CN110453568A - 一种铅球运动场地结构及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铅球运动场地结构及其制备方法。本发明提供的铅球运动场地结构不仅具有优异的回弹时间，保证裁判员具有充足的时间进行测量，同时也不会影响比赛的进行，另外，本发明的铅球运动场地结构还能确保落地后的铅球不出现回跳的问题，从而保证了比赛的公平公正性，能满足高规格高要求的铅球运动场地的需求。

Description

一种铅球运动场地结构及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种铅球运动场地结构及其制备方法。

背景技术

传统运动场地铅球比赛落地区是用煤渣、草地或能留下铅球落地痕迹的各类材料铺设而成，但易出现落地痕迹不明显，痕迹不易回复，导致误读等问题，影响体育比赛的公平、公正性。随着技术的进步，目前的铅球区开始采用聚氨酯材料，聚氨酯材料是一种具有特殊黏弹特性的聚合物，拥有一定吸收冲击的性能，从而使材料表现出形变的能力，当重物投掷其上时会形成一定痕迹，可以读数的特定材料，但这种形变恢复时间较长，不利于比赛的进行，并且目前的铅球运动场地虽然加入了慢回弹的聚氨酯材料，但也还存在难以完全吸收铅球落地造成的冲击，使得铅球落地后还会产生回跳的问题，导致测量不准，直接影响比赛的成绩。

因此，有必要提供一种适合铅球比赛的运动场地，以满足目前高要求高规格的铅球比赛场地需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铅球运动场地结构及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

本发明的目的之一在于提供一种铅球运动场地结构，从下到上，依次包括以下层级：弹性层、第一缓冲层、第一加强层、第二缓冲层、第二加强层、第三缓冲层、发泡缓冲层、第三加强层和饰面层，其中，所述弹性层的材料选自橡胶颗粒；所述第一缓冲层、第二缓冲层、第三缓冲层的材料独立选自发泡聚氨酯材料；所述第一加强层、第二加强层、第三加强层的材料独立选自双组份聚氨酯材料；所述发泡缓冲层的材料选自慢回弹聚氨酯材料；所述饰面层的材料选自水性丙烯酸聚氨酯材料。

优选地，上述弹性层的厚度为30～60mm；更优选为35～55mm。

优选地，上述第一缓冲层的厚度为8～13mm；更优选为10～12mm。

优选地，上述第一加强层的厚度为1～5mm；更优选为2～3mm。

优选地，上述第二缓冲层的厚度为8～13mm；更优选为10～12mm。

优选地，上述第二加强层的厚度为1～5mm；更优选为2～3mm。

优选地，上述第三缓冲层的厚度为8～13mm；更优选为10～12mm。

优选地，上述发泡缓冲层的厚度为10～15mm；12～14mm。

优选地，上述第三加强层的厚度为1～5mm；更优选为2～3mm。

优选地，上述饰面层的厚度为0.5～2mm；更优选为0.8～1.2mm。

优选地，上述慢回弹聚氨酯材料的冲击吸收为60～75％。

优选地，上述慢回弹聚氨酯材料的垂直形变为7～9mm。

优选地，上述慢回弹聚氨酯材料的拉伸强度为2.5～3.5MPa。

优选地，上述慢回弹聚氨酯材料的拉断伸长率为250～350％。

优选地，上述慢回弹聚氨酯材料的回弹时间≥10s。

优选地，上述慢回弹聚氨酯材料包括以下质量份的原料制备得到：200～300份聚醚多元醇、100～200份增塑剂、300～400份填料、5～10份颜料、50～70份二异氰酸酯、2～5份硅烷偶联剂、1～3份发泡剂、0.5～5份匀泡剂。

更优选地，上述慢回弹聚氨酯材料包括以下质量份的原料制备得到：200～250份聚醚多元醇、120～160份增塑剂、350～400份填料、6～8份颜料、60～70份二异氰酸酯、2～4份硅烷偶联剂、1～2份发泡剂、1～3份匀泡剂。

优选地，上述聚醚多元醇选自EP330、EP560、EP3600中的至少一种。

优选地，上述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯和/或二苯基甲烷二异氰酸酯。

优选地，上述慢回弹聚氨酯材料包括以下步骤制备得到：

1)将聚醚多元醇、增塑剂、填料和颜料加入分散釜中，加热分散，得分散料；

2)将分散料加入反应釜中，加热、抽真空至含水率≤0.03％、冷却；

3)加入二异氰酸酯反应至体系中异氰酸根数为6.5～7，滴加硅烷偶联剂继续反应至体系中异氰酸根数为5～5.5，降温、冷却，加入发泡剂和匀泡剂，混匀，得慢回弹聚氨酯材料。

优选地，步骤1)中的加热分散温度为70～90℃；更优选为72～78℃。

优选地，步骤1)中的加热分散时间为10～60min；更优选为30～50min。

优选地，步骤2)中的加热温度为95～105℃；更优选为98～100℃。

优选地，步骤2)中抽真空的真空度＜-0.075MPa。

优选地，步骤2)中冷却至75～80℃。

优选地，步骤3)中加入二异氰酸酯反应的温度为80～85℃。

优选地，步骤3)中加入二异氰酸酯反应的时间为0.5～5h；更优选为2～4h。

优选地，步骤3)中加入硅烷偶联剂继续反应的温度为80～85℃。

优选地，上述发泡聚氨酯材料的冲击吸收为35～60％、垂直形变为2.5～4.0mm；更优选为冲击吸收为35～45％。

优选地，上述发泡聚氨酯材料选自广东柏胜新材料科技有限公司生产的发泡聚氨酯材料，产品型号为G06。

优选地，上述双组份聚氨酯材料的拉伸强度为3～4MPa、拉断伸长率为200～300％。

优选地，上述双组份聚氨酯材料选自广东柏胜新材料科技有限公司生产的双组份聚氨酯材料，产品型号为R08。

优选地，上述橡胶颗粒选自丁苯橡胶颗粒、三元乙丙橡胶颗粒、热缩性弹性体颗粒中的至少一种。

优选地，上述水性丙烯酸聚氨酯材料具有耐磨和耐候性的特点，能通过GB/T9266-2009的耐洗刷性测试和GBT22374-2008耐水耐油酸碱测试。

本发明设立弹性层的目的在于提供一定的弹性基础以及粘结基础，缓冲层采用发泡氨酯材料，当受到压力冲击时，既能满足胡克定律的弹性形变(蓄能性形变)，也能同时发生不可恢复的塑性变形(耗能性形变)，从而实现了吸收球落地形成的冲击力，加强层采用硬度和拉伸强度高的聚氨酯材料，其可以协同缓冲层共同吸收球落地形成的冲击，同时该加强层材料的硬度高，能够很好地防止缓冲层的形变，使得回弹时间延长(测量时间)，并且加强层的拉伸强度大，能够保证整个铅球区的寿命，而发泡缓冲层采用慢回弹聚氨酯材料，其能在成型后形成排列整齐大小均一的泡孔结构，泡孔在受到冲击时，会发生压缩，能够进一步协同缓冲层和加强层吸收球落地的冲击力，并且泡孔孔壁的刚度和弹性适中，接收冲击后能缓慢回复，形成足够的测量时间，饰面层采用水性丙烯酸聚氨酯材料，该材料具有良好的韧性、拉伸及耐候耐磨性能，有利于保护整个结构。

本发明的另一目的在于提供上述结构的制备方法，包括如下步骤：

1)将橡胶颗粒和聚氨酯胶黏剂混合均匀后摊铺，形成弹性层；

2)将发泡聚氨酯材料与水混合均匀后涂覆于弹性层上，形成第一缓冲层；

3)将双组份聚氨酯材料混合均匀后涂覆于第一缓冲层上，形成第一加强层；

4)将发泡聚氨酯材料与水混合均匀后涂覆于第一加强层上，形成第二缓冲层；

5)将双组份聚氨酯材料混合均匀后涂覆于第二缓冲层上，形成第二加强层；

6)将发泡聚氨酯材料与水混合均匀后涂覆于第二加强层上，形成第三缓冲层；

7)将慢回弹聚氨酯材料与水混合均匀后涂覆于第三缓冲层，形成发泡缓冲层；

8)将双组份聚氨酯材料混合均匀后涂覆于发泡缓冲层上，形成第三加强层；

9)将水性丙烯酸聚氨酯材料混合均匀后涂覆于第三加强层上，形成饰面层，得铅球运动场地结构。

优选地，上述聚氨酯胶黏剂和橡胶颗粒的质量比为1：7～8。

本发明的有益效果是：

本发明提供的铅球运动场地结构不仅具有优异的回弹时间，保证裁判员具有充足的时间进行测量，同时也不会影响比赛的进行，另外，本发明的铅球运动场地结构还能确保落地后的铅球不出现回跳的问题，从而保证了比赛的公平公正性，能满足高规格高要求的铅球运动场地的需求。

附图说明

图1为本发明铅球运动产地结构示意图。

附图标示说明：10、弹性层；20、第一缓冲层；30、第一加强层；40、第二缓冲层；50、第二加强层；60、第三缓冲层；70、发泡缓冲层；80、第三加强层；90、饰面层。

具体实施方式

下面进一步列举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明阐述的原理做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适范围内的选择，而并非要限定于下文示例的具体数据。

实施例1

一种铅球运动场地结构，从基础层到面层，依次包括以下层级(如图1所示)：

实施例2

一种铅球运动场地结构，从基础层到面层，依次包括以下层级：

实施例3

一种铅球运动场地结构，从基础层到面层，依次包括以下层级：

实施例1～3的制备方法如下：

1)将橡胶颗粒和聚氨酯胶黏剂按质量比为(7～8)：1混合均匀后摊铺，铺平、压实，形成弹性层；

2)将发泡聚氨酯材料与水混合均匀后使用平铁耙两侧定好厚度，一次性刮涂一遍，若温度高湿度大时少加水，避开高温，温度逐渐走低时开始涂覆于弹性层上，形成第一缓冲层；

3)将双组份聚氨酯材料混合均匀后涂覆于第一缓冲层上，形成第一加强层；

4)方法同步骤2)，在第一加强层上形成第二缓冲层；

5)将双组份聚氨酯材料混合均匀后涂覆于第二缓冲层上，形成第二加强层；

6)法同步骤2)，在第二加强层上，形成第三缓冲层；

7)将慢回弹聚氨酯材料与水混合均匀后按照步骤2)的施工步骤涂覆于第三缓冲层，形成发泡缓冲层；

8)将双组份聚氨酯材料混合均匀后涂覆于发泡缓冲层上，形成第三加强层；

9)将水性丙烯酸聚氨酯材料混合均匀后涂覆于第三加强层上，形成饰面层，得铅球运动场地结构。

对比例1

一种铅球运动场地结构，从基础层到面层，依次包括以下层级：

对比例2

一种铅球运动场地结构，从基础层到面层，依次包括以下层级：

对比例3

一种铅球运动场地结构，从基础层到面层，依次包括以下层级：

将实施例1～3和对比例1～3的铅球运动场地结构依据GBT 10654-2001进行拉伸强度、拉断伸长率测试，回弹时间根据在平面放置高速摄像机拍摄并记录铅球撤离层面后的时间所得，结果见下表1：

表1

由表1可知：本发明的铅球运动场地结构具有非常好的回弹时间，保证裁判员具有充足的时间进行测量，同时也不会影响比赛的进行，另外，其具有优异的拉伸强度和拉断伸长率；

并且通过高速摄像机拍摄记录可以看出当铅球落在本发明的铅球运动场地结构后不出现回跳的现象，而对比例1～3均出现不同程度的回跳现象，影响了结果的准确性。

Claims (10)

1.一种铅球运动场地结构，其特征在于：从下到上，依次包括以下层级：弹性层、第一缓冲层、第一加强层、第二缓冲层、第二加强层、第三缓冲层、发泡缓冲层、第三加强层和饰面层，其中，所述弹性层的材料选自橡胶颗粒；所述第一缓冲层、第二缓冲层、第三缓冲层的材料独立选自发泡聚氨酯材料；所述第一加强层、第二加强层、第三加强层的材料独立选自双组份聚氨酯材料；所述发泡缓冲层的材料选自慢回弹聚氨酯材料；所述饰面层的材料选自水性丙烯酸聚氨酯材料。

2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于：所述弹性层的厚度为30～60mm；优选地，所述第一缓冲层的厚度为8～13mm；优选地，所述第一加强层的厚度为1～5mm；优选地，所述第二缓冲层的厚度为8～13mm；优选地，所述第二加强层的厚度为1～5mm；优选地，所述第三缓冲层的厚度为8～13mm；优选地，所述发泡缓冲层的厚度为10～15mm；优选地，所述第三加强层的厚度为1～5mm；优选地，所述饰面层的厚度为0.5～2mm。

3.根据权利要求1或2所述的结构，其特征在于：所述慢回弹聚氨酯材料的冲击吸收为60～75％；优选地，所述慢回弹聚氨酯材料的垂直形变为7～9mm。

4.根据权利要求3所述的结构，其特征在于：所述慢回弹聚氨酯材料的拉伸强度为2.5～3.5MPa；优选地，所述慢回弹聚氨酯材料的拉断伸长率为250～350％；优选地，所述慢回弹聚氨酯材料的回弹时间≥10s。

5.根据权利要求4所述的结构，其特征在于：所述慢回弹氨酯材料由包括以下质量份的原料制备得到：200～300份聚醚多元醇、100～200份增塑剂、300～400份填料、5～10份颜料、50～70份二异氰酸酯、2～5份硅烷偶联剂、1～3份发泡剂、0.5～5份匀泡剂。

6.根据权利要求1或2所述的结构，其特征在于：所述发泡聚氨酯材料的冲击吸收为35～60％、垂直形变为2.5～4mm；优选地，所述发泡聚氨酯材料的拉断强度为0.5～0.6MPa、拉断伸长率为150～180％。

7.根据权利要求1或2所述的结构，其特征在于：所述双组份聚氨酯材料的拉断强度为3～4MPa；优选地，所述双组份聚氨酯材料的断裂伸长率为200～300％。

8.根据权利要求1或2所述的结构，其特征在于：所述橡胶颗粒选自丁苯橡胶颗粒、三元乙丙橡胶颗粒、热缩性弹性体颗粒中的至少一种。

9.权利要求1～8任意一项所述的结构的制备方法，包括以下步骤：

1)将橡胶颗粒和聚氨酯胶黏剂混合均匀后摊铺，形成弹性层；

2)将发泡聚氨酯材料与水混合均匀后涂覆于弹性层上，形成第一缓冲层；

3)将双组份聚氨酯材料混合均匀后涂覆于第一缓冲层上，形成第一加强层；

4)将发泡聚氨酯材料与水混合均匀后涂覆于第一加强层上，形成第二缓冲层；

5)将双组份聚氨酯材料混合均匀后涂覆于第二缓冲层上，形成第二加强层；

6)将发泡聚氨酯材料与水混合均匀后涂覆于第二加强层上，形成第三缓冲层；

7)将慢回弹聚氨酯材料与水混合均匀后涂覆于第三缓冲层，形成发泡缓冲层；

8)将双组份聚氨酯材料混合均匀后涂覆于发泡缓冲层上，形成第三加强层；

9)将水性丙烯酸聚氨酯材料混合均匀后涂覆于第三加强层上，形成饰面层，得铅球运动场地结构。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述聚氨酯胶黏剂和橡胶颗粒的质量比为1：7～8。