[发明专利]一种环保型塑胶跑道用聚氨酯胶粘剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保型塑胶跑道用聚氨酯胶粘剂的制备方法，属于胶粘剂的制备领域。

背景技术

聚氨酯胶粘剂是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成，主链上含有氨基甲酸酯基和异氰酸酯基，具有很高极性和活泼性的一类胶粘剂。我国聚氨酯胶粘剂产品起步于20世纪80年代。改革开放以来，伴随着我国经济的发展，适应国内市场快速增长的需求，我国聚氨酯胶粘剂产量大幅度提高。通过改变原料种类和调节原料配比，可设计出不同性能的聚氨酯胶粘剂，其适用范围广，粘结强度高，粘合工艺简单，使用方便，耐低温性能、防水性能突出，同时具备优异的抗剪切、抗冲击、耐化学药品性等特点，在国民经济中得到了广泛的应用。

聚氨酯胶粘剂按反应组成可分为多异氰酸酯胶粘剂、含异氰酸酯基的聚氨酯胶粘剂、含羟基聚氨酯胶粘剂、树脂胶粘剂。其中多异氰酸酯胶粘剂由于是由异氰酸酯单体组成，单体挥发性强、刺激性气味大、毒性高，现已很少使用。单组分湿固化胶粘剂属于一种含异氰酸酯基的聚氨酯胶粘剂。它以单包装形式供应市场。虽然它在粘合强度等性能方面不如双组分，但它操作简单方便、省工省时。克服了双组分胶粘剂存在的现场混合计量经常出现差错，耗费工时成本较高。单组分胶粘剂不会出现因为配料不准造成粘合质量波动。以低挥发性MDI-50取代传统TDI制成的单组分胶粘剂，刺激性气味小、无公害、绿色环保，有益于现场施工人员的健康，深受用户欢迎。

近十多年间塑胶跑道在我国得到迅速发展，范围已由原先的体育部门，扩大到大、中、小学，成为我国大、中、小学深受欢迎的田径运动场。塑胶跑道胶粘剂伴随着塑胶跑道的快速发展而得到广泛研究与生产，目前市面上已存在很多种类的塑胶跑道用聚氨酯胶粘剂，不过由于不同的原料选择，配方设计和合成工艺，使得这些胶粘剂之间的性能存在较大的差异，还有很大一部分使用会对施工者和使用者造成风险，造成环境污染。由于塑胶跑道底层是采用单组份聚氨酯胶粘剂与弹性橡胶颗粒结合而成，需具有透气功能，使得其在高温下地基产生的蒸汽能很快的散发出去，让蒸汽压力无法聚集，不产生鼓泡现象。同时要求其环保无毒，挥发性有机物含量低，粘结强度高，剥离强度高，机械性能好，表干时间和固化时间短，耐磨性好，耐候性、防水性佳，不易老化。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种环保型塑胶跑道用聚氨酯胶粘剂的制备方法，反应体系黏度较低、反应过程中所加原料都能充分混匀，体系温度容易控制，不会出现爆聚凝胶的现象，产品质量好而且稳定，产率较高，不需要苛刻的污染控制措施。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种环保型塑胶跑道用聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

(a)将两种聚醚多元醇和气相白炭黑搅拌升温至100-110℃，在-0.1MPa真空度下进行脱水处理2-3小时；

(b)待真空脱水后的上述体系冷却至45-55℃，在氮气保护下将芳香族二异氰酸酯一次性加入到上述体系中，自然反应30-40分钟，再缓慢升温到80±5℃继续反应1-2小时后，加入相对于聚醚多元醇0.1-0.2wt％的有机锡催化剂继续反应30-60分钟，制得端异氰酸酯基的聚氨酯预聚体；

(c)所制得预聚体降温至40-50℃，加入聚氨酯预聚体总质量10-16wt％的助剂，以及聚氨酯预聚体总质量0.5-2wt％的稳定剂，然后高速搅拌30-60分钟，使之混合均匀，得到胶粘剂；聚氨酯预聚体总质量即前面两步所加物质的总质量；

(d)对上述所制备的胶粘剂进行抽真空脱泡处理，脱泡时间18～23分钟完成，最后向真空环境中通入氮气，在氮气保护下出料得到所需要的塑胶跑道用聚氨酯胶粘剂。

作为优选，所述步骤(a)中的聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)或聚环氧丙烷醚二醇中的一种和环氧丙烷聚醚三元醇，聚四氢呋喃醚二醇，羟值为77-84mgKOH/g，数均分子量在1300-1500之间；聚环氧丙烷醚二醇(PPG)，羟值为32-38mgKOH/g，数均分子量在2800-3300之间；环氧丙烷聚醚三元醇的羟值为32-35mgKOH/g，数均分子量在4800-5300之间。

作为优选，所述步骤(a)中气相白炭黑的质量为两种聚醚多元醇总质量的1-2％

作为优选，所述步骤(b)中芳香族二异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50)中的一种。

作为优选，所述步骤(b)中有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。