本发明涉及etpu材料，具体涉及一种跑道用耐磨etpu材料及其制备方法。
背景技术：
1、热塑性聚氨酯发泡珠粒(etpu)，是tpu粒子经过加压加热预处理后，像“爆米花”一样膨胀起来；在这个过程中，原来0.5毫米左右大小的颗粒，体积增大了10倍，于是就形成内含微型密闭气泡的椭圆形非交联发泡颗粒etpu，形似爆米花。由于其具有极佳的回弹性，加工过程环保、高效，同时还具有抗老化性和耐候性，被引入跑道领域，是一种综合性能优异的跑道材料。
2、etpu材料作为跑道材料，虽然保留了tpu材料的一些优异性能，但是还存在部分性能不在满足实际需求。由于人们经常在跑道上进行活动，对跑道的磨损较为严重；此外，一些跑道被设置在户外，常处于高温或雨水的环境中，这会导致跑道材料出现开裂、粉化等情况的出现，破坏了跑道的性能。因此，需要对其进行改性处理，提高跑道材料的耐磨性、耐热性以及耐水性。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种跑道用耐磨etpu材料及其制备方法。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种跑道用耐磨etpu材料，包括以下重量份的原料：改性tpu颗粒70-90份，聚乙烯25-35份，增强填料10-15份，抗氧剂0.2-1份，分散剂0.5-2份，光稳定剂0.5-1份；
4、所述改性tpu颗粒由以下步骤制备：
5、步骤a1、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基甲硅烷加入含有n，n-二甲基乙酰胺的烧瓶中搅拌混合均匀，并升高体系温度至90-100℃，再缓慢滴加异氰尿酸三缩水甘油酯，待滴加结束后，降低体系温度至45-55℃，在氮气条件下持续反应8-12h，待反应结束后，即得中间产物1；
6、进一步地，(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基甲硅烷、n，n-二甲基乙酰胺和异氰尿酸三缩水甘油酯的用量比为0.1-0.2mol：200ml：0.1-0.2mol。
7、步骤a2、向上述含有中间产物1的反应器中缓慢加入1，3-丙二胺，并升高体系温度至55-65℃，在氮气条件下搅拌反应12h，待反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，乙醇洗涤，即得氨基扩链剂；
8、进一步地，1，3-丙二胺的用量为异氰尿酸三缩水甘油酯用量的2倍。
9、步骤a3、按重量份称取原料，将50-70份聚酯多元醇和10-15份丙二醇搅拌混合，在氮气条件下，升高温度至85-95℃脱水至水分≤0.1％，然后降温至50℃，加入30-40份对苯二异氰酸酯和8-12份氨基扩链剂，并在100-120℃下反应3-5h，然后降温至40-50℃，加入0.5-1份钛酸四丁酯继续反应1-2h后，加入乙醇搅拌30min，最后升温至80-90℃继续搅拌30min后，静置12h，经双螺杆挤出机在180-210℃下挤出、冷却、造粒、干燥，即得改性tpu颗粒。
10、所述增强填料由以下步骤制备：
11、步骤b1、将二氧化硅、四水合七钼酸铵和硫脲加入含有油胺的反应器中搅拌混合均匀，并以500-700rpm的转速持续搅拌，同时在氮气条件下将混合液加热至125-135℃，反应30-50min后，再加热至200-220℃反应2h，待反应结束后，离心、洗涤，并在60℃下真空干燥6h，即得sio2@mos2纳米材料；
12、进一步地，二氧化硅、四水合七钼酸铵、硫脲和油胺的用量比为0.1-0.2g：0.01-0.02mol：0.035-0.07mol：60ml。
13、步骤b2、将二乙胺加入含有甲醇的反应器中，在氮气条件下，搅拌均匀，然后边搅拌边滴加丙烯酸十八酯，滴加结束后升温至35℃，反应3-5h，待反应结束后，旋蒸，然后加入丙酮中搅拌均匀，并加热至45℃，采用恒压分液漏斗滴加1-氯丙烷反应8-10h，待反应结束后，静置12h，分离出下层液体，旋蒸、冷冻干燥8h，即得表面活性剂；
14、进一步地，二乙胺、甲醇、丙烯酸十八酯、丙酮和1-氯丙烷的用量比为0.1-0.2mol：50ml：0.15-0.25mol：50ml：0.1-0.2mol。
15、步骤b3、将sio2@mos2纳米材料分散在去离子水中混合均匀，加入表面活性剂，并升温至80℃，搅拌反应3-5h，待反应结束后，抽滤、干燥，即得增强填料；
16、进一步地，sio2@mos2纳米材料、表面活性剂和去离子水的用量比为2-4g：0.03-0.06g：50ml。
17、一种跑道用耐磨etpu材料的制备方法包括以下步骤：
18、步骤s1、按重量份称取原料，将改性tpu颗粒、聚乙烯混合后，在200-220℃下搅拌3-4h，再降温至130-150℃，加入增强填料、抗氧剂、分散剂和光稳定剂搅拌30-60min后，降温转移至双螺杆挤出机中，在120-185℃下挤出造粒，即得发泡基料；
19、步骤s2、将发泡基料投入发泡釜中，通入二氧化碳，在80-100℃的温度、160-200atm的压力下反应2-5h，然后将发泡后的tpu材料放入泡沫成型机中进行成型处理，即得跑道用耐磨etpu材料。
20、本发明的有益效果：
21、本发明制备的etpu材料以耐磨性较好的聚乙烯和tpu材料为基料，添加各种助剂协同作用，并以二氧化碳为发泡气体，在超临界条件下进行发泡处理合成跑道材料。其中，在tpu颗粒合成时，向其主链或侧链中引入耐热基团、空间位阻大的基团以及硅氧烷，进一步提高了基体的耐热性能和耐磨性；以二氧化硅为基底，并负载二硫化钼和表面活性剂合成的增强填料，提高了基体的耐磨性和耐水性。因此，本发明的etpu材料具有优异的耐磨性、耐热性和耐水性。
22、改性tpu颗粒中，首先，以异氰尿酸三缩水甘油酯为中间体，利用其结构中的环氧基与(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基甲硅烷中的氨基反应生成中间产物1；其次，利用中间产物1中的剩余环氧基与1，3-丙二胺中的氨基反应生成端氨基扩链剂；最后，以聚酯多元醇、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、氨基扩链剂等为原料合成tpu颗粒。改性tpu颗粒中使用耐热性好的聚酯多元醇，具有对称结构的对苯二异氰酸酯以及含有耐热基团的氨基扩链剂为原料制备，各组分发挥协同作用，提高了基体的耐热性和耐磨性；其中，氨基扩链剂引入了耐热性好的异氰脲酸酯环，其含有的端氨基与异氰酸酯基反应生成耐热性好的脲键结构，进而提高了基体的耐热性；氨基扩链剂中还含有空间位阻较大的基团：苯环，使得聚氨酯分子链在受热过程中相对运动的空间位阻增大，保持分子链之间相对致密，进一步提高基体的耐热性和耐磨性；此外，聚氨酯分子侧链中含有的硅氧烷结构能被空气中的水分子水解成硅羟基，硅羟基能与增强填料表面游离的羟基反应，从而增强基体的交联程度，提高了基体的耐磨性。
23、增强填料中，首先，以四水合七钼酸铵为钼源、硫脲为硫源，在二氧化硅表面负载二硫化钼合成sio2@mos2纳米材料；其次，利用二乙胺中的仲胺与丙烯酸十八酯中的双键反应合成含有长链烷基和叔胺结构的中间产物，再利用中间产物中的叔胺与1-氯丙烷中的氯原子反应合成表面活性剂；最后，将表面活性剂吸附在sio2@mos2纳米材料表面合成增强填料。将二氧化硅作为耐磨基底层增强了基体的耐磨性，然后在二氧化硅表面原位生成二硫化钼合成sio2@mos2纳米材料，二硫化钼的负载进一步提高了基体的耐磨性能，这是由于二硫化钼具有类似三明治的层状结构，层内s-mo-s原子之间以较强的共价键连接，而层与层之间是由较弱的范德华力连接，这就导致在基体受到摩擦时，层间易发生滑动，表现出优异的摩擦学性能；表面活性剂含有两亲分子结构，其含有的疏水基(长链烷基)和亲水基(季铵盐阳离子)导致表面活性剂在水溶液中会发生解离现象，这就导致表面活性剂能通过物理吸附或化学吸附在sio2@mos2纳米材料表面，提高了sio2@mos2纳米材料的分散性，进而提高了基体的耐磨性；此外，表面活性剂中含有的长链分子结构还提高了基体的疏水性，进而使基体的耐水性提高。
1.一种跑道用耐磨etpu材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：改性tpu颗粒70-90份，聚乙烯25-35份，增强填料10-15份，抗氧剂0.2-1份，分散剂0.5-2份，光稳定剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种跑道用耐磨etpu材料，其特征在于，所述改性tpu颗粒由以下步骤制备：
3.根据权利要求2所述的一种跑道用耐磨etpu材料，其特征在于，步骤a1中(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基甲硅烷、n，n-二甲基乙酰胺和异氰尿酸三缩水甘油酯的用量比为0.1-0.2mol：200ml：0.1-0.2mol。
4.根据权利要求2所述的一种跑道用耐磨etpu材料，其特征在于，步骤a2中1，3-丙二胺的用量为异氰尿酸三缩水甘油酯用量的2倍。
5.根据权利要求1所述的一种跑道用耐磨etpu材料，其特征在于，所述增强填料由以下步骤制备：
6.根据权利要求5所述的一种跑道用耐磨etpu材料，其特征在于，步骤b1中二氧化硅、四水合七钼酸铵、硫脲和油胺的用量比为0.1-0.2g：0.01-0.02mol：0.035-0.07mol：60ml。
7.根据权利要求5所述的一种跑道用耐磨etpu材料，其特征在于，步骤b2中二乙胺、甲醇、丙烯酸十八酯、丙酮和1-氯丙烷的用量比为0.1-0.2mol：50ml：0.15-0.25mol：50ml：0.1-0.2mol。
8.根据权利要求5所述的一种跑道用耐磨etpu材料，其特征在于，步骤b3中sio2@mos2纳米材料、表面活性剂和去离子水的用量比为2-4g：0.03-0.06g：50ml。
9.根据权利要求1所述的一种跑道用耐磨etpu材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
