一种环保型塑胶预制板及其制备方法pdf本发明涉及一种环保型塑胶预制板及其制备方法，属于塑胶板技术领域。该预制板按照重量份计包括聚氨酯预制胶料80‑120份、弹性填料28‑35份、强化填料5‑10份、颜料1‑5份和助剂1‑3份；弹性填料由内部的骨架芯球和外层的包膜胶料层组成，骨架芯球强度高，以较大的颗粒形态为塑胶板提供支撑，提高塑胶板的抗压强度，包膜胶料层为聚乙烯材质，在受到压力时，形成由聚氨酯预制胶料层到包膜胶料层，之后再到骨架芯球的受力梯度，减轻骨架芯球脱落的可能；弹性填料以粉煤灰、脱硫石膏和回收聚乙烯塑料等废料为原料，将其应用在
(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 114656774 A (43)申请公布日 2022.06.24 (21)申请号 3.2 C08K 9/10 (2006.01) E01C 13/04 (2006.01) (22)申请日 2022.03.02 E04F 15/10 (2006.01) (71)申请人 界首市锦丰塑业有限公司 地址 236500 安徽省阜阳市界首市靳寨工 业区 (72)发明人 杨大全陈俊青 (74)专利代理机构 北京和信华成知识产权代理 事务所(普通合伙) 11390 专利代理师 李漫 (51)Int.Cl. C08L 75/08 (2006.01) C08K 3/36 (2006.01) C08K 3/30 (2006.01) C08K 7/10 (2006.01) C08K 3/34 (2006.01) 权利要求书1页 说明书5页 (54)发明名称 一种环保型塑胶预制板及其制备方法 (57)摘要 本发明涉及一种环保型塑胶预制板及其制 备方法，属于塑胶板技术领域。该预制板按照重 量份计包括聚氨酯预制胶料80‑120份、弹性填料 28‑35份、强化填料5‑10份、颜料1‑5份和助剂1‑3 份；弹性填料由内部的骨架芯球和外层的包膜胶 料层组成，骨架芯球强度高，以较大的颗粒形态 为塑胶板提供支撑，提高塑胶板的抗压强度，包 膜胶料层为聚乙烯材质，在受到压力时，形成由 聚氨酯预制胶料层到包膜胶料层，之后再到骨架 芯球的受力梯度，减轻骨架芯球脱落的可能；弹 性填料以粉煤灰、脱硫石膏和回收聚乙烯塑料等 废料为原料，将其应用在塑胶预制板上，可缓解 A 环境污染。 4 7 7 6 5 6 4 1 1 N C CN 114656774 A 权利要求书 1/1页 1.一种环保型塑胶预制板，其特征在于，按照重量份计包括如下原料：聚氨酯预制胶料 80‑120份、弹性填料28‑35份、强化填料5‑10份、颜料1‑5份和助剂1‑3份； 所述弹性填料的制备方法为： 步骤A1：以粉煤灰、脱硫石膏、海泡石纤维和硅酸盐水泥为配合料，以水为粘接剂造粒， 得到复合湿粒； 步骤A2：将复合湿粒在滚动状态下蒸养4‑6h，得到密实球粒； 步骤A3：对密实球粒烘干定型，之后在220‑260℃下焙烧1‑1.5h，得到骨架芯球； 步骤A5：取回收聚乙烯塑料密炼熔融，加入对二甲苯共同密炼，得到包膜胶料； 步骤A6：将骨架芯球和包膜胶料投加到包衣机中，将包膜胶料包覆在骨架芯球表面，冷 却固化，得到弹性填料。 2.根据权利要求1所述的一种环保型塑胶预制板，其特征在于，粉煤灰、脱硫石膏、海泡 石纤维和硅酸盐水泥的用量质量比为55‑62:14‑18:9‑13:4‑8。 3.根据权利要求1所述的一种环保型塑胶预制板，其特征在于，骨架芯球和包膜胶料的 用量质量比为88‑92:8‑12。 4.根据权利要求1所述的一种环保型塑胶预制板的制备方法，其特征在于，包括如下步 骤： 步骤S1：取聚醚多元醇脱气泡处理，之后加入丁酮搅拌混合，再加入液化MDI在65‑72℃ 保温搅拌反应，直至反应体系的粘度达到3000cP，制成聚氨酯预制胶料； 步骤S2：将弹性填料、强化填料、颜料和助剂按照重量配比混合后加入聚氨酯预制胶料 中搅拌10‑15min，之后倒入模具中固化成型，得到生胶板； 步骤S3：将生胶板在42‑55℃的恒温熟化室中熟化24‑36h，得到环保型塑胶预制板。 5.根据权利要求4所述的一种环保型塑胶预制板的制备方法，其特征在于，聚醚多元醇 的官能度为2，相对分子量为1000‑2000。 6.根据权利要求4所述的一种环保型塑胶预制板的制备方法，其特征在于，助剂包括扩 链剂、消泡剂和流平剂。 7.根据权利要求4所述的一种环保型塑胶预制板的制备方法，其特征在于，丁酮的加入 量为聚醚多元醇和液化MD I总体积的22‑30％。 8.根据权利要求4所述的一种环保型塑胶预制板的制备方法，其特征在于，强化填料包 括炭黑、二氧化硅微粉和滑石粉中一种或多种以任意比例混合，使用前采用偶联剂处理。 2 2 CN 114656774 A 说明书 1/5页 一种环保型塑胶预制板及其制备方法 技术领域 [0001] 本发明属于塑胶板技术领域，具体地，涉及一种环保型塑胶预制板及其制备方法。 背景技术 [0002] 塑胶跑道具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适当、物理性能稳定的特性，有利 于运动员速度和技术的发挥，有效地提高运动成绩，降低摔伤率。 [0003] 塑胶跑道由聚氨酯橡胶等材料组成，为了提高跑道的强度及耐久性，一般在聚氨 酯橡胶中添加废旧橡胶颗粒或者硬质颗粒；添加的废旧橡胶颗粒较软，支撑力不足，在长期 使用过程中，由于变形过大，造成跑道变形甚至开裂；添加硬质颗粒，如石英砂等，硬质颗粒 本身的形状难以保证，若存在棱角，在形变过程中对基体胶材进行切割，此外，在受力变形 时，聚氨酯基材的变形量相对于硬质颗粒要大得多，使得硬质颗粒从聚氨酯基材中剥落，导 致使用寿命大大降低。 发明内容 [0004] 为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种环保型塑胶预 制板及其制备方法。 [0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现： [0006] 一种环保型塑胶预制板，按照重量份计包括如下原料：聚氨酯预制胶料80‑120份、 弹性填料28‑35份、强化填料5‑10份、颜料1‑5份和助剂1‑3份； [0007] 所述弹性填料有以下步骤制备： [0008] 步骤A1：取粉煤灰、脱硫石膏、海泡石纤维和硅酸盐水泥在混粉机中均匀混合，得 到配合料； [0009] 步骤A2：将配合料投加到转鼓造粒机中，以雾化水为粘接剂造粒，得到粒径为1‑ 2mm的复合湿粒； [0010] 步骤A3：将复合湿粒放置转盘上，启动转盘并将转盘置于蒸养室中，在高温水蒸气 环境下蒸养4‑6h，复合湿粒充分进行水化反应，海泡石纤维充分吸水软化，在复合湿粒中形 成包络结构，并随着转盘的转动，复合湿粒更加密实，更趋近与光滑的球形，得到密实球粒； [0011] 步骤A4：将密实球粒放置在转盘上放入干燥箱中，在60‑80℃的热风下干燥1‑2h， 使得密实球粒中的水分缓慢蒸发，对密实球粒定型，同时避免出现气孔或者开裂问题，最后 取出置于220‑260℃的焙烧炉中烧制1‑1.5h，冷却后得到骨架芯球； [0012] 步骤A5：取回收聚乙烯塑料加入密炼机中密炼成胶料，逐渐加入对二甲苯共同密 炼，得到包膜胶料； [0013] 步骤A6：将骨架芯球和包膜胶料投加到包衣机中，将包膜胶料包覆在骨架芯球表 面，之后自然冷却固化，得到弹性填料。 [0014] 进一步地，粉煤灰、脱硫石膏、海泡石纤维和硅酸盐水泥的用量质量比为55‑62: 14‑18:9‑13:4‑8。 3 3 CN 114656774 A 说明书 2/5页 [0015] 进一步地，回收聚乙烯塑料和对二甲苯的用量比为2‑3kg/L。 [0016] 进一步地，骨架芯球和包膜胶料的用量质量比为88‑92:8‑12。 [0017] 一种环保型塑胶预制板的制备方法，包括如下步骤： [0018] 步骤S1：取聚醚多元醇升温并抽线℃，加入丁酮搅拌混合， 之后加入液化MDI在65‑72℃之间保温搅拌反应直至反应体系的粘度达到3000cP，制成聚氨 酯预制胶料； [0019] 步骤S2：将弹性填料、强化填料、颜料和助剂按照重量配比混合后加入聚氨酯预制 胶料中，搅拌10‑15min，之后倒入涂有脱模剂的模具中，加压自然冷却固化，得到生胶板； [0020] 步骤S3：将生胶板在42‑55℃的恒温熟化室中熟化24‑36h，得到环保型塑胶预制 板。 [0021] 进一步地，聚醚多元醇的官能度为2，相对分子量为1000‑2000。 [0022] 进一步地，聚醚多元醇中羟基和液化MDI的异氰酸酯基的用量摩尔比为1：0.9‑1。 [0023] 进一步地，丁酮的加入量为聚醚多元醇和液化MDI总体积的22‑30％。 [0024] 进一步地，助剂包括扩链剂、消泡剂和流平剂，根据产品的实际要求进行添加，本 发明不做具体限定。 [0025] 进一步地，强化填料包括炭黑、二氧化硅微粉和滑石粉中一种或多种以任意比例 混合，使用前采用偶联剂进行偶联处理，在聚氨酯预制胶料中形成弥散强化，提高塑胶预制 板的强度。 [0026] 本发明的有益效果： [0027] 1.本发明提供一种复合型弹性填料，其由内部的骨架芯球和外层的包膜胶料层组 成，骨架芯球强度高，以较大的颗粒形态为塑胶板提供支撑，提高塑胶板的抗压强度； [0028] 弹性填料的外层为聚乙烯材质的包膜胶料层，在受到压力时，形成由聚氨酯预制 胶料层到包膜胶料层，之后再到骨架芯球的受力梯度，减轻骨架芯球脱落的可能。 [0029] 2.本发明的骨架芯球中添加有海泡石纤维，海泡石纤维吸水软化，配合滚动造粒 和滚动蒸养方式，与其他原料形成密实的包络球形，干燥焙烧后具有较高的强度，以提供足 够的支撑力。 [0030] 3.本发明的弹性填料以粉煤灰、脱硫石膏和回收聚乙烯塑料等废料为原料，将其 应用在塑胶预制板上，可缓解环境污染。 具体实施方式 [0031] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有实施例，都 属于本发明保护的范围。 [0032] 实施例1 [0033] 本实施例制备一种弹性填料，具体实施过程如下： [0034] 步骤A1：称取原料有5.5kg粉煤灰、脱硫石膏1.8kg、海泡石纤维0.9kg和硅酸盐水 泥0.8kg，以上原料在称取前进行干燥，原料中无结块，之后将各原料投加到混粉机中，在 3000rpm下高速搅拌混合20min，得到配合料； 4 4 CN 114656774 A 说明书 3/5页 [0035] 步骤A2：将配合料投加到转鼓造粒机中，从造粒机内部的上方喷淋雾化水，以水为 粘接剂进行造粒，控制水雾化速率为1.2L/h，缓慢多层进行粘接造粒，同时利用控制造粒进 度，控制造粒粒径1mm，允许误差为0.2mm，具体操作为使用1.2mm和0.8mm的筛网进行筛分， 得到复合湿粒； [0036] 步骤A3：将复合湿粒放置转盘上，启动转盘并将转盘置于蒸养室中，蒸养室中通有 饱和高温水蒸气，在该环境下蒸养4h，复合湿粒充分进行水化反应，海泡石纤维充分吸水软 化，在复合湿粒中形成包络结构，并随着转盘的转动，复合湿粒更加密实，更趋近与光滑的 球形，得到密实球粒； [0037] 步骤A4：将密实球粒放置在转盘上放入干燥箱中，设置热风温度为60℃，干燥处理 2h，使得密实球粒中的水分缓慢蒸发，对密实球粒定型，同时避免出现气孔或者开裂问题， 干燥后取出置于焙烧炉中，设置焙烧温度为220℃，焙烧处理1.5h，冷却后得到骨架芯球； [0038] 步骤A5：取1kg回收聚乙烯塑料加入密炼机中密炼成胶料，逐渐加入0.5L对二甲苯 共同密炼，得到包膜胶料； [0039] 步骤A6：将8.8kg骨架芯球和0.8kg包膜胶料投加到包衣机的料仓中，将包膜胶料 包覆在骨架芯球表面，之后自然冷却固化，得到弹性填料。 [0040] 实施例2 [0041] 本实施例制备一种弹性填料，具体实施过程如下： [0042] 步骤A1：称取原料有6.2kg粉煤灰、脱硫石膏1.4kg、海泡石纤维1.3kg和硅酸盐水 泥0.4kg，以上原料在称取前进行干燥，原料中无结块，之后将各原料投加到混粉机中，在 3000rpm下高速搅拌混合20min，得到配合料； [0043] 步骤A2：将配合料投加到转鼓造粒机中，从造粒机内部的上方喷淋雾化水，以水为 粘接剂进行造粒，控制水雾化速率为1.8L/h，缓慢多层进行粘接造粒，同时利用控制造粒进 度，控制造粒粒径2mm，允许误差为0.2mm，具体操作为使用2.2mm和1.8mm的筛网进行筛分， 得到复合湿粒； [0044] 步骤A3：将复合湿粒放置转盘上，启动转盘并将转盘置于蒸养室中，蒸养室中通有 饱和高温水蒸气，在该环境下蒸养6h，复合湿粒充分进行水化反应，海泡石纤维充分吸水软 化，在复合湿粒中形成包络结构，并随着转盘的转动，复合湿粒更加密实，更趋近与光滑的 球形，得到密实球粒； [0045] 步骤A4：将密实球粒放置在转盘上放入干燥箱中，设置热风温度为80℃，干燥处理 1h，使得密实球粒中的水分缓慢蒸发，对密实球粒定型，同时避免出现气孔或者开裂问题， 干燥后取出置于焙烧炉中，设置焙烧温度为260℃，焙烧处理1h，冷却后得到骨架芯球； [0046] 步骤A5：取1.5kg回收聚乙烯塑料加入密炼机中密炼成胶料，逐渐加入0.5L对二甲 苯共同密炼，得到包膜胶料； [0047] 步骤A6：将9.2kg骨架芯球和1.2kg包膜胶料投加到包衣机的料仓中，将包膜胶料 包覆在骨架芯球表面，之后自然冷却固化，得到弹性填料。 [0048] 实施例3 [0049] 本实施例制备一种环保型塑胶预制板，具体实施过程如下： [0050] 步骤S1：取聚醚多元醇和液化MDI，按照聚醚多元醇中羟基和液化MDI的异氰酸酯 基的用量摩尔比为1：0.9计量取料，其中聚醚多元醇选自官能度为2，相对分子质量的为 5 5 CN 114656774 A 说明书 4/5页 1000的聚醚多元醇GE210，液化MDI选自MDI‑100LL，先将聚醚多元醇升温至80℃并抽线min，除水完成后降温至70℃时，加入聚醚多元醇和液化MDI总体积22％的丁酮搅 拌混合，降低聚合体系粘度，同时利于控制聚合进度，会后在65℃恒温下保温反应，过程检 测反应体系的粘度，直至粘度达到3000cP，立即强制换热降温至室温，制成聚氨酯预制胶 料； [0051] 步骤S2： [0052] 取二氧化硅微粉(细度为325目左右)使用硅烷偶联剂KH550进行偶联处理，操作包 括浸泡、压滤和干燥，属于常规技术手段不做赘述，取处理后的二氧化硅微粉0.5kg作为强 化填料； [0053] 取丙二醇作为扩链剂、聚硅醚消泡剂YT‑530A作为消泡剂、流平剂2020作为流平 剂，三者按照用量体积比为5:3:1混合制成助剂，并取助剂0.3kg； [0054] 取步骤S1制备的聚氨酯预制胶料8kg； [0055] 取实施例1制备的弹性填料3.5kg； [0056] 取颜料红48：1作为颜料，并取颜料0.1kg； [0057] 将弹性填料、强化填料、颜料和助剂按照配比混合后加入聚氨酯胶料中，搅拌 10min，之后倒入涂有脱模剂的模具中，加压1.8MPa自然冷却固化，得到生胶板； [0058] 步骤S3：将生胶板在42℃的恒温熟化室中熟化36h，得到环保型塑胶预制板。 [0059] 实施例4 [0060] 本实施例制备一种环保型塑胶预制板，具体实施过程如下： [0061] 步骤S1：取聚醚多元醇和液化MDI，按照聚醚多元醇中羟基和液化MDI的异氰酸酯 基的用量摩尔比为1：1计量取料，其中聚醚多元醇选自官能度为2，相对分子质量的为2000 的聚醚多元醇GE220，液化MDI选自MDI‑100LL，先将聚醚多元醇升温至80℃并抽线min，除水完成后降温至70℃时，加入聚醚多元醇和液化MDI总体积30％的丁酮搅拌混合， 降低聚合体系粘度，同时利于控制聚合进度，会后在72℃恒温下保温反应，过程检测反应体 系的粘度，直至粘度达到3000cP，立即强制换热降温至室温，制成聚氨酯预制胶料； [0062] 步骤S2： [0063] 取二氧化硅微粉(与实施例3相同)、炭黑和滑石粉，按照实施例3相同的方法进行 偶联处理，取1kg作为强化填料； [0064] 助剂的选用与实施例3相同，助剂添加量控制为0.1kg； [0065] 取步骤S1制备的聚氨酯预制胶料12kg； [0066] 取实施例2制备的弹性填料2.8kg； [0067] 取颜料红48：1作为颜料，并取颜料0.5kg； [0068] 将弹性填料、强化填料、颜料和助剂按照配比混合后加入聚氨酯胶料中，搅拌 15min，之后倒入涂有脱模剂的模具中，加压1.8MPa自然冷却固化，得到生胶板； [0069] 步骤S3：将生胶板在55℃的恒温熟化室中熟化24h，得到环保型塑胶预制板。 [0070] 取实施例3和实施例4制备的塑胶预制板进行性能测试，具体测试项及测试标准如 下，测试数据如表1所示： [0071] 邵尔A型硬度：参照GB/T 531.1‑2008； [0072] 拉伸强度和断裂拉伸率：参照GB/T 538‑1998； 6 6 CN 114656774 A 说明书 5/5页 [0073] 压缩复原率和回弹值：参照GB/T 14833‑2020； [0074] 表1 [0075] 实施例3 实施例4 邵尔A型硬度/度 58 55 拉伸强度/MPa 1.62 1.58 断裂拉伸率/％ 135 141 压缩复原率/％ 99.6 99.3 回弹值/％ 29 32 [0076] 由表1数据可知，本发明制备的塑胶预制板，邵尔A型硬度为55‑58度，断裂拉伸率 达到135‑141％，具有良好硬度和韧性，适用于塑胶跑道或者室内的铺装，压缩复原率为 99.3‑99.6％，复原率高，在长期使用过程中不易变形。 [0077] 在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结 合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例 或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而 且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适 的方式结合。 [0078] 以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描 述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超 越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。 7 7
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