專利名稱：一種黏膠劑、高性能人工草坪及其它們的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備高性能人工草坪的聚氨酯黏膠劑及其制備方法，以及利 用該黏膠劑制備人工草坪的方法和該方法所獲得的人工草坪。
背景技術(shù)：
20世紀60年代，美國的一個軍工項目發(fā)明了人工草坪技術(shù)。由于只需要投入少量 的維護保養(yǎng)費用，人工草坪很快就獲得場地使用者們的青睞。在近50年的不斷研究與開發(fā) 中，人工草坪在制造材料、編織工藝、填充材料等多方面進行了改善，如今的人工草坪已經(jīng) 廣泛地用于足球、籃球、網(wǎng)球、曲棍球、橄欖球、高爾夫球及休閑場所。近些年，其與天然草坪 間的差異日益縮小。進入21世紀以后，人工草坪的使用更加合理化，其在國際大賽上的使 用也逐漸得到了認可，如國際足聯(lián)已決定，在2010年南非世界杯足球賽上允許采用人工草 坪。在使用過程中，人們也發(fā)現(xiàn)人工草坪帶來了負面問題一方面，傳統(tǒng)膠黏劑(丁 苯膠乳)粘結(jié)性的限制，聚乙烯草絲由于粘結(jié)不牢，很容易造成草絲從主底襯上脫落，大大 降低了人工草坪的使用壽命，需要很大的保養(yǎng)維護費用，這也就是為什么人工草坪非常重 視草絲拔出力這一指標的原因；另一方面，人工草坪的主底襯比自然草坪更硬，緩沖力被減 小，導(dǎo)致受傷運動員的人數(shù)增多，長期使用人工草坪甚至衍生出一種特殊的疾病——阿斯 特羅腳趾病，人工草坪的硬度讓運動員感覺不安全。傳統(tǒng)的人工草坪背膠技術(shù)都是采用丁苯膠乳背膠的方法，其最大的缺點就是粘結(jié) 強度不高、且底襯硬而脆性大。本發(fā)明采用的是一種聚氨酯材料作為背膠膠黏劑，進行草絲 與底襯的粘結(jié)。本發(fā)明所描述的聚氨酯膠黏劑是一種由多元醇化合物(聚醚、聚酯、植物油 多元醇等)與二元或多異氰酸酯反應(yīng)制得，在分子結(jié)構(gòu)中，由于含有多種極性集團和非極 性集團，且分子間能形成氫鍵，具有較大的內(nèi)聚力，所以對草絲與底襯具有很強的粘結(jié)性， 且聚氨酯膠膜具有低溫柔順性好，撓曲性好等性能特點。進一步的說，聚合物的分子鏈段 主要是由軟段和硬段組成，軟段結(jié)構(gòu)對膠黏劑的拉伸強度、粘結(jié)強度、伸長率、結(jié)晶性等有 較大影響。軟段中經(jīng)常使用的主要有聚酯型和聚醚型兩種聚酯型多元醇分子中因含有較 多的極性酯基，內(nèi)聚能較大，可形成較強的分子內(nèi)氫鍵，因而聚酯型多元醇聚合而成的膠黏 劑具有較高的拉伸強度、撕裂強度、粘結(jié)強度等力學(xué)性能；聚醚多元醇中，醚鍵的內(nèi)聚能較 低，而且相鄰的亞甲基被醚鍵的氧原子所分開，被分開的亞甲基上的氫原子也被隔離較遠， 削弱了亞甲基的氫原子之間的相互排斥力。因此，由聚醚多元醇聚合而成的膠黏劑具有較 低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、而且具有較好的耐候性、水解穩(wěn)定性和耐霉菌等性能，但力學(xué)性能較 差。目前，歐美國家隨著對環(huán)保的重視，對高品質(zhì)的追求，所鋪設(shè)的人工草坪指定要求 聚氨酯膠黏劑作為背膠劑，逐漸取代之前丁苯膠乳的方法。國內(nèi)也有廠家提出對聚氨酯膠 黏劑的需求，應(yīng)該說在人工草坪背膠領(lǐng)域，聚氨酯膠黏劑是一新的發(fā)展趨勢。中請?zhí)枮镃N200910025944. 3的專利公開了一種聚氨酯膠黏劑技術(shù)，介紹了組合料的組成，但使用該技術(shù)方案制備的人工草坪制品草絲拔出力為40-60N。W02009056284公開了一種人工草坪的制備方法，該方法介紹了組合料的組成及施
工工藝。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種用于制備人工草坪的聚氨酯膠黏劑及其制備方法，以及利用該黏膠劑制備人工草坪的方法和該方法所獲得的人工草坪。本發(fā)明所述聚氨酯黏膠劑包括按以重量份比計的如下各組分多元醇100份；擴鏈劑 5-15份；色漿0-5 份；無機填料 100-200份；催化劑0.5-1. 5 份；抑水劑 30-100份，和異氰酸酯 40-80份；其中，所述100重量份的多元醇中含有20-100重量份的蓖麻油、和0_80重量份的
聚醚多元醇和/或聚酯多元醇。本發(fā)明所述的人工草坪是聚乙烯拉絲成人工草絲，縫制在丙綸布上面，再用本發(fā) 明的聚氨酯膠黏劑粘結(jié)在丙綸布上，以固定草絲與丙綸布的粘結(jié)，底襯上面鋪設(shè)石英砂和 橡膠微粒組成的一種混合物。本發(fā)明中，作為優(yōu)選的實施方式之一，所述聚醚多元醇的分子量為300-5000，官能 度為2-3，羥值為30-600 ；聚酯多元醇的分子量為500-3000，官能度為2，羥值為30-220 ；優(yōu) 選所述多元醇為 Polyol UPolyol 2、Polyol3、Polyol 4,Polyol 5,Polyol 6,Polyol 7、 Polyol 8, Polyol 9或PolyollO、或它們的兩種或兩種以上組合。所述的擴鏈劑包括但不限于一縮二乙二醇、一縮二丙二醇、乙二醇、丙二醇、1， 4_ 丁二醇、和聚乙二醇(分子量200-600)中的一種或幾種。所述無機填料為重晶粉、陶土、滑石粉、重質(zhì)碳酸鈣、云母粉、和石棉粉中的一種或 幾種。所述色漿包括但不限于紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、紫色、和黑色色漿中的一種 或多種。所述的催化劑為有機酸封閉的叔胺類催化劑，進一步優(yōu)選為己二酸封閉的雙(二 甲氨基乙基)醚的一縮二丙二醇溶液，己二酸封閉的三亞乙基二胺的一縮二丙二醇溶液， 己二酸封閉的N，N-二甲基環(huán)己胺的一縮二丙二醇溶液，己二酸封閉的五甲基二亞乙基三 胺的一縮二丙二醇溶液，己二酸封閉的雙(二甲氨基乙基)醚的一縮二己二醇溶液，己二 酸封閉的三亞乙基二胺的一縮二己二醇溶液，己二酸封閉的N，N-二甲基環(huán)己胺的一縮二 己二醇溶液，和己二酸封閉的五甲基二亞乙基三胺的一縮二己二醇溶液中的一種或幾種； 優(yōu)選所述催化劑為catalyzer 1、catalyzer 2、或catalyzer 3，或它們兩種及以上的組合 物。所述催化劑的特點是高溫敏性、高延遲效率，即在溫度較低時活性很低，但溫度升高時 可以解封，表現(xiàn)出較高的催化活性。
所述抑水劑為陶土、云母土、活性炭、硅膠、活性氧化鋁、合成沸石、硅酸鹽礦物、蒙 脫石、海泡石和坡縷石中的一種或幾種，本發(fā)明進一步優(yōu)選為陶土、硅膠、合成沸石、坡縷 石、硅酸鹽礦物的一種或幾種。本發(fā)明所述的異氰酸酯包括但不限于二苯基甲烷二異氰酸酯、多亞甲基多苯基異 氰酸酯、和多元醇氨酯改性異氰酸酯中的一種或幾種，NCO百分含量為10-33.6%，優(yōu)選為 20-33. 6% ；25°C時粘度為150-3000mPa · s。作為優(yōu)選的實施方式之一，所述多元醇氨酯改 性異氰酸酯的NCO含量為5-25%，其中所述多元醇是聚醚多元醇、聚酯多元醇、和植物油多 元醇的中一種或幾種。本發(fā)明所述聚氨酯膠黏劑可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的方法進行制備，但本發(fā)明優(yōu)選采 用如下方法進行制備1)將多元醇、擴鏈劑、色漿、無機填料、催化劑、和抑水劑混合，然后用高速剪切攪 拌器攪拌100-250分鐘，攪拌速度為50-500轉(zhuǎn)/分，得混合物(即組份A)；2)將步驟1所得混合物(組份A)與異氰酸酯(組份B)進行混合，即得聚氨酯膠 黏劑。本發(fā)明中的用于人工草坪背膠的膠黏劑為雙組份反應(yīng)型聚氨酯膠黏劑，即標記為 組份A的多元醇、擴鏈劑、色漿、無機填料、催化劑、抑水劑預(yù)先混合物，和標記為B組份的異 氰酸酯。其中優(yōu)選A組份粘度45°C時彡5000mPa · s，最佳彡3000mPa · s，B組份粘度25°C 時彡 IOOOmPa · s，最佳彡 600mPa · s。所述多元醇、擴鏈劑、色漿、無機填料、催化劑和抑水劑進行預(yù)先混合的溫度為 5-35°C，最佳是15-25°C，混合后得預(yù)先混合物(即組分A)；然后將組合A和B進行混合，其 中A、B組份進行混合時的溫度為5-35°C，最佳是15-25°C。本發(fā)明還提供一種利用的聚氨酯膠黏劑制備人工草坪的方法，所述方法包括將 聚氨酯膠黏劑施于人工草坪的底背上，使每平方米草坪被膠600-1000g聚氨酯膠黏劑，然 后0-80°C紅外預(yù)熱、80-160°C固化，固化時間為6-15min小時，然后室溫放置24-72小時后， 即得人工草坪。本發(fā)明方法中，A、B兩組份經(jīng)充分混合開始到最后出烘道的時間(要保證不影響 打孔和包裝)，這個時間標記為固化時間，本發(fā)明中的用于人工草坪背膠的聚氨酯膠黏劑固 化時間為6-15min，一般為9-12min。所述淋膠量每分鐘為5_20kg，傳送帶的線速度為2_5m/ min，傳送帶幅寬I-IOm ；紅外預(yù)熱溫度為0-80°C，預(yù)熱范圍幅寬I-IOm ；烘道加熱固化溫度 為 80-160°C。本發(fā)明中A、B組份經(jīng)計量機械泵運送到混合裝置，經(jīng)充分混合后淋膠到人工草坪 底襯上，經(jīng)刮刀板刮平、紅外預(yù)熱、烘道加熱、固化打孔、包裝最后制得人工草坪；本發(fā)明方法制備的人工草坪經(jīng)IS04919方法測試，其草絲拔出力為80-200N。本發(fā)明聚氨酯黏膠劑中采用了蓖麻油為主要原料作為A組份，蓖麻油較強的疏水性能決定了人工草坪良好的滲水性，在短時間內(nèi)即可投入使用。更關(guān)鍵的是本發(fā)明采用了 抑水劑的方法，可以消除生產(chǎn)、儲存、運輸、使用過程中微量水的影響。眾所周知的是，水與 異氰酸酯反應(yīng)生成二氧化碳，導(dǎo)致制品有氣孔，嚴重影響制備的力學(xué)性能，使用本發(fā)明的人 工草坪草絲拔出力可達80N，明顯高于國家及FIFA標準(30N)，大大節(jié)省了保養(yǎng)費用。另外 正是引入了抑水劑，大大提高了產(chǎn)品草絲拔出力，A、B料雙組份反應(yīng)時，異氰酸酯指數(shù)在較低、制品可以較軟的情況下，就可以保證產(chǎn)品的草絲拔出力；再有本發(fā)明在異氰酸酯的選擇 上，也進行了改進，本發(fā)明采用了氨酯改性技術(shù)，即多元醇先與異氰酸酯反應(yīng)，形成大分子 鏈的端NCO預(yù)聚體，最后形成的鏈段結(jié)構(gòu)更為規(guī)整，此預(yù)聚體也可以明顯提高制品良好的 粘結(jié)性能，另一方面，氨酯改性技術(shù)可以有效的控制反應(yīng)物的黏度、反應(yīng)放熱、反應(yīng)活性，即 初始反應(yīng)不至于粘度增長過快，以保證物料良好的流動性，可以均勻的涂覆在草坪底背上。本發(fā)明用于人工草坪背膠的聚氨酯膠黏劑技術(shù)主要有以下特點1、抑水劑的引入，可以抑制水分的影響，進而保證了膠片的性能，經(jīng)本發(fā)明膠黏劑制備的人工草坪的草絲拔出力可達80N，遠遠大于國標及FIFA標準(30N)；2、異氰酸酯技術(shù)，引入預(yù)聚體技術(shù)，經(jīng)本發(fā)明膠黏劑制備的人工草坪在保證良好 柔順性、較低硬度的同時，仍可以保證良好的粘結(jié)強度；還可以有效的控制反應(yīng)物的黏度、 反應(yīng)放熱、反應(yīng)活性，即初始反應(yīng)不至于粘度增長過快，以保證物料良好的流動性，可以均 勻的涂覆在草坪底背上。3、本發(fā)明引入了蓖麻油，蓖麻油良好的疏水性能，決定了人工草坪良好的滲水性， 在短時間內(nèi)即可投入使用。4、本發(fā)明人工草坪制品的粘結(jié)性能大大提高，可以在極為柔軟的狀況下保證良好 的粘結(jié)強度，底襯柔軟且韌性良好，很大程度上防止了運動員罹患阿斯特羅腳趾病。
具體實施例方式本發(fā)明現(xiàn)通過以下實施例進一步說明，但并不受限于此。Polyol 1甘油起始，環(huán)氧丙烷的均聚聚醚多元醇，分子量為3000、官能度為3，羥 值是 56. lmgKOH/g ；Polyol 2三羥甲基丙烷起始，環(huán)氧丙烷的均聚聚醚多元醇，官能度為3000、官能 度為3、羥值是56.1;Polyol 3丙二醇起始，環(huán)氧丙烷的均聚聚醚多元醇，分子量為2000、官能度為2， 羥值是 56. lmgKOH/g ；Polyol 4丙二醇起始，環(huán)氧丙烷的均聚聚醚多元醇，分子量為1000、官能度為2， 羥值是 112. 2mgK0H/g ；Polyol 5丙二醇起始，環(huán)氧丙烷的均聚聚醚多元醇，分子量為400、官能度為2，羥 值是 280. 5mgK0H/g ；Polyol 6己二酸與一縮二乙二醇縮聚制得的聚酯多元醇，分子量為1000、官能度 為 2，羥值是 112. 2mgK0H/g ；Polyol 7己二酸與乙二醇縮聚制得的聚酯多元醇，分子量為1000、官能度為2，羥 值是 112. 2mgK0H/g ；Polyol 8己二酸與乙二醇縮聚制得的聚酯多元醇，分子量為2000、官能度為2，羥 值是 56. lmgKOH/g ；Polyol 9己二酸與乙二醇縮聚制得的聚酯多元醇，分子量為4000、官能度為2，羥 值是 280. 5mgK0H/g ；Polyol 10己二酸與乙二醇、甘油縮聚制得的聚酯多元醇，分子量為1000、官能度 為 2. 3，羥值是 129mgK0H/g;
Polyol 1-10的具體制備方法(以最終產(chǎn)品聚醚、聚酯IOOOg計算)Polyol 1聚醚制備將30. 7g甘油和1. 94g氫氧化鉀放入反應(yīng)釜中，氮氣置換 三次，升溫到80-100°C反應(yīng)1-2小時，抽真空脫水，體系中的水分控制在0. 1 %以下，在 105-115°C之間連續(xù)通入969. 3g環(huán)氧丙烷，體系壓力控制在0. 3MPa以內(nèi)，環(huán)氧丙烷進料完 畢，當體系壓力降低到負壓，開始抽真空脫除小分子，然后加入蒸餾水，在85-95°C，攪拌半 小時，然后加入50 %的磷酸中和，控制酸值在0. 05mgK0H/g以下，在80-90 V之間1小時，降 溫出料，過濾后，得到聚醚多元醇1。Polyol 2聚醚制備將44. 7g三羥甲基丙烷和1. 91g氫氧化鉀放入反應(yīng)釜中，氮氣置換三次，升溫到80-100°C反應(yīng)1-2小時，抽真空脫水，體系中的水分控制在0. 1 %以下， 在105-115°C之間連續(xù)通入955. 3g環(huán)氧丙烷，體系壓力控制在0. 3MPa以內(nèi)，環(huán)氧丙烷進料 完畢，當體系壓力降低到負壓，開始抽真空脫除小分子，然后加入蒸餾水，在85-95°C，攪拌 半小時，然后加入50%的磷酸中和，控制酸值在0. 05mgK0H/g以下，在80_90°C之間1小時， 降溫出料，過濾后，得到聚醚多元醇2 ；Polyol 3聚醚制備將36. Og丙二醇和1. 93g氫氧化鉀放入反應(yīng)釜中，氮氣置 換三次，升溫到80-100°C反應(yīng)1-2小時，抽真空脫水，體系中的水分控制在0. 1 %以下，在 105-115°C之間連續(xù)通入964. Og環(huán)氧丙烷，體系壓力控制在0. 3MPa以內(nèi)，環(huán)氧丙烷進料完 畢，當體系壓力降低到負壓，開始抽真空脫除小分子，然后加入蒸餾水，在85-95°C，攪拌半 小時，然后加入50 %的磷酸中和，控制酸值在0. 05mgK0H/g以下，在80-90 V之間1小時，降 溫出料，過濾后，得到聚醚多元醇3 ；Polyol 4聚醚制備將72. Og丙二醇和1. 93g氫氧化鉀放入反應(yīng)釜中，氮氣置 換三次，升溫到80-100°C反應(yīng)1-2小時，抽真空脫水，體系中的水分控制在0. 1 %以下，在 105-115°C之間連續(xù)通入928. Og環(huán)氧丙烷，體系壓力控制在0. 3MPa以內(nèi)，環(huán)氧丙烷進料完 畢，當體系壓力降低到負壓，開始抽真空脫除小分子，然后加入蒸餾水，在85-95°C，攪拌半 小時，然后加入50 %的磷酸中和，控制酸值在0. 05mgK0H/g以下，在80-90 V之間1小時，降 溫出料，過濾后，得到聚醚多元醇4 ；Polyol 5聚醚制備將180. Og丙二醇和1. 64g氫氧化鉀放入反應(yīng)釜中，氮氣置 換三次，升溫到80-100°C反應(yīng)1-2小時，抽真空脫水，體系中的水分控制在0. 1 %以下，在 105-115°C之間連續(xù)通入820. Og環(huán)氧丙烷，體系壓力控制在0. 3MPa以內(nèi)，環(huán)氧丙烷進料完 畢，當體系壓力降低到負壓，開始抽真空脫除小分子，然后加入蒸餾水，在85-95°C，攪拌半 小時，然后加入50 %的磷酸中和，控制酸值在0. 05mgK0H/g以下，在80-90 V之間1小時，降 溫出料，過濾后，得到聚醚多元醇5 ；Polyol 6聚酯制備將638. 6g己二酸與495. Og 一縮二乙二醇加入到反應(yīng)釜中， 逐漸升溫，當溫度升到150°C，體系開始出水，緩慢升溫，體系逐漸出水，當體系酸值降低到 10mgK0H/g以下時，維持體系溫度200-230°C之間，抽真空，控制真空度，繼續(xù)脫水，當酸值 降低到lmgKOH/g以下時，降溫出料，得到聚酯多元醇6 ；Polyol 7聚酯制備將816. Ig己二酸與352. 8g乙二醇加入到反應(yīng)釜中，逐 漸升溫，當溫度升到150°C，體系開始出水，緩慢升溫，體系逐漸出水，當體系酸值降低到 10mgK0H/g以下時，維持體系溫度200-230°C之間，抽真空，控制真空度，繼續(xù)脫水，當酸值 降低到lmgK0H/g以下時，降溫出料，得到聚酯多元醇7 ；
Polyol 8聚酯制備將843. Og己二酸與331. 4g乙二醇加入到反應(yīng)釜中，逐漸升溫，當溫度升到150°C，體系開始出水，緩慢升溫，體系逐漸出水，當體系酸值降低到 10mgK0H/g以下時，維持體系溫度200-230°C之間，抽真空，控制真空度，繼續(xù)脫水，當酸值 降低到lmgKOH/g以下時，降溫出料，得到聚酯多元醇8 ；Polyol 9聚酯制備將857. Og己二酸與320. 9g乙二醇加入到反應(yīng)釜中，逐 漸升溫，當溫度升到150°C，體系開始出水，緩慢升溫，體系逐漸出水，當體系酸值降低到 10mgK0H/g以下時，維持體系溫度200-230°C之間，抽真空，控制真空度，繼續(xù)脫水，當酸值 降低到lmgKOH/g以下時，降溫出料，得到聚酯多元醇9 ；Polyol 10聚酯制備將703. Og己二酸與237. 5g乙二醇、203. 6g甘油加入到反應(yīng) 釜中，逐漸升溫，當溫度升到150°C，體系開始出水，緩慢升溫，體系逐漸出水，當體系酸值降 低到10mgK0H/g以下時，維持體系溫度200-230°C之間，抽真空，控制真空度，繼續(xù)脫水，當 酸值降低到lmgKOH/g以下時，降溫出料，得到聚酯多元醇10。catalyzer 1 33%濃度己二酸封端三乙烯二胺的一縮二丙二醇溶液；catalyzer 2 70%濃度己二酸封端雙(二甲氨基乙基)醚的一縮二丙二醇溶液；catalyzer 3 70%濃度己二酸封端N，N-二甲基環(huán)己胺的一縮二乙二醇溶液。具體制備方法如下catalyzerl的制備在裝有攪拌器、溫度計、氮氣管的三口瓶內(nèi)加入IOOg 33%濃 度的三乙烯二胺的一縮二丙二醇溶液，逐漸升溫，當溫度升高到70°C時，加入12g己二酸， 逐漸開啟攪拌，攪拌速率控制在150r/min，在80-90°C之間1小時反應(yīng)2h，降溫出料，過濾后 得到催化劑1。Catalyzed的制備在裝有攪拌器、溫度計、氮氣管的三口瓶內(nèi)加入IOOg雙(二 甲氨基乙基)醚的一縮二丙二醇溶液，逐漸升溫，當溫度升高到70°C時，加入18g己二酸，逐 漸開啟攪拌，攪拌速率控制在150r/min，在80-90°C之間1小時反應(yīng)2h，降溫出料，過濾后得 到催化劑2。Catalyzer3的制備在裝有攪拌器、溫度計、氮氣管的三口瓶內(nèi)加入IOOg N，N-二 甲基環(huán)己胺的一縮二乙二醇溶液，逐漸升溫，當溫度升高到70°C時，加入20g己二酸，逐漸 開啟攪拌，攪拌速率控制在150r/min，在80-90°C之間1小時反應(yīng)2h，降溫出料，過濾后得到 催化劑3。Isocynatel的制備在裝有攪拌器、溫度計、氮氣管的三口瓶內(nèi)加入IOOg MDI100，加熱至60 70°C，然后加入計算好的Polyol 4100g,于80°C反應(yīng)2h后，取樣分析 NCO質(zhì)量分數(shù)，合格后降溫至30°C以下再加入40g多亞甲基多苯基異氰酸酯，Isocynatel的 NCO質(zhì)量分數(shù)控制在15. 0-16. 0% ； Isocynate2的制備在裝有攪拌器、溫度計、氮氣管的三口瓶內(nèi)加入IOOg MDI100，加熱至60 70°C，然后加入計算好的Polyol 510g,于80°C反應(yīng)2h后，取樣分析 NCO質(zhì)量分數(shù)，合格后降溫至30°C以下再加入20g多亞甲基多苯基異氰酸酯，Isocynate2的 NCO質(zhì)量分數(shù)控制在28. 5-29. 5% ； Isocynate3的制備在裝有攪拌器、溫度計、氮氣管的三口瓶內(nèi)加入IOOg MDI100，加熱至60 70°C，然后加入計算好的Polyol 630g,于80°C反應(yīng)2h后，取樣分析 NCO質(zhì)量分數(shù)，合格后降溫至30°C以下再加入30g多亞甲基多苯基異氰酸酯，Isocynate3的NCO質(zhì)量分數(shù)控制在25. 0-26. 0% ；Isocynate4的制備在裝有攪拌器、溫度計、氮氣管的三口瓶內(nèi)加入IOOg MDI100，加熱至30-40°C，再加入50g多亞甲基多苯基異氰酸酯，Isocynate4的NCO質(zhì)量分 數(shù)為32. 7%。實施例1雙組份聚氨酯膠黏劑及人工草坪的制備蓖麻油50Polyoll25Polyol825一縮二丙二醇 10黑色漿2重質(zhì)碳酸鈣 80陶土80catalyzerl 0. 5catalyzer 3 0. 5活性氧化鋁 20海泡石20Isocynatel 89常溫下，依次將上述A組份原料放入反應(yīng)釜中，使用高速剪切攪拌器攪拌5分鐘， 攪拌的速度為500轉(zhuǎn)/分，出料作為systeml。將systeml與isocynatel放入各自的儲料 罐中，Systeml與isocynatd經(jīng)計量機械泵運送到混合裝置，每分鐘出料15kg，攪拌30s， 淋膠到人工草坪的底背上，經(jīng)60°C紅外預(yù)熱，120°C烘道中固化，固化時間為9min，室溫放 置24h之后，測試力學(xué)性能。按照國家標準GB/T20394-2006，取10組樣品取平均值，測試草 絲拔出力，草絲拔出力強度達到93. 6N,硬度(邵A) 45度，平均每平米施膠816g。實施例2雙組份聚氨酯膠黏劑及人工草坪的制備蓖麻油45Polyol 220Polyol 935一縮二 乙二醇10綠色漿2. 6重晶粉60云母土70catalyzer 20. 15catalyzer 30. 35硅膠20合成沸石20Isocynate260常溫下，依次將上述A組份原料放入反應(yīng)釜中，使用高速剪切攪拌器攪拌5分鐘，攪拌的速度為500轉(zhuǎn)/分，出料作為system〗。將SyStem2與isocynatd放入各自的儲料 罐中，SyStem2與isocynatd經(jīng)計量機械泵運送到混合裝置，每分鐘出料12kg，攪拌30s，淋膠到人工草坪的底背上，經(jīng)40°C紅外預(yù)熱，120°C烘道中固化，固化時間為lOmin，室溫放置24h之后，測試力學(xué)性能。按照國家標準GB/T20394-2006，取10組樣品取平均值，測試草 絲拔出力，草絲拔出力強度達到91. 8N，硬度(邵A)42度，平均每平米施膠756g。實施例3雙組份聚氨酯膠黏劑及人工草坪的制備蓖麻油40Polyol 320Polyol 1040乙二醇8紅色漿2滑石粉75石棉粉75catalyzer 10. 25catalyzer 20. 45硅酸鹽礦物蒙脫 20坡縷20Isocynate370常溫下，依次將上述A組份原料放入反應(yīng)釜中，使用高速剪切攪拌器攪拌5分鐘， 攪拌的速度為500轉(zhuǎn)/分，出料作為SyStem3。將SyStem3與isocynatd放入各自的儲料 罐中，System3與isocynatd經(jīng)計量機械泵運送到混合裝置，每分鐘出料13. 5kg，攪拌30s， 淋膠到人工草坪的底背上，經(jīng)40°C紅外預(yù)熱，105°C烘道中固化，固化時間為lOmin，室溫放 置24h之后，測試力學(xué)性能。按照國家標準GB/T20394-2006，取10組樣品取平均值，測試草 絲拔出力，草絲拔出力強度達到102. 4N,硬度(邵A) 46度，平均每平米施膠721g。實施例4雙組份聚氨酯膠黏劑及人工草坪的制備蓖麻油35Polyol215Polyol7501，4-丁二醇 8紫色漿4滑石粉75重質(zhì)碳酸鈣 65catalyzer 1 0. 1catalyzer3 0. 45合成沸石 20坡縷石20Isocynate4 55常溫下，依次將上述A組份原料放入反應(yīng)釜中，使用高速剪切攪拌器攪拌5分鐘， 攪拌的速度為500轉(zhuǎn)/分，出料作為SyStem4。將SyStem4與isocynatd放入各自的儲料 罐中，System4與isocynatd經(jīng)計量機械泵運送到混合裝置，每分鐘出料16. 5kg，攪拌30s， 淋膠到人工草坪的底背上，經(jīng)45°C紅外預(yù)熱，130°C烘道中固化，固化時間為8. 5min，室溫放置24h之后，測試力學(xué)性能。按照國家標準GB/T20394-2006，取10組樣品取平均值，測試 草絲拔出力，草絲拔出力強度達到84. 8N,硬度(邵A) 48度，平均每平米施膠734g。實施例5雙組份聚氨酯膠黏劑及人工草坪的制備蓖麻油50Polyol 325Polyol 625一縮二丙二醇 6紫色漿4重質(zhì)碳酸鈣 150catalyzer 1 0. 15catalyzer 3 0. 35坡縷石40Isocynate2 52常溫下，依次將上述A組份原料放入反應(yīng)釜中，使用高速剪切攪拌器攪拌5分鐘， 攪拌的速度為500轉(zhuǎn)/分，出料作為SyStem5。將SyStem5與isocynatd放入各自的儲料 罐中，System5與isocynatd經(jīng)計量機械泵運送到混合裝置，每分鐘出料16. 5kg，攪拌30s， 淋膠到人工草坪的底背上，經(jīng)45°C紅外預(yù)熱，130°C烘道中固化，固化時間為8. 5min，室溫 放置24h之后，測試力學(xué)性能。按照國家標準GB/T20394-2006，取10組樣品取平均值，測試 草絲拔出力，草絲拔出力強度達到94. 8N,硬度(邵A) 52度，平均每平米施膠822g。實施例6雙組份聚氨酯膠黏劑及人工草坪的制備蓖麻油50Polyol 225Polyol 925一縮二 乙二醇 7黑色漿4滑石粉140catalyzer 2 0. 15catalyzer 3 0. 35合成沸石40Isocynate4 47常溫下，依次將上述A組份原料放入反應(yīng)釜中，使用高速剪切攪拌器攪拌5分鐘， 攪拌的速度為500轉(zhuǎn)/分，出料作為SyStem6。將SyStem6與isocynatd放入各自的儲料 罐中，System5與isocynatd經(jīng)計量機械泵運送到混合裝置，每分鐘出料18. 3kg，攪拌30s， 淋膠到人工草坪的底背上，經(jīng)45°C紅外預(yù)熱，130°C烘道中固化，固化時間為7. 5min，室溫 放置24h之后，測試力學(xué)性能。按照國家標準GB/T20394-2006，取10組樣品取平均值，測試 草絲拔出力，草絲拔出力強度達到91. 2N，硬度(邵A)56度，平均每平米施膠906g。
權(quán)利要求
一種用于人工草坪的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，由以下原料制成100質(zhì)量份的多元醇；5-15質(zhì)量份的擴鏈劑；0-5質(zhì)量份的色漿；100-200質(zhì)量份的無機填料；0.5-1.5質(zhì)量份的催化劑；30-100質(zhì)量份的抑水劑；和30-100質(zhì)量份的異氰酸酯；其中，所述100質(zhì)量份的多元醇中含有20-100質(zhì)量份的蓖麻油、和0-80質(zhì)量份的聚醚多元醇和/或聚酯多元醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所述聚醚多元醇的分子量為 300-5000，官能度為2-3，羥值為30-600 ；聚酯多元醇的分子量為500-3000，官能度為2， 羥值為 30-220 ；優(yōu)選所述多元醇為 Polyoll、Polyol 2、Polyol 3、Polyol 4、Polyol 5、 Polyol 6、Polyol 7、Polyol8、Polyol 9或Polyol 10、或它們的兩種或兩種以上組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所述的擴鏈劑為一縮二乙二醇、 一縮二丙二醇、乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、和聚乙二醇(分子量200-600)中的一種或幾 種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所述無機填料為重晶粉、陶土、 滑石粉、重質(zhì)碳酸鈣、云母粉、和石棉粉中的一種或幾種；所述色漿為紅色、橙色、黃色、綠 色、藍色、紫色、黑色的色漿。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所述的催化劑為有機酸封閉的 叔胺類催化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所述的催化劑為己二酸封閉的 雙(二甲氨基乙基)醚的一縮二丙二醇溶液，己二酸封閉的三亞乙基二胺的一縮二丙二醇 溶液，己二酸封閉的N，N- 二甲基環(huán)己胺的一縮二丙二醇溶液，己二酸封閉的五甲基二亞乙 基三胺的一縮二丙二醇溶液，己二酸封閉的雙(二甲氨基乙基)醚的一縮二己二醇溶液， 己二酸封閉的三亞乙基二胺的一縮二己二醇溶液，己二酸封閉的N，N-二甲基環(huán)己胺的一 縮二己二醇溶液，和己二酸封閉的五甲基二亞乙基三胺的一縮二己二醇溶液中的一種或幾 種；優(yōu)選所述催化劑為catalyzer 1、catalyzer 2、或catalyzer 3，或它們兩種及以上的 組合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所述抑水劑為陶土、云母土、活 性炭、硅膠、活性氧化鋁、合成沸石、硅酸鹽礦物、蒙脫石、海泡石和坡縷石中的一種或幾種； 優(yōu)選陶土、硅膠、合成沸石、坡縷石或硅酸鹽礦物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所述的異氰酸酯包括二苯基甲 烷二異氰酸酯、多亞甲基多苯基異氰酸酯、和多元醇氨酯改性異氰酸酯中的一種或幾種， NC0 百分含量為 10-33. 6%，25°C時粘度為 150_3000mPa s。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所述多元醇氨酯改性異氰酸酯 的NC0含量為5-25%，其中所述多元醇是聚醚多元醇、聚酯多元醇、和植物油多元醇中的一 種或幾種；優(yōu)選為 Isocynate Ulsocynate 2、Isocynate 3 或 Isocynate 4,或他們兩種及以上組合物。
10.一種權(quán)利要求1-9任一所述的用于人工草坪背膠的聚氨酯膠黏劑的制備方法，其 特征在于，所述方法包括1)將多元醇、擴鏈劑色漿、無機填料、催化劑、和抑水劑進行混合，然后用高速剪切攪拌 器攪拌100-250分鐘，攪拌速度為50-500轉(zhuǎn)/分，得混合物；2)將步驟1所得混合物與異氰酸酯進行混合，即得聚氨酯膠黏劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，步驟1)所得混合物的粘度45°C時 彡5000mPa *s，優(yōu)選彡3000mPa s，異氰酸酯粘度25°C時彡lOOOmPa s，優(yōu)選彡600mPa 's0
12.一種利用權(quán)利要求1-9任一所述的聚氨酯膠黏劑制備人工草坪的方法，其特 征在于，所述方法包括將聚氨酯膠黏劑施于人工草坪的底背上，使每平方米草坪被 膠600-1000g聚氨酯膠黏劑，然后在0-80°C紅外預(yù)熱、并在80-160°C固化，固化時間為 6-15min小時，然后室溫放置24-72小時后，即得人工草坪。
13.一種根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法制備的人工草坪，其特征在于，所述人工草坪經(jīng) IS04919方法測試，草絲拔出力為80-200N。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制備高性能人工草坪的聚氨酯黏膠劑及其制備方法，以及利用該黏膠劑制備人工草坪的方法和該方法所獲得的人工草坪。本發(fā)明所述聚氨酯膠黏劑由以下原料制成100質(zhì)量份的多元醇；5-15質(zhì)量份的擴鏈劑；0-5質(zhì)量份的色漿；100-200質(zhì)量份的無機填料；0.5-1.5質(zhì)量份的催化劑；30-100質(zhì)量份的抑水劑；和30-100質(zhì)量份的異氰酸酯。該黏膠劑經(jīng)機械泵把原料均勻的淋到人工草坪主底襯上，經(jīng)刮漿刀刮平、紅外預(yù)熱、烘道加熱，最后固化打孔、包裝。該人工草坪每平米背膠600-1000g，室溫放置24h后，測試草絲拔出力可大于80N，且主底襯柔軟有良好的韌性。
文檔編號E01C13/08GK101831265SQ20101015817
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者劉新建, 張謙和, 李鵬敏, 林芳茜, 趙 怡 申請人:北京科聚化工新材料有限公司;煙臺萬華聚氨酯股份有限公司