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一種跑道膠用組合物及其製品的製作方法

2023-10-04 18:03:34 2

本發明涉及一種跑道膠用組合物及其製品領域,具體涉及C08L23領域。



背景技術:

塑膠跑道又稱全天候田徑運動跑道,其具有平整度好、抗壓強度高、硬度彈性適當、物理性能穩定的特性,有利於運動員速度和技術的發揮,有效地提高運動成績,降低摔傷率。

國內塑膠跑道一般為聚氨酯材料,再輔以顏料、助劑等。質量合格的聚氨酯,一般不會揮發有害物質。聚氨酯是用「聚醚多元醇」和「二異氰酸酯」兩種單體聚合起來的聚合物。如果這兩種單體完全聚合,那麼聚氨酯本身並沒有危害。關鍵是劣質的聚氨酯內會殘留較多這兩種沒有聚合完全的單體,而對人體有害的來源之一就是這兩種單體。

同時,聚醚多元醇含有醚鍵,主鏈較柔軟,同時由聚醚多元醇製備得到的製品,其機械強度、氧化穩定性較差,特別是在高溫、高衝擊的情況下。

針對上述內容,本發明提供一種跑道膠用組合物,其可以在高溫、高衝擊、高磨性下,仍然具有很強的實用性。



技術實現要素:

針對上述問題,本發明的第一方面提供一種跑道膠用組合物,按重量份計,其包含:

作為本發明的一種實施方式,所述的跑道膠用組合物,按重量份計,其包含:

作為本發明的一種實施方式,所述的跑道膠用組合物,按重量份計,其還包含:

作為本發明的一種實施方式,所述的跑道膠用組合物,按重量份計,其還包含:

作為本發明的一種實施方式,所述聚醚多元醇由起始劑、環氧化物和催化劑製備得到,其中所述起始劑為4,6,7-三羥基-2-萘羧酸。

作為本發明的一種實施方式,所述二異氰酸酯選自1,4環己烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、亞甲基二異氰酸酯、甲基-2,4-二異氰酸酯、間苯二甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、3,3-二甲基-4,4』-聯苯二異氰酸酯、二亞甲基苯二異氰酸酯、二甲苯烷二異氰酸酯、L-賴氨酸二異氰酸酯、1,6-己二異氰酸酯、鄰苯二甲基二異氰酸酯、1,5-奈二異氰酸和甲苯-2,4-二異氰酸酯中的一種或多種。

作為本發明的一種實施方式,所述二異氰酸酯的異氰酸基和聚醚多元醇的羥基的摩爾比為(9-7):(4-1)。

作為本發明的一種實施方式,所述二異氰酸酯的異氰酸基和聚醚多元醇的羥基的摩爾比為(9-8):(3-1)。

本發明的第二方面提供一種塑膠跑道,其由上述的跑道膠用組合物製備而成。

本發明的第三方面提供上述的跑道膠用組合物,其用於製備塑膠跑道。

附圖說明

圖1:當n=1時,聚矽氧烷的製備單體的1H-NMR圖。

具體實施方式

參選以下本發明的優選實施方法的詳述以及包括的實施例可更容易地理解本發明的內容。除非另有限定,本文使用的所有技術以及科學術語具有與本發明所屬領域普通技術人員通常理解的相同的含義。當存在矛盾時,以本說明書中的定義為準。

如本文所用術語「由…製備」與「包含」同義。本文中所用的術語「包含」、「包括」、「具有」、「含有」或其任何其它變形,意在覆蓋非排它性的包括。例如,包含所列要素的組合物、步驟、方法、製品或裝置不必僅限於那些要素,而是可以包括未明確列出的其它要素或此種組合物、步驟、方法、製品或裝置所固有的要素。

連接詞「由…組成」排除任何未指出的要素、步驟或組分。如果用於權利要求中,此短語將使權利要求為封閉式,使其不包含除那些描述的材料以外的材料,但與其相關的常規雜質除外。當短語「由…組成」出現在權利要求主體的子句中而不是緊接在主題之後時,其僅限定在該子句中描述的要素;其它要素並不被排除在作為整體的所述權利要求之外。

當量、濃度、或者其它值或參數以範圍、優選範圍、或一系列上限優選值和下限優選值限定的範圍表示時,這應當被理解為具體公開了由任何範圍上限或優選值與任何範圍下限或優選值的任一配對所形成的所有範圍,而不論該範圍是否單獨公開了。例如,當公開了範圍「1至5」時,所描述的範圍應被解釋為包括範圍「1至4」、「1至3」、「1至2」、「1至2和4至5」、「1至3和5」等。當數值範圍在本文中被描述時,除非另外說明,否則該範圍意圖包括其端值和在該範圍內的所有整數和分數。

單數形式包括複數討論對象,除非上下文中另外清楚地指明。「任選的」或者「任意一種」是指其後描述的事項或事件可以發生或不發生,而且該描述包括事件發生的情形和事件不發生的情形。

說明書和權利要求書中的近似用語用來修飾數量,表示本發明並不限定於該具體數量,還包括與該數量接近的可接受的而不會導致相關基本功能的改變的修正的部分。相應的,用「大約」、「約」等修飾一個數值,意為本發明不限於該精確數值。在某些例子中,近似用語可能對應於測量數值的儀器的精度。在本申請說明書和權利要求書中,範圍限定可以組合和/或互換,如果沒有另外說明這些範圍包括其間所含有的所有子範圍。

此外,本發明要素或組分前的不定冠詞「一種」和「一個」對要素或組分的數量要求(即出現次數)無限制性。因此「一個」或「一種」應被解讀為包括一個或至少一個,並且單數形式的要素或組分也包括複數形式,除非所述數量明顯旨指單數形式。

「聚合物」意指通過聚合相同或不同類型的單體所製備的聚合化合物。通用術語「聚合物」包含術語「均聚物」、「共聚物」、「三元共聚物」與「共聚體」。

「共聚體」意指通過聚合至少兩種不同單體製備的聚合物。通用術語「共聚體」包括術語「共聚物」(其一般用以指由兩種不同單體製備的聚合物)與術語「三元共聚物」(其一般用以指由三種不同單體製備的聚合物)。其亦包含通過聚合四或更多種單體而製造的聚合物。「共混物」意指兩種或兩種以上聚合物通過物理的或化學的方法共同混合而形成的聚合物。

本發明的第一方面,提供一種跑道膠用組合物,按重量份計,其包含:

二異氰酸酯

異氰酸酯是異氰酸的各種酯的總稱。若以-NCO基團的數量分類,包括單異氰酸酯R-N=C=O和二異氰酸酯O=C=N-R-N=C=O及多異氰酸酯等。特徵官能團異氰酸酯基團具有重疊雙鍵排列的高度不飽和鍵結構,能與各種含活潑氫的化合物進行反應。異氰酸酯親核加成反應是聚氨酯合成過程中的重要反應。由於異氰酸酯-NCO基團上含有高度不飽和鍵,其中氮原子和氧原子的電負性高,吸電子能力強。

作為本發明的一種實施方式,所述異氰酸酯優選為二異氰酸酯。

作為本發明的一種實施方式,所述二異氰酸酯選自1,4-環己烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、亞甲基二異氰酸酯、甲基-2,4-二異氰酸酯、間苯二甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、3,3-二甲基-4,4』-聯苯二異氰酸酯、二亞甲基苯二異氰酸酯、二甲苯烷二異氰酸酯、L-賴氨酸二異氰酸酯、1,6-己二異氰酸酯、鄰苯二甲基二異氰酸酯、1,5-奈二異氰酸和甲苯-2,4-二異氰酸酯中的一種或多種組合。

作為本發明的一種實施方式,所述二異氰酸酯優選為含有芳香環結構的二異氰酸酯。

作為本發明的一種優選方式,所述二異氰酸酯優選為1,5-萘二異氰酸酯、間苯二甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、3,3-二甲基-4,4』-聯苯二異氰酸酯、二亞甲基苯二異氰酸酯、二甲苯烷二異氰酸酯、鄰苯二甲基二異氰酸酯、1,5-奈二異氰酸和甲苯-2,4-二異氰酸酯中的一種或多種。

作為本發明的一種優選方式,所述二異氰酸酯優選為甲苯二異氰酸酯、4,4』-二苯基甲烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、間苯二亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯。

從耐磨、耐熱的角度出發,所述二異氰酸酯優選為二苯甲烷二異氰酸酯;從高彈性、高硬度的角度出發,所述二異氰酸酯優選為1,5-萘二異氰酸酯;從光穩定性的角度出發,所述二異氰酸酯優選為間苯二亞甲基二異氰酸酯。

綜上所述,做為本發明的一種優選方式,所述二異氰酸酯優選為二苯甲烷二異氰酸酯。

聚醚多元醇

聚醚多元醇,簡稱聚醚,是由起始劑(含活性氫基團的化合物)與環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷或者四氫呋喃等在催化劑存在下經加聚反應製得,其主鏈上含有醚鍵-R-O-R-,並且端基為羥基的一類化合物。聚醚多元醇可以是環氧化合物的均聚物,例如四氫呋喃的均聚物;也可以是幾種環氧化合物的共聚物,例如四氫呋喃和環氧丙烷的共聚物。

聚醚的合成是均聚或者共聚單體在催化劑體系的作用下經陽離子開環聚合而成,其中除本身的均聚或者共聚單體以外,起影響性作用的是起始劑和催化劑。

常用催化劑為路易斯酸和雜多酸及其負載型,例如可以是叔氧鎓鹽、碳正離子、強質子酸、路易斯酸、稀土催化劑、碘、分子篩類、複合氧化物或固體超強酸中的一種或多種。

在聚醚生產中,起始劑是一類含活潑氫原子的化合物,他們和自由基聚合中的引發劑不同,聚醚的起始劑是聚醚鏈段的開端,環氧化合物在起始劑上進行鏈增長。

作為聚醚多元醇合成的起始劑,按照活性基團性質區分,用於聚醚多元醇合成的起始劑主要分為含有羥基化合物和含有胺基的化合物。

作為本發明的一種實施方式,所述起始劑可以是丙二醇、甘油、三羥甲基丙烷、乙二胺、季戊四醇、木糖醇、乙烯三胺、山梨醇和甲苯二胺。

從聚醚的官能度出發,本發明中所述起始劑優選為含有兩個以上羥基或者胺基基團的起始劑;從獲得製品的穩定、耐熱和耐燃的性質出發,所述起始劑常用的有雙酚A、雙酚S、甲苯二胺、三(2-羥乙基)異氰尿酸酯、苯酚-甲醛縮合物和苯胺-甲醛縮合物等。

起始劑主要有多元醇類和多元胺類,多元醇類主要有三官能度的丙三醇和三羥甲基丙烷,四官能度的主要是季戊四醇,五官能度的主要有木糖醇,六官能度的主要有二季戊四醇和山梨醇等,此外還有環狀結構的多羥基化合物等,如澱粉和環糊精等。胺類起始劑主要有乙二胺、丁二胺,一個胺基具有兩個活性中心,可生成兩個支化結構的聚合物,因此用二胺類作為起始劑合成的共聚醚官能度理論值為4。合成星形共聚醚的起始劑可以是分子量較小的小分子起始劑,也可以是分子量較大的大分子起始劑。小分子起始劑反應活性高,聚合反應速率較快,但有部分小分子起始劑由於活性基團緊湊,導致聚合單體在起始劑上發生聚合時,其較大的空間位阻效應致使其部分活性基團發生聚合反應,造成聚合效果不理想。用大分子起始劑由於本身相對分子質量較大,端基活性較弱,聚合速率不及小分子起始劑,但得到的聚醚多元醇鏈段結構明確。

作為本發明的一種實施方式,所述起始劑優選為含有芳香環或者稠環結構的起始劑,例如,雙酚A、雙酚S、甲苯二胺中的一種或多種。

作為本發明的一種實施方式,所述起始劑優選為含有羥基基團的起始劑,例如丙二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇的一種或多種。

作為本發明的一種實施方式,所述起始劑優選為含有2個以上官能團的起始劑,例如乙二胺、季戊四醇、乙烯三胺中的一種或多種。

作為本發明的一種實施方式,所述起始劑優選為4,6,7-三羥基-2-萘羧酸。

本發明中,所述環氧化合物不做具體限定,可以是四氫呋喃、環氧乙烷、環氧丙烷、環氧氯丙烷中的一種均聚或者是幾種的共聚。

作為本發明的一種實施方式,所述聚醚多元醇的製備方式可以採用本領域技術人員已知的製備方法,所述聚醚多元醇的製備主要採用陽離子聚合的原理製備得到。本發明中,優選起始劑為4,6,7-三羥基-2-萘羧酸,共聚單體為四氫呋喃和環氧丙烷,三氟化硼乙醚絡合物為催化劑。具體製備過程如下:

將單體四氫呋喃和4,6,7-三羥基-2-萘羧酸混合,在催化劑三氟化硼乙醚絡合物下,冰鹽浴冷卻至-5℃,在攪拌下緩慢加入環氧丙烷,進行聚合;將聚合後的聚醚多元醇進行精製處理。

精製:

在陽離子開環聚合製備四氫呋喃-環醚共聚醚多元醇的過程中,由於反應複雜,副反應繁多,往往伴隨著一定量環狀齊聚物的生成。環狀齊聚物是低分子量的冠醚,因此其結構中含無端羥基,從而會使共聚醚的平均官能度偏低,並影響到聚氨酯製品的性能,如用該聚醚多元醇製備的聚氨酯,當溫度升高,低相對分子質量的齊聚物慢慢地揮發,並使其溶解有機溶劑的能力不斷提高,結果當該聚氨酯產品暴露於高溫或者接觸有機溶劑時,會引起質量的減少以及產品尺寸的變化。粗製的共聚醚中常含有7%~15%或更多的環狀齊聚物副產物。環狀齊聚物副產物是一系列的小分子冠醚,它們的存在將嚴重損害聚氨酯產品的性能。粗聚醚中也含有少量的催化劑,少量催化劑的存在也會影響聚氨酯產品的性能。要製備高質量,窄分布的聚醚多元醇,一方面可以通過控制聚合反應條件,提高反應的轉化率。另一方面可以通過後處理除掉低相對分子質量齊聚物,常用的方法有溶劑萃取、蒸餾、膜分離、超臨界萃取、降解等。

本發明中,主要採用溶劑萃取的方法進行粗聚醚的精製。

羥制的測定

羥值是表徵聚醚多元醇性質的重要參數,不同羥值的聚醚多元醇可以得到性質迥然不同的製品。其定義為:與每克試樣中羥基含量相當的氫氧化鉀毫克數單位為mg KOH/g。目前,測定羥值的方法有化學分析法、儀器分析法、化學分析與儀器分析相結合的方法。以化學分析法測定羥值是基於羥基官能團進行的各種化學反應。歸納起來有以下幾種方法:乙酸酐醯化法、鄰苯二甲酸酐醯化法、甲醯化法、溴化法、高碘酸氧化法、偶聯法、活性氫法等。本發明中,主要採用醯化法測定聚醚羥基的方法。

醯化法測定聚醚羥值的方法包括乙酸酐醯化法、鄰苯二甲酸酐醯化法。這兩種方法的測定原理是利用樣品中的羥基與酸酐進行定量醯化(也稱酯化)反應生成酯和酸,用鹼標準溶液滴定由過量的酸酐水解生成的酸。

(1)乙酸酐醯化法

乙酸酐醯化法反應較快,但試劑較易揮發,而且受低碳醛的幹擾。其測定原理為:在吡啶存在下,聚醚中的羥基與乙酸酐定量地發生酯化反應,用標準鹼溶液滴定未反應的乙酸酐經水解後生成的乙酸。根據空白實驗及樣品實驗所消耗標準鹼溶液的量,可計算出聚醚的羥值。吡啶對乙酸酐來說是不活潑的溶劑,但吡啶作為質子清除劑及親核催化劑,可中和反應生成的乙酸,加速反應的進行,並使乙醯化反應趨於完全。吡啶催化的乙醯化反應是通過形成乙醯吡啶離子中間物再與醇羥基反應。

(2)鄰苯二甲酸酐醯化法

鄰苯二甲酸酐醯化法測定原理與乙酸酐-乙醯化法相似,在一定條件下,苯酐很容易和聚醚中的羥基起定量反應,未參加反應的苯酐經水解後,用標準NaOH或KOH溶液滴定。鄰苯二甲酸酐醯化法不受醛類和酚類化合物的幹擾,試劑不易揮發,但醯化反應速度較慢。

本發明中具體測試羥基的步驟為:

(1)醯化試劑的配製

量取200mL石油醚於500mL燒杯中,加入8.0g乙酸酐,0.4g對甲苯磺酸,搖勻,待對甲苯磺酸溶解後,置於陰暗處24小時。取上層液裝入棕色試劑瓶中備用。

(2)羥值測定

稱取約0.5g樣品(精確至0.0001g)於250mL碘量瓶中,精確移入10.0mL乙醯化試劑,放入磁力攪拌子,搖勻後,蓋上塞子,用水密封后,將碘量瓶置於溫度保持恆定的水浴中,使錐形瓶底部浸入水面下約1cm處,攪拌並加熱0.5小時,待醯化結束後,取出碘量瓶,冷卻至室溫,用50mL蒸餾水衝洗錐形瓶內壁,封口,室溫下攪拌15分鐘。待未反應的乙酸酐完全水解後,加入2~3滴酚酞指示劑,用氫氧化鈉標準溶液[c(NaOH)=0.5mol/L]滴定至微紅色,持續30秒不變色為終點。同時做空白試驗。

按下式計算羥值:

I ( O H ) = ( V 0 - V 1 ) c × 56.1 m s ]]>

式中,I(OH)—羥基,mg KOH/g試樣;

V1—滴定試樣時耗用氫氧化鈉標準溶液的體積,mL

V0—滴定空白時耗用氫氧化鈉標準溶液的體積,mL

C—氫氧化鈉標準溶液的濃度,mol/L

ms—樣品質量,g

經過多次平均測試,可知本發明中,所述聚醚多元醇的羥值為350-800mg·g-1。

作為本發明的一種實施方式,所述聚醚多元醇可以選自現有的多元醇,例如丙三醇、三羥甲基丙烷、4,4',4'-三羥基三苯甲烷、2,4,6-三羥基嘧啶、1,3,5-三羥基苯、1,2,4-三羥基苯、N-羥乙基-3,6-二羥基咔唑、環戊三醇、2』,2,3-三羥基二苯基醚、1,6,7-三羥基氧雜蒽酮、3,3',5-三羥基聯苯、3,3',6-三羥基聯苯和2,3,4-三羥基二苯基甲烷中的一種或多種組合。

在製備聚氨酯的過程中,所述二異氰酸酯的異氰酸酯和聚醚多元醇的羥基的摩爾比為(9-7):(4-1),進一步優選為(9-8):(3-1)。

聚氨酯

本發明中,所述聚氨酯可以是主鏈含有-HCOO-重複結構單元的聚合物。

本發明中聚氨酯是指由異氰酸酯和聚多元醇為原料製備得到。製備得到的聚氨酯可以是鏈狀也可以是超支化結構。

本發明中,所述聚氨酯為超支化結構。所述超支化聚氨酯由多異氰酸酯和多元醇製備得到,本發明中聚氨酯為異氰酸基團封端的超支化聚氨酯。

在一種實施方式中,所述聚氨酯製備方法如下:

(1)將二異氰酸酯和多元醇分別溶解於極性溶劑中,分別得到二異氰酸酯溶液和多元醇溶液,控制其質量濃度為10~30%。

(2)在30~100℃、保護氣氛下,邊攪拌,將二異氰酸酯溶液加到多元醇溶液中,其中二異氰酸酯的異氰酸基和多元醇的羥基的摩爾比為9:8-3:1;二異氰酸酯加入完成後,反應體系保溫反應10-30h;然後向反應體系中加入保護劑,在30-100℃下繼續反應5-10h;

(3)反應結束後,減壓蒸餾出溶劑後,將所得物質經四氫呋喃溶解,在甲醇中沉降和過濾後,將其在50-140℃的真空乾燥10-24h,得到純化的含有異氰酸基的超支化聚氨酯。

超支化聚矽氧烷

超支化聚合物是三維立體樹枝狀結構的高支化度大分子聚合物,按照其結構的不同可以分為樹枝狀分子、線形-樹枝狀雜化分子、樹枝狀接枝分子、超支化大分子、多臂星型大分子和超支化接枝大分子。由於超支化聚合物的化學結構具有高度支化、分子內帶有大量官能團、分子內存在三種(及以上)結構單元的特點,其物理和化學性能也表現出與線性分子不同的特點。超支化聚合物在溶解度、粘度方面相比較直鏈型的聚合物具有很多優勢。

聚矽氧烷是一類以Si-O-Si為主鏈,側基為有機基團的聚合物。與其他超支化聚合物相比,超支化聚矽氧烷具有柔順的分子鏈、較小的分子間作用力,致使超支化聚矽氧烷即使取代數很高也有很好的流動性。

超支化聚矽氧烷的製備方法分為縮聚、加聚、固相聚合、活性自由基聚合、開環聚合等。本發明中,主要採用縮聚反應中的一步法製備得到。

本發明中,作為製備超支化聚矽氧烷的單體的結構式如下:

所述式(1)的製備方法如下:

步驟1、

步驟2、

所述超支化聚矽氧烷的製備方法:將11~16份蒸餾水、與10份式(1)物質混合均勻,在攪拌條件下緩慢逐滴加入0.001~0.003份氯鉑酸和Pt/C;在50~60℃的溫度條件下反應4~7小時,將沉澱物洗滌、真空乾燥後,得到所述超支化聚矽氧烷。

作為本發明的一種實施方式,所述超支化聚矽氧烷的重均分子量為10000-40000,進一步優選為15000-25000。

重均分子量是基於凝膠滲透色譜法(以下,簡稱為「GPC」。)測定而進行聚苯乙烯換算後的值。GPC的測定條件採用本領域常規的條件測試,例如,可採用下述的方式測試得到。

柱:將下述柱串聯連接而使用。

「TSKgelG5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1根

「TSKgelG4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1根

「TSKgelG3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1根

「TSKgelG2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1根

檢測器:RI(差示折射計);柱溫度:40℃;洗脫液:四氫呋喃(THF);流速:1.0mL/分鐘;注入量:100μL(試樣濃度4mg/mL的四氫呋喃溶液);標準試樣:使用下述單分散聚苯乙烯,製作標準曲線。

作為本發明的一種實施方式,本發明中將製備好的超支化聚矽氧烷作為製備原料和聚醚、異氰酸酯混合,進行聚氨酯的反應,使得製備得到聚矽氧烷和聚氨酯的超支化「互穿」結構,「互穿」網絡結構給予了製品了很強的壓縮復原率和拉伸強度;而由於本發明中所述超支化聚矽氧烷的製備單體中的含磷基團的存在,給予了製品很強的硬度和阻燃性。

同時,本發明中超支化聚氨酯為異氰酸基團封端的超支化聚氨酯結構,與超支化聚矽氧烷「互穿」超支化結構,兩者之間形成氫鍵,能夠彌補多餘的未反應的異氰酸基團。同時,由於本發明中優選4,6,7-三羥基-2-萘羧酸為起始劑,提供了小分子起始劑和含有芳香環起始劑的優勢,同時,該起始劑形成製備得到聚氨酯和超支化聚矽氧化的單體之間形成特有的氫鍵,所製備得到的成品具有耐高溫、耐衝擊和耐磨性。

作為本發明的一種優選方式,所述超支化聚矽氧烷和超支化聚氨酯的重量比為(0.01-0.5):1。

作為本發明的一種實施方式,所述跑道膠用組合物,按重量份計,其包含:

作為本發明的一種優選方式,所述跑道膠用組合物,按重量份計,包含:

作為本發明的一種實施方式,所述跑道膠用組合物,按重量份計,包含:

作為本發明的一種實施方式,所述跑道膠用組合物,按重量份計,其還包含:

作為本發明的一種實施方式,所述跑道膠用組合物,按重量份計,其還包含:

作為本發明的一種實施方式,所述跑道膠用組合物,按重量份計,其還包含:

其中,所述3,3』-二氯-4,4』-二苯甲烷二胺作為擴鏈劑使用,所述環氧脂肪酸乙酯作為增塑劑,所述滑石粉作為填料,所述高嶺土作為觸變劑,所述氧化鐵紅作為顏料,所述異辛酸鋅作為催化劑使用。

其中,所述環氧脂肪酸乙酯作為增塑劑使用,所述二月桂酸二丁基錫作為催化劑使用。

作為本發明提供的第二個方面,一種塑膠跑道,其有上述所述的跑道膠用組合物製備而成。

作為本發明提供的第三個方面,上述所述的跑道膠用組合物其可用於製備塑膠跑道。

具體所述塑膠跑道的製備方法為:

1、將上述的組合物加入到反應釜中,加熱,控制反應溫度為98-110℃,反應時間1-3小時,攪拌均勻出料,

2、現場找平地,鋪設底膠,消泡,找平,鋪設面膠,消泡,測量,劃線。

作為本發明的一種實施方式,在不影響本發明的基礎上,本發明中所述塑膠跑道還包括:填料、穩定劑、增塑劑、改性劑、防老劑、阻燃劑等。

所述填料可以選自白炭黑、煅燒高嶺土、滑石粉、碳酸鈣、赤泥中的一種或多種。

所述穩定劑選自硬脂酸,硬脂酸鋅,硬脂酸鈣,硬脂酸鉛中的任一種。

所述增塑劑為氯化石蠟油(CPO)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)中的一種或多種。

所述防老劑為抗紫外老化劑UV-531和抗氧劑2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合物(RD)或2-巰基苯並咪唑(MB)並用。

所述阻燃劑為三氧化二銻、硼酸鋅、溴類阻燃劑、氫氧化鋁、氫氧化鎂、聚磷酸銨中的一種或多種。

所述交聯劑為過氧化二異丙苯(DCP),雙(叔丁過氧基)二異丙苯(BIBP)、2,5-二甲基2,5-雙(叔丁過氧基)己烷(雙二五)或季戊四醇(PER)中的任一種。

所述交聯助劑為氧化鎂(MgO),三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC),N,N』-間苯撐雙馬來醯亞胺(HVA-2),四甲基二硫代秋蘭姆(TMTD),四硫化雙五亞甲基秋蘭姆(DPTT)中的一種或多種。

實施方式1:本發明提供一種跑道膠用組合物,按重量份計,包含:

實施方式2:實施方式1所述的跑道膠用組合物,按重量份計,其包含:

實施方式3:實施方式1所述的跑道膠用組合物,按重量份計,其包含:

實施方式4:實施方式1所述的跑道膠用組合物,按重量份計,其包含:

實施方式5:實施方式1所述的跑道膠用組合物,按重量份計,其包含:

實施方式5:實施方式1所述的跑道膠用組合物,按重量份計,其包含:

實施方式6:實施方式1所述的跑道膠用組合物,所述聚醚多元醇由起始劑、環氧化物和催化劑製備得到,其中所述起始劑為4,6,7-三羥基-2-萘羧酸。

實施方式7:實施方式6所述的跑道膠用組合物,所述所述二異氰酸酯選自1,4環己烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、亞甲基二異氰酸酯、甲基-2,4-二異氰酸酯、間苯二甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、3,3-二甲基-4,4』-聯苯二異氰酸酯、二亞甲基苯二異氰酸酯、二甲苯烷二異氰酸酯、L-賴氨酸二異氰酸酯、1,6-己二異氰酸酯、鄰苯二甲基二異氰酸酯、1,5-奈二異氰酸和甲苯-2,4-二異氰酸酯中的一種或多種。

實施方式8:實施方式1所述的跑道膠用組合物,所述二異氰酸酯的異氰酸基和聚醚多元醇的羥基的摩爾比為(9-7):(4-1)。

實施方式9:實施方式1所述的跑道膠用組合物,所述二異氰酸酯的異氰酸基和聚醚多元醇的羥基的摩爾比為(9-8):(3-1)。

實施方式10:實施方式1所述的跑道膠用組合物,所述二異氰酸酯優選為含有芳香環結構的二異氰酸酯。

實施方式11:實施方式1所述的跑道膠用組合物,所述二異氰酸酯優選為二苯甲烷二異氰酸酯。

實施方式12:實施方式1所述的跑道膠用組合物,所述二異氰酸酯的羥值為350-800mg·g-1。

實施方式13:實施方式1所述的跑道膠用組合物,其還包含超支化聚矽氧烷。

實施方式14:實施方式13所述的跑道膠用組合物,所述超支化聚矽氧烷的製備單體為

實施方式15:實施方式13所述的超支化聚矽氧烷的重均分子量為10000-40000。

實施方式16:實施方式13所述的超支化聚矽氧烷的重均分子量為15000-25000。

實施方式17:本發明提供一種塑膠跑道,其由實施方式1-17任一項所述的跑道膠用組合物製備而成。

實施方式18:實施方式1-17任一項所述的跑道膠用組合物,其用於製備塑膠跑道。

下面通過實施例對本發明進行具體描述。有必要在此指出的是,以下實施例只用於對本發明作進一步說明,不能理解為對本發明保護範圍的限制,該領域的專業技術人員根據上述本發明的內容做出的一些非本質的改進和調整,仍屬於本發明的保護範圍。

另外,如果沒有其它說明,所用原料都是市售的,且以下物料所用份數均為重量份。

實施例1:一種跑道膠用組合物,按重量份計,其包含:

二異氰酸酯和聚醚多元醇、超支化聚矽氧烷。

其中,二異氰酸酯為二苯甲烷二異氰酸酯;所述聚醚多元醇為4,6,7-三羥基-2-萘羧酸作為起始劑,以四氫呋喃和環氧丙烷為共聚單體製備得到的聚醚多元醇,具體製備方法如下:

將單體四氫呋喃和4,6,7-三羥基-2-萘羧酸混合,在催化劑三氟化2.5小時;將聚合後的聚醚多元醇進行精製處理;上述聚醚多元醇的羥值為560mg·g-1。

所述超支化聚矽氧烷的製備單體為:

所述單體的製備方法如下:

步驟1、

步驟2、

所述製備單體用1H NMR表徵。

所述超支化聚矽氧烷的製備方法:將16份蒸餾水、與10份式(1)物質混合均勻,在攪拌條件下緩慢逐滴加入0.002份氯鉑酸和Pt/C;在55℃的溫度條件下反應5小時,將沉澱物洗滌、真空乾燥後,得到所述超支化聚矽氧烷。

所述超支化聚矽氧烷的重均分子量為20000。

所述聚氨酯製備方法如下:

(1)將超支化聚矽氧烷、二異氰酸酯和聚醚多元醇分別溶解於極性溶劑中,分別得到超支化聚矽氧烷、二異氰酸酯溶液和聚醚多元醇溶液,控制其質量濃度為25%,將超支化聚矽氧烷和聚醚多元醇的溶液共混。

(2)在90℃、保護氣氛下,邊攪拌,將二異氰酸酯溶液加到聚醚多元醇共混溶液中,其中二異氰酸酯的異氰酸基和多元醇的羥基的摩爾比為8:2;二異氰酸酯加入完成後,反應體系保溫反應20h;然後向反應體系中加入保護劑,在80℃下繼續反應8h;

(3)反應結束後,減壓蒸餾出溶劑後,將所得物質經四氫呋喃溶解,在甲醇中沉降和過濾後,將其在100℃的真空乾燥12h,得到超支化聚氨酯和超支化聚矽氧烷的互穿結構聚合物。

所述超支化聚矽氧烷和超支化聚氨酯的重量比為0.1:1。

將上述製備得到互穿結構聚合物製成塑料跑道,具體製備方法如下:

1、將上述聚合物加入到反應釜中,加熱,控制溫度為98-110℃,反應時間1-3小時,攪拌均勻出料,

2、現場找平地,鋪設底膠,消泡,找平,鋪設面膠,消泡,測量,劃線。

實施例2:與實施例1的區別在於,所述起始劑更換為丙二醇。

實施例3:與實施例1的區別在於,所述超支化聚矽氧烷的單體更換為三甲基乙烯基矽烷。

實施例4:與實施例1的區別在於,二異氰酸酯的異氰酸基和多元醇的羥基的摩爾比為5:5。

實施例5:與實施例1的區別在於,所述聚醚多元醇的羥值為1000mg·g-1。

實施例6:與實施例1的區別在於,不含有超支化聚矽氧烷。

實施例7:與實施例1的區別在於,所述超支化聚矽氧烷和超支化聚氨酯分別製備,然後進行物理機械共混。

實施例8:與實施例1的區別在於,所述超支化聚矽氧烷的重均分子量為40000。

實施例9:與實施例1的區別在於,所述製備超支化聚氨酯的多元醇替代為戊三醇。

實施例10:與實施例1的區別在於,所述製備超支化聚氨酯的二異氰酸酯更換為L-賴氨酸二異氰酸酯。

實施例11:與實施例1的區別在於,所述超支化聚矽氧烷和超支化聚氨酯的重量比為0.001:1。

實施例12:與實施例1的區別在於,所述超支化聚矽氧烷和超支化聚氨酯的重量比為1:1。

實施例13:與實施例1的區別在於,所述聚氨酯為線性結構。

實施例14:與實施例1的區別在於,所述聚矽氧烷的製備單體為

實施例15:與實施例1的區別在於,所述聚矽氧烷的製備單體為

測試:將上述製備得到的塑膠跑道,根據國家標準GB/T 14833-93進行測試。

從表中可以看出,本發明中的組合物,對不含有4,6,7-三羥基-2-萘羧酸、特定的聚矽氧烷的單體、特定的異氰酸基團和羥基比,且沒有超支化聚氨酯和超支化聚矽氧烷的「互穿」結構時,製備得到的塑膠跑道不滿足國家標準GB/T 14833-93。

前述的實例僅是說明性的,用於解釋本公開的特徵的一些特徵。所附的權利要求旨在要求可以設想的儘可能廣的範圍,且本文所呈現的實施例僅是根據所有可能的實施例的組合的選擇的實施方式的說明。因此,申請人的用意是所附的權利要求不被說明本發明的特徵的示例的選擇限制。而且在科技上的進步將形成由於語言表達的不準確的原因而未被目前考慮的可能的等同物或子替換,且這些變化也應在可能的情況下被解釋為被所附的權利要求覆蓋。

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