專利名稱：體育場地用聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。特別涉及聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料及其制備方法，主要用于體育場地的鋪設(shè)。
該配方體系存在的幾個主要問題是1)、因產(chǎn)品的主要機械力學(xué)性能、如斷裂伸長率僅為105％，不能適應(yīng)體育場地因地凍、水浸等發(fā)生基礎(chǔ)斷裂、隆起、塌陷等形變所產(chǎn)生的應(yīng)力，造成聚氨酯鋪設(shè)材料的斷裂；2)、產(chǎn)品的阻燃性能較低，實際上，目前國內(nèi)大多數(shù)產(chǎn)品的阻燃性能都沒有達(dá)到阻燃一級標(biāo)準(zhǔn)；3)、為了防老化、防霉，加入了多種價格昂貴的抗紫外線劑、抗氧化劑及防霉劑，大大提高了成本，但加入量又遠(yuǎn)未達(dá)到實際需要量，效果并不理想。因此，為了解決以上問題，提高聚氨酯鋪設(shè)材料的機械力學(xué)性能、阻燃性能及防老化、防霉變性能等，有必要考慮對聚氨酯彈性體的合成從新進(jìn)行分子設(shè)計及配方調(diào)整以及應(yīng)用新技術(shù)來獲得性能更加優(yōu)異的體育場地鋪設(shè)材料。
本發(fā)明的發(fā)明人試圖應(yīng)用納米材料新技術(shù)來增強聚氨酯彈性體的力學(xué)性能。曾經(jīng)試驗使用過通常的超細(xì)粒狀納米材料如二氧化硅、二氧化鈦等。但與合成聚氨酯彈性體的高分子單體混合時，由于納米分子間的強大的范德瓦爾斯力的作用發(fā)生“團(tuán)聚現(xiàn)象”，尤其是無機納米材料在有機相中，更為突出。無法表現(xiàn)納米分子的小尺寸效應(yīng)等，也就無法達(dá)到對原聚氨酯彈性體力學(xué)性能的增強作用，即使事先用有機分子將超細(xì)粒狀納米材料如二氧化硅等予以“包覆”，效果也甚微，沒有實質(zhì)性增強現(xiàn)象。
經(jīng)分析試驗，本發(fā)明選用了無機層狀納米材料如硅鋁酸鹽的蒙脫土或鎂鋁酸鹽的水滑石，進(jìn)行有效的有機化處理后，可避免納米材料的團(tuán)聚現(xiàn)象，從而可表現(xiàn)納米材料的諸多效應(yīng)，達(dá)到增強聚氨酯彈性體力學(xué)性能的效果。蒙脫土(MMT)帶有鹼性特征，其基本結(jié)構(gòu)單元為天然的納米硅酸鹽片層，每一層由兩個硅氧四面體中含一個鋁氧八面體構(gòu)成，層間距尺寸約1納米，長寬約100納米，片層上的剩余負(fù)電荷由位于層間的陽離子如Na+、Ca++等陽離子平衡。這樣可用有機陽離子進(jìn)行離子交換反應(yīng)生成有機化蒙脫土(OMMT)。而水滑石(LDHs)帶有酸性特征，由鎂氧八面體共用棱形成單片層，層間距尺寸約為20～60納米，位于層上的鎂離子(Mg++)可在一定范圍內(nèi)被鋁離子(Al+++)同晶取代使得層板帶有正電荷，層板間有可交換的陰離子與層板上的正電荷平衡。因此，可用有機陰離子進(jìn)行離子交換反應(yīng)生成有機化水滑石(OLDHs)。
本發(fā)明充分利用對這種無機層狀納米材料的插層復(fù)合技術(shù)，用不同的客體插入不同層狀納米材料后，可組裝具有不同性能的有機化層狀納米材料。它們與組成聚氨酯的有機分子單體溶合后，再進(jìn)行高分子聚合反應(yīng)，獲得了增強聚氨酯彈性體。用這種技術(shù)制備的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料鋪設(shè)的體育場地具有更高的機械力學(xué)性能以及阻燃、防霉效果。
有機分子對層狀結(jié)構(gòu)納米材料進(jìn)行插層后，一般有機分子對主體板層具有一定程度的纏繞作用，這種作用實質(zhì)上是對無機層狀材料的有機化，而有機化的程度和效應(yīng)可隨客體種類數(shù)量而定，因此應(yīng)用不同層狀納米材料，選擇不同的插層客體可獲得理想的界面效應(yīng)，而后者的增強是高分子材料力學(xué)性能提高的關(guān)鍵。層狀納米材料具有對小分子化合物遷移的阻隔能力，如本發(fā)明所涉及的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料所用增塑劑的分子遷移可避免。(即防止上述材料的“滲油”現(xiàn)象)。由于聚氨酯彈性體與層狀納米材料的良好結(jié)合，通過層狀納米的平面取向，使之聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的尺寸穩(wěn)定性、阻隔性，因而具有阻燃自熄滅性。這種高分子與層狀納米的復(fù)合材料的特殊結(jié)構(gòu)對多種微生物和菌類生長具有顯著的抑制作用，具有防霉功能。
其次，聚氨酯聚合反應(yīng)過程中，介質(zhì)的酸堿性對反應(yīng)速度影響較大，尤其在不同氣候下用于不同體育運動場地鋪設(shè)，更要選擇不同酸堿性層狀納米材料，如有機化蒙脫土顯弱堿性，可加速反應(yīng)速度。相反，有機化水滑石呈弱酸性，可降低反應(yīng)速度。同理，作為聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料中的填充料的酸堿性也會對聚合反應(yīng)速度有影響。尤其是在有層狀納米材料的聚合反應(yīng)體系中粘度已經(jīng)增稠的條件下，不希望太快的反應(yīng)速度(尤其是在夏季施工地表溫度較高時)更不希望用弱堿性的滑石粉，故而選用弱酸性的陶土。而且后者對聚氨酯彈性/層狀納米復(fù)合材料的補強較果也強于前者。
本發(fā)明第一方案的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料是，在由予聚體(A組分)的TDI(甲苯二異氰酸酯)與二羥基聚氧化丙烯醚反應(yīng)物，和擴(kuò)鏈交聯(lián)劑(B組分)的MOCA(3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷)、多羥基聚氧化丙烯醚溶合物及催化劑組成的體系中，加入了有機化蒙脫土(OMMT)或有機化水滑(OLDHs)層狀納米材料。
本發(fā)明第二方案的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料是在上述第一方案中，其具體組成為A組分組成(重量百分比)甲苯二異氰酸酯20-30％二羥基聚氧化丙烯醚80-70％B組分組成(重量百分比)
有機化層狀納米材料 2-7.5％3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷 1.5-6.5％三羥基聚氧化丙烯醚 10-18％二羥基聚氧化丙烯醚 0-6％顏料 3-5％陶土 28-45％氯化石蠟 30-40％其中，A組份和B組分的重量比為1∶2～1∶5。催化劑的用量是A組分和B組分重量和的0.10-0.50％。
本發(fā)明第三方案的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料是在上述第二方案中，加入該復(fù)合材料體系的20～30重量％的黑橡膠粒(田徑跑道用)。
本發(fā)明第四方案的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料的制造方法是，包括以下步驟1)、予先制備有機化層狀納米材料(有機化蒙脫土(OMMT)或有機化水滑石(OLDHs))。
2)、制備A組分，將計量的二羥基聚氧化丙烯醚加入到反應(yīng)釜中，在80-90℃下，均勻攪拌抽真空至0.002MPa脫水2-3小時后冷卻至45-50℃。常壓下加入計量的甲苯二異氰酸酯，在干燥氮氣保護(hù)下，于80-90℃反應(yīng)2.5小時，冷卻至50℃，在氮氣保護(hù)下裝桶密封備用。
3)、制備B組分，將計量的有機化層狀納米材料與三羥基聚氧化丙烯醚、二羥基聚氧化丙烯醚，在反應(yīng)釜中均勻攪拌、于80-90℃溫度條件下，抽真空至0.002MPa脫水2-3小時。在另一攪拌釜中，將顏料及增塑劑混拌并經(jīng)膠體磨研磨成色漿，再將擴(kuò)鏈劑3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷，填充料陶土與色漿一并混拌、經(jīng)膠體磨研磨后，用齒輪泵打入反應(yīng)釜中與有機化層狀納米材料及羥基聚氧化丙烯醚溶合物均勻攪拌，再在80-90℃，真空脫水2-3小時，冷卻至50℃，在常壓裝桶密封備用。
4)、在體育場地現(xiàn)場鋪設(shè)聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料，將如上所述的裝桶密封備用的A組分，B組分按重量比為1∶2-1∶5計量稱重，攪拌均勻，加入計算量的催化劑(A組分，B組分的重量和的0.10～0.50重量％)迅速攪拌均勻，立即攤鋪在事先已做好的、平坦的基礎(chǔ)上，在15-35℃條件下，約30-60分內(nèi)凝膠，24小時內(nèi)固化，14日完全熟化后可投入使用，并測其各種力學(xué)性能等。
本發(fā)明第五方案的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料的制造方法是在本發(fā)明的第四方案中，制備有機化蒙脫土(OMMT)的方法是，在800ml 80℃的水中加入5g己內(nèi)酰胺和4ml濃硫酸，充分水解，再緩慢注入到含有20g鈉-蒙脫土(陰離子交換容量＝90-100mmol/100g，粒徑40-70μm)的水溶液中，將這種混合液在80℃猛烈攪拌3小時后，冷卻，離心過濾，水洗至無SO4＝(用BaCl2溶液檢測無白色沉淀)，室溫干燥，再真空干燥至恒重，并研碎成約為50-90μm的粉末。鈉蒙脫土用WAXD儀測層間距為1nm。經(jīng)過離子交換法有機化的蒙脫土層間距測為1.9nm。
本發(fā)明第六方案的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料的制造方法是在本發(fā)明的第四方案中，制備有機化水滑石(OLDHs)的方法是，在800ml 80℃的水中，加入水滑石(Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O)20g，在攪拌下逐滴加入十二烷基苯磺酸約12g，一直到溶液未見CO2氣泡逸出，充分?jǐn)嚢?小時后，離心過濾，水洗至pH6。真空干燥后研為粉末。水滑石層間距為0.79nm，用離子交換法有機化后用WAXD儀測試層間距為1.56nm。
本發(fā)明第七方案的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料的制造方法是在本發(fā)明的第四方案中，在第4)階段現(xiàn)場鋪設(shè)時加入該復(fù)合材料體系的20～30重量％的黑橡膠粒(田徑跑道用)。
以上方案中，催化劑使用環(huán)烷酸鋅汽油溶液。
以上所使用的原料的規(guī)格為甲苯二異氰酸酯(TDI)規(guī)格M/O比為80/20；二羥基聚氧化丙烯醚，Mn＝400-2000；三羥基聚氧化丙烯醚，Mn＝3000；3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷的m.p≥100℃；顏料紅色為氧化鐵紅Fe2O3；綠色由酞菁綠、檸檬黃、鉻綠按比例混合組成；氯化石蠟氯含量50-52％；陶土Al2O3..2SiO2平均粒度為2-10μm，pH為值6.72，其中Fe含量≤0.1％。
本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的體育場地用聚氨酯材料的配方，除了全新考慮分子設(shè)計使其更為合理外，著重采用了層狀納米材料插層復(fù)合聚合技術(shù)，使復(fù)合材料的力學(xué)性能諸如抗張強度，斷裂伸長率大為增強，增幅在1倍至2倍以上，阻燃性能全部達(dá)到國家一級標(biāo)準(zhǔn)，大大提高了體育場地的質(zhì)量，使用壽命更長。
具體的實施方式以下通過實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。(下面，將聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料簡稱為“膠”)。實施例1田徑跑道鋪設(shè)用膠(1)A組分制備將二羥基聚氧化丙烯醚(N220，分子量2000，)442kg，二羥基聚氧化丙烯醚(N210，分子量1000，)315kg稱重計量后加入到反應(yīng)釜中，于80-90℃溫度下攪拌，在0.002MPa真空下脫水2.5小時，充氮恢復(fù)常壓冷卻至45℃，在氮氣保護(hù)下加入甲苯二異氰酸酯(TDI)243kg，在氮氣保護(hù)及85-90℃溫度下反應(yīng)2.5小時后，冷卻至50℃，裝桶密封待用。(2)B組分制備將有機化蒙脫土(OMMT)32kg與三羥基聚氧化丙烯醚(N330，分子量3000)188kg在反應(yīng)釜中均勻攪拌，于80-90℃溫度下、在0.002MPa真空下脫水2.5小時。在另一攪拌釜中，將氧化鐵紅45kg與氯化石蠟378kg攪拌均勻并經(jīng)膠體磨研磨成色漿后，再依次加入3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷(MOCA)，陶土310kg，一并攪拌均勻，經(jīng)膠體磨研細(xì)后，用齒輪泵打入反應(yīng)釜，在80-90℃溫度下，與N330-OMMT溶合物一并攪拌均勻，并經(jīng)真空脫水2.5小時后，冷卻至50℃，裝桶密封待用。(3)在現(xiàn)場鋪設(shè)田徑跑道用膠A組分與B組分按1∶2.5計量稱重，即將A組分20Kg，B組分50Kg混拌均勻后，加入18.75Kg黑橡膠粒(d~3mm)，在繼續(xù)攪拌下，再加入總膠重量6％的催化劑環(huán)烷酸鋅汽油溶液(濃度3％)4.2Kg，然后攤鋪在田徑跑道基礎(chǔ)上、自動流平，凝膠固化成膠。室外溫度熟化14日后可正式使用，并測試性能(見表1)。實施例2田徑跑道鋪設(shè)用膠(1)A組分制備除使用N220 418Kg，N210 287Kg，TDI 290Kg外，其余與實施例1相同。(2)B組分制備除使用OMMT 50Kg、N330 180Kg、氧化鐵紅45Kg，氯化石臘360Kg，MOCA 60Kg，陶土305Kg外，其余與實施例1相同。(3)在現(xiàn)場鋪設(shè)田徑跑道用膠A組分與B組分按1∶4計量稱重，即將A組分16Kg，B組分64Kg攪拌均勻后，加入黑橡膠粒(d～3mm)20Kg，在繼續(xù)攪拌下，再加入總膠重量7％的催化劑環(huán)烷酸鋅汽油溶液(濃度3％)5.6Kg，然后攤鋪在田徑跑道基礎(chǔ)上、自動流平，凝膠固化成膠。室外溫度熟化14日后可正式使用，并測試性能(見表1)。實施例3田徑跑道鋪設(shè)用膠(1)A組分制備除使用TDI 296Kg外，其余與實施例2相同。(2)B組分制備除使用有機化水滑石(OLDHs)50Kg代替有機化蒙脫土(OMMT)32kg外，其余與實施例2相同。(3)在現(xiàn)場鋪設(shè)田徑跑道用膠與實施例2相同。實施例4球場(網(wǎng)、蘭、排)用膠(1)A組分制備將N220 412Kg，N210 308Kg稱重計量后加入到反應(yīng)釜中，于80-90℃溫度下攪拌，在0.002MPa真空下脫水2.5小時，充氮恢復(fù)常壓冷卻至45℃，在氮氣保護(hù)下加入TDI 280kg，在氮氣保護(hù)及85-90℃溫度下反應(yīng)2.5小時后，冷卻至50℃，裝桶密封待用。(2)B組分制備將OMMT 45Kg與N330 200Kg在反應(yīng)釜中均勻攪拌，于80-90℃溫度下、在0.002MPa真空下脫水2.5小時。在另一攪拌釜中，將酞菁綠6Kg，檸檬黃22Kg，鉻綠12Kg及氯化石蠟360Kg攪拌均勻并經(jīng)膠體磨研磨成色漿后，再依次加入MOCA 75Kg，陶土280Kg，一并攪拌均勻，經(jīng)膠體磨研細(xì)后，用齒輪泵打入反應(yīng)釜，在80-90℃溫度下，與N330，OMMT溶合物一并攪拌均勻，并經(jīng)真空脫水2.5小時后，冷卻至50℃，裝桶密封待用。(3)在現(xiàn)場鋪設(shè)球類場地用膠A組分與B組分按1∶3比例計量稱重，即將A組分25Kg，B組分75Kg混拌均勻后，再加入總膠重量6％的催化劑環(huán)烷酸鋅汽油溶液(濃度3％)6Kg，繼續(xù)攪拌均勻，然后攤鋪在球場基礎(chǔ)上、自動流平，凝膠固化成膠。室外溫度熟化14日后，可正式使用，并測試性能(見表1)。實施例5球場用膠(1)A組分制備除使用N220 480Kg，N210 288Kg，TDI 304Kg外，其余與實施例4相同。(2)B組分制備除使用OMMT 40Kg、N330 160Kg、氯化石蠟370kg、MOCA 45Kg、陶土345Kg外，其余與實施例4相同。(3)在現(xiàn)場鋪設(shè)球類場地用膠A組分與B組分按1∶5比例計量稱重，即將A組分16.7Kg，B組分83.5Kg混拌均勻后，再加入總膠重量6％的催化劑環(huán)烷酸鋅汽油溶液(濃度3％)6Kg，繼續(xù)攪拌均勻，然后攤鋪在球場基礎(chǔ)上、自動流平，凝膠固化成膠。室外溫度熟化14日后，可正式使用，并測試性能(見表1)。實施例6 球場用膠(1)A組分制備除使用N220 408Kg外，其余與實施例5相同。(2)B組分制備除使用OLDHs 40Kg代替OMMT 40Kg外，其余與實施例5相同。(3)在現(xiàn)場鋪設(shè)球類場地用膠與實施例5相同。實施例7田徑跑道表層粒料用膠(1)A組分制備除使用N220 423Kg、N210 301Kg、TDI 275Kg外，其余與實施例5相同。(2)B組分制備將OMMT 35Kg與N330 120Kg、N220 40Kg在反應(yīng)釜中均勻攪拌，于80-90℃溫度下，在0.002MPa真空下真空脫水2.5小時。在另一攪拌釜中，將氧化鐵紅40Kg及氯化石蠟370Kg攪拌均勻并經(jīng)膠體磨研磨成色漿后，再依次加入MOCA 30Kg，陶土360Kg，一并攪拌均勻并經(jīng)膠體磨研細(xì)后，用齒輪泵打入反應(yīng)釜，在80-90℃溫度下，與N330-OMMT溶合物一并攪拌均勻，并經(jīng)真空脫水2.5小時后，冷卻至50℃，裝桶密封待用。(3)制成粒料A組分與B組分按1∶5比例計量稱重，即將A組分16.7Kg，B組分83.5Kg混拌均勻后，再加入總膠重量8％的催化劑環(huán)烷酸鋅汽油溶液(濃度3％)8Kg，繼續(xù)攪拌均勻，然后攤鋪在地面上的聚乙烯塑料膜上，攤平，凝膠固化成膠，隔日后再放在80℃烘房內(nèi)熟化3小時，可在橡膠粉碎機上按要求打成顆粒(一般直徑為3-4mm)。可對熟化后的膠片測試性能(見表1)。實施例8田徑跑道表層粒料用膠(1)A組分制備與實施例7相同。(2)B組分制備除用OLDHs 35Kg代替OMMT 35Kg外，其余與實施例7相同。(3)制成粒料與實施例7完全相同。
表1 聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料性能測試結(jié)果 注球場膠硬度要求≥75邵氏A，粒料膠硬度≥6權(quán)利要求
1.一種聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料的體育場地鋪設(shè)材料，在由予聚體(A組分)的TDI(甲苯二異氰酸酯)與二羥基聚氧化丙烯醚反應(yīng)物，和擴(kuò)鏈交聯(lián)劑(B組分)的MOCA(3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷)、多羥基聚氧化丙烯醚溶合物及催化劑組成的體系中，其特征在于加入了有機化蒙脫土(OMMT)或有機化水滑石(OLDHs)層狀納米材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料的體育場地鋪設(shè)材料，其特征在于，其具體的組成為A組分組成(重量百分比)甲苯二異氰酸酯20-30％二羥基聚氧化丙烯醚80-70％B組分組成(重量百分比)有機化層狀納米材料2-7.5％3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷 1.5-6.5％三羥基聚氧化丙烯醚10-18％二羥基聚氧化丙烯醚 0-6％顏料3-5％陶土 28-45％氯化石蠟 30-40％其中，A組份和B組分的重量比為1∶2～1∶5。催化劑的用量是A組分和B組分重量和的0.10-0.50％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料，其特征在于，相對于A組分、B組分的總重量加入20～30重量％的黑橡膠粒(田徑跑道用)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料，其特征在于催化劑是環(huán)烷酸鋅汽油溶液。
5.一種聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料的制造方法，其特征在于，包括以下步驟1)、預(yù)先制備有機化層狀納米材料(有機化蒙脫土(OMMT)或有機化水滑石(OLDHs))，2)、制備A組分，將計量的二羥基聚氧化丙烯醚加入到反應(yīng)釜中，在80-90℃下，均勻攪拌抽真空至0.002MPa脫水2-3小時后冷卻至45-50℃。常壓下加入計量的甲苯二異氰酸酯，在干燥氮氣保護(hù)下，于80-90℃反應(yīng)2.5小時，冷卻至50℃，在氮氣保護(hù)下裝桶密封備用，3)、制備B組分，將計量的有機化層狀納米材料與三羥基聚氧化丙烯醚、二羥基聚氧化丙烯醚，在反應(yīng)釜中均勻攪拌、于80-90℃溫度條件下，抽真空至0.002MPa脫水2-3小時。在另一攪拌釜中，將顏料及增塑劑混拌并經(jīng)膠體磨研磨成色漿，再將擴(kuò)鏈劑3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷，填充料陶土與色漿一并混拌、經(jīng)膠體磨研磨后，用齒輪泵打入反應(yīng)釜中與有機化層狀納米材料及羥基聚氧化丙烯醚溶合物均勻攪拌，再在80-90℃，真空脫水2-3小時，冷卻至50℃，在常壓裝桶密封備用，4)、在體育場地現(xiàn)場鋪設(shè)聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料，將如上所述的裝桶密封備用的A組分，B組分按重量比為1∶2-1∶5計量稱重，攪拌均勻，加入計算量的催化劑(A組分，B組分的總重量的0.10～0.5重量％)迅速攪拌均勻，立即攤鋪在事先已做好的、平坦的基礎(chǔ)上，在15-35℃條件下，約30-60分內(nèi)凝膠，24小時內(nèi)固化，14日完全熟化后可投入使用，并測其各種力學(xué)性能等。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料的制造方法，其特征在于制備有機化蒙脫土(OMMT)的方法是，在800ml 80℃的水中加入5g己內(nèi)酰胺和4ml濃硫酸，充分水解，再緩慢注入到含有20g鈉-蒙脫土(陰離子交換容量＝90-100mmol/100g，粒徑40-70μm)的水溶液中，將這種混合液在80℃猛烈攪拌3小時后，冷卻，離心過濾，水洗至無SO4＝(用BaCl2溶液檢測無白色沉淀)，室溫干燥，再真空干燥至恒重，并研碎成約為50-90μm的粉末。鈉蒙脫土用WAXD儀測層間距為1nm。經(jīng)過離子交換法有機化的蒙脫土層間距測為1.9nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料的制造方法，其特征在于制備有機化水滑石(OLDHs)的方法是，在800ml 80℃的水中，加入水滑石(Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O)20g，在攪拌下逐滴加入十二烷基苯磺酸約12g，一直到溶液未見CO2氣泡逸出，充分?jǐn)嚢?小時后，離心過濾，水洗至pH6。真空干燥后研為粉末。水滑石層間距為0.79nm，用離子交換法有機化后用WAXD儀測試層間距為1.56nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料的制造方法，其特征在于在第4)階段現(xiàn)場鋪設(shè)時相對于A組分，B組分的總重量加入20～30重量％的黑橡膠粒(田徑跑道用)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5～8所述的任何一項的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料體育場地鋪設(shè)材料的制造方法，其特征在于催化劑是環(huán)烷酸鋅汽油溶液。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料,特別涉及用于鋪設(shè)體場地的聚氨酯彈性體/層狀納米復(fù)合材料及其制備方法。層狀納米材料系由蒙脫土及水滑石用不同插層劑插層復(fù)合的有機化蒙脫土及有機化水滑石。將二羥基聚氧化丙烯醚真空脫水加入甲苯二異氰酸酯制成A組分。將有機化納米材料與三羥基及二羥基聚氧化丙烯醚插層復(fù)合,再混入擴(kuò)鏈劑3,3′－二氯－4,4′－二氨基二苯基甲烷及色漿、補強填充料、增塑劑制成B組分。將A組分與B組分按重量比1∶2－1∶5混合,用環(huán)烷酸鋅作催化劑進(jìn)行插層復(fù)合聚合反應(yīng),制備出鋪設(shè)體育場地用高分子復(fù)合材料,在力學(xué)性能及阻燃性等方面優(yōu)于傳統(tǒng)的單一聚氨酯彈性體。
文檔編號E01C13/00GK1376749SQ0210592
公開日2002年10月30日 申請日期2002年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月9日
發(fā)明者孔克健 申請人:孔克健