[发明专利]一种改性HDI三聚体、单组份聚氨酯胶及其制备方法、路面铺装材料

说明书

本发明公开一种改性HDI三聚体、单组份聚氨酯胶及其制备方法、路面铺装材料。所述改性HDI三聚体的结构式为使用所述改性HDI三聚体制备的单组份聚氨酯胶用于路面铺装材料，具有户外快速固化、力学性能和耐候性优异，解决了目前路面用脂肪族单组份胶粘剂湿固化干燥速度慢，胶层性能较差的问题。

技术领域

本发明涉及改性异氰酸酯领域以及聚氨酯胶领域，还涉及路面铺装材料。

背景技术

聚氨酯型运动跑道具有硬度适中、弹性好、防滑性好、耐磨等优点而深受大众欢迎，其中单组份湿固化聚氨酯道路面层胶水施工方便，性能优异，铺设后直接露天干燥。目前聚氨酯跑道用胶粘剂大部分使用芳香族异氰酸酯(如MDI等)合成，而芳香族异氰酸酯合成材料耐黄变性能较差，特别是在色彩鲜艳外观性能要求高的跑道中，芳香族聚氨酯材料经长时间使用后会变色、发黄，非常影响美观效果。为解决现有芳香族聚氨酯跑道材料的问题，一种方案为在跑道面层铺设一层单组份湿固化的脂肪族聚氨酯材料，可有效提升芳香族聚氨酯的变色问题，但脂肪族异氰酸酯与芳香族异氰酸酯(如MDI)相比在反应活性、力学性能等方面存在劣势。专利CN106700888A涉及一种跑道喷涂面层材料，由MDI合成耐候性较差；专利CN103819647A涉及一种湿固化单组份聚氨酯材料，可由六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)及二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)搭配端氨基聚醚、潜固化剂合成，潜固化剂遇水释放胺类物质从而不利于健康；专利CN107892870A使用HDI缩二脲、HDI单体混合物合成了一种塑胶跑道面层用聚氨酯面罩层，产品为双组份产品，施工步骤繁且剩余挥发单体较多，产品安全性较低。

为了解决目前单组份脂肪族胶粘剂表面干燥慢(不沾尘时间)、固化时间长、力学强度等方面有待提升等缺陷，非常必要开发出一种室外露天干燥时间短、耐候性好且兼具优异性能优异的单组份聚氨酯胶水。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性HDI三聚体，将其用于制备单组份聚氨酯胶，用于路面铺装材料。该聚氨酯胶相比于传统脂肪族二异氰酸酯与聚醚多元醇体系，施工后露天固化速度快，胶水干燥后耐候性、力学性能非常优异，解决了目前路面用脂肪族单组份湿固化胶粘剂干燥速度偏慢的问题。

为解决以上技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种改性HDI三聚体(改性六亚甲基二异氰酸酯三聚体)，其结构式为：

一种制备本发明所述改性HDI三聚体的方法，包括以下步骤：

(1)将油酸基羟乙基咪唑啉过氧化氢、甲酸混合后，在45-50℃条件下反应1.5-2h得到改性羟乙基咪唑啉

(2)在氮气保护下，在70-80℃条件下，将HDI三聚体和改性羟乙基咪唑啉反应1-2小时，测定NCO达到理论值后得到改性HDI三聚体。

作为一个优选的方案，本发明所述步骤(1)中，反应结束后，冷却至室温，然后经过水洗、蒸馏脱水，得到改性羟乙基咪唑啉。

本发明所述步骤(1)中，油酸基羟乙基咪唑啉、过氧化氢、甲酸的质量比为50：12-10：0.5-0.8。

本发明所述步骤(2)中，HDI三聚体与改性羟乙基咪唑啉的摩尔比为1：1-1.3，优选1：1.1-1.2。

制备改性HDI三聚体的方程式示意如下：

本发明所述的改性HDI三聚体用于制备路面铺装材料用耐黄变单组份聚氨酯胶。

一种路面铺装材料用耐黄变单组份聚氨酯胶，包含以下组分：以总质量份100份计，