可裁剪性， 在制备成产 品后无毒无味， 是一种理想的铺装材料。 0004 目前， 市面上的聚氨酯铺地材料多采用聚醚多元醇(聚氧化丙烯二醇以及少量聚 氧化丙烯三醇)与二异氰酸酯制备的预聚体、 填料(如无机碳酸钙、 滑石粉、 废弃轮胎橡胶 粒)及稀释剂等现场反应制备， 然而该聚氨酯铺地材料的力学性能较差。 发明内容 0005 有鉴于此， 本发明的目的在于提供一种聚氨酯跑道材料、 其制备方法及聚氨酯跑 道面层， 该聚氨酯跑道材料制备的聚氨酯跑道面层具有优异。
10、的力学性能。 0006 本发明提供了一种聚氨酯跑道材料， 由包括以下组分的原料制得： 0007 二氧化碳共聚物多元醇100份、 二异氰酸酯3060份、 扩链交联剂412份、 有机金 属催化剂0.11份、 抗老化剂0.11份和紫外线 优选地， 所述二氧化碳共聚物多元醇的分子量为10008000g/mol， 二氧化碳共聚 物多元醇的羟基官能度为26， 二氧化碳共聚物多元醇的分子内碳酸酯基团的摩尔分率为 0.250.45。 0009 优选地， 所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、 二苯基甲烷二异氰酸酯、 改性二苯 说明书 1/6 页 3 CN 106700020 A 3 基。
11、甲烷二异氰酸酯和聚合异氰酸酯中的一种或多种。 0010 优选地， 所述扩链交联剂选自乙二醇、 丁二醇、 二乙二醇、 二丙二醇、 1,6-己二醇、 1,3-丙二醇、 1,2-丙二醇、 1,4-羟甲基环己烷、 三甲基戊二醇、 二正丁胺、 乙二胺、 三甲基己 二胺、 四乙烯五胺、 二乙烯三胺和异氟尔酮二胺中的一种或多种。 0011 优选地， 所述有机金属催化剂选自辛酸亚锡、 异辛酸亚锡、 二月桂酸二丁基锡和有 机铋中的一种或多种。 0012 优选地， 所述抗老化剂选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和/或四 -(3,5-二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯。 0013 优选地， 所述紫外线-正辛氧基二苯甲酮和/或2-羟基-4-甲 氧基二苯甲酮。 0014 本发明提供了一种上述技术方案所述聚氨酯跑道材料的制备方法， 包括以下步 骤： 0015 将二氧化碳共聚物多元醇、 二异氰酸酯和有机金属催化剂混合， 反应， 得到预聚 体； 0016 将所述预聚体与扩链交联剂、 抗老化剂和紫外吸收剂混合， 反应， 然后固化和熟 化， 得到聚氨酯弹性体材料； 0017 将所述聚氨酯弹性体材料挤出造粒， 得到聚氨酯跑道材料。 0018 本发明提供了一种聚氨酯跑道面层， 由上述技术方案所述聚氨酯跑道材料或上述 技术方案所述制备方法制备的聚氨酯跑道材料压延制得。 0019 优选地， 所述聚。
13、氨酯跑道面层的厚度为0.52mm。 0020 本发明提供了一种聚氨酯跑道材料， 由包括以下组分的原料制得： 二氧化碳共聚 物多元醇100份， 二异氰酸酯3060份、 扩链交联剂412份、 有机金属催化剂0.11份、 抗 老化剂0.11份和紫外线份。 本发明提供的聚氨酯跑道材料的制备原料中包 括二氧化碳共聚物多元醇， 该组分内含有大量的碳酸酯键及醚键， 这些键使得二氧化碳共 聚物多元醇在制备成聚氨酯跑道材料时， 容易形成较强的分子内及分子间氢键， 其与 组分协同作用下， 制备的聚氨酯跑道面层具有优异的耐磨性和力学强度。 实验结果表明： 该 聚氨酯跑道面层的硬度为6590邵A； 。
14、拉伸强度13.726.4MPa； 断裂伸长率为496658； 撕裂强度为39110KN/m； 100定伸模量为3.3616.61MPa； 300定伸模量为3.42 21.9MPa； 磨耗为0.320.53(cm3/1.61km)。 具体实施方式 0021 本发明提供了一种聚氨酯跑道材料， 以重量份数计， 由包括以下组分的原料制得： 0022 二氧化碳共聚物多元醇100份， 二异氰酸酯3060份、 扩链交联剂412份、 有机金 属催化剂0.11份、 抗老化剂0.11份和紫外线 在本发明中， 所述聚氨酯跑道材料， 以重量份数计， 制备原料包括二氧化碳共聚物 多元醇100。
15、份。 在本发明中， 所述二氧化碳共聚物多元醇的分子量优选为10008000g/mol， 更优选为15004000g/mol； 二氧化碳共聚物多元醇的羟基官能度优选为26， 更优选为2 3； 二氧化碳共聚物多元醇的分子内碳酸酯基团的摩尔分率优选为0.250.45， 更优选为 0.30.4。 本发明对所述二氧化碳共聚物多元醇的来源没有特殊的限制， 采用本领域技术 说明书 2/6 页 4 CN 106700020 A 4 人员熟知的二氧化碳共聚物多元醇即可， 如可以采用其市售商品， 也可以采用本领域技术 人员熟知的制备方法自行制备。 在本发明中， 所述二氧化碳共聚物多元醇是以二氧化碳为 起始原料Beat365正版唯一官网， 。
16、在引发剂、 催化剂作用下与环氧丙烷共聚合成的。 所述二氧化碳共聚物多元醇是 以廉价的工业废气二氧化碳作为主要原材料制备， 成本比较低廉， 规模生产后对环境保护、 节能减排均具有重要意义， 同时解决目前铺地材料不环保的缺点。 0024 在本发明中， 制备原料包括二异氰酸酯3060份， 优选为4060份。 在本发明的具 体实施例中， 所述二异氰酸酯的用量为30份或40份或50份或60份。 在本发明中， 所述二异氰 酸酯优选选自甲苯二异氰酸酯、 二苯基甲烷二异氰酸酯、 改性二苯基甲烷二异氰酸酯和聚 合异氰酸酯中的一种或多种。 所述二苯基甲烷二异氰酸酯为纯的固态二苯基甲烷二异氰酸 酯； 所述改性二苯基。
17、甲烷二异氰酸酯为经碳化二亚胺改性的液态二苯基甲烷二异氰酸酯。 在本发明的具体实施例中， 所述二异氰酸酯具体为二苯基甲烷二异氰酸酯。 0025 在本发明中， 制备原料包括扩链交联剂412份， 优选为610.5份。 在本发明的具 体实施例中， 所述扩链交联剂的用量具体为5.6份、 7.3份、 9.2份或10.5份。 所述扩链交联剂 优选选自乙二醇、 丁二醇、 二乙二醇、 二丙二醇、 1,6-己二醇、 1,3-丙二醇、 1,2-丙二醇、 1,4- 羟甲基环己烷、 三甲基戊二醇、 二正丁胺、 乙二胺、 三甲基己二胺、 四乙烯五胺、 二乙烯三胺 和异氟尔酮二胺中的一种或多种。 在本发明的具体实施例中， 。
18、所述扩链交联剂具体为1,4- 丁二醇。 0026 在本发明中， 制备原料包括有机金属催化剂0.11份， 优选为0.20.3份。 在本发 明的具体实施例中， 所述有机金属催化剂的用量具体为0.2份。 所述有机金属催化剂优选选 自辛酸亚锡、 异辛酸亚锡、 二月桂酸二丁基锡和有机铋中的一种或多种。 在本发明的具体实 施例中， 所述有机金属催化剂具体为辛酸亚锡。 0027 在本发明中， 制备原料包括抗老化剂0.11份， 优选为0.51份。 在本发明的具体 实施例中， 所述抗老化剂的用量具体为0.5份。 所述抗老化剂优选选自2,6-二叔丁基-4-甲 基苯酚和/或四 -(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙。
19、酸季戊四醇酯。 0028 在本发明中， 制备原料包括紫外线份。 在本发明的 具体实施例中， 所述紫外线份。 所述紫外线-正辛氧基二苯甲酮和/或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。 0029 本发明提供了一种上述技术方案所述聚氨酯跑道材料的制备方法， 包括以下步 骤： 0030 将二氧化碳共聚物多元醇、 二异氰酸酯和有机金属催化剂混合， 反应， 得到预聚 体； 0031 将所述预聚体与扩链交联剂、 抗老化剂和紫外吸收剂混合， 反应， 然后固化和熟 化， 得到聚氨酯弹性体材料； 0032 将所述聚氨酯弹性体材料挤出造粒。
20、， 得到聚氨酯跑道材料。 0033 本发明将二氧化碳共聚物多元醇、 二异氰酸酯和有机金属催化剂混合， 反应， 得到 预聚体。 0034 在本发明中， 所述二氧化碳共聚物多元醇、 二异氰酸酯和有机金属催化剂的种类、 用量和来源与上述技术方案所述一致， 在此不再赘述。 0035 在本发明中， 所述二氧化碳共聚物多元醇、 二异氰酸酯和有机金属催化剂反应的 说明书 3/6 页 5 CN 106700020 A 5 温度优选为7090， 更优选为80； 所述二氧化碳共聚物多元醇、 二异氰酸酯和有机金 属催化剂反应的时间优选为0.54h， 更优选为3h。 0036 得到预聚体后， 本发明将所述预聚体与扩链。
21、交联剂、 抗老化剂和紫外吸收剂混合， 反应， 然后固化和熟化， 得到聚氨酯弹性体材料。 0037 在本发明中， 所述扩链交联剂种类、 用量和来源与上述技术方案所述一致， 在此不 再赘述。 0038 在本发明中， 所述预聚体和扩链交联剂反应的温度优选为5060； 所述预聚 体和扩链交联剂反应的时间优选为515min。 0039 在本发明中， 所述固化的温度优选为7585， 更优选为7585； 在本发明的具 体实施例中， 所述固化的温度为80； 所述固化的时间优选为1014h， 更优选为1113h； 在本发明的具体实施例中， 所述固化的时间具体为12h。 在本发明中， 所述熟化的温度优选 为951。
22、05， 更优选为80100； 所述熟化的时间优选为1014h， 更优选为12h。 0040 本发明优选将所述聚氨酯弹性体材料放置24h后破碎挤出造粒， 得到聚氨酯跑道 材料。 0041 在本发明中， 所述聚氨酯跑道材料的粒径优选为0.15mm。 0042 本发明提供了一种聚氨酯跑道面层， 由上述技术方案所述聚氨酯跑道材料或上述 技术方案所述制备方法制备的聚氨酯跑道材料压延制得。 0043 在本发明中， 所述聚氨酯跑道面层的厚度为0.52mm。 0044 该聚氨酯跑道材料以二氧化碳共聚物多元醇为基础， 不仅生产成本低， 生产过程 十分环保， 通过压延成型制备成一定厚度的聚氨酯跑道面层， 以卷材的。
23、方式运送到施工现 场铺装， 不受现场施工环境的影响， 不仅解决目前球场跑道在生产施工使用过程中造成的 环境污染， 也有利于解决日益严重的温室效应。 0045 在本发明中， 所述聚氨酯跑道面层的厚度优选为0.52mm。 0046 本发明通过将聚氨酯跑道材料压延成型、 规格尺寸和符合质量要求的连续片状材 料， 也可以按使用要求对其表面进行压花处理， 得到形式多样的无胶粒的防滑面层。 本发明 制备出聚氨酯结构的跑道面层， 代替通过添加大量有机填料如废弃轮胎橡胶粒(粉)、 三元 乙丙橡胶粒等制备的低成本跑道材料， 具有环保、 无污染、 施工方便等优势。 0047 本发明采用GB/T528-2009测试。
24、上述技术方案所述聚氨酯跑道面层的拉伸强度和 断裂伸长率； 0048 本发明按照GB/T529-2008测试上述技术方案所述聚氨酯跑道面层的撕裂强度。 0049 本发明采用GB/T6031-1998测试上述技术方案所述聚氨酯跑道面层的邵A硬度。 0050 本发明采用GB/T1689-1998测试上述技术方案所述聚氨酯跑道面层的耐磨性。 0051 本发明提供了一种聚氨酯跑道材料， 由包括以下组分的原料制得： 二氧化碳共聚 物多元醇100份， 二异氰酸酯3060份、 扩链交联剂412份、 有机金属催化剂0.11份、 抗 老化剂0.11份和紫外线份。 本发明提供的聚氨酯跑道材料的制备原料。
25、中包 括二氧化碳共聚物多元醇， 该组分内含有大量的碳酸酯键及醚键， 这些键使得二氧化碳共 聚物多元醇在制备成聚氨酯跑道材料时， 容易形成较强的分子内及分子间氢键， 其与 组分协同作用下， 制备的聚氨酯跑道面层具有优异的耐磨性和力学强度。 实验结果表明： 该 聚氨酯跑道面层的硬度为6590邵A； 拉伸强度13.726.4MPa； 断裂伸长率为496658； 说明书 4/6 页 6 CN 106700020 A 6 撕裂强度为39110KN/m； 100定伸模量为3.3616.61MPa； 300定伸模量为3.42 21.9MPa； 磨耗为0.320.53(cm3/1.61km)。 0052 。
26、为了进一步说明本发明， 下面结合实施例对本发明提供的一种聚氨酯跑道材料、 其制备方法及聚氨酯跑道面层进行详细地描述， 但不能将它们理解为对本发明保护范围的 限定。 0053 实施例1 0054 取二氧化碳共聚物多元醇100份， 加入反应釜中， 加热到60， 搅拌速度为500r/ min， 加入二苯基甲烷二异氰酸酯30份， 辛酸亚锡0.2份， 逐步升温到80反应3小时， 得到预 聚体； 0055 取预聚体100份降温到60， 再将含有事先脱水的扩链剂1,4-丁二醇5.6份加入反 应釜中， 再加入抗老化剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5份， 紫外线分钟后快速倒入预热好的模具， 在烘箱中80下固化12h 后， 再在100熟化12h， 并在室温放置24h后破碎， 在挤出机中挤出造粒， 粒径为0.15mm， 压延成型， 得到新型环保型聚氨酯跑道面层， 所述聚氨酯跑道面层的厚度为0.52mm。 0056 本发明按照上述技术方案所述测试方法对实施例1制备的聚氨酯跑道面层进行耐 磨性和力学性能测试， 力学性能包括拉伸强度、 断裂伸长率、 100定伸模量、 300定伸模 量和硬度， 测试结果见表1， 表1为本发明实施例14制备的聚氨酯跑道面层的力学性能和 耐磨性测试结果： 0057 表1本发明实施例14制备的聚氨酯跑道面层的力学性能。
29、升温到80反应3小时， 得到预 聚体； 0061 取预聚体100份降温到60， 再将含有事先脱水的扩链剂1,4-丁二醇7.3份加入反 应釜中， 再加入抗老化剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5份， 紫外线分钟后快速倒入预热好的模具， 在烘箱中80下固化12h 后， 再在100熟化12h， 并在室温放置24h后破碎， 在挤出机中挤出造粒， 粒径为0.15mm， 通过压延成型得到新型环保型聚氨酯跑道面层， 所述聚氨酯跑道面层的厚度为0.52mm。 0062 本发明按照上述技术方案所述测试方法对实施例2制备的聚氨酯跑道面层进行力 学性。
30、能测试， 测试结果见表1。 说明书 5/6 页 7 CN 106700020 A 7 0063 实施例3 0064 取二氧化碳共聚物多元醇100份， 加入反应釜中， 加热到60， 搅拌速度为500r/ min， 加入二苯基甲烷二异氰酸酯50份， 辛酸亚锡0.2份， 逐步升温到80反应3小时， 得到预 聚体； 0065 取预聚体100份降温到60， 再将含有事先脱水的扩链剂1,4-丁二醇9.2份加入反 应釜中， 再加入抗老化剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5份， 紫外线分钟后快速倒人预热好的模具， 在烘箱中80下固化12h 后，。
31、 再在100熟化12h， 并在室温放置24h后破碎， 在挤出机中挤出造粒， 粒径为0.15mm， 通过压延成型得到新型环保型聚氨酯跑道面层， 所述聚氨酯跑道面层的厚度为0.52mm。 0066 本发明按照上述技术方案所述测试方法对实施例3制备的聚氨酯跑道面层进行力 学性能测试， 测试结果见表1。 0067 实施例4 0068 取二氧化碳共聚物多元醇100份， 加入反应釜中， 加热到60， 搅拌速度为500r/ min， 加入二苯基甲烷二异氰酸酯60份， 辛酸亚锡0.2份， 逐步升温到80反应3小时， 得到预 聚体； 0069 取预聚体100份降温到60， 再将含有事先脱水的扩链剂1,4-丁二醇。
32、10.5份加入 反应釜中， 再加入抗老化剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5份， 紫外线分钟后快速倒人预热好的模具， 在烘箱中80下固化 12h后， 再在100熟化12h， 并在室温放置24h后破碎， 在挤出机中挤出造粒， 粒径为0.1 5mm， 通过压延成型， 得到新型环保型聚氨酯跑道面层， 所述聚氨酯跑道面层的厚度为0.5 2mm。 0070 本发明按照上述技术方案所述测试方法对实施例4制备的聚氨酯跑道面层进行力 学性能测试， 测试结果见表1。 0071 由以上实施例可知， 本发明提供了一种聚氨酯跑道材料， 由包括以下组分的。
33、原料 制得： 二氧化碳共聚物多元醇100份， 二异氰酸酯3060份、 扩链交联剂412份、 有机金属 催化剂0.11份、 抗老化剂0.11份和紫外线份。 本发明提供的聚氨酯跑道 材料的制备原料中包括二氧化碳共聚物多元醇， 该组分内含有大量的碳酸酯键及醚键， 这 些键使得二氧化碳共聚物多元醇在制备成聚氨酯跑道粒料时， 容易形成较强的分子内及分 子间氢键， 其与组分协同作用下， 制备的聚氨酯跑道面层具有优异的耐磨性和力学强 度。 实验结果表明： 该聚氨酯跑道面层的硬度为6590邵A； 拉伸强度13.726.4MPa； 断裂 伸长率为496658； 撕裂强度为39110KN/m； 100定伸模量为3.3616.61MPa； 300 定伸模量为3.4221.9MPa； 磨耗为0.320.53(cm3/1.61km)。 0072 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人 员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。 说明书 6/6 页 8 CN 106700020 A 8 。