棕榈油改性聚氨酯铺地材料的制备及其性能研究

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聚氨酯铺地材料又称作聚氨酯铺装材料、铺面材料等,是一类用于各种场所地面铺设的塑胶材料。其中聚氨酯塑胶跑道属于铺地材料的一种,它具有弹性好、耐磨、防滑、稳定、实用、维护和翻新简便等特点。   本文利用植物油多元醇替代聚醚多元醇作为预聚体的实验原料,大大降低了成产成本,并采用双组分液体组份进行混合的工艺固化成型得到制品。由植物油多元醇合成的聚氨酯材料具有更好的耐水解性和热稳定性。   本文旨在采用一种溶剂体系合成植物油多元醇,氢氧化钾作为催化剂,棕榈油和甘油在叔丁醇溶剂作用下发生酯交换反应,生成具有一定羟值的多元醇。并采用正交试验方法分析了反应温度、反应时间、催化剂用量、溶剂用量、醇油摩尔比等因素对产率的影响,其中影响该酯交换反应的几个因素顺序:A(醇油比)>B(反应温度)>C(催化剂用量)>D(反应时间)>E(溶剂用量)。并确定了最佳的实验方案:醇油摩尔比为5∶1,反应时间为90min,反应温度为90℃,氢氧化钾用量为1.25%,溶剂选为叔丁醇,用量占原料油的体积质量比为1,所得产物颜色为浅黄色。经过滴定测试,产物的羟值约为295.7mgKOH/g,酸值约为4.35,甘油一酯的产率可以达到70%。并对反应产物进行了红外表征。与传统工艺相比,该工艺有如下优点:能耗低、气味小、后处理简单等。   由植物油多元醇、聚乙二醇(PEG)与甲苯二异氰酸酯(TDI)制得预聚体,并作为甲组份;填料、聚醚多元醇、阻燃剂、催干剂等助剂作为乙组份;甲乙两组份按照一定配比进行混合交联固化,可以制得具有一定拉伸强度的聚氨酯成品塑胶。本实验采用旋转粘度计测定预聚体的粘度,二正丁胺法测定预聚体的NCO值,采用万能试验机测量胶膜的拉伸强度及断裂伸长率,采用硬度计测定胶膜的硬度,并测定了胶膜的表干和实干时间,并进行了红外表征。并分析了异氰酸酯指数、预聚体NCO含量、PEG、填料、扩链剂、阻燃剂、扩链系数等因素对制品的粘度和力学性能的影响及其催干剂对制品固化时间的影响。该方法制得的产品基本能达到塑胶跑道国家标准。
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