CN107513919A - 一种使用热塑性弹性体材料制备的跑道 - Google Patents

Abstract

一种使用热塑性弹性体材料制备的跑道，属于跑道技术领域，包括连接钉、以及由上至下依次设置的变色涂层、弹性层、底涂层、第一土工布层、薄膜层、第二土工布层；所述弹性层包括上弹层和下弹层；上弹层的上表面与变色涂层相互贴合，下表面设置有向下凸起的定位销；所述定位销呈正六棱柱状；下弹层的上表面与上弹层相贴合，且上表面开设有向内凹陷的定位孔；所述定位销插设于定位孔；下弹层的下表面与底涂层相互贴合。本跑道，通过不同功能材料的复合，使得不同层之间的性能得以发挥，特别是变色涂层光致变色特性，能在夜间变色发光更符合现在人们为产品个性化的新需求。本跑道，可用于运动场地、公园、园林、景观地面的铺设，尤其适用于中小学运动场地。

Description

一种使用热塑性弹性体材料制备的跑道

技术领域

本发明属于跑道技术领域，具体涉及为一种使用热塑性弹性体材料制备的跑道。

背景技术

随着社会的发展和人们生活水平的提高，各种休闲运动越来越受人们的喜爱，塑胶跑道广泛应用于各种运动场地，公园和园林景观地面，尤其在中小学体育场地应用普遍。

现在广为使用的塑胶跑道主要由三层结构材料制成，上层为溶剂性的聚氨酯和EPDM或TPU颗粒混合耐磨面材，中层为聚氨酯和橡胶颗粒混合的弹性层，底层为沥青底涂层。

目前人们对塑胶跑道面层多彩的变化提出了更新的要求，如在不同气候条件光线下产生不同色彩，尤其在夜晚能发光的跑道更是可满足人们夜间运动休闲的需要。

另外，现有的运动场地弹性材料目前主要采用的是乙丙橡胶硫化胶，该材料由乙丙橡胶经配合备助剂后，由混炼、热炼压延成胶片后，再由硫化罐硫化为硫化胶，然后再经过粉碎机粉碎筛分后制成。这种材料存在以下方面的不足，即该材料含有硫化剂和促进剂导致材料的异味对人体有一定的伤害；其次该产品生产加工工艺流程长，能耗大导致生产成本相对较高；该材料为热固性材料在使用报废后不能采用热塑化加工的方法回收再利用，对环境造成危害。同时由于现有的运动场地材料主要应用于户外，由于该材料不具备红外反射降温功能，致使在高温天气条件下表面温度较高影响使用效果，并有可能对人体皮肤烫伤。

发明内容

本发明的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种使用热塑性弹性体材料制备的跑道。

本发明实现其目的采用的技术方案如下。

一种使用热塑性弹性体材料制备的跑道，包括连接钉、以及由上至下依次设置的变色涂层、弹性层、底涂层、第一土工布层、薄膜层、第二土工布层；所述弹性层包括上弹层和下弹层；上弹层的上表面与变色涂层相互贴合，下表面设置有向下凸起的定位销；所述定位销呈正六棱柱状；下弹层的上表面与上弹层相贴合，且上表面开设有向内凹陷的定位孔；所述定位销插设于定位孔；下弹层的下表面与底涂层相互贴合；下弹层下表面开设有向内凹陷的连接孔；所述连接孔与定位孔同轴设置且相互连通，所述连接孔的直径小于定位孔的直径；所述连接钉依次穿设于下弹层、底涂层、第一土工布层、薄膜层、第二土工布层，且连接钉底端插设于素土层；所述连接钉底部侧面设置有至少两环向外凸起的倒刺；所述弹性层，按照重量份数，其组成为100份的SBS，75份的环烷油，25份的聚苯乙烯，5份的聚乙烯蜡，1.0份的硬脂酸钙，1.5份的抗氧剂，0.5份的UV-9，15的钛白粉，10份的红外反射颜料红。

所述第二土工布层铺设于素土层上方；所述薄膜层铺设于第二土工布层上方；所述第一土工布层铺设于薄膜层上方；所述底涂层铺设于第一土工布层上方；所述弹性层铺设于薄膜层上方；所述变色涂层铺设于弹性层上方。

所述变色涂层的厚度为1~3mm；所述弹性层的厚度为10~12mm；所述底涂层的厚度为0.1~0.2mm。

弹性层（2）的制备方法包括以下几个步骤：

1）按热塑性弹性体的组成配比进行称量配合后，先将SBC弹性体和环烷油进行混合充油处理10-20分钟得到充油SBC弹性体，放置24—72小时以后备用；

2）将充油SBC弹性体和各种配合剂再进行混合10-30分钟，混合均匀后输送至双螺杆挤出机使用；

3）由双螺杆挤出机进行进一步混合挤出造粒即得运动场地用热塑弹性体材料颗粒；其中挤出机造粒的加工温度在145—225℃之间，挤出机为同向平行双螺杆挤出机。

本跑道，通过不同功能材料的复合，使得不同层之间的性能得以发挥，特别是变色涂层光致变色特性，能在夜间变色发光，更符合现在人们为产品个性化的新需求。本跑道不仅产品环保安全，而且具有光致变色功能，可用于运动场地、公园、园林、景观地面的铺设，尤其适用于中小学运动场地。

本跑道具备可拆卸的功能。当跑道表面磨损并需要更换时，只需要将上弹层和下弹层相互分离，将新的上弹层覆盖于下弹层上方，定位销插设于定位孔，从而延长了本跑道下半部分的使用寿命。本跑道用的热塑性弹性体颗粒不仅在形态上和传统跑道橡胶颗粒相似，铺装成型工艺和设备也同传统的塑胶跑道铺装，其环保性和低气味特性均优于传统现行的乙丙橡胶颗粒，且改善了运动场地的弹性和缓冲效果，报废后可直接加工循环再利用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中：变色涂层1、弹性层2、上弹层2a、定位销2b、下弹层2c、定位孔2d、连接孔2e、连接钉2f、倒刺2g、底涂层3、第一土工布层4、薄膜层5、第二土工布层6、素土层7。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。

一种使用热塑性弹性体材料制备的跑道，包括由上至下依次设置的变色涂层1、弹性层2、底涂层3、第一土工布层4、薄膜层5、第二土工布层6。

所述第二土工布层6铺设于素土层7上方。素土层7整平、压实后，铺设第二土工布层6。所述第一土工布层4由土工布组成，具有耐腐蚀、透水性好的特点，并且，对上下两层进行隔绝，保持材料间的不流失、不混杂，提高跑道的承载能力。

所述薄膜层5铺设于第二土工布层6上方。所述薄膜层5由聚合物水泥防水涂料组成。聚合物水泥防水涂料为市购产品，具有优异的耐水性。

所述第一土工布层4铺设于薄膜层5上方。所述第二土工布层6，由土工布组成。

所述底涂层3铺设于第一土工布层4上方。所述底涂层3，由水性丙烯酸树脂组成。水性丙烯酸树脂为市购产品。底涂层3，保证了弹性层2与第一土工布层4良好的粘合性与过渡性。

所述弹性层2铺设于薄膜层5上方。所述弹性层2具有弹性缓冲性能，保证了塑胶跑道的减震性。

所述变色涂层1铺设于弹性层2上方。所述变色涂层1，由光致变色微粒均匀混合于水性丙烯酸涂料制成。光致变色微粒和水性丙烯酸涂料均为市购产品，其中，光致变色微粒由超支化偶氮聚氨酯组成。

所述弹性层2包括上弹层2a和下弹层2c；上弹层2a的上表面与变色涂层1相互贴合，下表面设置有向下凸起的定位销2b；所述定位销2b呈正六棱柱状；下弹层2c的上表面与上弹层2a相贴合，且上表面开设有向内凹陷的定位孔2d；所述定位销2b插设于定位孔2d；下弹层2c的下表面与底涂层3相互贴合。

所述弹性层2，按照重量份数，其组成为100份的SBS（YH-792），75份的环烷油（K4006），25份的聚苯乙烯（HIPS），5份的聚乙烯蜡，1.0份的硬脂酸钙，1.5份的抗氧剂（1076），0.5份的UV-9，15的钛白粉(B100)，10份的红外反射颜料红。

所述SBC弹性体为SBS和SIS，以及它们的氢化物SEBS和SEPS其中的一种或一种以上混合物。

弹性层2的制备方法包括以下几个步骤：

1）按热塑性弹性体的组成配比进行称量配合后，先将SBC弹性体和环烷油进行混合充油处理10-20分钟得到充油SBC弹性体，放置24—72小时以后备用；

2）将充油SBC弹性体和各种配合剂再进行混合10-30分钟，混合均匀后输送至双螺杆挤出机使用；

3）由双螺杆挤出机进行进一步混合挤出造粒即得运动场地用热塑弹性体材料颗粒；其中挤出机造粒的加工温度在145—225℃之间，挤出机为同向平行双螺杆挤出机。

SBC弹性体是指含有苯乙烯的热塑性弹性体,共聚的其他原料可以是丁二烯、异戊二烯或相应的共轭二烯烃及其他可以聚合的分子。SBS是含有苯乙烯和丁二烯的嵌段共聚物,SIS是含有苯乙烯和异戊二烯的嵌段共聚物,通常分子的两端是聚苯乙烯嵌段.其通过和各种功能配合剂混合加工后可以获得运动场地需要的使用性能。

弹性层2所用的热塑性弹性体颗粒不仅在形态上和传统跑道橡胶颗粒相似，铺装成型工艺和设备也同传统的塑胶跑道铺装，其环保性和低气味特性均优于传统现行的乙丙橡胶颗粒，且改善了运动场地的弹性和缓冲效果，报废后可直接加工循环再利用。

本弹性层2，具有无异味，安全环保，加工方法简单，使用性能好，报废后可回收利用的优点，是传统乙丙橡胶的运动场地的替代材料,克服了目前乙丙橡胶应用存在的问题。热塑性弹性体是一种常温下具有橡胶弹性，高温下又能塑化加工成型的介于橡胶与塑料之间的新型弹性材料。该材料具有高强度和高韧性，加工过程无须硫化，环保无毒性，且报废后可按塑料热加工回收利用，是传统硫化橡胶的新型替代材料。该弹性体材料经过适当的配合处理后，通过加工处理可制成满足运动场地使用的新型弹性地面用材料。本发明运动场地热塑性弹性材料在各种运动场地、跑道、休闲路面、地垫等方面将获得广泛实际应用。

表1为本发明的跑道与传统型跑道性能的比较

一种使用热塑性弹性体材料制备的跑道，还包括连接钉2f；下弹层2c下表面开设有向内凹陷的连接孔2e；所述连接孔2e与定位孔2d同轴设置且相互连通，所述连接孔2e的直径小于定位孔2d的直径；所述连接钉2f依次穿设于下弹层2c、底涂层3、第一土工布层4、薄膜层5、第二土工布层6，且连接钉2f底端插设于素土层7；所述连接钉2f底部侧面设置有至少两环向外凸起的倒刺2g。

由于下弹层2c的上表面进行了开孔设置，提升了跑道的弹性。但是，如果直接在下弹层2c上覆盖变色涂层1，变色涂层1容易扭曲变形。因此，在下弹层2c和变色涂层1之间设置上弹层2a。

设置上弹层2a之后，本跑道具备了可拆卸的功能。当跑道表面磨损并需要更换时，只需要将上弹层2a和下弹层2c相互分离，将新的上弹层2a覆盖于下弹层2c上方，定位销2b插设于定位孔2d，从而延长了本跑道下半部分的使用寿命。

由于本跑道下半部分的使用寿命长，因此，有必要对本跑道下半部分进行加固，避免长时间的使用导致各个层之间的滑移。连接钉2f依次穿设于下弹层2c、底涂层3、第一土工布层4、薄膜层5、第二土工布层6且下端插设于素土层7，从而将跑道下半部分牢牢的连为一体。倒刺2g的设置，增加了连接强度。

本发明按照实施例进行了说明，在不脱离本原理的前提下，本装置还可以作出若干变形和改进。应当指出，凡采用等同替换或等效变换等方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种使用热塑性弹性体材料制备的跑道，其特征在于，包括连接钉（2f）、以及由上至下依次设置的变色涂层（1）、弹性层（2）、底涂层（3）、第一土工布层（4）、薄膜层（5）、第二土工布层（6）；所述弹性层（2）包括上弹层（2a）和下弹层（2c）；上弹层（2a）的上表面与变色涂层（1）相互贴合，下表面设置有向下凸起的定位销（2b）；所述定位销（2b）呈正六棱柱状；下弹层（2c）的上表面与上弹层（2a）相贴合，且上表面开设有向内凹陷的定位孔（2d）；所述定位销（2b）插设于定位孔（2d）；下弹层（2c）的下表面与底涂层（3）相互贴合；下弹层（2c）下表面开设有向内凹陷的连接孔（2e）；所述连接孔（2e）与定位孔（2d）同轴设置且相互连通，所述连接孔（2e）的直径小于定位孔（2d）的直径；所述连接钉（2f）依次穿设于下弹层（2c）、底涂层（3）、第一土工布层（4）、薄膜层（5）、第二土工布层（6），且连接钉（2f）底端插设于素土层（7）；所述连接钉（2f）底部侧面设置有至少两环向外凸起的倒刺（2g）；所述弹性层（2），按照重量份数，其组成为100份的SBS，75份的环烷油，25份的聚苯乙烯，5份的聚乙烯蜡，1.0份的硬脂酸钙，1.5份的抗氧剂，0.5份的UV-9，15的钛白粉，10份的红外反射颜料红。

2.如权利要求1所述的一种使用热塑性弹性体材料制备的跑道，其特征在于，所述第二土工布层（6）铺设于素土层（7）上方；所述薄膜层（5）铺设于第二土工布层（6）上方；所述第一土工布层（4）铺设于薄膜层（5）上方；所述底涂层（3）铺设于第一土工布层（4）上方；所述弹性层（2）铺设于薄膜层（5）上方；所述变色涂层（1）铺设于弹性层（2）上方。

3.如权利要求1所述的一种使用热塑性弹性体材料制备的跑道，其特征在于，所述变色涂层（1）的厚度为1~3mm；所述弹性层（2）的厚度为10~12mm；所述底涂层（3）的厚度为0.1~0.2mm。

4.如权利要求1所述的一种使用热塑性弹性体材料制备的跑道，其特征在于，弹性层（2）的制备方法包括以下几个步骤：

1）按热塑性弹性体的组成配比进行称量配合后，先将SBC弹性体和环烷油进行混合充油处理10-20分钟得到充油SBC弹性体，放置24—72小时以后备用；

2）将充油SBC弹性体和各种配合剂再进行混合10-30分钟，混合均匀后输送至双螺杆挤出机使用；

3）由双螺杆挤出机进行进一步混合挤出造粒即得运动场地用热塑弹性体材料颗粒；其中挤出机造粒的加工温度在145—225℃之间，挤出机为同向平行双螺杆挤出机。