单组份水固化聚氨酯面喷色浆、制备方法及其使用方法.pdf

本发明涉及一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆、制备方法及其使用方法，以重量分数计，原料组成如下：聚醚多元醇10-35％；扩链剂5-10％；异氰酸酯15-45％；填料15-35％；着色剂4-8％；色浆分散剂2-5％；增塑剂10-30％；防沉剂1-5％；乳化剂1-5％；抗氧剂1-3％；光稳定剂1-3％；阻聚剂0.01-0.05％；催化剂0.03-0.06％。本发明力学性能好、施工方便，具有更高的力学性能，使用年限更长，施工更加方便；可操作时间更长，整体固化时间短。环保，不会对人体健康和环境带来破坏。耐候性、耐老化性能好，色泽均一，持久，不易褪色。

权利要求书
1.  一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆，其特征在于，以重量分数计，原料组成如下：


2.  根据权利要求1所述的一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆，其特征在于，所述的聚醚多元醇为分子量4000-8000，羟值20-50mgKOH/g。

3.  根据权利要求1所述的一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆，其特征在于，所述的扩链剂为二乙二醇或1,4-丁二醇中的一种或两种。

4.  根据权利要求1所述的一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆，其特征在于，所述的填料为重钙、滑石粉或高岭土中的一种或两种；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或环氧大豆油中的一种或两种。

5.  根据权利要求1所述的一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆，其特征在于，所述的乳化剂为司盘60、司盘80或OP-10中一种或两种；防沉剂为白炭黑或有机改性膨润土中的一种或两种。

6.  根据权利要求1所述的一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆，其特征在于，所述的着色剂为大红色浆；抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚或吩噻嗪中一种或两种；光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的一种或两种；色浆分散剂为超分散剂BNK-NSF3000或BYK-9076中的一种或两种。

7.  根据权利要求1所述的一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆，其特征在于，所述的异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯或2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种。

8.  根据权利要求1所述的一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆，其特征在于，所述的阻聚剂为松节油、双戊烯中的一种或两种；所述的催化剂为CUBD-NL。

9.  一种权利要求1-8任一所述的一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆的制备方法，其特征在于，将聚醚多元醇、增塑剂、填料在常温下加入反应釜，升至80℃-100℃下搅拌，抽真空，真空度大于-0.09MPa，脱水脱气1-2小时，水分达到0.03wt％以下，降温至85℃以下加入着色剂、色浆分散剂、防沉剂、抗氧剂、光稳定剂搅拌20-30分钟后，进行研磨，研磨完毕后将料打入反应釜，降温至10-40℃，加入异氰酸酯在反应釜中75-90℃条件下反应1-1.2小时，加入扩链剂，继续反应1-1.2后，测定NCO％含量达到设定值后，降温至65℃以下，加入阻聚剂、乳化剂、催化剂，搅拌20-30min后装桶。

10.  根据权利要求1-8任一所述的一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆的使用方法，其特征在于，使用时，直接加入1-10％水、3-5％胶粉，搅匀后即可在跑道面层喷涂施工。

说明书单组份水固化聚氨酯面喷色浆、制备方法及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆、制备方法及其使用方法。
背景技术
传统的塑胶跑道面层用色浆大致分为以下类型：表面颗粒包胶喷洒型塑胶跑道、国内铺撒型PU塑胶跑道、低成本透气型塑胶跑道。
表面颗粒包胶喷洒型塑胶跑道，生产工艺大致为：预先生产浇注型聚氨酯弹性体的色浆组分和预聚体组分，按比例将两组分混合，并添加低成本的废旧橡胶轮胎胶粒，混合均匀后摊铺于沥青混凝土基础上，固化成型后在其表面均匀地喷洒一层拌有防滑橡胶颗粒的聚氨酯橡胶浆，让其自然固化定型。最后在其上按要求画上各种标志线，就成为完整的无颗粒塑胶跑道。这种产品的生产工艺与国内现有产品生产工艺的差别在于最后面层防滑颗粒的处理。
国内铺撒型PU塑胶跑道，生产工艺为：在底层聚氨酯橡胶浆固化前，撒上一层橡胶防滑颗粒，让其部分嵌入底层聚氨酯橡胶中。由于清扫不彻底和长期使用过程中防滑颗粒的断裂，致使塑胶跑道表面可能始终有少量游动的防滑颗粒。
低成本透气型塑胶跑道，其结构和生产工艺大致为：底层为聚氨酯粘合剂粘结较多废旧橡胶轮胎胶粒而成的一层铺装材料，面层为双组分聚氨酯橡胶浆或裹有防滑颗粒的喷洒美化层，或嵌有防滑颗粒的防滑美化层，或者将预制成型的有一定厚度要求的防滑美化层胶粘上去(材质可以是聚氨酯橡胶，也可以是其它成本相对较低的橡胶品种)。
塑胶跑道的硬度高低，会影响运动员的运动成绩和运动员的身体。塑胶跑道硬度高，有利于发挥运动员的爆发力、提高运动成绩，但长时间在高硬度、弹性小的跑道上运动，对运动员身体有伤害；塑胶跑道硬度低，有利于对运动冲击力进行缓冲，保护运动员身体不受伤害，但不利于提高运动成绩。
发明内容
本发明的目的是提供一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆、制备方法及其使用方法，具有高强度、高硬度、高耐候的塑胶跑道面层用色浆，与低硬度、高弹性型塑胶跑道底层搭配组合，形成上硬下弹的新型塑胶跑道，有利于发挥运动员的爆发力、提高运动成绩。
本发明所述的一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆，以重量分数计，原料组成如下：


所述的聚醚多元醇为分子量4000-8000，羟值20-50mgKOH/g，为低不饱和度聚醚多元醇。聚醚多元醇为330NG。
所述的扩链剂为二乙二醇或1,4-丁二醇中的一种或两种。
所述的填料为重钙、滑石粉、高岭土中的一种或两种；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)或环氧大豆油中的一种或两种。
所述的乳化剂为司盘60、司盘80、OP-10中一种或两种；防沉剂为白炭黑、有机改性膨润土中的一种或两种。
所述的着色剂为大红色浆；抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚或吩噻嗪中一种或两种；光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的一种或两种；色浆分散剂为超分散剂BNK-NSF3000或BYK-9076中的一种或两种。超分散剂BNK-NSF3000，生产厂家为长辉化工(中国)有限公司；BYK-9076生产厂家为毕克化学。
所述的异氰酸酯为的4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯或2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种。4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯或2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯的生产厂家为万华化学。
异氰酸酯优选MDI-50、MDI，MDI-50、MDI生产厂家为万华化学集团股份有限公司。
所述的阻聚剂为松节油、双戊烯中的一种或两种。
所述的催化剂为CUBD-NL。CUBD-NL生产厂家为广东优润合成材料有限公司。
单组份水固化聚氨酯面喷色浆的制备方法：
将聚醚多元醇、增塑剂、填料在常温下加入反应釜，升至80℃-100℃下搅拌，抽真空， 真空度大于-0.09MPa，脱水脱气1-2小时，水分达到0.03wt％以下，降温至85℃以下加入着色剂、色浆分散剂、防沉剂、抗氧剂、光稳定剂搅拌20-30分钟后，进行研磨，研磨完毕后将料打入反应釜，降温至10-40℃，加入异氰酸酯在反应釜中75-90℃条件下反应1-1.2小时，加入扩链剂，继续反应1-1.2后，测定NCO％含量达到设定值后，降温至65℃以下，加入阻聚剂、乳化剂、催化剂，搅拌20-30min后装桶。
制备的整个过程反应釜需要用氮气密封。
使用时，直接加入1-10％水、适量胶粉，搅匀后即可在跑道面层喷涂施工。
施工时，只需加入水和胶粉，搅匀后采用喷涂机喷洒到跑道面层即可。
本发明适用于塑胶跑道面层。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆、制备方法及其使用方法，1.力学性能好、施工方便。与单组份水性面喷色浆相比，具有更高的力学性能，使用年限更长，与聚氨酯双组份面喷色浆相比，施工更加方便；可操作时间更长，整体固化时间短。2.环保，材料在生产和使用过程中不添加使用任何有毒、有害、挥发性物质，不会对人体健康和环境带来破坏。3.耐候性、耐老化性能好，色泽均一，持久，不易褪色！
本发明塑胶跑道用面喷色浆和工艺制备的场地各项性能与国标对比如表1。
表1 本发明塑胶跑道用面喷色浆和工艺制备的场地各项性能与国标对比
项目国标(渗水型)国标(非渗水型)上述材料冲击吸收/100％35-5035-5045垂直变形0.6-2.50.6-2.52.1拉伸强度(MPa)≥0.4≥0.53抗滑值(BPN，20℃)≥47≥4760扯断伸长率/％≥40≥40280阻燃/级ⅠⅠⅠ
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限制本发明的实施例。
以下实施例中各组分重量单位为g。
实施例1
单组份水固化聚氨酯面喷色浆的制备方法：
将聚醚多元醇330NG：80g、增塑剂DOP:80g、1250目重钙：100g，常温下加入反应釜， 升至100℃下搅拌，抽真空，真空度为-0.095MPa，脱水脱气2小时，水分达到0.03wt％，降温至85℃加入大红色浆：24g、色浆分散剂BNK-NSF3000：16g、防沉剂白炭黑:12g、抗氧剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚:8g、光稳定剂2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮:8g，搅拌25分钟，进行研磨，研磨完毕后将料打入反应釜，降温至45℃，加入MDI-50：120g在反应釜中85℃条件下反应1小时，加入阻聚剂双戊烯:0.03g，小分子醇1,4-丁二醇：20g，继续反应1小时后，测定NCO％含量为4.15，合格，降温至65℃，加入阻聚剂双戊烯0.08g、乳化剂OP-10：12g、催化剂CUBD-NL0.16g，搅拌25min后装桶，整个过程反应釜需要用氮气密封。
使用时，直接加入8％水、5％胶粉，搅匀后即可在跑道面层喷涂施工。
实施例2
单组份水固化聚氨酯面喷色浆的制备方法：
将聚醚多元醇330NG：67g、增塑剂DOP:67g、1250目重钙：100g，常温下加入反应釜，升至100℃下搅拌，抽真空，真空度为-0.095MPa，脱水脱气2小时，水分达到0.025wt％，降温至85℃以下加入大红色浆：26g、色浆分散剂BNK-NSF300：13g、防沉剂白炭黑:6g、抗氧剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚:6g、光稳定剂2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮:7g，搅拌20分钟后，进行研磨，研磨完毕后将料打入反应釜，降温至45℃，加入纯MDI：99g，在反应釜中85℃条件下反应1小时，加入阻聚剂松节油:0.05g，二乙二醇：33g，继续反应1小时后，测定NCO％含量为1.3，合格，降温至65℃，加入阻聚剂松节油0.2g、乳化剂司盘-60：7g、催化剂CUBD-NL0.15g，搅拌30min后装桶，整个过程反应釜需要用氮气密封。
使用时，直接加入1％水、5％胶粉，搅匀后即可在跑道面层喷涂施工。
实施例3
单组份水固化聚氨酯面喷色浆的制备方法：
将聚醚多元醇330NG：78g、增塑剂DOP:66、1250目重钙：78g，常温下加入反应釜，升至100℃下搅拌，抽真空，真空度为-0.095MPa，脱水脱气2小时，水分达到0.03wt％，降温至85℃加入大红色浆：17.6g、色浆分散剂BYK-9076：11g、防沉剂有机改性膨润土:11g、抗氧剂吩噻嗪:6.6g、光稳定剂2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮:6.6g，搅拌20分钟后，进行研磨，研磨完毕后将料打入反应釜，降温至45℃，加入MDI-50：45g在反应釜中85℃条件下反应1小时，加入阻聚剂松节油:0.05g，小分子醇1,4-丁二醇：20g，继续反应1小时，测定NCO％含量为2.56，合格，降温至65℃，加入阻聚剂双戊烯0.2g、乳化剂司盘-80：11g、催化剂CUBD-NL0.15g，搅拌25min后装桶，整个过程反应釜需要用氮气密封。
使用时，直接加入10％水、3％胶粉，搅匀后即可在跑道面层喷涂施工。
实施例4
单组份水固化聚氨酯面喷色浆的制备方法：
将基于配方量的聚醚多元醇330NG：88g、增塑剂环氧大豆油:75g、1250目高岭土：88g，常温下加入反应釜，升至100℃下搅拌，抽真空，真空度为-0.095MPa，脱水脱气2小时，水分达到0.03wt％，降温至85℃以下加入大红色浆：10g、色浆分散剂BYK-9076：5g、防沉剂有机改性膨润土：5g、抗氧剂吩噻嗪：5g、光稳定剂2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮：5g，搅拌20分钟后，进行研磨，研磨完毕后将料打入反应釜，降温至45℃，加入MDI-50：75g，在反应釜中85℃条件下反应1小时，加入阻聚剂松节油:0.05g，小分子醇1,4-丁二醇：12g，继续反应1小时后，测定NCO％含量为3.05，合格，降温至65℃，加入阻聚剂松节油0.2g、乳化剂OP-10：12g、催化剂CUBD-NL0.15g，搅拌20-30min后装桶，整个过程反应釜需要用氮气密封。
使用时，直接加入5％水、4％胶粉，搅匀后即可在跑道面层喷涂施工。
实施例1-4测试结果的各项性能如表2。
表2 实施例1-4测试结果的各项性能
项目实施例1实施例2实施例3实施例4冲击吸收/100％40374535垂直变形1.91.01.51.7拉伸强度(MPa)3.12.62.93.0抗滑值(BPN，20℃)50505050扯断伸长率/％320260280310阻燃/级ⅠⅠⅠⅠ
本发明一种单组份水固化聚氨酯面喷色浆，完全可以满足跑道面层各项性能指标要求。