CN106977691A - 一种高回弹型跑道用塑胶材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高回弹型跑道用塑胶材料的制备方法，属于塑胶材料的技术领域。本发明先将新鲜鸡的软骨粉末与胰蛋白酶溶液混合，并将收集的滤饼与胃蛋白酶溶液混合，浇注至模具并在冰水浴中反应，干燥，脱模、洗涤、自然晾干并破碎后得改性软骨填充料，接着将4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚和苯甲酰氯混合，真空保温反应得A组分，然后将聚醚多元醇、白炭黑等混合研磨、干燥后得B组分，最后将B组分、A组分和改性软骨填充料混合并浇注至模具，固化、熟化、脱模后即可得高回弹型跑道用塑胶材料，本发明所得的高回弹型跑道用塑胶材料具有回弹率高、拉伸强度高、断裂伸长率高的特点，其弹性和硬度满足不同场所的使用需求。

Description

一种高回弹型跑道用塑胶材料的制备方法
技术领域
本发明公开了一种高回弹型跑道用塑胶材料的制备方法，属于塑胶材料的技术领域。
背景技术
目前，塑胶跑道、塑胶球场等塑胶运动场地已成为当今世界体育设施现代化的一部分。塑胶运动场地具有平整度好、抗压强度高、物理性能稳定的特性，加之跑道平坦、不滑、有弹性，色彩鲜艳美观，给运动员一种舒适感，可振奋精神，提高竟技水平，有助于运动员速度和技术的发挥，有效地提高运动员的运动成绩，降低摔伤率。可国家多年来对塑胶铺地场地设计、施工没有明确的理论和模型，大多数参照建筑、筑路等方面的规范进行，容易造成保守设计，造成浪费。目前，塑胶跑道需要具备以下特性：(1)全天候使用：任何季节及温差，均能维持高水准的品质，雨后更能立即使用，增加利用时间，提高场地使用率。(2)弹性：具有适度的弹性及反弹力，可减少体力的消耗，增进竞赛成绩。(3)冲击力吸收：适度吸收脚部冲击力，减少运动伤害，长期练习及比赛均适宜。
聚丙烯最突出的性质是多面性，它能适合于许多加工方法和用途。它的价值和多面性主要来自于优良的耐化学品性能、在大宗热塑性塑料中最低的密度和最高的熔点、适中的成本。在塑胶跑道的制造中，采用聚丙烯具有非常多的优点，但是只具有聚丙烯并不能完全的提高塑胶跑道的回弹率、拉伸强度和断裂伸长率。现有塑胶跑道的面层大都使用防滑颗粒层、粘结层和弹性层复合而成，不仅制备工序复杂，而且长期使用后，防滑颗粒层脱落，降低塑胶跑道的安全性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前塑胶跑道的回弹率、拉伸强度较低，跑道强度差的缺陷，提供了一种通过鸡软骨脱细胞处理后，粉碎并与双组份聚氨酯复合制备塑胶跑道的方法，本发明先将鸡软骨粉末与胰蛋白酶溶液混合，并将收集的滤饼与胃蛋白酶溶液混合，浇注至模具并在冰水浴中反应，干燥，脱模、洗涤、自然晾干并破碎后得改性软骨填充料，接着将4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚和苯甲酰氯混合，真空保温反应得A组分，然后将聚醚多元醇、白炭黑等混合研磨、干燥后得B组分，最后将B组分、A组分和改性软骨填充料混合并浇注至模具，固化、熟化、脱模后即可得高回弹型跑道用塑胶材料，本发明所得的高回弹型跑道用塑胶材料具有回弹率高、拉伸强度高、断裂伸长率高的特点，其弹性和硬度满足不同场所的使用需求。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
(1)选取新鲜鸡软骨，将其洗净并冷冻干燥6～8h，随后破碎并过100目筛，收集得软骨粉末，随后按质量比1:10，将软骨粉末与质量分数0.5％胰蛋白酶溶液搅拌混合，在0～5℃下冰水浴反应20～24h；
(2)待冰水浴完成后，过滤并收集滤饼，按质量比1:1，将滤饼与质量分数0.1％胃蛋白酶溶液搅拌混合，用冰醋酸调节pH至5.5～6.0后，浇注至模具中，在0～5℃下冰水浴反应20～24h，待反应完成后，再将模具至-65～-55℃下冷冻干燥6～8h，脱模并收集干燥软骨基质，用去离子水冲洗3～5次后，自然晾干并破碎过50目筛，收集得改性软骨填充料，备用；
(3)按重量份数计，分别称量20～30份4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯、40～45份聚醚2020和0.1～0.2份苯甲酰氯置于反应釜中，抽真空至50～60kPa，再在75～80℃下保温反应2～3h，随后静置冷却至室温，密封保存制备得A组分，备用；
(4)按重量份数计，分别称量45～50份聚醚多元醇N-330、55～60份白炭黑、3～5份蒙脱土、25～30份氯化石蜡、0.1～0.2份紫外线吸收剂UV-9、10～15份二辛酯和0.1～0.2份1,4丁二醇置于研钵中，在室温下研磨3～5h后，再在20～30kPa、70～80℃下真空干燥2～3h，制备得B组分；
(5)按重量份数计，分别称量45～50份上述制备的B组分、5～8份步骤(3)制备的A组分和20～25份步骤(2)制备的改性软骨填充料搅拌混合并浇注至模具中，在室温下固化20～24h后，再在75～80℃下熟化20～24h，冷却至室温后脱模即可制备得一种高回弹型跑道用塑胶材料。
本发明的应用方法是：首先将地面清理干净并打磨平整，干燥6～8h后用滚筒在水泥基础表面辊涂防水涂料，控制防水材料的用量为0.15～0.20kg/m2，固化保养20～24h后将聚氨酯胶水和粒径为3～4mm的高弹性黑胶粒搅拌均匀后倒在地面上，用齿状PU耙镘开，并用专门的摊铺机整平压实，控制厚度为9～11mm，接着将本发明所得的高回弹型跑道用塑胶材料铺设至干燥胶粒表面，同时将跑道面漆和催化剂混合倒入喷枪中，控制催化剂的用量为面漆用量的1～2％，塑胶材料用量为面漆用量的82～84％，在倾斜度为55～65°时同向喷涂，保养20～24h后，反方向再喷涂一次，固化保养48～60h后依设计尺寸施工划线，保养10～15天即可。经检测，本发明所得的高回弹型跑道用塑胶材料具有回弹率高、拉伸强度高、断裂伸长率高的特点，拉伸强度为3～3.8MPa，断裂伸长度为350～450％，耐磨耗性为1～1.5％，使用寿命延长3～5年。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
(1)本发明所得的高回弹型跑道用塑胶材料具有回弹率高、拉伸强度高、断裂伸长率高的特点，有效的改进了塑胶跑道的性能；
(2)本发明所得的高回弹型跑道用塑胶材料具有无毒、柔软、防滑和阻燃等优点，对人体具有良好的保护作用，同时无污染，其弹性和硬度满足不同场所的使用需求。
具体实施方式
选取新鲜鸡软骨，将其洗净并冷冻干燥6～8h，随后破碎并过100目筛，收集得软骨粉末，随后按质量比1:10，将软骨粉末与质量分数0.5％胰蛋白酶溶液搅拌混合，在0～5℃下冰水浴反应20～24h；待冰水浴完成后，过滤并收集滤饼，按质量比1:1，将滤饼与质量分数0.1％胃蛋白酶溶液搅拌混合，用冰醋酸调节pH至5.5～6.0后，浇注至模具中，在0～5℃下冰水浴反应20～24h，待反应完成后，再将模具至-65～-55℃下冷冻干燥6～8h，脱模并收集干燥软骨基质，用去离子水冲洗3～5次后，自然晾干并破碎过50目筛，收集得改性软骨填充料，备用；按重量份数计，分别称量20～30份4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯、40～45份聚醚2020和0.1～0.2份苯甲酰氯置于反应釜中，抽真空至50～60kPa，再在75～80℃下保温反应2～3h，随后静置冷却至室温，密封保存制备得A组分，备用；按重量份数计，分别称量45～50份聚醚多元醇N-330、55～60份白炭黑、3～5份蒙脱土、25～30份氯化石蜡、0.1～0.2份紫外线吸收剂UV-9、10～15份二辛酯和0.1～0.2份1,4丁二醇置于研钵中，在室温下研磨3～5h后，再在20～30kPa、70～80℃下真空干燥2～3h，制备得B组分；按重量份数计，分别称量45～50份上述制备的B组分、5～8份制备的A组分和20～25份制备的改性软骨填充料搅拌混合并浇注至模具中，在室温下固化20～24h后，再在75～80℃下熟化20～24h，冷却至室温后脱模即可制备得一种高回弹型跑道用塑胶材料。
实例1
选取新鲜鸡软骨，将其洗净并冷冻干燥6h，随后破碎并过100目筛，收集得软骨粉末，随后按质量比1:10，将软骨粉末与质量分数0.5％胰蛋白酶溶液搅拌混合，在0℃下冰水浴反应20h；待冰水浴完成后，过滤并收集滤饼，按质量比1:1，将滤饼与质量分数0.1％胃蛋白酶溶液搅拌混合，用冰醋酸调节pH至5.5后，浇注至模具中，在0℃下冰水浴反应20h，待反应完成后，再将模具至-65℃下冷冻干燥6h，脱模并收集干燥软骨基质，用去离子水冲洗3次后，自然晾干并破碎过50目筛，收集得改性软骨填充料，备用；按重量份数计，分别称量20份4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯、40份聚醚2020和0.1份苯甲酰氯置于反应釜中，抽真空至50kPa，再在75℃下保温反应2h，随后静置冷却至室温，密封保存制备得A组分，备用；按重量份数计，分别称量45份聚醚多元醇N-330、55份白炭黑、3份蒙脱土、25份氯化石蜡、0.1份紫外线吸收剂UV-9、10份二辛酯和0.1份1,4丁二醇置于研钵中，在室温下研磨3h后，再在20kPa、70℃下真空干燥2h，制备得B组分；按重量份数计，分别称量45份上述制备的B组分、5份制备的A组分和20份制备的改性软骨填充料搅拌混合并浇注至模具中，在室温下固化20h后，再在75℃下熟化20h，冷却至室温后脱模即可制备得一种高回弹型跑道用塑胶材料。
首先将地面清理干净并打磨平整，干燥6h后用滚筒在水泥基础表面辊涂一层防水材料，控制防水材料的用量为0.15kg/m2，固化保养20h后将胶水和粒径为3mm的高弹性黑胶粒搅拌均匀后倒在地面上，用齿状PU耙镘开，并用专门的摊铺机整平压实，控制厚度为9mm，接着将跑道面漆、催化剂和本发明所得的高回弹型跑道用塑胶材料混合，控制催化剂的用量为面漆用量的1％，塑胶材料用量为面漆用量的82％，倒入喷枪中，在倾斜度为55°时同向喷涂，保养20h后，反方向再喷涂一次，固化保养48h后依设计尺寸施工划线，保养10天即可。经检测，本发明所得的高回弹型跑道用塑胶材料具有回弹率高、拉伸强度高、断裂伸长率高的特点，拉伸强度为3MPa，断裂伸长度为350％，耐磨耗性为1％，使用寿命延长3年。
实例2
选取新鲜鸡软骨，将其洗净并冷冻干燥8h，随后破碎并过100目筛，收集得软骨粉末，随后按质量比1:10，将软骨粉末与质量分数0.5％胰蛋白酶溶液搅拌混合，在5℃下冰水浴反应24h；待冰水浴完成后，过滤并收集滤饼，按质量比1:1，将滤饼与质量分数0.1％胃蛋白酶溶液搅拌混合，用冰醋酸调节pH至5.5后，浇注至模具中，在5℃下冰水浴反应24h，待反应完成后，再将模具至-55℃下冷冻干燥8h，脱模并收集干燥软骨基质，用去离子水冲洗5次后，自然晾干并破碎过50目筛，收集得改性软骨填充料，备用；按重量份数计，分别称量30份4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯、45份聚醚2020和0.2份苯甲酰氯置于反应釜中，抽真空至60kPa，再在80℃下保温反应3h，随后静置冷却至室温，密封保存制备得A组分，备用；按重量份数计，分别称量50份聚醚多元醇N-330、60份白炭黑、5份蒙脱土、30份氯化石蜡、0.2份紫外线吸收剂UV-9、15份二辛酯和0.2份1,4丁二醇置于研钵中，在室温下研磨5h后，再在30kPa、80℃下真空干燥3h，制备得B组分；按重量份数计，分别称量50份上述制备的B组分、8份制备的A组分和25份制备的改性软骨填充料搅拌混合并浇注至模具中，在室温下固化24h后，再在80℃下熟化24h，冷却至室温后脱模即可制备得一种高回弹型跑道用塑胶材料。
首先将地面清理干净并打磨平整，干燥8h后用滚筒在水泥基础表面辊涂一层防水材料，控制防水材料的用量为0.20kg/m2，固化保养24h后将胶水和粒径为4mm的高弹性黑胶粒搅拌均匀后倒在地面上，用齿状PU耙镘开，并用专门的摊铺机整平压实，控制厚度为11mm，接着将跑道面漆、催化剂和本发明所得的高回弹型跑道用塑胶材料混合，控制催化剂的用量为面漆用量的2％，塑胶材料用量为面漆用量的84％，倒入喷枪中，在倾斜度为65°时同向喷涂，保养24h后，反方向再喷涂一次，固化保养60h后依设计尺寸施工划线，保养15天即可。经检测，本发明所得的高回弹型跑道用塑胶材料具有回弹率高、拉伸强度高、断裂伸长率高的特点，拉伸强度为3.8MPa，断裂伸长度为450％，耐磨耗性为1.5％，使用寿命延长5年。
实例3
选取新鲜鸡软骨，将其洗净并冷冻干燥7h，随后破碎并过100目筛，收集得软骨粉末，随后按质量比1:10，将软骨粉末与质量分数0.5％胰蛋白酶溶液搅拌混合，在3℃下冰水浴反应22h；待冰水浴完成后，过滤并收集滤饼，按质量比1:1，将滤饼与质量分数0.1％胃蛋白酶溶液搅拌混合，用冰醋酸调节pH至5.8后，浇注至模具中，在2℃下冰水浴反应22h，待反应完成后，再将模具至-60℃下冷冻干燥7h，脱模并收集干燥软骨基质，用去离子水冲洗4次后，自然晾干并破碎过50目筛，收集得改性软骨填充料，备用；按重量份数计，分别称量25份4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯、42份聚醚2020和0.2份苯甲酰氯置于反应釜中，抽真空至55kPa，再在77℃下保温反应2.5h，随后静置冷却至室温，密封保存制备得A组分，备用；按重量份数计，分别称量48份聚醚多元醇N-330、58份白炭黑、4份蒙脱土、27份氯化石蜡、0.1份紫外线吸收剂UV-9、13份二辛酯和0.1份1,4丁二醇置于研钵中，在室温下研磨4h后，再在25kPa、75℃下真空干燥2.5h，制备得B组分；按重量份数计，分别称量47份上述制备的B组分、7份制备的A组分和23份制备的改性软骨填充料搅拌混合并浇注至模具中，在室温下固化22h后，再在78℃下熟化22h，冷却至室温后脱模即可制备得一种高回弹型跑道用塑胶材料。
首先将地面清理干净并打磨平整，干燥7h后用滚筒在水泥基础表面辊涂一层防水材料，控制防水材料的用量为0.17kg/m2，固化保养22h后将胶水和粒径为3mm的高弹性黑胶粒搅拌均匀后倒在地面上，用齿状PU耙镘开，并用专门的摊铺机整平压实，控制厚度为10mm，接着将跑道面漆、催化剂和本发明所得的高回弹型跑道用塑胶材料混合，控制催化剂的用量为面漆用量的1％，塑胶材料用量为面漆用量的83％，倒入喷枪中，在倾斜度为60°时同向喷涂，保养22h后，反方向再喷涂一次，固化保养54h后依设计尺寸施工划线，保养13天即可。经检测，本发明所得的高回弹型跑道用塑胶材料具有回弹率高、拉伸强度高、断裂伸长率高的特点，拉伸强度为3.4MPa，断裂伸长度为400％，耐磨耗性为1.3％，使用寿命延长4年。

Claims (1)

1.一种高回弹型跑道用塑胶材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
(1)选取新鲜鸡软骨，将其洗净并冷冻干燥6～8h，随后破碎并过100目筛，收集得软骨粉末，随后按质量比1:10，将软骨粉末与质量分数0.5％胰蛋白酶溶液搅拌混合，在0～5℃下冰水浴反应20～24h；
(2)待冰水浴完成后，过滤并收集滤饼，按质量比1:1，将滤饼与质量分数0.1％胃蛋白酶溶液搅拌混合，用冰醋酸调节pH至5.5～6.0后，浇注至模具中，在0～5℃下冰水浴反应20～24h，待反应完成后，再将模具至-65～-55℃下冷冻干燥6～8h，脱模并收集干燥软骨基质，用去离子水冲洗3～5次后，自然晾干并破碎过50目筛，收集得改性软骨填充料，备用；
(3)按重量份数计，分别称量20～30份4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯、40～45份聚醚2020和0.1～0.2份苯甲酰氯置于反应釜中，抽真空至50～60kPa，再在75～80℃下保温反应2～3h，随后静置冷却至室温，密封保存制备得A组分，备用；
(4)按重量份数计，分别称量45～50份聚醚多元醇N-330、55～60份白炭黑、3～5份蒙脱土、25～30份氯化石蜡、0.1～0.2份紫外线吸收剂UV-9、10～15份二辛酯和0.1～0.2份1,4丁二醇置于研钵中，在室温下研磨3～5h后，再在20～30kPa、70～80℃下真空干燥2～3h，制备得B组分；
(5)按重量份数计，分别称量45～50份上述制备的B组分、5～8份步骤(3)制备的A组分和20～25份步骤(2)制备的改性软骨填充料搅拌混合并浇注至模具中，在室温下固化20～24h后，再在75～80℃下熟化20～24h，冷却至室温后脱模即可制备得一种高回弹型跑道用塑胶材料。
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