CN110467763B - 夜光预制型运动面层、铺材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种夜光的预制型运动面层、铺材及其制备方法。该夜光的预制型运动面层，由包括如下重量份数的各原料组分制成：合成橡胶35～55、高岭土和/或白炭黑10～30、有机填充料15～35、夜光粉3～10、矿物油5～20、发泡剂2～6、防老化剂0.5～1.5、色粉2～6、硫化剂1～2，以及促进剂2.5～3.5。该预制型运动面层在满足预制型运动铺材相关国家标准所要求的物理化学性能的同时，具有白天吸收储备光能、夜晚自发光的功能，有利于运动人群进行夜间的体育运动。

Description

夜光预制型运动面层、铺材及其制备方法
技术领域
本发明涉及运动器材技术领域，特别是涉及一种夜光预制型运动面层、铺材及其制备方法。
背景技术
目前常用的合成材料运动铺材主要分为聚氨酯塑胶运动铺材和预制型运动铺材。预制型运动铺材的主要种类为跑道(厚度9-15mm)、球场(厚度4-10mm)、健身步道(厚度6-15mm)等等。预制型运动铺材是一种双层一体结构的环保型橡胶卷材，它在工厂中预制而成，运输至施工现场粘接铺设于沥青/水泥之上，即可使用，其应用方式较传统现场混料铺设的运动铺材有了极大的简化，节省了人力物力，是运动材料发展的重要方向。
为了提高身体素质，改善亚健康状况，大部分人会选择在结束了白天的繁忙工作之后，在晚上进行适量的运动，而运动过程中需要光线的辅助。如预制型运动铺材本身即能够具有夜光功能，就可以辅助人们进行运动，减少路灯等设施的安装。而具有夜光功能的预制型运动铺材尚未见有报道。
发明内容
基于此，有必要提供一种夜光的预制型运动铺材。该预制型运动铺材在满足预制型运动铺材相关国家标准所要求的物理化学性能的同时，具有白天吸收储备光能、夜晚自发光的功能，有利于运动人群进行夜间的体育运动。
一种夜光预制型运动面层，由包括如下重量份数的各原料组分制成：
Figure BDA0002144661840000021
在其中一个实施例中，所述的夜光预制型运动面层由包括如下重量份数的各原料组分制成：
Figure BDA0002144661840000022
在其中一个实施例中，所述高岭土和白炭黑的重量比为1:0.8～1.2。
在其中一个实施例中，所述夜光粉为光致储能夜光粉。
在其中一个实施例中，所述合成橡胶为丁苯橡胶和EPDM中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述合成橡胶为重量比为1:0.8～1.2的丁苯橡胶和EPDM。
在其中一个实施例中，所述面层中的所述防老化剂为防老剂2246。
本发明还提供一种夜光预制型运动铺材，包括所述的面层，以及底层。
在其中一个实施例中，所述底层，由包括如下重量份数的各原料组分制成：
Figure BDA0002144661840000031
在其中一个实施例中，所述面层和/或所述底层中的所述有机填充料为橡胶粉；及/或，
所述面层和/或所述底层中的所述矿物油为环烷油；及/或，
所述面层和/或所述底层中的所述发泡剂为洗洁精；及/或，
所述面层和/或所述底层中的所述硫化剂为硫磺；及/或，
所述面层和/或所述底层中的所述促进剂为促进剂DM、促进剂M和促进剂TMTD的混合物；及/或，
所述底层中的所述合成橡胶为丁苯橡胶和EPDM中的至少一种。
本发明还提供所述的夜光预制型运动铺材的制备方法，包括如下步骤：
(1)面层的制备：
将所述面层中的所述合成橡胶、高岭土和/或白炭黑、有机填充料、矿物油、防老化剂、夜光粉和色粉混合后，进行捏合、延压出片；所得片状胶料中再加入所述面层中的所述硫化剂、促进剂和发泡剂，捏合、延压出片，得到所述面层；
(2)底层的制备：
将所述底层中的所述合成橡胶、碳酸钙、有机填充料、矿物油混合后，进行捏合、延压出片；所得片状胶料中再加入所述底层中的所述硫化剂、促进剂、发泡剂，捏合、延压出片，得到所述底层；
(3)复合、硫化
将所述面层与底层进行复合，硫化成型。
本发明还提供一种跑道、球场或健身步道，采用所述的夜光预制型运动铺材制作而成。
本发明的原理及优点如下：
与传统现场混料铺设的运动铺材不同，预制型的运动铺材通常需要进行硫化成型，如果直接加入夜光粉难免会导致合成橡胶的硫化过程产生不良影响，如硫化不充分等，进而导致预制型运动铺材物化性能(如拉伸强度、扯断伸长率等，以及耐老化性)的下降，且硫化过程也不利于夜光粉的分散，难以获得好的白天储光、夜晚发光效果。
有鉴于此，本发明的预制型运动面层中，采用合成橡胶作为基质，不含有天然橡胶(传统预制型运动铺材通常需添加天然橡胶，以保证较佳的物化性能)，并以高岭土和/或白炭黑作为无机填充料，同时将夜光粉以合适的比例加入，可以有效保证硫化反应的效果，确保预制型运动铺材的物化性能不下降，且夜光粉能够在体系中很好的分散，发挥好的夜光效果。由此使制得的预制型运动铺材兼具好的夜光效果和物化性能(拉伸强度、扯断伸长率等，以及耐老化性)。
进一步地，将高岭土和白炭黑以一定的比例混合作为复配的无机填充料，和/或，采用一定比例复配的丁苯橡胶和EPDM作为基质，均能够提高预制型运动铺材的物化性能(拉伸强度、扯断伸长率等，以及耐老化性)。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的夜光的预制型运动铺材及其制备方法作进一步详细的说明。
本发明实施例提供一种夜光预制型运动面层，由包括如下重量份数的各原料组分制成：
Figure BDA0002144661840000051
该预制型运动面层中，不采用天然橡胶，以合成橡胶作为基质，配合以高岭土和/或白炭黑作为无机填充料，同时将夜光粉以合适的比例加入，可以有效保证硫化反应的效果，在满足预制型运动铺材相关国家标准所要求的物理化学性能的同时，具有白天吸收储备光能、夜晚自发光的功能，有利于运动人群进行夜间的体育运动。
在一个具体的实施例中，所述夜光粉的用量可以在3～10份中任意选择与其余原料组分进行配比，优选为4～6份。
作为优选地，所述的夜光预制型运动面层由包括如下重量份数的各原料组分制成：
Figure BDA0002144661840000061
更为优选地，所述的夜光预制型运动面层由包括如下重量份数的各原料组分制成：
Figure BDA0002144661840000062
Figure BDA0002144661840000071
在其中一个实施例中，采用所述高岭土和白炭黑复配的混合物作为无机填料，能够进一步提升面层的拉伸强度、扯断伸长率，以及耐老化性。作为优选地，所述高岭土和白炭黑的重量比为1:0.8～1.2。
在其中一个实施例中，所述夜光粉为光致储能夜光粉。可以理解地，所述夜光粉也可选用其它具有自发光效果的材料，如荧光粉。
在其中一个实施例中，所述合成橡胶为丁苯橡胶和EPDM中的至少一种。作为优选地，采用所述丁苯橡胶和EPDM的混合物作为合成橡胶，能够进一步提升面层的拉伸强度、扯断伸长率，以及耐老化性。更为优选地，所述丁苯橡胶和EPDM的重量比为1:0.8～1.2。
在其中一个实施例中，所述防老化剂可采用防老剂2246。
本发明实施例还提供一种夜光预制型运动铺材，包括上述面层，以及底层。
在其中一个实施例中，所述底层，由包括如下重量份数的各原料组分制成：
Figure BDA0002144661840000072
在底层中以碳酸钙作为无机填料，能够对所述面层起到很好的支撑作用，提高铺材的力学性能。
作为优选地，所述底层由包括如下重量份数的各原料组分制成：
Figure BDA0002144661840000081
更为优选地，所述底层由包括如下重量份数的各原料组分制成：
Figure BDA0002144661840000082
在一个具体实施例中，所述底层中的所述合成橡胶为丁苯橡胶和EPDM中的至少一种。
在一个具体实施例中，所述面层和/或所述底层中的所述有机填充料为橡胶粉；及/或，所述面层和/或所述底层中的所述矿物油为环烷油；及/或，所述面层和/或所述底层中的所述发泡剂为洗洁精；及/或，所述面层和/或所述底层中的所述硫化剂为硫磺；及/或，所述面层和/或所述底层中的所述促进剂为促进剂DM、促进剂M和促进剂TMTD的混合物。可以理解地，上述有机填充料、矿物油、发泡剂、硫化剂和促进剂也可采用其它同类助剂进行替换。
上述夜光预制型运动铺材的一种制备方法可包括如下步骤：
(1)面层的制备：
将所述面层中的所述合成橡胶、高岭土和/或白炭黑、有机填充料、矿物油、防老化剂、夜光粉和色粉混合后，进行捏合、延压出片；所得片状胶料中再加入所述面层中的所述硫化剂、促进剂和发泡剂，捏合、延压出片，得到所述面层；
(2)底层的制备：
将所述底层中的所述合成橡胶、碳酸钙、有机填充料、矿物油混合后，进行捏合、延压出片；所得片状胶料中再加入所述底层中的所述硫化剂、促进剂、发泡剂，捏合、延压出片，得到所述底层；
(3)复合、硫化
将所述面层与底层进行复合，硫化成型。
在其中一个实施例中，步骤(1)和步骤(2)中的捏合时间可分别独立的选自1～20min。具体地，可在第一次捏合采用较长时间的捏合，如10～20min，第二次捏合中适当缩短捏合时间，如1～5min.
在其中一个实施例中，步骤(1)和/或步骤(2)中，将所述片状胶料冷却至低于60℃之后，再加入所述硫化剂、促进剂和发泡剂。
在其中一个实施例中，所述硫化成型的温度为110～130℃。
上述夜光预制型运动铺材可用于制作跑道、球场或健身步道。可根据应用需求将所述夜光预制型运动铺材制成不同厚度、形状和纹理图案。
在其中一个实施例中，所述跑道采用的夜光预制型运动铺材的厚度为9-15mm；所述球场采用的夜光预制型运动铺材的厚度为4-10mm；所述健身步道采用的夜光预制型运动铺材的厚度为6-15mm。
以下为具体的实施例。实施例中采用的各原料组分均为市售产品。
实施例1-7
实施例1-7提供7种夜光预制型运动铺材，其配方按照表1的重量份进行配制：
表1
Figure BDA0002144661840000101
Figure BDA0002144661840000111
上述夜光预制型运动铺材的制备方法如下：
(1)面层胶片的制备：
将面层原料中所述重量份的未硫化橡胶、无机填充料、有机填充料、矿物油、防老化剂、光致储能夜光粉、色粉混合后投入橡胶密炼机中，捏合15min后得面层混合胶料；
将面层混合胶料投入开炼机压延出片，得面层片状胶料，然后冷却至低于60℃；
将面层原料中的硫化剂、促进剂、发泡剂与面层片状胶料投入橡胶密炼机中，捏合3min，再使用压延设备连续压延，得所述面层胶片；
(2)底层胶片的制备：
将底层原料中所述重量份的未硫化橡胶、无机填充料、有机填充料、矿物油混合后投入橡胶密炼机中，捏合20min后得底层混合胶料；
将底层混合胶料投入开炼机压延出片，得底层片状胶料，然后冷却至低于60℃；
将底层原料中的硫化剂、促进剂、发泡剂与底层片状胶料投入橡胶密炼机中，捏合3min，再使用压延设备连续压延，得所述底层胶片；
(3)复合、硫化
使用设备将面层胶片与底层胶片进行复合，并压出面层、底层纹路，通过硫化设备，加温至120℃，硫化成型，即得。
制得的预制型运动铺材可以根据客户需要铺设成跑道、球场或健身步道。
对比例1-3
对比例1-3提供三种夜光预制型运动铺材，其配方按照表2的重量份进行配制：
表2
Figure BDA0002144661840000121
Figure BDA0002144661840000131
上述夜光预制型运动铺材的制备方法同实施例1-7。
按照GB/T 14833以及国际田联IAAF标准要求对实施例1-7和对比例1-3的夜光预制型运动铺材进行物化性能测试，采用1-10分评价夜光效果，1分为夜光效果微弱，10分为夜光效果佳。结果如下表3所示：
表3
Figure BDA0002144661840000132
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种夜光预制型运动面层，其特征在于，由包括如下重量份数的各原料组分制成：
合成橡胶 35~55、
高岭土和/或白炭黑 10~30、
有机填充料 15~35、
夜光粉 3~10、
矿物油 5~20、
发泡剂 2~6、
防老化剂 0.5~1.5、
色粉 2~6、
硫化剂 1~2、以及
促进剂 2.5~3.5；
其中，所述高岭土和白炭黑的重量比为1:0.8~1.2；
所述夜光预制型运动面层的原料不包括天然橡胶；
所述合成橡胶为重量比为1:0.8~1.2的丁苯橡胶和EPDM。
2.根据权利要求1所述的夜光预制型运动面层，其特征在于，由包括如下重量份数的各原料组分制成：
合成橡胶 38~42、
高岭土和/或白炭黑 22~28、
有机填充料 22~28、
夜光粉 4~6、
矿物油 12~18、
发泡剂 2~4、
防老化剂 0.5~1.5、
色粉 2~6、
硫化剂 1~2、以及
促进剂 2.5~3.5。
3.根据权利要求1所述的夜光预制型运动面层，其特征在于，所述夜光粉的用量为4～6份。
4.根据权利要求1所述的夜光预制型运动面层，其特征在于，所述夜光粉为光致储能夜光粉。
5.根据权利要求1所述的夜光预制型运动面层，其特征在于，所述夜光粉为荧光粉。
6.根据权利要求5所述的夜光预制型运动面层，其特征在于，所述有机填充料为橡胶粉；及/或，
所述矿物油为环烷油；及/或，
所述硫化剂为硫磺；及/或，
所述促进剂为促进剂DM、促进剂M和促进剂TMTD的混合物。
7.根据权利要求1-6任一项所述的夜光预制型运动面层，其特征在于，所述防老化剂为防老剂2246。
8.一种夜光预制型运动铺材，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的夜光预制型运动面层，以及底层。
9.根据权利要求8所述的夜光预制型运动铺材，其特征在于，所述底层，由包括如下重量份数的各原料组分制成：
合成橡胶 15~35、
碳酸钙 45~55、
有机填充料 15~35、
矿物油 5~20、
发泡剂 2~6、
硫化剂 1~2、以及
促进剂 2.5~3.5。
10.根据权利要求9所述的夜光预制型运动铺材，其特征在于，所述面层和/或所述底层中的所述有机填充料为橡胶粉；及/或，
所述面层和/或所述底层中的所述矿物油为环烷油；及/或，
所述面层和/或所述底层中的所述硫化剂为硫磺；及/或，
所述面层和/或所述底层中的所述促进剂为促进剂DM、促进剂M和促进剂TMTD的混合物；及/或，
所述底层中的所述合成橡胶为丁苯橡胶和EPDM中的至少一种。
11.权利要求9-10任一项所述的夜光预制型运动铺材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）面层的制备：
将所述面层中的所述合成橡胶、高岭土和/或白炭黑、有机填充料、矿物油、防老化剂、夜光粉和色粉混合后，进行捏合、延压出片；所得片状胶料中再加入所述面层中的所述硫化剂、促进剂和发泡剂，捏合、延压出片，得到所述面层；
（2）底层的制备：
将所述底层中的所述合成橡胶、碳酸钙、有机填充料、矿物油混合后，进行捏合、延压出片；所得片状胶料中再加入所述底层中的所述硫化剂、促进剂、发泡剂，捏合、延压出片，得到所述底层；
（3）复合、硫化
将所述面层与底层进行复合，硫化成型。
12.一种跑道、球场或健身步道，其特征在于，采用权利要求8-10任一项所述的夜光预制型运动铺材制作而成。
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