【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚氨酯材料领域，具体涉及一种聚氨酯塑胶材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着经济的发展和生活水平的提高，人们对健身休闲的要求也逐渐提高，水泥、瓷砖等硬质地面无法起到有效的缓冲作用，易造成运动损伤，塑胶材料可有效吸收外界冲击，降低此类伤害。近十年内，塑胶球场、跑道、健身步道等发展迅速，其制备技术也日新月异，但依然存在一些缺陷。
2、目前，球场与跑道材料不通用：跑道材料多为双组份聚氨酯材料，双组份固化后硬度较低，可赋予场地较高的冲击吸收效果，有利于对运动员身体关节的保护；球场材料多为单组份聚氨酯材料，包括弹性层和加强层，不同厂家施工方案存在区别，可单、双组份材料并用，如弹性层采用硬度较低的双组份材料或发泡单组份材料，加强层采用特制高致密性双组份塑胶材料或不发泡高致密单组份塑胶材料，目的是提供较高的回弹。针对球场和跑道，各家都有自身的施工方案，但并没有一种材料可同时满足跑道和球场的使用需求。
3、专利cn201610136755.3公开了一种环保型聚氨酯塑胶跑道铺装维修材料，其通过添加潜固化剂避免材料固化过程中发泡，获得高强度、表面致密的单组份塑胶材料，但因此也无法单独用于塑胶跑道，其冲击吸收难以达到要求。
4、专利cn202210101490.9公开了一种stp单组份湿固化无溶剂聚氨酯跑道及其制备方法，通过添加多孔二氧化硅/氢氧化钙微胶囊吸附反应产生的二氧化碳，在基材中形成微孔结构，使其具备较高弹性，但微孔结构为闭孔，未验证冲击吸收效果，且泡孔结构在基体上下分布较均匀，在使用过程中表
5、专利cn202111651292.1公开了一种低密度多孔全塑型喷涂聚氨酯跑道浆料及其制备、使用方法，包含甲乙丙三种组分，使用水发泡，玻璃微球降低密度提高抗冲击效果，现场配料难以准确添加，且直接将发泡剂与异氰酸酯组份混合发泡难以控制。
6、专利cn202110755962.8公开了一种塑胶跑道用硅pu的制造工艺，其施工包括弹性层、加强层与面层，每层采用不同材料类别，通过发泡层复合致密面层达到冲击吸收效果。
7、综上，在现有塑胶材料基础上，没有一种材料可适用于完成塑胶全部面层施工，即使不同面层材料复合，也无法同时满足球场和跑道的需求，场地上常见多种材料不同配比及施工方案，增加了施工复杂性；实际场地取样中，90％以上样块检测冲击吸收保持在国标要求下限，甚至低于国标要求，对人体的缓冲保护效果有待于提高。
8、因此，如何提供一种可实现弹性层与面层通用、球场与跑道通用、高冲击吸收的塑胶材料值得深入研究。
技术实现思路
1、针对现有材料的不足，提供了聚氨酯塑胶材料及其制备方法，本专利技术的聚氨酯材料泡孔尺寸自下而上缩小，到表面为致密结构，保证表面耐磨高强度，同时具有高的冲击吸收。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种聚氨酯塑胶材料，包括以下质量分数的各组分：
4、聚合物多元醇，1～5wt％，优选2～4wt％；
5、聚醚多元醇，20～40wt％，优选28～38wt％；
6、异氰酸酯，5～10wt％，优选5～8wt％；
7、润湿分散剂，0.1～0.5wt％，优选0.15～0.4wt％；
8、泡沫助剂0.1～0.5wt％，优选0.15～0.3wt％；
9、增塑剂，10～15wt％，优选11～14wt％；
10、粉料30～50wt％，优选33～40wt％。
11、消泡剂0.01-0.15wt％，优选0.03～0.15wt％；
12、以上述组分总含量为100wt％计。
13、优选地，所述聚合物多元醇为以基础聚醚(如po-eo共聚三醇)为基础与苯乙烯、丙烯腈等乙烯基单体接枝聚合而成，所述聚合物多元醇官能度2～3，分子量2000～5000。
14、优选地，所述聚醚多元醇，是由环氧丙烷、环氧乙烷、四氢呋喃、甘油、乙二醇、三羟甲基丙烷中一种或两种以上成分聚合而成，官能度2～3，分子量1000～6000。
15、优选地，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(如纯mdi、液化改性mdi、mdi-50)、2,4-甲苯二异氰酸酯(如tdi-80、tdi-100)中的一种或两种以上混合物。
16、优选地，所述润湿分散剂为防沉型分散剂，优选含有颜料亲和基团的高分子量共聚物、多元羧酸酯中的一种或多种；
17、优选地，所述泡沫助剂为有机酯与聚合物的混合物，其中，聚合物为聚烯烃或烯烃-丙烯酸共聚物，优选聚乙烯、聚丁二烯、聚丙烯或乙烯-丙烯酸共聚物、丙烯-丙烯酸共聚物、丁烯-丙烯酸共聚物；
18、优选地，所述聚烯烃-丙烯酸共聚物中，聚烯烃的质量含量为50～95％。
19、优选地，所述有机酯可溶解或溶胀聚合物，包括邻苯二甲酸酯、脂肪族二酸酯、苯甲酸二醇酯、磷酸酯中的一种或多种；
20、将聚合物加入有机酯中溶解或溶胀，聚合物与有机酯质量比为1/3～1/1。
21、优选地，所述的增塑剂为氯化石蜡、对苯二甲酸酯、环氧大豆油、氯化棕榈油中的一种或多种；
22、优选地，所述的粉料为碳酸钙、高岭土、滑石粉、白炭黑、钛白粉中、氧化铁红、酞青绿、氧化铁绿、永固红的一种或多种。
23、优选地，所述的复合催化剂选自有机金属催化剂和叔胺催化剂的混合物，质量比为1/3～1/1，所述有机金属催化剂选自有机锡催化剂、有机铋催化剂、有机锌催化剂，如二月桂酸二丁基锡、二(十二烷硫基)二丁基锡、新癸酸铋、异辛酸铋、新癸酸锌、异辛酸锌，所述叔胺催化剂选自三亚乙基二胺、双(二甲氨基乙基)醚中的一种或多种，两种催化剂复配调整发泡与凝胶反应比例，获得所需发泡状态。
24、优选地，所述的消泡剂包括有机硅类消泡剂和二氧化硅，有机硅类消泡剂与二氧化硅的质量比(25～40)：1；优选的，所述有机硅类消泡剂为聚二甲基硅氧烷或聚甲基硅氧烷。
25、任选地，所述聚氨酯塑胶材料还包括：水，0.05～0.3wt％；复合催化剂，0.5～1.5wt％；
26、本专利技术还提供所述的塑胶材料的制备方法，包括如下步骤：
27、(1)将所述聚醚多元醇、聚合物多元醇、增塑剂、润湿分散剂加入到反应装置中，升温至50～60℃左右加入粉料加热分散至100～130℃负压脱水2～4h；
28、(2)降温至70～90℃加入异氰酸酯保温反应3～5h，得到聚氨酯预聚体。
29、其中，所述消泡剂和泡沫助剂在步骤(1)中和其他原料一起加入到反应装置中，或在步骤(2)中异氰酸酯反应完成后，降温至50～60℃后加入消泡剂和泡沫助剂。
30、步骤(2)制备得到的聚氨酯预聚体可作为塑胶材料使用，在常温下固化成胶。
31、任选地，(3)将复合催化剂、水与所述聚氨酯预聚体混合搅拌本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚氨酯塑胶材料，其特征在于，包括以下质量分数的各组分：
2.根据权利要求1所述的塑胶材料，其特征在于，所述聚合物多元醇为以基础聚醚为基础与苯乙烯、丙烯腈等乙烯基单体接枝聚合而成，所述聚合物多元醇官能度2～3，分子量2000～5000；
3.根据权利要求1或2所述的塑胶材料，其特征在于，所述泡沫助剂为有机酯与聚合物的混合物，其中，聚合物为聚烯烃或烯烃-丙烯酸共聚物，优选聚乙烯、聚丁二烯、聚丙烯或乙烯-丙烯酸共聚物、丙烯-丙烯酸共聚物、丁烯-丙烯酸共聚物；
4.根据权利要求1所述的塑胶材料，其特征在于，所述的增塑剂为氯化石蜡、对苯二甲酸酯、环氧大豆油、氯化棕榈油中的一种或多种；
5.根据权利要求1-4任一项所述的塑胶材料，其特征在于，任选地，所述聚氨酯塑胶材料还包括：水，0.05～0.3wt％；复合催化剂，0.5～1.5wt％。
6.根据权利要求5所述的塑胶材料，其特征在于，所述的复合催化剂选自有机金属催化剂和叔胺催化剂的混合物，质量比为1/3～1/1，所述有机金属催化剂选自有机锡催化剂、有机铋催化剂、有机锌催化剂，
7.一种权利要求1-6任一项所述的塑胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯塑胶材料，其特征在于，包括以下质量分数的各组分：
2.根据权利要求1所述的塑胶材料，其特征在于，所述聚合物多元醇为以基础聚醚为基础与苯乙烯、丙烯腈等乙烯基单体接枝聚合而成，所述聚合物多元醇官能度2～3，分子量2000～5000；
3.根据权利要求1或2所述的塑胶材料，其特征在于，所述泡沫助剂为有机酯与聚合物的混合物，其中，聚合物为聚烯烃或烯烃-丙烯酸共聚物，优选聚乙烯、聚丁二烯、聚丙烯或乙烯-丙烯酸共聚物、丙烯-丙烯酸共聚物、丁烯-丙烯酸共聚物；
4.根据权利要求1所述的塑胶材料，其特征在于，所述的增塑剂为氯化石蜡、对苯二...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙秀利，张世磊，陈松，王凯，许晓庆，
申请(专利权)人：万华化学北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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