本發(fā)明涉及塑膠制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種玻璃纖維增強的聚氨酯塑膠跑道及其制備方法。

技術(shù)背景

聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯，是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團(tuán)的大分子化合物的統(tǒng)稱。聚氨酯具有卓越的耐磨性、高強度、高伸長率、高彈性、耐油、耐射線輻射等優(yōu)異性能。聚氨酯應(yīng)用于鋪地材料具有平整度好、抗壓強度高、硬度彈性適當(dāng)、物理性能穩(wěn)定的特性，并且具有一定的彈性和色彩，具有一定的抗紫外線能力和耐老化能力。

傳統(tǒng)的聚氨酯鋪地材料產(chǎn)品都是甲苯二異氰酸酯(TDI)型的，由于TDI聚氨酯跑道內(nèi)含有的重金屬物質(zhì)，會在使用過程中氧化污染環(huán)境。另外，TDI聚氨酯組分中還含有多種催化劑(含鉛、汞、錫)、二元胺類擴(kuò)鏈劑、有機分子增塑劑、溶劑、橡膠配合劑和雙苯溶劑等有毒有害化學(xué)物質(zhì)，對人體以及均環(huán)境造成不良影響。而環(huán)保型二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)具有毒性小、對人體健康危害小、對環(huán)境的影響較小等優(yōu)點，更符合當(dāng)前環(huán)保的需要。

作者孫青峰等人在《MDI型雙組分聚氨酯塑膠跑道漿料的研制》一文中，以聚醚多元醇、擴(kuò)鏈劑、異氰酸酯、增塑劑、填料等為原材料,制備了MDI型雙組分聚氨酯塑膠跑道用漿料。研究了各種因素對聚氨酯塑膠跑道制品機械性能的影響。研究表明該MDI型塑膠跑道與傳統(tǒng)的TDI聚氨酯塑膠跑道相比,氣味小,符合環(huán)保要求,而且綜合性能優(yōu)越。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種符合環(huán)保要求且綜合性能優(yōu)越的玻璃纖維增強的聚氨酯塑膠跑道及其制備方法。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施：

一種玻璃纖維增強的聚氨酯塑膠跑道，其特征在于，其由如下重量份的原料制備而成：多聚甲醛100份、二乙醇胺15-20份、甲苯200-250份、松香15-20份、尿素10-12份、雙氧水30-40份、甲酸12-15份、磷酸10-12份、2，2-二羥甲基丁酸6-8份、玻璃纖維15-20份、環(huán)己烷80-100份、丙酮80-100份、硅烷偶聯(lián)劑kh560 5-6份、鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯3-4份、N，N-二（哌啶甲基）環(huán)己胺5-6份、二鄰氯二苯胺甲烷3-4份、聚丙二醇6-8份、二苯基甲烷二異氰酸酯140-150份、8-10%NaOH溶液適量、去離子水適量。

所述的玻璃纖維增強的聚氨酯塑膠跑道，其特征在于，其由如下步驟制備而成：

（1）將二乙醇胺和甲苯加入到反應(yīng)容器中，開始攪拌，在攪拌作用下每隔0.5h，將多聚甲醛分4次投入到反應(yīng)容器中，多聚甲醛投入完畢后，升溫至70-80℃，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)3-4h，加入松香和尿素，升溫至90-100℃，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)5-6h，通氮氣，然后抽真空脫水1-2h，脫水后于0.4-0.5MPa壓力下，降低溫度至40℃，滴加2/3的雙氧水、甲酸和磷酸，攪拌10-20min，50-60℃反應(yīng)3-5h，再加入2，2-二羥甲基丁酸，升高溫度至70-75℃，反應(yīng)8-10h，加入8-10%的NaOH溶液至PH為7，減壓蒸餾，得到多元醇類物質(zhì)；

（2）將玻璃纖維置于環(huán)己烷溶液中浸泡10-12h，過濾，去離子水洗滌2-3次，100-120℃鼓風(fēng)干燥機中干燥5-6h；將玻璃纖維加入到剩余的雙氧水和相當(dāng)于玻璃纖維重量份5-6倍的去離子水中，加熱至100-105℃，回流攪拌反應(yīng)5-7h，過濾，去離子水洗滌至PH為6-7，于100-120℃鼓風(fēng)干燥機中干燥至恒重；將雙氧水氧化的玻璃纖維置于丙酮中，加入硅烷偶聯(lián)劑kh560，超聲2-3h，得到表面改性的玻璃纖維；

（3）在攪拌杯子中加入鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯、N，N-二（哌啶甲基）環(huán)己胺、二鄰氯二苯胺甲烷、步驟（2）的產(chǎn)物、聚丙二醇、多元醇類物質(zhì)和相當(dāng)于多元醇類物質(zhì)重量份二十分之一的去離子水，強力攪5-10min，然后加入二苯基甲烷二異氰酸酯，強力攪拌10-20s，快速倒入模具中，加熱到40-50℃，固化20-30h。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明適量地添加了玻璃纖維，并利用雙氧水對其氧化，再與硅烷偶聯(lián)劑kh560偶聯(lián)接枝改性，能夠提高界面粘附力，改性的玻璃纖維分散在聚氨酯基體中，能夠阻止基體片段的運動，提高塑膠跑道韌性的同時，改善塑膠跑道拉伸性能，提高塑膠跑道玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；本發(fā)明以相對便宜的多聚甲醛、二乙醇胺及松香為原料，松香是一類重要的可再生植物資源，屬于天然樹脂酸，再加入2，2-二羥甲基丁酸，進(jìn)行交聯(lián)擴(kuò)鏈，制備得到多元醇類物質(zhì)，既可以作為聚氨酯塑膠跑道的一個合算的原料，對環(huán)境友好并節(jié)省成本；也可以制備交聯(lián)度高，高分子量的聚氨酯泡沫，增加聚氨酯塑膠跑道的彈性和耐磨性能；本發(fā)明制備的聚氨酯塑膠跑道具有彈性好、耐磨、防滑、色彩美觀、場地清潔、易于維護(hù)管理、不受氣候等條件影響的優(yōu)異性能。。

具體實施方式

玻璃纖維增強的聚氨酯塑膠跑道，其由如下重量份的原料制備而成：多聚甲醛100份、二乙醇胺20份、甲苯250份、松香20份、尿素12份、雙氧水40份、甲酸15份、磷酸10份、2，2-二羥甲基丁酸8份、玻璃纖維20份、環(huán)己烷100份、丙酮100份、硅烷偶聯(lián)劑kh560 6份、鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯4份、N，N-二（哌啶甲基）環(huán)己胺6份、二鄰氯二苯胺甲烷4份、聚丙二醇8份、二苯基甲烷二異氰酸酯150份、10%NaOH溶液適量、去離子水適量。

本實施例的玻璃纖維增強的聚氨酯塑膠跑道，其特征在于，其由如下步驟制備而成：

（1）將二乙醇胺和甲苯加入到反應(yīng)容器中，開始攪拌，在攪拌作用下每隔0.5h，將多聚甲醛分4次投入到反應(yīng)容器中，多聚甲醛投入完畢后，升溫至80℃，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)4h，加入松香和尿素，升溫至100℃，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)6h，通氮氣，然后抽真空脫水2h，脫水后于0.5MPa壓力下，降低溫度至40℃，滴加2/3的雙氧水、甲酸和磷酸，攪拌20min，60℃反應(yīng)5h，再加入2，2-二羥甲基丁酸，升高溫度至75℃，反應(yīng)10h，加入10%的NaOH溶液至PH為7，減壓蒸餾，得到多元醇類物質(zhì)；

（2）將玻璃纖維置于環(huán)己烷溶液中浸泡12h，過濾，去離子水洗滌3次，120℃鼓風(fēng)干燥機中干燥6h；將玻璃纖維加入到剩余的雙氧水和相當(dāng)于玻璃纖維重量份6倍的去離子水中，加熱至105℃，回流攪拌反應(yīng)7h，過濾，去離子水洗滌至PH為7，于120℃鼓風(fēng)干燥機中干燥至恒重；將雙氧水氧化的玻璃纖維置于丙酮中，加入硅烷偶聯(lián)劑kh560，超聲3h，得到表面改性的玻璃纖維；

（3）在攪拌杯子中加入鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯、N，N-二（哌啶甲基）環(huán)己胺、二鄰氯二苯胺甲烷、步驟（2）的產(chǎn)物、聚丙二醇、多元醇類物質(zhì)和相當(dāng)于多元醇類物質(zhì)重量份二十分之一的去離子水，強力攪10min，然后加入二苯基甲烷二異氰酸酯，強力攪拌20s，快速倒入模具中，加熱到50℃，固化30h。

本實施例制備的聚氨酯塑膠的性能為：無刺激性氣味；邵A硬度在50-70HA范圍；拉伸強度大于5.0Mpa；撕裂強度大于25kN·m^-1；伸長率大于300%。