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质料对塑胶跑道用单组分聚氨酯胶粘剂功能的影响

时刻:2015-12-23 16:55:43作者:丁卫国 来历:聚氨酯工业

  摘要: 研讨了塑胶跑道用单组分聚氨酯胶粘剂各个组分对其功能影响。归纳剖析标明,当聚醚多元醇N-340G 的相对分子质量在4000 ~ 5000、特种助剂E 的运用量在10%左右时,组成的胶粘剂机械功能和性价比最值; 老化试验成果标明,平等条件下,用胶粘剂6 制得的样品老化后仍比其它种类胶粘剂的机械功能高。

塑胶跑道

  聚氨酯( PU) 塑胶跑道资料具有优异的防滑、阻燃、吸震功能,且具有抗静电、颜色漂亮等特色,首要在国外开发及运用,我国1972 年开端研发运动场所用PU 资料,通过多年的开展,现在已具有混合型塑胶跑道、全PU 球场专用地板料( 包含硅PU 等) 和室内塑胶地板料等PU 塑胶跑道资料产品[2],但这些种类还远不能到达满意商场的需求。未来塑胶跑道的铺装资料的开展趋势将体现在以下几个方面: ( 1) 新产品的开发,如外表压花预成型无颗粒塑胶跑道和现场浇注压花型无颗粒塑胶跑道。( 2) 产品性价比的竞赛,如低本钱的透气型跑道和高性价比的混合型塑胶跑道、全PU 球场所板料。透气型跑道产品首要体现在跑道用胶粘剂产品的竞赛。( 3) 环境友好型铺装资料的开发。

  透气型塑胶跑道首要由底层面胶、中间层9 mm黑颗粒层、面层喷涂3 mm 防滑层所组成,它具有透气、透水、高弹性,且本钱低、外观能够各种颜色喷涂等特色广为用户所喜欢。但国内对中间层黑颗粒层粘接的单组分聚氨酯胶粘剂的研讨文献报导却较少,因而本作业针对用于低本钱的透气型塑胶跑道中间层单组分聚氨酯胶粘剂进行研讨。探讨了各个组分对其运用功能的影响,为该用处胶粘剂的开发供给参阅。

  1 试验部分

  1. 1 首要质料

  聚醚多元醇: N-220( 羟值54.5~57.5 mgKOH/g,Mn=2000)、N-330(羟值54.5~57.5mgKOH/g,Mn=3000)、N-340G(羟值31~35mgKOH/g,Mn=4000~5000),工业级,江苏钟山化工有限公司;异氰酸酯( MI-50、TDI),工业级,上海巴斯夫聚氨酯有限公司;特种助剂E( 酯类增塑剂),工业级,温州大成化工有限公司;氯化石蜡,工业级,安徽星鑫化工科技有限公司;单组分聚氨酯胶粘剂(MDI型),山东商场热销产品;PU 橡胶颗粒(粒径3~4mm),克己。

  1. 2 首要设备与仪器

  全能拉力机,类型XD-121,上海信赖达仪器有限公司; 旋转式粘度计,类型NDJ-1,上海赛德利思精细仪器仪表有限公司。

  1. 3 跑道样品制备及工艺

  按配方称取必定量的聚醚,参加三口烧瓶,然后再按理论核算值称取必定的异氰酸酯,参加其间烧瓶,加热至80 ~ 90 ℃恒温反响2 h,冷却至50 ℃,参加必定量的氯化石蜡和特种助剂E,出料,得单组分聚氨酯胶粘剂( NCO 质量分数6% ~ 7%) 。

  依照质量比1 ∶ 7 称取250 g 克己的胶粘剂和1750 g PU 橡胶颗粒混合拌和均匀,摊铺在30 cm ×50 cm 钢模具上,压实,制备成30 cm × 50 cm ×0. 9 cm 的透气型跑道样块,放置1 ~ 2 周,制成测验样品,依照国标GB /T14833—2011 测验机械功能和耐老化功能。

  2 成果与评论

  2. 1 聚醚多元醇对胶粘剂功能的影响

  依照上述1. 3 节工艺,别离以N-330 或N-340G与N-220( 质量比2 ∶ 1) 制备胶粘剂1 和胶粘剂2,胶粘剂2 中氯化石蜡和特种助剂E 用量均为10%,另选山东商场热销的单组分胶作胶粘剂3 作为参照。力学功能测验成果见表1。

胶粘剂编号 1 2 3 GB/T14833—2011
扯断伸长率/% 44 95 67 ≥40
拉伸强度/Mpa 0.7 1.1 0.9 ≥0.7

表1 聚醚多元醇对胶粘剂制跑道样品功能影响


  由表1 能够看出,胶粘剂2 制得的跑道样品比胶粘剂1 制得的跑道样品扯断伸长率高出2 倍多,拉伸强度高出50%。一起也均高于单组分胶粘剂3样品; 因胶粘剂1 质料聚醚多元醇用的是N-330,其相对分子质量为3000,而胶粘剂2 质料聚醚多元醇用的是N-340G,其相对分子质量为4000 ~ 5000,相差1000 ~ 2000。阐明聚醚的相对分子质量越大,胶粘剂的伸长率功能越好,拉伸强度越高。

  在平等条件下,胶粘剂1、胶粘剂2 与PU 橡胶颗粒依照1 ∶ 7、1 ∶ 8、1 ∶ 10、1 ∶ 12 制造样片,测验功能见表2。

机械功能 1 ∶ 7 1 ∶ 8 1 ∶ 10 1 ∶ 12
伸长率/% 拉伸强度/Mpa 伸长率/% 拉伸强度/Mpa 伸长率/% 拉伸强度/Mpa 伸长率/% 拉伸强度/Mpa
胶粘剂1 44 0.7 40 0.65 35 0.5 25 0.4
胶粘剂2 95 1.1 92 1.05 88 1 80 0.9

表2 胶粘剂与PU 橡胶颗粒份额对塑胶样品机械功能的影响


  从表2 能够看出,因为胶粘剂2 聚醚组分相对分子质量较大,在进步胶粘剂与橡胶颗粒的混合份额的平等条件下,其机械功能下降起伏比胶粘剂1 小,且混合份额扩展为1 ∶ 12 时,仍能够满意检测标准要求。胶粘剂1 在混合份额扩展为1 ∶ 8 时现已不能满意检测标准要求。由此可见,聚醚相对分子质量的进步能够扩展跑道颗粒与胶粘剂的混合份额,节省施工胶粘剂的运用量,下降质料本钱。

  2. 2 助剂对胶粘剂功能的影响

  固定聚醚N-340G 和N-220 质量比2 ∶ 1,在聚合好的胶粘剂内参加用量为10% 的氯化石蜡以及别离参加用量为0%、5%、10%、15%、20% 的特种助剂E,制备的胶粘剂编号为4、5、6、7、8,与不加氯化石蜡和特种助剂E 制备的胶粘剂9,再制造跑道样品,测验其机械功能及固化成型安稳时刻,比较成果见表3 和表4。

胶粘剂编号 4 5 6 7 8 9
扯断伸长率/% 80 84 94 88 70 76
拉伸强度/Mpa 0.9 0.97 1.1 1 0.75 0.9

表3 助剂对胶粘剂功能的影响

  从表3 能够看出,胶粘剂6 中氯化石蜡和特种助剂E 的用量均为10% 时,样品的机械功能为最佳。胶粘剂4、5、6、7,助剂总用量≤25%,机械功能均高于不加助剂的胶粘剂9; 但胶粘剂7 机械功能已显着下降,胶粘剂8 功能下降后低于不加助剂胶粘剂9 功能,阐明增塑剂不能运用过高。增塑剂合理调配,能够进步胶粘剂功能,过高的增塑剂则下降了胶粘剂功能。

样品放置时刻/周 胶粘剂9 胶粘剂4 胶粘剂6 胶粘剂8
1 2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 4
扯断伸长率/% 76 75 56 80 81 55 92 91 50 65 70 69
拉伸强度/Mpa 0.9 0.9 0.7 0.9 0.85 0.7 1.05 1 0.6 0.7 0.75 0.75
表4 助剂运用量对样品固化成型安稳时刻的影

  从表4 能够看出,氯化石蜡和特种助剂E 对胶粘剂的固化成型安稳有推迟效果。在不加助剂时,如胶粘剂9,其固化成型安稳1 周与2 周所测功能共同,阐明1 周就能够到达应有的机械强度; 而胶粘剂4、6、8别离在2 周、2 周、3 周才到达应有的机械强度。这可能是因为氯化石蜡是增塑剂,塑化能力强,导致聚氨酯分子链相别离速度怠慢,机械功能迟滞。特种助剂E 的用量添加,其和氯化石蜡相互配合,这种现象愈加显着,胶粘剂8 需3 周后才到达应有的机械强度。助剂尽管能够下降本钱,但从固化成型安稳及耐老化视点考虑,氯化石蜡和特种助剂E 的用量不宜用多,否则会影响胶粘剂耐老化功能。

  归纳考虑,胶粘剂6 固化时刻和机械功能都到达了最佳值,且本钱也较低。

  2. 3 异氰酸酯对胶粘剂功能的影响

  挑选TDI 和MI-50( MDI) 别离与聚醚N-340G、N-220( N-340G 与N-220 质量比2 ∶ 1) 制造胶粘剂,助剂挑选10% 的氯化石蜡和10% 的特种助剂E。功能比较见表5。

类型 气味 扯断伸长率/% 拉伸强度/Mpa 粘度/Pa·s
TDI型 影响 75 0.8 4.5
MDI型 94 1.1 5.3
表5 异氰酸酯对胶粘剂性的影响

  由表5 能够看出,TDI 型胶粘剂其粘度比较小,在施工时比较便利,但其有影响毒性,需求戴防毒面具操作; 机械功能方面,伸长率和拉伸强度低于用MDI 型做的胶粘剂,这是因为MDI 结构比TDI 规整,更有利于胶粘剂成型固化后的相别离。归纳比较,运用MDI( MI-50) 比较适合。

  2. 4 样品耐老化功能比较

  用胶粘剂3、6、9 制备塑胶样品,依照GB/T14833—2011 做老化试验,老化时刻168 h。老化前后机械功能数据比较见表6。

机械功能 胶粘剂3 胶粘剂6 胶粘剂9
扯断伸长率/% 拉伸强度/Mpa 扯断伸长率/% 拉伸强度/Mpa 伸长率/% 拉伸强度/Mpa
老化前 67 0.9 95 1.1 76 0.9
老化后 40 0.6 85 0.95 70 0.8
表6 胶粘剂对塑胶跑道样品耐老化性的影响

  从表6 能够看出,通过老化后的胶粘剂3 机械功能下降最大,拉伸强度乃至达不到标准要求; 而本试验确认的配方胶粘剂6 老化前和老化后扯断伸长率和拉伸强度别离下降10%和13%,而且仍远远超出标准要求; 不加助剂的胶粘剂9,老化前后扯断伸长率和拉伸强度别离下降8%和11%。

  3 定论

  聚醚相对分子质量及助剂对透气型塑胶跑道用单组分聚氨酯酸胶粘剂功能有显着影响,当N-340G与N220 按质量比2 ∶ 1混合,氯化石脂和特种助剂E用量均为10%时,制备的单组分胶粘剂用于塑胶跑道的样品归纳功能最优。该胶粘剂现在已获专利授权( 专利号ZL200910263253. 7) ,而且现已工业化出产和运用,用户反映杰出。

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