[发明专利]一种环保型光触媒纳米聚氨酯跑道面层材料

说明书

本发明提供一种环保型光触媒纳米聚氨酯跑道面层材料，所含纳米光触媒组分可以在一定光的作用下，产生强氧化性物质，有效分解材料自身与周围空气中的游离甲醛、苯及苯系物与总挥发性有机化合物，提高材料环保性能。本专利中所用光触媒纳米材料表面富含大量羟基，可以与聚氨酯材料形成强氢键作用，能够进一步提高材料力学性能。本专利涉及的光触媒纳米聚氨酯跑道面层材料为双组份体系，即含有‑nco官能团的预聚体A组份和含有羟基与无机纳米组分的待聚体B组份，按重量比1:2‑1:4搅拌后，均匀铺装在基底上，并在催化剂作用下，自然固化成型形成跑道面层材料。

技术领域

本发明涉及聚氨酯跑道面层材料领域，具体为一种双组份环保型光触媒纳米聚氨酯跑道面层材料。

背景技术

聚氨酯材料是一种由异氰酸酯和聚醚高分子形成的高分子材料，其具有强度高，耐磨性与回弹性能好等优点，常应用于田径赛道、学校操场等场所。传统的聚氨酯跑道材料生产会大量使用扩链剂、增塑剂、催化剂等有害物质，使材料中出现游离的有害化合物，造成材料自身的甲醛、甲苯、TVOC含量超标；使材料在使用过程中缓慢释放具有刺激性气味的有机有害化合物，有损运动员的身体健康。2016年，“毒跑道”事件在社会中发酵，引起社会各界对聚氨酯跑道材料环保性能的广泛重视。目前，生产企业为提高聚氨酯跑道材料的环保性能，一般会减少扩链剂、催化剂等组分添加量，从而降低材料自身有害有机化合物含量，以提高其环保性能。但该策略往往会导致聚氨酯跑道面层材料的韧性降低、易开裂，严重缩短其使用寿命。

如今，国家对聚氨酯跑道材料的环保性能越来越重视，不断革新强制性标准，对生产企业要求不段提高，迫切要求各企业对环保型聚氨酯跑道材料的研发与生产进行技术升级。光触媒是环保材料中的明星材料，能在一定光照的作用下产生羟基自由基、氧气等强氧化性物质，可以分解材料自身与周围环境中的有害有机化合物，能将甲醛、二氯苯、甲苯、二甲苯、TVOC等降解为无毒无害的小分子水和CO2。

发明内容

为了提高聚氨酯跑道材料环保性能和力学特性，本发明提供一种环保性能优异的双组份光触媒纳米聚氨酯跑道面层材料。本发明通过光触媒纳米材料与聚氨酯材料有机结合，利用光触媒纳米材料的光催化性：在一定光照条件下，产生强氧化性物质，分解材料自身与周围空气中的甲醛、甲苯、二甲苯、总挥发性有机化合物，从而提高聚氨酯跑道材料的环保性能；同时，其表面富含的大量羟基与聚氨酯材料形成强氢键作用，利用聚氨酯网络交联特性，可进一步提高跑道材料力学性能。本发明所述材料由含有-nco官能团的预聚体A组份与含有光触媒纳米材料和羟基官能团的待聚体B组份，按照一定配比再加入适量催化剂混合均匀后铺装于基底上，自然成型后制得。综上所述，本发明材料具有强度高、韧性强、耐磨性能良好、环保性能优异、施工简单等特点，面向各类跑道与球场具有良好的普适性。

本发明实施例的第一方面，提供一种环保型光触媒纳米聚氨酯跑道面层材料，利用聚氨酯网络交联特性，锁定光触媒纳米材料以及无机填充材料，形成聚氨酯跑道面层材料的有机/无机纳米复合结构。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，光触媒纳米材料为一维纳米纤维、二维纳米片、三维纳米粒子、纳米颗粒中的一种或几种混合物。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，光触媒纳米材料是纳米TiO₂和ZrO₂、ZnO、CdS、WO₃、Fe₂O₃、PbS、SnO₂、ZnS、SrTiO₃、SiO₂中的一种或几种混合物。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，由预聚体A组分和待聚体B组分按照1:2-1:4配比组成。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述预聚体A组分的-nco官能团含量为6％-10％，按组成与重量百分比计，其配方比例包括但不限于：

二异氰酸酯 23-27％