无溶剂弹性体
篮球环保材料；半预聚体；预聚体

1无溶剂聚氨酯材料应用概述
    根据聚氨酯弹性体不同加工属性，可将其分为3类：浇注型（CPU）、热塑性型（TPU）及混合型（MPU）聚氨酯弹性体。聚氨酯弹性体具备良好的综合属性，所以被广泛应用于体育器材、农业加工生产、医疗技术等领域。例如：在体育器材篮球生产领域中，它可以用作篮球表面胶体材料、粘合剂等；在机械制造领域中，它可以用作胶带、密封材料等；在汽车行业中，它可以用作轮胎原材料、密封圈等；在轻工业领域中，可用作聚氨酯鞋底材料、聚氨酯纤维等；在建筑工业领域中，可用于防水材料、装饰材料等。目前我国越来越重视环保工作的落实，在无溶剂聚氨酯环保材料使用中逐渐深入探究，使其被更多生产领域应用。

2无溶剂聚氨酯制备方法
    目前，丙酮法是水性聚氨酯首要制备方法，制备流程如图1中1-a所示；无溶剂法的制备流程如图1中1-b所示。其制备原料主要有聚异氰酸酯、聚酯/聚醚多元醇和二羟甲基丙酸。通过比较两个制备过程，发现无溶剂制备方法将传统制备过程进行优化，不再加入有毒溶剂，不仅降低材料成本，对环境污染也会减小。无溶剂聚氨酯通常由A部分和B部分组成。其中A部分包括异氰酸酯预聚物或聚醚/聚酯多元醇改性的聚异氰酸酯；B部分包括末端氨基聚醚、聚胺扩链剂。调节固化剂比例，无溶剂能够在一定范围内调节成膜性能，并使其达到环保标准。

2.1半预聚体法
    半预聚体在制备过程中使用本体合成方式，在其参加反应过程中不添加任何溶剂。通过对实验数据分析，能够确定无溶剂聚氨酯涂料使用半预聚体温度为85℃，MDI/PTMG体系预聚时间为2h，具体制备途径如下将281g聚醚PTMG分别加入500ml搅拌器、500ml温度计及500ml真空装置的三口烧瓶中，将温度设置为115~125℃，经过2~2.5h脱水后，将温度冷却至35℃，在烧杯中添加计液化MDI，最终合成PTMG/MDI。其在合成10min之内反应较激烈，无外部条件加入，温度自然上升至60℃；合成速度下降后，温度上升至85℃左右，保温反应为2h。

2.2预聚体法
    预聚体方法是在制备前合成含-NCO端基预聚物，完成中和后，将具有可溶性去离子水在较低温度下添加到预聚物中。通过侧链延伸与分散制备无溶剂水性聚氨酯。具体步骤：聚醚多元醇与甲苯二异氰酸酯在特定环境中反应制备成组分A；组分B是通过聚醚多元醇、扩链剂与一定比例的填料混合并研磨制备产生；将一定质量的A、B组分均匀融合调制涂膜。实验结束后对原料类型、游离-NC0质量分数、扩链剂中聚醚多元醇比例及其他添加剂用量展开讨论，并分析不同用量对涂膜力学性能产生的影响。

2.3高压无空气喷涂成型
   高压无空气喷涂成型的压力在15~25MPa，最大喷涂流量为8kg/min，A组分与B组分的体积比在3∶1与1∶3之间。

    低压有空气喷涂经过改良与完善形成高压无空气喷涂。在低压、有空气环境中进行喷涂时，材料在空气中高速雾化，在喷涂工作时会飞溅四周，使原材料产生不必要的损失；在高压无空气喷涂中，是把材料在高压环境中瞬间减压雾化喷射到篮球表面，其雾化后的粒子细密、材料损失较少，将对环境的污染降为最低，保证生产能够安全进行。其劣势在于设备价格贵、设备材料要求高，其需要极低粘度材料、材料两种成分之间粘度查较小。

3无溶剂聚氨酯性能研究
3.1聚氨酯涂料基本性能
    在温度（30±1）℃与湿度（65±2）％的环境中，测试二组分聚氨酯弹性涂层固含量、涂料干燥时间、力学性能与涂料附着力，测试结果如表1所示。

    测试结果中可以看出，该聚氨酯弹性涂料具备稳定的干燥时间及操作时间，经过固化的涂层表面呈现平整光滑状态。文章所提的无溶剂涂料固含量测定值是96.7％，未达到100％，原因是涂料进行固含量测定时需要将两组分的混合物放置在120℃环境中烘干3h，在高温环境中，使用非溶剂类材料会丢失部分质量，而该测试部分用于工业原料，材料中的杂质随高温蒸来降低固含量。

    聚氨酯弹性涂层具有高强度与良好弹性。涂层经过45cm两种落球方式冲击试验、1mm弯曲柔韧性试验后，表明落球点与弯曲处涂层对基材附着力较好，无脱落及裂纹现象。在5倍放大镜下通过勘测被测试区域涂层，未发现有破坏性现象。证明聚氨酯弹性涂料具备良好抗冲击性及柔韧性。