CN109653059A - 一种复合型塑胶跑道及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合型塑胶跑道及其制备方法，该复合型塑胶跑道包括由下而上依次设置的混凝土基层、粘结层、弹性层、封闭层、弹性加强层和罩面保护层；所述弹性层中添加有TPEE颗粒；所述封闭层为聚氨酯封闭涂料层；所述弹性加强层中添加有TPEE颗粒和EPDM颗粒。其制备方法包括以下步骤：1)铺设混凝土基层；2)涂覆粘结层；3)铺设弹性层；4)涂覆封闭层；5)铺设弹性加强层；6)涂覆罩面保护层。本发明的复合型塑胶跑道具有弹性适中、回弹性好、韧性及拉伸强度大、耐磨和抗老化性能优异、使用寿命长等优点，且制备工艺简单，可以广泛用于学校、体育馆、居民小区、公园等场所。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合型塑胶跑道及其制备方法。
背景技术
运动跑道一般设置在学校、体育馆、居民小区、公园等场所，传统的运动跑道为水泥跑道、煤渣跑道等，存在诸多问题。目前，运动跑道大多为塑胶跑道，具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适中、物理性能稳定等特性，色彩鲜明，美观整齐，它既能保证运动员的技术充分发挥，又能够最大限度地保护运动员，防止摔伤，是国际上公认的最优异的室外运动场地。
塑胶跑道的摊铺料由聚氨酯预聚体、混合聚醚、废轮胎橡胶、EPDM橡胶粒或PU颗粒、颜料、助剂、填料等组成。塑胶跑道的弹性层中添加有大量的废轮胎橡胶颗粒(黑胶粒)，主要是作为弹性材料赋予塑胶跑道减震性能。然而，由于废轮胎橡胶颗粒是由废旧橡胶制作而成，虽然可以节约成本和回收利用废旧橡胶资源，但存在以下问题：1)废轮胎橡胶颗粒的回弹性不足，抗冲击性能一般，耐候性不佳，韧性和拉伸强度不够高；2)废轮胎橡胶颗粒的自粘性和互粘性差，与胶黏剂之间的粘合力较弱，不易粘合，容易出现脱粒现象；3)废轮胎橡胶颗粒中含有大量芳烃化合物，环保性能差。因此，塑胶跑道在使用过程中，物理性能下降较快，易产生掉粒、剥落等现象，同时回弹力下降较明显，严重影响使用寿命。
由于塑胶跑道一般设置在户外，会长时间遭受阳光照射和雨水浸泡，因此塑胶跑道需要具备良好的稳定性以及抗老化的性能，但目前的塑胶跑道很难完全满足这方面的性能要求。在我国，伴随着体育运动事业的发展以及人们强身健体的愿望日益增强，塑胶跑道已成为各大中小城市自身发展不可或缺的硬件之一。因此，有必要开发性能更加优异的塑胶跑道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合型塑胶跑道及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种复合型塑胶跑道，包括由下而上依次设置的混凝土基层、粘结层、弹性层、封闭层、弹性加强层和罩面保护层；所述弹性层中添加有TPEE颗粒；所述封闭层为聚氨酯封闭涂料层；所述弹性加强层中添加有TPEE颗粒和EPDM颗粒。
所述粘结层为单组份聚氨酯胶黏剂层。
所述弹性层由TPEE颗粒、EPDM颗粒和单组份聚氨酯胶黏剂按照质量比1：(0～99)：(0.1～20)组成。
所述弹性加强层由以下质量百分比的原料组成：
聚氨酯树脂：10％～40％；
TPEE颗粒：5％～40％；
EPDM颗粒：10％～40％
填料：10％～50％；
颜料：3％～10％；
润湿分散剂：2％～4％；
抗氧剂：0.1％～0.3％；
杀菌防霉剂：0.2％～0.5％；
紫外线吸收剂：0.2％～0.5％。
所述TPEE颗粒的粒径为0.1～8mm。
所述EPDM颗粒的粒径为0.1～5mm。
所述填料为滑石粉、高岭土、碳酸钙、硅微粉、硫酸钡、硅藻土中的至少一种。
所述颜料为钛白粉、铜铬黑、铬红、钛镍黄、酞菁绿、钴蓝、群青中的至少一种。
所述润湿分散剂为聚氧乙烯烷基醚、聚羧酸钠盐、聚合物烷基醇铵盐、丙烯酸酯类共聚物铵盐中的至少一种。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂B215、抗氧剂B225、抗氧剂264中的至少一种。
所述杀菌防霉剂为1,2-苯并异噻唑-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯中的至少一种。
所述紫外线吸收剂为UV-326、UV-531、UV-3364、UV-P、UV-770中的至少一种。
所述罩面保护层为水性聚氨酯层。
上述复合型塑胶跑道的制备方法，包括以下步骤：
1)铺设混凝土基层；
2)将胶黏剂涂覆在混凝土基层上，形成粘结层；
3)将TPEE颗粒、EPDM颗粒和单组份聚氨酯胶黏剂预混合均匀后铺设在粘结层上，干燥，形成弹性层；
4)将聚氨酯封闭涂料涂覆在弹性层上，干燥，形成封闭层；
5)先将聚氨酯树脂、填料、颜料、润湿分散剂、抗氧剂、杀菌防霉剂和紫外线吸收剂混合均匀，再加入TPEE颗粒和EPDM颗粒，混合均匀，再将得到的预混合物铺设在封闭层上，干燥，形成弹性加强层；
6)将罩面涂料涂覆在弹性加强层上，干燥，形成罩面保护层，得到复合型塑胶跑道。
本发明的有益效果是：本发明的复合型塑胶跑道具有弹性适中、回弹性好、韧性及拉伸强度大、耐磨和抗老化性能优异、使用寿命长等优点，且制备工艺简单，可以广泛用于学校、体育馆、居民小区、公园等场所。
具体实施方式
一种复合型塑胶跑道，包括由下而上依次设置的混凝土基层、粘结层、弹性层、封闭层、弹性加强层和罩面保护层；所述弹性层中添加有TPEE颗粒；所述封闭层为聚氨酯封闭涂料层；所述弹性加强层中添加有TPEE颗粒和EPDM颗粒。
优选的，所述粘结层为单组份聚氨酯胶黏剂层。
优选的，所述弹性层由TPEE颗粒、EPDM颗粒和单组份聚氨酯胶黏剂按照质量比1：(0～99)：(0.1～20)组成。
进一步优选的，所述弹性层由TPEE颗粒、EPDM颗粒和单组份聚氨酯胶黏剂按照质量比1：(0～9)：(0.1～2)组成。
优选的，所述弹性加强层由以下质量百分比的原料组成：
聚氨酯树脂：10％～40％；
TPEE颗粒：5％～40％；
EPDM颗粒：10％～40％
填料：10％～50％；
颜料：3％～10％；
润湿分散剂：2％～4％；
抗氧剂：0.1％～0.3％；
杀菌防霉剂：0.2％～0.5％；
紫外线吸收剂：0.2％～0.5％。
优选的，所述TPEE颗粒的粒径为0.1～8mm。
优选的，所述EPDM颗粒的粒径为0.1～5mm。
优选的，所述填料为滑石粉、高岭土、碳酸钙、硅微粉、硫酸钡、硅藻土中的至少一种。
优选的，所述颜料为钛白粉、铜铬黑、铬红、钛镍黄、酞菁绿、钴蓝、群青中的至少一种。
优选的，所述润湿分散剂为聚氧乙烯烷基醚、聚羧酸钠盐、聚合物烷基醇铵盐、丙烯酸酯类共聚物铵盐中的至少一种。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂B215、抗氧剂B225、抗氧剂264中的至少一种。
优选的，所述杀菌防霉剂为1,2-苯并异噻唑-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯中的至少一种。
优选的，所述紫外线吸收剂为UV-326、UV-531、UV-3364、UV-P、UV-770中的至少一种。
优选的，所述罩面保护层为水性聚氨酯层。
上述复合型塑胶跑道的制备方法，包括以下步骤：
1)铺设混凝土基层；
2)将胶黏剂涂覆在混凝土基层上，形成粘结层；
3)将TPEE颗粒、EPDM颗粒和单组份聚氨酯胶黏剂预混合均匀后铺设在粘结层上，干燥，形成弹性层；
4)将聚氨酯封闭涂料涂覆在弹性层上，干燥，形成封闭层；
5)先将聚氨酯树脂、填料、颜料、润湿分散剂、抗氧剂、杀菌防霉剂和紫外线吸收剂混合均匀，再加入TPEE颗粒和EPDM颗粒，混合均匀，再将得到的预混合物铺设在封闭层上，干燥，形成弹性加强层；
6)将罩面涂料涂覆在弹性加强层上，干燥，形成罩面保护层，得到复合型塑胶跑道。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1：
一种复合型塑胶跑道的制备方法，包括以下步骤：
1)铺设混凝土基层；
2)将单组份聚氨酯胶黏剂涂覆在混凝土基层上，形成粘结层；
3)将TPEE颗粒(粒径3～5mm)和单组份聚氨酯胶黏剂按照质量比1:0.1预混合均匀后铺设在粘结层上，干燥，形成弹性层(厚度为7mm)；
4)将聚氨酯封闭涂料涂覆在弹性层上，干燥，形成封闭层；
5)先将聚氨酯树脂、高岭土、碳酸钙、铬红、聚氧乙烯烷基醚、抗氧剂1010、抗氧剂168、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯和紫外线吸收剂UV-P混合均匀，再加入TPEE颗粒和EPDM颗粒，混合均匀，再将得到的预混合物铺设在封闭层上，干燥，形成弹性加强层(厚度为3mm)；
6)将水性聚氨酯涂料涂覆在弹性加强层上，干燥，形成罩面保护层，得到复合型塑胶跑道。
步骤5)所述弹性加强层的原料组成如下表所示：
表1弹性加强层的原料组成表
| 原料 | 质量百分比(％) |
| 聚氨酯树脂 | 18 |
| TPEE颗粒(粒径1～3mm) | 20 |
| EPDM颗粒(粒径1～3mm) | 15 |
| 高岭土 | 15 |
| 碳酸钙 | 20 |
| 铬红 | 9 |
| 聚氧乙烯烷基醚 | 2 |
| 抗氧剂1010 | 0.2 |
| 抗氧剂168 | 0.1 |
| 5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮 | 0.3 |
| 碘代丙炔基氨基甲酸丁酯 | 0.1 |
| UV-P | 0.3 |
实施例2：
一种复合型塑胶跑道的制备方法，包括以下步骤：
1)铺设混凝土基层；
2)将单组份聚氨酯胶黏剂涂覆在混凝土基层上，形成粘结层；
3)将TPEE颗粒(粒径2～4mm)、EPDM颗粒(粒径2～4mm)和单组份聚氨酯胶黏剂按照质量比1:2:0.3预混合均匀后铺设在粘结层上，干燥，形成弹性层(厚度为7mm)；
4)将聚氨酯封闭涂料涂覆在弹性层上，干燥，形成封闭层；
5)先将聚氨酯树脂、滑石粉、硫酸钡、酞菁绿、丙烯酸酯类共聚物铵盐、抗氧剂1010、1,2-苯并异噻唑-3-酮和紫外线吸收剂UV-3364混合均匀，再加入TPEE颗粒和EPDM颗粒，混合均匀，再将得到的预混合物铺设在封闭层上，干燥，形成弹性加强层(厚度为3mm)；
6)将水性聚氨酯涂料涂覆在弹性加强层上，干燥，形成罩面保护层，得到复合型塑胶跑道。
步骤5)所述耐磨面层的原料组成如下表所示：
表2弹性加强层的原料组成表
| 原料 | 质量百分比(％) |
| 聚氨酯树脂 | 22 |
| TPEE颗粒(粒径1～3mm) | 35 |
| EPDM颗粒(粒径1～3mm) | 10 |
| 滑石粉 | 13 |
| 硫酸钡 | 13 |
| 酞菁绿 | 3 |
| 丙烯酸酯类共聚物铵盐 | 3 |
| 抗氧剂1010 | 0.2 |
| 1,2-苯并异噻唑-3-酮 | 0.4 |
| UV-3364 | 0.4 |
实施例3：
一种复合型塑胶跑道的制备方法，包括以下步骤：
1)铺设混凝土基层；
2)将单组份聚氨酯胶黏剂涂覆在混凝土基层上，形成粘结层；
3)将TPEE颗粒(粒径3～5mm)、EPDM颗粒(粒径2～4mm)和单组份聚氨酯胶黏剂按照质量比1:4:0.6预混合均匀后铺设在粘结层上，干燥，形成弹性层(厚度为7mm)；
4)将聚氨酯封闭涂料涂覆在弹性层上，干燥，形成封闭层；
5)先将聚氨酯树脂、高岭土、钴蓝、聚氧乙烯烷基醚、抗氧剂264、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和紫外线吸收剂UV-P混合均匀，再加入TPEE颗粒和EPDM颗粒，混合均匀，再将得到的预混合物铺设在封闭层上，干燥，形成弹性加强层(厚度为3mm)；
6)将水性聚氨酯涂料涂覆在弹性加强层上，干燥，形成罩面保护层，得到复合型塑胶跑道。
步骤5)所述弹性加强层的原料组成如下表所示：
表3弹性加强层的原料组成表
| 原料 | 质量百分比(％) |
| 聚氨酯树脂 | 25 |
| EPDM颗粒(粒径0.5～2mm) | 25 |
| TPEE颗粒(粒径1～3mm) | 30 |
| 高岭土 | 10 |
| 钴蓝 | 5 |
| 聚氧乙烯烷基醚 | 4 |
| 抗氧剂264 | 0.2 |
| 5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮 | 0.3 |
| UV-P | 0.5 |
实施例4：
一种复合型塑胶跑道的制备方法，包括以下步骤：
1)铺设混凝土基层；
2)将单组份聚氨酯胶黏剂涂覆在混凝土基层上，形成粘结层；
3)将TPEE颗粒(粒径3～5mm)、EPDM颗粒(粒径1～4mm)和单组份聚氨酯胶黏剂按照质量比1:7:1预混合均匀后铺设在粘结层上，干燥，形成弹性层(厚度为7mm)；
4)将聚氨酯封闭涂料涂覆在弹性层上，干燥，形成封闭层；
5)先将聚氨酯树脂、硫酸钡、硅藻土、铬红、聚羧酸钠盐、抗氧剂B215、1,2-苯并异噻唑-3-酮、紫外线吸收剂UV-531和紫外线吸收剂UV-770混合均匀，再加入TPEE颗粒和EPDM颗粒，混合均匀，再将得到的预混合物铺设在封闭层上，干燥，形成弹性加强层(厚度为3mm)；
6)将水性聚氨酯涂料涂覆在弹性加强层上，干燥，形成罩面保护层，得到复合型塑胶跑道。
步骤5)所述弹性加强层的原料组成如下表所示：
表4弹性加强层的原料组成表
实施例5：
一种复合型塑胶跑道的制备方法，包括以下步骤：
1)铺设混凝土基层；
2)将单组份聚氨酯胶黏剂涂覆在混凝土基层上，形成粘结层；
3)将TPEE颗粒(粒径5～7mm)、EPDM颗粒(粒径3～5mm)和单组份聚氨酯胶黏剂按照质量比1:1:0.2预混合均匀后铺设在粘结层上，干燥，形成弹性层(厚度为7mm)；
4)将聚氨酯封闭涂料涂覆在弹性层上，干燥，形成封闭层；
5)先将聚氨酯树脂、滑石粉、硅微粉、酞菁绿、聚合物烷基醇铵盐、抗氧剂1076、1,2-苯并异噻唑-3-酮、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯和紫外线吸收剂UV-531混合均匀，再加入TPEE颗粒和EPDM颗粒，混合均匀，再将得到的预混合物铺设在封闭层上，干燥，形成弹性加强层(厚度为3mm)；
6)将水性聚氨酯涂料涂覆在弹性加强层上，干燥，形成罩面保护层，得到复合型塑胶跑道。
步骤5)所述弹性加强层的原料组成如下表所示：
表5弹性加强层的原料组成表
测试例：
对实施例1～5制备得到的复合型塑胶跑道和传统塑胶跑道(对比例，弹性层厚度为10mm)进行性能对比测试，测试结果如下表所示：
表6实施例1～5的复合型塑胶跑道的性能测试结果
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合型塑胶跑道，其特征在于：包括由下而上依次设置的混凝土基层、粘结层、弹性层、封闭层、弹性加强层和罩面保护层；所述弹性层中添加有TPEE颗粒；所述封闭层为聚氨酯封闭涂料层；所述弹性加强层中添加有TPEE颗粒和EPDM颗粒。
2.根据权利要求1所述的复合型塑胶跑道，其特征在于：所述粘结层为单组份聚氨酯胶黏剂层。
3.根据权利要求1所述的复合型塑胶跑道，其特征在于：所述弹性层由TPEE颗粒、EPDM颗粒和单组份聚氨酯胶黏剂按照质量比1：(0～99)：(0.1～20)组成。
4.根据权利要求1所述的复合型塑胶跑道，其特征在于：所述弹性加强层由以下质量百分比的原料组成：
聚氨酯树脂：10％～40％；
TPEE颗粒：5％～40％；
EPDM颗粒：10％～40％
填料：10％～50％；
颜料：3％～10％；
润湿分散剂：2％～4％；
抗氧剂：0.1％～0.3％；
杀菌防霉剂：0.2％～0.5％；
紫外线吸收剂：0.2％～0.5％。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的复合型塑胶跑道，其特征在于：所述TPEE颗粒的粒径为0.1～8mm。
6.根据权利要求1～4中任意一项所述的复合型塑胶跑道，其特征在于：所述EPDM颗粒的粒径为0.1～5mm。
7.根据权利要求4所述的复合型塑胶跑道，其特征在于：所述填料为滑石粉、高岭土、碳酸钙、硅微粉、硫酸钡、硅藻土中的至少一种；所述颜料为钛白粉、铜铬黑、铬红、钛镍黄、酞菁绿、钴蓝、群青中的至少一种。
8.根据权利要求4所述的复合型塑胶跑道，其特征在于：所述润湿分散剂为聚氧乙烯烷基醚、聚羧酸钠盐、聚合物烷基醇铵盐、丙烯酸酯类共聚物铵盐中的至少一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂B215、抗氧剂B225、抗氧剂264中的至少一种；所述杀菌防霉剂为1,2-苯并异噻唑-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯中的至少一种；所述紫外线吸收剂为UV-326、UV-531、UV-3364、UV-P、UV-770中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的复合型塑胶跑道，其特征在于：所述罩面保护层为水性聚氨酯层。
10.权利要求1～9中任意一项所述的复合型塑胶跑道的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)铺设混凝土基层；
2)将胶黏剂涂覆在混凝土基层上，形成粘结层；
3)将TPEE颗粒、EPDM颗粒和单组份聚氨酯胶黏剂预混合均匀后铺设在粘结层上，干燥，形成弹性层；
4)将聚氨酯封闭涂料涂覆在弹性层上，干燥，形成封闭层；
5)先将聚氨酯树脂、填料、颜料、润湿分散剂、抗氧剂、杀菌防霉剂和紫外线吸收剂混合均匀，再加入TPEE颗粒和EPDM颗粒，混合均匀，再将得到的预混合物铺设在封闭层上，干燥，形成弹性加强层；
6)将罩面涂料涂覆在弹性加强层上，干燥，形成罩面保护层，得到复合型塑胶跑道。
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