CN110983912B - 软木预聚体的制备方法及其应用和软木地面的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软木预聚体的制备方法及其应用和软木地面的施工方法，属于软木地面领域，以栓木或橡木树皮为原料制成软木颗粒，将软木颗粒进行处理得到软木预聚体，制备包括如下步骤：将软木颗粒和聚氨酯搅拌混合，得混合物料；将混合物料进行烘道烘烤硬化和常温硬化，使软木颗粒与聚氨酯硬化呈结块状态的聚合物；将聚合物进行搅拌破碎分离，然后加入单组分硬质聚氨酯粘合剂，搅拌混匀；搅拌完成后，再次进行烘道烘烤硬化和常温硬化使之呈结块状态；然后再次搅拌破碎，将结块打碎呈现单一颗粒状，得到颗粒状的软木预聚体。本发明先对软木颗粒进行处理，得到软木预聚体，软木预聚体的表面充分覆有聚氨酯，可以提高软木的硬度以及抗冲击强度。

Description

软木预聚体的制备方法及其应用和软木地面的施工方法

技术领域

本发明涉及软木地面领域，特别是涉及一种软木预聚体的制备方法及其应用和软木地面的施工方法。

背景技术

软木，俗称水松、木栓、栓皮，是非常发达的树种的外皮产物，茎和根加粗生长后的表面保护组织。与其他树种不同，栓皮栎在采剥之后，每隔8年可以重复采剥，是一种可再生资源。

软木由许多辐射排列的扁平细胞组成。细胞腔内往往含有树脂和单宁化合物，细胞内充满空气。由呈14面体的死细胞组成，彼此间按六角棱柱辐射状排列。典型的细胞直径为30微米，细胞厚度为1～2微米。细胞之间有导管。两个相邻细胞间的间隔由5层构成，其中两层是纤维性质，紧接着是两层木栓化层，正中间是一层木质层，每1立方厘米中有5000万个以上的细胞。软木材质轻，富于弹性，安全无毒，为纯天然材料，其最广泛的用途为葡萄酒瓶塞。此外，软木抗老化，防水，耐腐蚀，不虫蛀，保温绝热，不导电，又能耐压、耐酸碱。现有户外运动场地地面铺装材料绝大多数还是以塑胶颗粒为主，容易产生“毒跑道”，而软木在路面应用方面较匮乏。

主要是因为：软木本身材料轻，如果直接铺装路面，因为软木的弹性，摊开之后软木颗粒呈现颗粒堆积状态，路面不能成型。软木颗粒本身比传统铺装材料塑胶颗粒的硬度以及密度都要低很多，用软木颗粒铺装的话，就像人走在棉花上，踩下去之后就陷进去了，路面不能成型。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够使软木应用到路面上且安全环保、从根本上能够杜绝毒跑道的产生的软木预聚体的制备方法及其应用和软木地面的施工方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种软木预聚体的制备方法，以栓木或橡木树皮为原料制成软木颗粒，将软木颗粒进行处理得到软木预聚体，软木预聚体的制备包括如下步骤：

(1)将软木颗粒和单组分聚氨酯搅拌混合，得混合物料；

(2)将混合物料进行烘道烘烤硬化和常温硬化，使软木颗粒与聚氨酯硬化呈结块状态的聚合物；

(3)将聚合物进行搅拌破碎分离，然后加入单组分硬质聚氨酯粘合剂，搅拌混匀；

(4)搅拌完成后，再次进行烘道硬化和常温硬化使之呈结块状态；

(5)然后再次搅拌破碎，将结块打碎呈现单一颗粒状，得到颗粒状的软木预聚体。

一般地，本发明中的单组分聚氨酯一般是指聚氨酯预聚体，步骤1)中的聚氨酯可以为硬质聚氨酯或软质聚氨酯，优选采用软质聚氨酯，固化后胶膜的硬度为邵氏硬度50～60度。

步骤3)中的硬质聚氨酯，固化后胶膜的硬度为75～80度，原料成分一般为MDI和TDI。通过两次聚氨酯的覆膜，可有效提高软木预聚体的硬度，从而使软木颗粒具备铺装后的抗冲击力。

进一步地，所述步骤(1)中，软木颗粒和聚氨酯的混合方法为：将搅拌机内预加热至50～60℃之间，加入软木颗粒预搅拌，然后将聚氨酯喷涂在软木颗粒表面，喷涂的聚氨酯与软木颗粒的重量比为1:3.5～4.5，喷涂完成后加水继续搅拌，水与软木颗粒的重量比1:15～25。

进一步地，软木颗粒的预搅拌时间为30S～3min，；加水继续搅拌的时间为1～3min。

进一步地，聚氨酯通过喷胶机喷涂。

进一步地，所述步骤(2)中，在烘道内混合物料的堆积厚度不超过20cm，在地面的摊开厚度也不超过20cm；常温硬化时间为24h。和/或，所述步骤(2)中，混合物料先在烘道内硬化，烘道内温度80～90℃，烘烤10～20min；然后将烘道内的物料转移至地面摊开，进行常温硬化，使软木颗粒与聚氨酯硬化呈结块状态的聚合物。

进一步地，所述步骤(3)中，单组分硬质聚氨酯粘合剂与聚合物的比例为1:4～7。

进一步地，所述步骤(4)中，烘道内温度为80～90°，烘烤的时间为10～15min；常温硬化时间为24h。

进一步地，所述软木颗粒通过粉碎机粉碎得到，粉碎机采用开刃的锤片切割粉碎，软木颗粒容重100～110公斤/立方米。

进一步地，所述软木颗粒的制备方法为：筛选栓皮栎的树皮，厚度在2cm以上，树皮通过蒸煮去除杂质，自然放置一段时间使树皮性能稳定，然后粉碎成8～30mm的小块树皮，再次用粉碎机用12目筛网粉碎成小颗粒，筛选两种型号的小颗粒：6～10mm的软木颗粒和3～6mm的软木颗粒，用于分别制备基层用软木预聚体和面层用软木预聚体。

进一步地，所述软木颗粒的大小为6～10mm，容重100～110公斤/立方米，在所述步骤3)搅拌混匀后的混合物中再加入300目重钙粉，与混合物的重量比为1:9～11，用于制作地面基层用的软木颗粒预聚体。

另一方面，提供一种软木地面的施工方法，包括：

1)地面软木基层铺装方法：在软木预聚体中依次加入单组分聚氨酯粘合剂混匀，然后加入石英砂混匀，将混匀后的混合物铺设在基础路面上，用加热辊往复滚动压制，铺装厚度为10～30mm，压制完后，等待2～8h硬化，得到地面软木基层；

2)地面面层铺装方法：在达到硬化标准的地面软木基层上，铺设软木预聚体与单组分聚氨酯粘合剂的混合物，摊平后用加热辊往复滚动压制，压制面层厚度在6～15mm之间。

进一步地，所述步骤1)中的软木预聚体采用上述述的软木预聚体的制备方法的制备的软木预聚体，用于制备的软木颗粒选择为6～10mm；所述步骤2)中的软木预聚体采用上述述的软木预聚体的制备方法的制备的软木预聚体，用于制备的软木颗粒选择为3～6mm。

进一步地，在步骤2)的地面面层上谱图聚氨酯粘合剂固化。

进一步地，所述步骤1)中，软木预聚体与单组分聚氨酯粘合剂的重量比为4:1。

进一步地，所述步骤2)中，软木预聚体与单组分聚氨酯粘合剂的重量比为3:1。

再一方面，提供一种软木预聚体的应用，利用所述的软木预聚体的制备方法制备的软木预聚体铺设软木地面。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

(1)本发明先对软木颗粒进行处理，得到软木预聚体，软木预聚体的表面充分覆有聚氨酯，使软木颗粒充分硬化并提高其密度，使得到的软木预聚体才能使路面铺装成型，并且能提高软木的耐腐蚀性和透水性；本发明通过烘烤使粘合剂与软木颗粒充分黏合固化，提高软木颗粒的比重，软木颗粒本身材料很轻，通过表面有效包裹聚氨酯胶水，可以提高软木的硬度以及抗冲击强度，使铺装更易成型。

(2)本发明为了获得软木地面更具有实用性，采用双层设计，并可分别制备两种软木预聚体，在软木预聚体中加入重钙粉可以增加软木预聚体的容重，在铺装基层软木地面时加入石英砂子提高基层的强度与抗冲击力，而在铺装面层软木地面时，以软木预聚体为主，使其符合软地面的要求；

(3)本发明的应用用途广泛，可应用于常见的户外体育休闲地面，比如学校田径场，户外羽毛球场，户外排球场，户外网球场，城市散步道，社区散步道，社区休闲广场，幼儿园户外活动场所，儿童游乐场等。从根本上能够杜绝毒跑道的产生，加工过程为物理聚合，安全环保，主要材料软木颗粒，聚氨酯粘合剂均达到葡萄酒软木塞对软木颗粒以及聚氨酯的安全要求，是一种“食品级”路面。另外软木预聚体之间的缝隙，以及大颗粒地面基层软木预聚体之间缝隙，可以迅速渗水，其优良透水性能响应了国家关于”海绵城市”的倡导。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明不局限于下述实施例，任何在本发明的启示下得出的与本发明相同或相近似的产品，均在保护范围之内。

本发明提供一种软木预聚体的制备方法及其应用和软木地面的施工方法的实施例，本发明提供了一种软木预聚体的制备方法：

1、以栓皮栎经过蒸煮，粉碎，筛选，分级制作软木颗粒；

具体方法可以为：

①栓皮栎选择，栓皮栎需选取树龄在十八年以上的头道皮。树皮的厚度要求在2cm以上。

②树皮采剥之后经过蒸煮去除存在的沙子以及残存的有机挥发物。

③自然放置三个月，使其材料性能稳定。

④将树皮粉碎成8-30mm的小块树皮。

⑤再次用粉碎机用12目筛网将小块树皮粉粹成颗粒大小不同的软木颗粒。

⑥粉碎完的软木颗粒经过震动筛选择型号为6-10mm，以及3-6mm，两种型号软木颗粒，分别用于制作基层用软木预聚体和面层用软木预聚体。颗粒密度(容重)在100-110公斤/立方米。

本发明采用粉碎机粉碎的方法获得软木颗粒均，而不是用常规的锥磨方法，常规用锥磨的方法，工艺为研磨，软木遭受锥磨碾压之后，造成软木的形状以及内部的蜂窝状结构遭受破坏，颗粒弹性被释放，回弹差，软木颗粒形状呈现不规则形状、形态差，容重仅为70-80公斤/立方米。而粉碎机的普通的锤片一般为不开刃设计无法有效破碎软木和切割软木，本发明通过采用开刃的锤片粉碎切割，软木颗粒在粉碎过程中，经过开刃锤片的破碎，使软木颗粒内部结构完整，软木颗粒呈现圆形状或者块状，形态接近EPDM颗粒，回弹效果佳，容重可达100-110公斤/立方米。

2、以软木颗粒同聚氨酯粘合剂、水、重钙粉制作的软木预聚体，软木预聚体因其应用的区别，制备方法上略有差异，同时为了提高实用性，软木地面采用双层结构，同时对应的软木预聚体也可以略有不同：

①作为地面基层用软木颗粒预聚体的制作方法为：

用6-10mm软木颗粒，软木颗粒要求：容重100-110g/L，规则的圆形软木颗粒。开启搅拌机加热开关，将搅拌机内温度升温至50-60摄氏度之间，将以上软木颗粒加入搅拌机中，开启搅拌机搅拌一分钟。然后开启喷胶机，将聚氨酯均匀的喷涂在软木表面。喷胶机喷在软木颗粒表面的聚氨酯粘合剂与软木颗粒的重量比为1:4。等待喷胶完毕，在搅拌机中加水继续搅拌两分钟，水与软木颗粒的重量比为1:20。以上工序完毕，继续搅拌10分钟。搅拌完毕，打开搅拌机下料口，将混好的软木颗粒输送至烘道烘干，烘道内的温度为80-90摄氏度之间。在烘道内软木颗粒堆积厚度不超过20cm，在烘道内经过十五分钟硬化之后输送至地面均匀摊开。摊开的软木颗粒厚度不超过20cm。在常温下继续硬化足24小时。

将以上软木颗粒与聚氨酯粘合剂的聚合物(呈现结块状态)再次放入搅拌机开启搅拌，待以上聚合物在搅拌机中破碎分离之后，加入单组分硬质聚氨酯粘合剂，硬质聚氨酯粘合剂与工序1聚合物的比例为1：6。搅拌均匀，然后将300目重钙粉均匀撒在以上聚合物上搅拌均匀。重钙粉与以上聚合物重量比例为1:10。

以上搅拌工艺完成后，再次经过80-90度之间的烘道硬化十五分钟。将上述硬化的材料从烘道中输到地面自然放置足24小时。再次放入搅拌机破碎，破碎的标准，以软木颗粒不结块，呈现单一颗粒状为准。此为地面基层用软木预聚体。此基层预聚体颗粒大，主要确保路面的透水性。

在软木预聚体中加入重钙粉的优点：因软木材质轻，常规地面用的橡胶颗粒或者EPDM颗粒密度为800-900公斤/立方米，而软木只有100-110公斤/立方米。因为软木材质轻，高回弹性，自然状态下施工地面，软木无法被压缩。基层用软木颗粒预聚体中加入重钙粉，使软木密度进一步接提高，接近橡胶颗粒或者EPDM颗粒。

②软木面层用软木颗粒预聚体制作方法：

用3-6mm软木颗粒，软木颗粒要求：容重100-110g/L，规则的圆形软木颗粒。开启搅拌机加热开关，将搅拌机内温度升温至50-60摄氏度之间，将以上软木颗粒加入搅拌机中，开启搅拌机搅拌一分钟。然后开启喷胶机，将聚氨酯均匀的喷涂在软木表面。喷胶机喷在软木颗粒表面的聚氨酯粘合剂与软木颗粒的重量比为1:3。等待喷胶完毕，在搅拌机中加水继续搅拌两分钟，水与软木颗粒的重量比为1:20。以上工序完毕，继续搅拌10分钟。搅拌完毕，打开搅拌机下料口，将混好的软木颗粒输送至烘道烘干，烘道内的温度为80-90摄氏度之间。在烘道内软木颗粒堆积厚度不超过20cm，在烘道内经过十五分钟硬化之后输送至地面均匀摊开。摊开的软木颗粒厚度不超过20cm。在常温下继续硬化足24小时。

将以上软木颗粒与聚氨酯粘合剂的聚合物(呈现结块状态)再次放入搅拌机开启搅拌，待以上聚合物在搅拌机中破碎分离之后，加入单组分硬质聚氨酯粘合剂，硬质聚氨酯粘合剂与工序1聚合物的比例为1：5。搅拌均匀。以上搅拌工艺完成后，再次经过80-90度之间的烘道硬化十五分钟。将上述硬化的材料从烘道中输到地面自然放置足24小时。再次放入搅拌机破碎，破碎的标准，以软木颗粒不结块，呈现单一颗粒状为准。此为地面面层用软木预聚体。

在基层地面时选用大颗粒，利于快速透水；面层选用细颗粒，地面软木颗粒预聚体之间间隙小，表面着胶均匀。

3、本发明提供了一种利用软木预聚体的软木地面的铺装方法：

①用软木预聚体铺设地面基层的方法；

将地面基层用软木预聚体，与单组分聚氨酯粘合剂按照重量4:1的比例倒入搅拌机中，然后混入直径3-6mm石英砂子搅拌均匀，其与软木预聚体重量比例为3:1。将搅拌好的软木预聚体以及石英砂子混合物倒在处理好的水泥基础路面上，然后用直径30cm重量30公斤重加热辊往复滚动压制，加热辊表面温度需控制在80到100摄氏度之间。铺装厚度根据不同使用要求，从10mm到30mm不等。学校田径跑道、户外羽毛球场、户外排球场、城市散步道，厚度为10-20mm，社区休闲娱乐广场，幼儿园户外活动场所，儿童游乐场设施地面厚度为20-30mm不等。

压制完之后，等待3小时使路面基层充分硬化，硬化后根据不同路面使用要求，路面基层邵氏硬度从60度到80度不等，儿童用路面或者休闲活动等对抗冲击要求低一些的硬度一般在60到65度之间，体育用路面一般要求在70-80度之间。

在地面基层加入石英砂子可增加地面基层强度与抗冲击力，基层用软木颗粒与石英砂子混合之后，密度达到600-700公斤/立方米，接近于常规的橡胶颗粒或者EPDM颗粒，可确保软木施工成型。

②用软木预聚体铺设地面面层的方法。

将地面面层用软木预聚体，与单组分聚氨酯粘合剂按照重量3:1的比例倒入搅拌机中，搅拌均匀，将搅拌好的地面面层软木预聚体均匀摊在路面基层上，自然状态下摊平厚度为30mm，然后用直径30cm重量30公斤重加热辊往复滚动压制，加热辊表面温度需控制在80到100摄氏度之间，压制到面层厚度为8mm。完成后等待24小时，使路面基层以及面层充分硬化。路面面层压制完厚度充分释放后最终在10-12mm之间。

③耐磨层铺装方法

喷胶机中加入聚氨酯粘合剂，然后均匀喷涂到路面上，使软木表面均匀着胶。等待24小时使其充分固化之后。如需在软木路面上喷涂彩色面层，需在聚氨酯粘合剂中加入环保颜料。

在铺装过程中采用加热辊滚动压制，可使软木预聚体与单组分粘合剂在加温情况下，有利于快速结合，并且结合更加牢固。

本发明的应用用途广泛，可应用于常见的户外体育休闲地面，比如学校田径场，户外羽毛球场，户外排球场，户外网球场，城市散步道，社区散步道，社区休闲广场，幼儿园户外活动场所，儿童游乐场等。从根本上能够杜绝毒跑道的产生，加工过程为物理聚合，安全环保，主要材料软木颗粒，聚氨酯粘合剂均达到葡萄酒软木塞对软木颗粒以及聚氨酯的安全要求，是一种“食品级”路面。另外软木预聚体之间的缝隙，以及大颗粒地面基层软木预聚体之间缝隙，可以迅速渗水，其优良透水性能响应了国家关于”海绵城市”的倡导。

本发明制备的软木预聚体及其施工铺装方法还具有如下优点：

1、本发明采用粉碎机刀切式粉碎，保证了软木的弹性；

2、为了提高软木地面的实用性和实用性，采用独特的双层结构，并分别采用两种尺寸的软木颗粒，面层选用3-6mm，基材选用6-10mm，透水效果更佳；同时在基层用软木预聚体中加重钙粉，提高颗粒比重，确保路面成型；铺装基层时添加石英砂子，增加抗冲击性能；施工采用加热辊使结合更加牢固；

3、环保：全部材料均为环保型；

4、使用寿命：双层结构，抗冲击力更佳；

5、循环利用：软木预聚体可回收利用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种软木预聚体的制备方法，其特征在于，以栓木或橡木树皮为原料制成软木颗粒，将软木颗粒进行处理得到软木预聚体，软木预聚体的制备包括如下步骤：

(1)将软木颗粒和单组分聚氨酯搅拌混合，得混合物料；

(2)将混合物料进行烘道烘烤硬化和常温硬化，使软木颗粒与聚氨酯硬化呈结块状态的聚合物；

(3)将聚合物进行搅拌破碎分离，然后加入单组分硬质聚氨酯粘合剂，搅拌混匀；

(4)搅拌完成后，再次进行烘道烘烤硬化和常温硬化使之呈结块状态；

(5)然后再次搅拌破碎，将结块打碎呈现单一颗粒状，得到颗粒状的软木预聚体。

2.根据权利要求1所述的软木预聚体的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，软木颗粒和聚氨酯的混合方法为：将搅拌机内预加热至50～60℃之间，加入软木颗粒预搅拌，然后将聚氨酯喷涂在软木颗粒表面，喷涂的聚氨酯与软木颗粒的重量比为1:3.5～4.5，喷涂完成后加水继续搅拌，水与软木颗粒的重量比1:15～25。

3.根据权利要求2所述的软木预聚体的制备方法，其特征在于，软木颗粒的预搅拌时间为30S～3min；加水继续搅拌的时间为1～3min；

和/或，聚氨酯通过喷胶机喷涂。

4.根据权利要求1至3任一所述的软木预聚体的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，在烘道内混合物料的堆积厚度不超过20cm，在地面的摊开厚度也不超过20cm；常温硬化时间为24h；

和/或，所述步骤(2)中，混合物料先在烘道内硬化，烘道内温度80～90℃，烘烤10～20min；然后将烘道内的物料转移至地面摊开，进行常温硬化；

和/或，所述步骤(3)中，单组分硬质聚氨酯粘合剂与聚合物的比例为1:4～7；

和/或，所述步骤(4)中，烘道内温度为80～90°，烘烤的时间为10～15min；常温硬化时间为24h。

5.根据权利要求1至3任一所述的软木预聚体的制备方法，其特征在于，所述软木颗粒通过粉碎机粉碎得到，粉碎机采用开刃的锤片切割粉碎，软木颗粒容重100～110公斤/立方米。

6.根据权利要求5所述的软木预聚体的制备方法，其特征在于，所述软木颗粒的制备方法为：筛选栓皮栎的树皮，厚度在2cm以上，树皮通过蒸煮去除杂质，自然放置一段时间使树皮性能稳定，然后粉碎成8～30mm的小块树皮，再次用粉碎机用12mm网孔直径筛网粉碎成小颗粒，筛选两种型号的小颗粒：6～10mm的软木颗粒和3～6mm的软木颗粒，用于分别制备基层用软木预聚体和面层用软木预聚体。

7.根据权利要求1至3任一所述的软木预聚体的制备方法，其特征在于，所述软木颗粒的大小为6～10mm，容重100～110公斤/立方米，在所述步骤( 3)搅拌混匀后的混合物中再加入300目重钙粉，与混合物的重量比为1:9～11，用于制作地面基层用的软木颗粒预聚体。

8.一种软木地面的施工方法，其特征在于，包括：

1)地面软木基层铺装方法：在软木预聚体中加入单组分聚氨酯粘合剂混匀，然后加入石英砂混匀，将混匀后的混合物铺设在基础路面上，用加热辊往复滚动压制，铺装厚度为10～30mm，压制完后，等待2～8h硬化，得到地面软木基层；

所述软木预聚体采用权利要求7所述的软木预聚体的制备方法的制备的软木预聚体；

2)地面面层铺装方法：在达到硬化标准的地面软木基层上，铺设软木预聚体与单组分聚氨酯粘合剂的混合物，摊平后用加热辊往复滚动压制，压制面层厚度在6～15mm之间；

所述软木预聚体采用权利要求1至6任一所述的软木预聚体的制备方法的制备的软木预聚体。

9.根据权利要求8所述的软木地面的施工方法，其特征在于，在步骤2)的地面面层上铺涂聚氨酯粘合剂固化；

和/或，所述步骤1)中，软木预聚体与单组分聚氨酯粘合剂的重量比为4:1；

和/或，所述步骤2)中，软木预聚体与单组分聚氨酯粘合剂的重量比为3:1。

10.一种软木预聚体的应用，其特征在于，利用权利要求1至7任一所述的软木预聚体的制备方法制备的软木预聚体铺设软木地面。