CN109826070A

CN109826070A - 一种预制型运动场地面层材料及其制备方法

Info

Publication number: CN109826070A
Application number: CN201810899159.XA
Authority: CN
Inventors: 张志雄
Original assignee: Guangzhou Wisdom Sports Equipment Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Wisdom Sports Equipment Technology Co Ltd
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2018-08-08
Publication date: 2019-05-31

Abstract

本发明公开了一种预制型运动场地面层材料，由实心面层和发泡底层复合制成，所述发泡底层由以下重量百分比的原料制成：底层树脂50％～60％、底层无机填料30％～45％、底层助剂5％～10％；所述底层树脂由以下重量份的原料制成：线型SEBS 30～50份、星型SEBS 20～25份、白油40～50份、LDPE 5份、HDPE 5份；所述底层无机填料为重质碳酸钙；所述底层助剂包括硬脂酸锌、硅酮、UV531、偶联剂GP201、抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂168、微珠发泡剂和交联剂BIBP。还公开了该种面层材料的制备方法，解决了现有技术中存在的翻新不便、配方不合理导致的性能不佳、不环保且不能回收再利用的问题。

Description

一种预制型运动场地面层材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及跑道卷材技术领域，具体涉及一种预制型运动场地面层材料及其制备方法。

背景技术

一些橡胶跑道使用的材料在长期使用过程中会释放大量有毒有害物质，例如，部分使用以普通天然胶及合成胶(丁苯胶、顺丁橡胶)生产的预制型卷材中重金属及有机挥发物(苯、二甲苯、芳烃类)都严重超标，严重危害锻炼者的身体健康。

目前室外运动场地合成材料主要有以下聚氨酯现浇类、三元乙丙预制类，以及聚乙烯、聚丙烯编织类。铺设了这些材料的运动场地，在使用多年后需要换新，往往会出现难以清除、清除后难以回收再利用的问题，造成了施工不便与资源浪费。

因此，开发一种原料配方更为合理、性能更加优良、更环保并且能够回收再利用的预制型运动场地面层材料十分必要。

发明内容

本发明公开了一种预制型运动场地面层材料及其制备方法，用以解决现有技术中存在的翻新不便、配方不合理导致的性能不佳、不环保且不能回收再利用的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种预制型运动场地面层材料，所述预制型运动场地面层材料由实心面层和发泡底层复合制成，所述发泡底层由以下重量百分比的原料制成：底层树脂 50％～60％、底层无机填料30％～45％、底层助剂5％～10％；所述底层树脂由以下重量份的原料制成：线型SEBS 30～50份、星型SEBS 20～25份、白油40～50份、LDPE 5份、HDPE 5份；所述底层无机填料为重质碳酸钙；所述底层助剂包括硬脂酸锌、硅酮、防老化助剂、偶联剂、抗氧剂、发泡剂和交联剂，所述防老化助剂为UV531，所述偶联剂为偶联剂GP201，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂168其中至少一种，所述发泡剂为微珠发泡剂，所述交联剂为交联剂BIBP。

进一步地，所述实心面层由以下重量百分比的原料制成：面层树脂50％～ 60％、面层无机填料30％～45％、面层助剂5％～10％；所述面层树脂由以下重量份的原料制成：EPDM 30～50份、线型SEBS 20～25份、白油40～50份、 PP 10份；所述面层无机填料为重质碳酸钙；所述面层助剂为硬脂酸锌、硅酮、防老化助剂、偶联剂和抗氧剂，所述防老化助剂为UV531，所述偶联剂为偶联剂GP201，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂168其中至少一种。

进一步地，所述实心面层由以下重量百分比的原料制成：面层树脂50％～ 60％、面层无机填料30％～45％、面层助剂5％～10％；所述面层树脂由以下重量份的原料制成：线型SEBS 30～50份、星型SEBS 20～25份、白油40～50 份、LDPE 5份、HDPE 5份；所述面层无机填料为重质碳酸钙；所述面层助剂为硬脂酸锌、硅酮、防老化助剂、偶联剂和抗氧剂，所述防老化助剂为UV531，所述偶联剂为偶联剂GP201，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂 168其中至少一种。

进一步地，所述重质碳酸钙的粒径不大于10um。

进一步地，所述底层助剂由以下重量份的物质组成：硬脂酸锌0.2份、硅酮 2份、UV531 0.2份、GP201 1.5份、抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份、微珠发泡剂3份、交联剂BIBP 1份。

进一步地，所述面层助剂由以下重量份的物质组成：硬脂酸锌0.2份、硅酮 2份、UV531 0.2份、偶联剂GP201 1.5份、抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂1010 0.2 份、抗氧剂1680.2份。

进一步地，所述实心面层的厚度为5～10mm，所述发泡底层的厚度为8～ 15mm。

上述预制型运动场地面层材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)分别按照配比准备实心面层和发泡底层的原料，并分别混合，在高转速高扭矩双螺杆挤出机中分别对实心面层和发泡底层进行混炼塑化；

(2)在单螺杆挤出机中利用共挤模头将经过塑化后的实心面层和发泡底层的材料进行挤出成型并贴合；

(3)将步骤(2)得到的材料牵引传送至三辊压花机进行实心面层的防滑纹路压制以及发泡底层的弹性结构层动态压延成型；

(4)将步骤(3)得到的材料牵引传送至收边机进行收边处理；

(5)收卷机进行收卷打包，即得预制型运动场地面层材料。

进一步地，所述高转速高扭矩双螺杆挤出机和单螺杆挤出机的1～4区温度为150～190℃，5～7区温度为190～200℃，8～11区温度为140～190℃；步骤 (2)中所述单螺杆挤出机的压力为2.5～3.5MPa。

进一步地，所述三辊压花机的温度设置为130～150℃，压力为0.6mpaMPa。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明的预制型运动场地面层材料主要为线型SEBS、星型SEBS、LDPE、 HDPE等制成的热塑性橡胶，与热固性橡胶相比，热塑性塑料比重低，同样的重量可以制造出更多的部件，而且热塑性橡胶可以循环再利用，不仅可以降低成本，而且循环再利用后可以保持原有的特性。

(2)本发明的运动场地面层材料为预制型，在运动场地施工时，只需要将该面层材料铺设于地面上，然后采用热融合处理接缝即可，相比于现场浇筑的面层材料更加便捷高效。

(3)本发明的预制型运动场地面层材料，通过SEBS、星型SEBS、白油、 LDPE、HDPE、EPDM、重质碳酸钙和助剂合理搭配，将其设计成实心面层和发泡底层的结构，实心面层具有较好的耐磨性，而发泡底层使得该材料具有更高的弹性及缓冲性能，增加了运动时的舒适性，发泡底层中添加有微珠膨胀剂，为物理发泡，发泡的孔为闭孔，孔洞均匀；低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物，在混合过程中由于低密度聚乙烯密度较低可以包裹在高密度聚乙烯表面，形成壳- 核结构，提高了该面层材料的抗拉强度和耐磨型；其中还加入了白油，提高了 SEBS、星型SEBS、白油、LDPE、HDPE、EPDM、重质碳酸钙之间的相容性，使材料更均匀，有利于提升该材料的综合性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例一：

一种预制型运动场地面层材料，由实心面层和发泡底层复合制成。实心面层的厚度为5mm，发泡底层的厚度为8mm。

发泡底层由以下重量百分比的原料制成：底层树脂50％、底层无机填料 45％、底层助剂5％。其中，底层树脂由以下重量百分比的原料制成：线型SEBS 30份、星型SEBS 20份、白油40份、LDPE 5份、HDPE 5份；底层无机填料为重质碳酸钙，重质碳酸钙的粒径不大于10um；底层助剂包括硬脂酸锌0.2份、硅酮2份、UV531 0.2份、GP201 1.5份、抗氧剂10760.2份、抗氧剂1010 0.2 份、抗氧剂168 0.2份、微珠发泡剂3份、交联剂BIBP 1份。

实心面层由以下重量份的原料制成：实心面层由以下重量百分比的原料制成：面层树脂50％、面层无机填料45％、面层助剂5％。其中，面层树脂由以下重量份的原料制成：EPDM 30份、线型SEBS 20份、白油40份、PP 10份；底层无机填料为重质碳酸钙，重质碳酸钙的粒径不大于10um；面层助剂包括硬脂酸锌0.2份、硅酮2份、UV531 0.2份、偶联剂GP2011.5份、抗氧剂1076 0.2 份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份。

上述预制型运动场地面层材料的的制备方法，包括以下步骤：

(1)分别按照配比准备实心面层和发泡底层的原料，并分别混合，在 MTG-75G双螺杆挤出机中分别对实心面层和发泡底层进行混炼塑化，混炼塑化时，双螺杆挤出机的1～4区温度为150℃，5～7区温度为190℃，8～11区温度为140℃；

(2)在单螺杆挤出机中利用共挤模头将经过塑化后的实心面层和发泡底层的材料进行挤出成型并贴合，单螺杆挤出机的1～4区温度为150℃，5～7区温度为190℃，8～11区温度为140℃；单螺杆挤出机的压力为2.5MPa；

(3)将步骤(2)得到的材料牵引传送至三辊压花机进行实心面层的防滑纹路压制以及发泡底层的弹性结构层动态压延成型，三辊压花机的温度设置为130 ℃，压力为0.6mpaMPa。

(4)将步骤(3)得到的材料牵引传送至收边机进行收边处理；

(5)收卷机进行收卷打包，即得预制型运动场地面层材料。

实施例二：

一种预制型运动场地面层材料，由实心面层和发泡底层复合制成。实心面层的厚度为8mm，发泡底层的厚度为12mm。

发泡底层由以下重量百分比的原料制成：底层树脂55％、底层无机填料38％份、底层助剂7％份。其中，底层树脂由以下重量百分比的原料制成：线型SEBS 40份、星型SEBS23份、白油45份、LDPE 5份、HDPE 5份；底层无机填料为重质碳酸钙，重质碳酸钙的粒径不大于10um；底层助剂包括硬脂酸锌0.2份、硅酮2份、UV531 0.2份、GP201 1.5份、抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂1010 0.2 份、抗氧剂168 0.2份、微珠发泡剂3份、交联剂BIBP 1份。

实心面层由以下重量份的原料制成：实心面层由以下重量百分比的原料制成：面层树脂55％、面层无机填料40％、面层助剂5％。其中，面层树脂由以下重量份的原料制成：EPDM 40份、线型SEBS 24份、白油45份、PP 10份；底层无机填料为重质碳酸钙，重质碳酸钙的粒径不大于10um；面层助剂包括硬脂酸锌0.2份、硅酮2份、UV531 0.2份、偶联剂GP2011.5份、抗氧剂1076 0.2 份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份。

(1)分别按照配比准备实心面层和发泡底层的原料，并分别混合，在 MTG-75G双螺杆挤出机中分别对实心面层和发泡底层进行混炼塑化，混炼塑化时，双螺杆挤出机的1～4区温度为160℃，5～7区温度为200℃，8～11区温度为150℃；

(2)在单螺杆挤出机中利用共挤模头将经过塑化后的实心面层和发泡底层的材料进行挤出成型并贴合，单螺杆挤出机的1～4区温度为160℃，5～7区温度为200℃，8～11区温度为150℃；单螺杆挤出机的压力为2.5MPa；

(4)将步骤(3)得到的材料牵引传送至收边机进行收边处理；

(5)收卷机进行收卷打包，即得预制型运动场地面层材料。

实施例三：

一种预制型运动场地面层材料，由实心面层和发泡底层复合制成。实心面层的厚度为10mm，发泡底层的厚度为15mm。

发泡底层由以下重量百分比的原料制成：底层树脂60％、底层无机填料30％份、底层助剂10％份。其中，底层树脂由以下重量百分比的原料制成：线型SEBS 50份、星型SEBS25份、白油50份、LDPE 5份、HDPE 5份；底层无机填料为重质碳酸钙，重质碳酸钙的粒径不大于10um；底层助剂包括硬脂酸锌0.2份、硅酮2份、UV531 0.2份、GP201 1.5份、抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂1010 0.2 份、抗氧剂168 0.2份、微珠发泡剂3份、交联剂BIBP 1份。

实心面层由以下重量份的原料制成：实心面层由以下重量百分比的原料制成：面层树脂60％、面层无机填料30％、面层助剂10％。其中，面层树脂由以下重量份的原料制成：EPDM 50份、线型SEBS 25份、白油50份、PP 10份；底层无机填料为重质碳酸钙；面层助剂包括硬脂酸锌0.2份、硅酮2份、UV531 0.2份、偶联剂GP201 1.5份、抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂 168 0.2份。重质碳酸钙的粒径不大于10um。

(2)在单螺杆挤出机中利用共挤模头将经过塑化后的实心面层和发泡底层的材料进行挤出成型并贴合，单螺杆挤出机的1～4区温度为150℃，5～7区温度为190℃，8～11区温度为140℃；单螺杆挤出机的压力为3MPa；

(3)将步骤(2)得到的材料牵引传送至三辊压花机进行实心面层的防滑纹路压制以及发泡底层的弹性结构层动态压延成型，三辊压花机的温度设置为150 ℃，压力为0.6mpaMPa。

(4)将步骤(3)得到的材料牵引传送至收边机进行收边处理；

(5)收卷机进行收卷打包，即得预制型运动场地面层材料。

实施例四

发泡底层由以下重量百分比的原料制成：底层树脂50％、底层无机填料45％份、底层助剂5％份。其中，底层树脂由以下重量百分比的原料制成：线型SEBS 30份、星型SEBS20份、白油40份、LDPE 5份、HDPE 5份；底层无机填料为重质碳酸钙，重质碳酸钙的粒径不大于10um；底层助剂包括硬脂酸锌0.2份、硅酮2份、UV531 0.2份、GP201 1.5份、抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂1010 0.2 份、抗氧剂168 0.2份、微珠发泡剂3份、交联剂BIBP 1份。

实心面层由以下重量份的原料制成：实心面层由以下重量百分比的原料制成：面层树脂50％、面层无机填料45％、面层助剂5％。其中，面层树脂由以下重量份的原料制成：线型SEBS 30份、星型SEBS 20份、白油40份、LDPE 5 份、HDPE 5份；底层无机填料为重质碳酸钙，重质碳酸钙的粒径不大于10um；面层助剂包括硬脂酸锌0.2份、硅酮2份、UV531 0.2份、偶联剂GP201 1.5份、抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份。

(4)将步骤(3)得到的材料牵引传送至收边机进行收边处理；

(5)收卷机进行收卷打包，即得预制型运动场地面层材料。

实施例五

一种预制型运动场地面层材料，由实心面层和发泡底层复合制成。实心面层的厚度为9mm，发泡底层的厚度为10mm。

发泡底层由以下重量百分比的原料制成：底层树脂55％、底层无机填料40％份、底层助剂5％。其中，底层树脂由以下重量百分比的原料制成：线型SEBS 40 份、星型SEBS23份、白油45份、LDPE 5份、HDPE 5份；底层无机填料为重质碳酸钙，重质碳酸钙的粒径不大于10um；底层助剂包括硬脂酸锌0.2份、硅酮2份、UV531 0.2份、GP201 1.5份、抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份、微珠发泡剂3份、交联剂BIBP 1份。

实心面层由以下重量份的原料制成：实心面层由以下重量百分比的原料制成：面层树脂55％、面层无机填料40％、面层助剂5％。其中，面层树脂由以下重量份的原料制成：线型SEBS 40份、星型SEBS 24份、白油45份、LDPE 5 份、HDPE 5份；底层无机填料为重质碳酸钙，重质碳酸钙的粒径不大于10um；面层助剂包括硬脂酸锌0.2份、硅酮2份、UV531 0.2份、偶联剂GP201 1.5份、抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份。

(1)分别按照配比准备实心面层和发泡底层的原料，并分别混合，在 MTG-75G双螺杆挤出机中分别对实心面层和发泡底层进行混炼塑化，混炼塑化时，双螺杆挤出机的1～4区温度为170℃，5～7区温度为200℃，8～11区温度为160℃；

(2)在单螺杆挤出机中利用共挤模头将经过塑化后的实心面层和发泡底层的材料进行挤出成型并贴合，单螺杆挤出机的1～4区温度为170℃，5～7区温度为200℃，8～11区温度为160℃；单螺杆挤出机的压力为3MPa；

(3)将步骤(2)得到的材料牵引传送至三辊压花机进行实心面层的防滑纹路压制以及发泡底层的弹性结构层动态压延成型，三辊压花机的温度设置为140 ℃，压力为0.6mpaMPa。

(4)将步骤(3)得到的材料牵引传送至收边机进行收边处理；

(5)收卷机进行收卷打包，即得预制型运动场地面层材料。

实施例六

实心面层由以下重量份的原料制成：实心面层由以下重量百分比的原料制成：面层树脂60％、面层无机填料30％、面层助剂10％。其中，面层树脂由以下重量份的原料制成：线型SEBS 50份、星型SEBS 25份、白油50份、LDPE 5 份、HDPE 5份；底层无机填料为重质碳酸钙，重质碳酸钙的粒径不大于10um；面层助剂包括硬脂酸锌0.2份、硅酮2份、UV5310.2份、偶联剂GP201 1.5份、抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份。

(2)在单螺杆挤出机中利用共挤模头将经过塑化后的实心面层和发泡底层的材料进行挤出成型并贴合，单螺杆挤出机的1～4区温度为150℃，5～7区温度为190℃，8～11区温度为140℃，整个加热区的温度变化趋势为先逐渐升高再逐渐降低，在5～7区的温度为最高；单螺杆挤出机的压力为3.5MPa；

(4)将步骤(3)得到的材料牵引传送至收边机进行收边处理；

(5)收卷机进行收卷打包，即得预制型运动场地面层材料。

将实施例一至实施例六制备得到的预制型运动场地面层材料进行物理性能和环保性能的测试，测试数据如下表1和表2所示。

表1物理性能数据表

表2环保性能数据表

由表1可知本发明的预制型运动场地面层材料具有优异的拉伸强度、止滑、弹性大，完全符合国际田联标准；表2中显示处本发明的预制型运动场地面层材料有害物质挥发小，具有优异的环保性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims

1.一种预制型运动场地面层材料，其特征在于，所述预制型运动场地面层材料由实心面层和发泡底层复合制成，所述发泡底层由以下重量百分比的原料制成：底层树脂50％～60％、底层无机填料30％～45％、底层助剂5％～10％；所述底层树脂由以下重量份的原料制成：线型SEBS 30～50份、星型SEBS 20～25份、白油40～50份、LDPE 5份、HDPE 5份；所述底层无机填料为重质碳酸钙；所述底层助剂包括硬脂酸锌、硅酮、防老化助剂、偶联剂、抗氧剂、发泡剂和交联剂，所述防老化助剂为UV531，所述偶联剂为偶联剂GP201，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂168其中至少一种，所述发泡剂为微珠发泡剂，所述交联剂为交联剂BIBP。

2.根据权利要求1所述的预制型运动场地面层材料，其特征在于，所述实心面层由以下重量百分比的原料制成：面层树脂50％～60％、面层无机填料30％～45％、面层助剂5％～10％；所述面层树脂由以下重量份的原料制成：EPDM 30～50份、线型SEBS 20～25份、白油40～50份、PP 10份；所述面层无机填料为重质碳酸钙；所述面层助剂为硬脂酸锌、硅酮、防老化助剂、偶联剂和抗氧剂，所述防老化助剂为UV531，所述偶联剂为偶联剂GP201，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂168其中至少一种。

3.根据权利要求1所述的预制型运动场地面层材料，其特征在于，所述实心面层由以下重量百分比的原料制成：面层树脂50％～60％、面层无机填料30％～45％、面层助剂5％～10％；所述面层树脂由以下重量份的原料制成：线型SEBS 30～50份、星型SEBS 20～25份、白油40～50份、LDPE 5份、HDPE 5份；所述面层无机填料为重质碳酸钙；所述面层助剂为硬脂酸锌、硅酮、防老化助剂、偶联剂和抗氧剂，所述防老化助剂为UV531，所述偶联剂为偶联剂GP201，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂168其中至少一种。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的预制型运动场地面层材料，其特征在于，所述重质碳酸钙的粒径不大于10um。

5.根据权利要求1所述的预制型运动场地面层材料，其特征在于，所述底层助剂由以下重量份的物质组成：硬脂酸锌0.2份、硅酮2份、UV531 0.2份、GP201 1.5份、抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份、微珠发泡剂3份、交联剂BIBP 1份。

6.根据权利要求2或3所述的预制型运动场地面层材料，其特征在于，所述面层助剂由以下重量份的物质组成：硬脂酸锌0.2份、硅酮2份、UV531 0.2份、偶联剂GP201 1.5份、抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份。

7.根据权利要求1～3、5中任一项所述的预制型运动场地面层材料，其特征在于，所述实心面层的厚度为5～10mm，所述发泡底层的厚度为8～15mm。

8.一种如权利要求1～3、5中任一项所述的预制型运动场地面层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(4)将步骤(3)得到的材料牵引传送至收边机进行收边处理；

(5)收卷机进行收卷打包，即得预制型运动场地面层材料。

9.根据权利要求8所述的预制型运动场地面层材料的制备方法，其特征在于，所述高转速高扭矩双螺杆挤出机和单螺杆挤出机的1～4区温度为150～190℃，5～7区温度为190～200℃，8～11区温度为140～190℃；步骤(2)中所述单螺杆挤出机的压力为2.5～3.5MPa。

10.根据权利要求8所述的预制型运动场地面层材料的制备方法，其特征在于，所述三辊压花机的温度设置为130～150℃，压力为0.6mpaMPa。