CN111117212A - 一种高阻燃塑胶跑道及其制备方法 - Google Patents

一种高阻燃塑胶跑道及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了塑胶跑道相关技术领域的涉及一种高阻燃塑胶跑道及其制备方法，包括自下而上依次设置的底层、基层和面层；面层包括按重量份计的以下组分：聚醚多元醇60～80份、多异氰酸酯40～60份、氯磺化聚乙烯60～80份、阻燃改性聚丙烯30～40份、环氧胶黏剂10～30份、二甲基乙酰胺10～15份、三元乙丙橡胶颗粒15～20份、辛酸亚锡5～8份、增塑剂10～20份、交联剂5～8份、交联助剂5～10份、阻燃微粒10～15份、复合阻燃剂10～15份和抗氧剂5～8份；阻燃效果达到一级，力学性能优越。

Description

一种高阻燃塑胶跑道及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑胶跑道相关技术领域，特别涉及一种高阻燃塑胶跑道及其制备方法。
背景技术
塑胶跑道又称全天候田径运动跑道，它由聚氨酯预聚体、混合聚醚、废轮胎橡胶、EPDM橡胶粒或PU颗粒、颜料、助剂、填料组成。塑胶跑道具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适当、物理性能稳定的特性，有利于运动员速度和技术的发挥，有效地提高运动成绩，降低摔伤率。
随着塑胶跑道的普及，关于塑胶跑道的安全问题也随之而来，其中比较受关注的就有防火问题。因为塑胶跑道的跑道面通常由高分子材料制成，而高分子材料通常具有易燃性，并且燃烧过程中还会释放有毒有害气体，一旦塑胶跑道的防火阻燃效果不好，在接触到没有熄灭的烟头，或者其他着火源的时候，就容易造成较大的环境污染或者人员伤害。因此，塑胶跑道的阻燃效果需要特别予以关注。
发明内容
针对现有技术存在的塑胶跑道需要关注防火阻燃效果的技术问题，本发明提供一种高阻燃塑胶跑道及其制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种高阻燃塑胶跑道，包括自下而上依次设置的底层、基层和面层；所述面层包括按重量份计的以下组分：聚醚多元醇60～80份、多异氰酸酯40～60份、氯磺化聚乙烯60～80份、阻燃改性聚丙烯30～40份、环氧胶黏剂10～30份、二甲基乙酰胺10～15份、三元乙丙橡胶颗粒15～20份、辛酸亚锡5～8份、增塑剂10～20份、交联剂5～8份、交联助剂5～10份、阻燃微粒10～15份、复合阻燃剂10～15份和抗氧剂5～8份。
进一步的，所述环氧胶黏剂包括按重量份计的以下组分：环氧树脂20～30份、聚醚多元醇30～40份、多异氰酸酯5～8份、辛酸亚锡1～1.5份、增塑剂8～10份、复合阻燃剂1～1.5份和抗氧剂1～3份。
进一步的，所述环氧胶黏剂由通过包括以下步骤的操作制得：
Sa1：准确称取所述聚醚多元醇和所述多异氰酸酯并充分混合，作为组份A1；
准确称取所述环氧树脂、所述辛酸亚锡和所述增塑剂充分混合，作为组份A2；
准确称取所述复合阻燃剂和所述抗氧剂充分混合，作为组份A3；
Sa2：将所述组份A1加入反应釜并加热至80～90℃搅拌反应1～2h；
Sa3：将所述组份A2加入经Sa2处理的反应釜中，在90～100℃搅拌反应1～2h；
Sa4：将Sa3所得反应物降温至30～45℃，然后向其中加入所述组份A3，继续搅拌反应0.5～1h即得。
进一步的，所述阻燃微粒包括按重量份计的以下组分：阿拉伯胶1～3份、丙二醇10～20份、碳酸钙15～20份和有机膨润土15～20份。
进一步的，所述阻燃微粒由通过包括以下步骤的操作制得：
Sb1：准确称量所述阿拉伯胶和所述丙二醇充分混合，作为组份B1；
准确称量所述碳酸钙和所述有机膨润土充分混合，作为组份B2；
Sb2：将所述组份B2加入所述组份B1并充分混合0.5～1h，然后干燥至重量恒定即得。
优选的，所述复合阻燃剂为聚磷酸铵、磷酸三(1-氯-乙丙基)酯、磷酸三苯酯之一与碳酸钙、有机膨润土、煅烧高岭土之一的混合物。
优选的，所述增塑剂为多元醇酯类、环氧类、柠檬酸酯类中的一种或多种。
优选的，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯中的一种或多种；所述交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺、四甲基二硫代秋兰姆中的一种或多种。
一种上述任一项所述的高阻燃塑胶跑道，包括以下步骤：
Sc1：所述底层和所述基层的铺设：
将需要铺设所述高阻燃塑胶跑道的场地整理平整，然后在上面依次铺设所述底层和所述基层；
Sc2：所述面层的铺设：
Sc21：所述面层浇筑材料的制备：
准确称取所述聚醚多元醇、所述阻燃改性聚丙烯、所述二甲基乙酰胺并充分混合，作为组份C1；
准确称取所述多异氰酸酯、所述氯磺化聚乙烯、所述辛酸亚锡、所述增塑剂、所述交联剂、所述交联助剂并充分混合，作为组份C2；
准确称取所述环氧胶黏剂、所述三元乙丙橡胶颗粒、所述阻燃微粒、所述复合阻燃剂和所述抗氧剂并充分混合，作为组份C3；
Sc211：将所述组份C1加入反应釜并加热至100～110℃搅拌反应2～3h；
Sc212：将所述组份C2加入经Sc211处理的反应釜中，在80～90℃搅拌反应2～3h；
Sc213：将Sc212所得反应物降温至30～45℃，然后向其中加入所述组份C3，继续搅拌反应0.5～1h即得所述面层浇筑材料；
S22：所述面层的浇筑：
将所述面层浇筑材料浇筑到所述基层上面即得所述高阻燃塑胶跑道。
进一步的，Sc21所述的操作与Sc1所述的操作同时完成。
本发明具有如下优点：
1.阻燃微粒和复合阻燃剂均为特别制备，双管齐下，共同起到阻燃作用；
2.阻燃微粒和复合阻燃剂均为有机物与无机物的复合物，在起到阻燃效果的同时不会影响塑胶跑道的力学性能；
3.环氧胶黏剂与高阻燃塑胶跑道所用的原料以及制备方式高度相似，确保塑胶跑道的力学性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明高阻燃塑胶跑道的结构示意图。
图中:1-底层；2-基层；3-面层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示对本发明结构的说明，仅是为了便于描述本发明的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。
如图1所示，一种高阻燃塑胶跑道，包括自下而上依次设置的底层1、基层2和面层3。这种高阻燃塑胶跑道的制备过程，可以通过以下实施例获得：
实施例A1～3：环氧胶黏剂的制备
实施例A1
Sa1：按重量份准确称取聚醚多元醇30份和多异氰酸酯5份并充分混合，作为组份A1；
按重量份准确称取环氧树脂20份、辛酸亚锡1份和增塑剂8份充分混合，作为组份A2；
按重量份准确称取复合阻燃剂1份和抗氧剂1份充分混合，作为组份A3；
Sa2：将组份A1加入反应釜并加热至80℃搅拌反应1h；
Sa3：将组份A2加入经Sa2处理的反应釜中，在90℃搅拌反应1h；
Sa4：将Sa3所得反应物降温至30℃，然后向其中加入组份A3，继续搅拌反应0.5h即得。
实施例A2
Sa1：按重量份准确称取聚醚多元醇35份和多异氰酸酯6份并充分混合，作为组份A1；
按重量份准确称取环氧树脂25份、辛酸亚锡1.3份和增塑剂9份充分混合，作为组份A2；
按重量份准确称取复合阻燃剂1.3份和抗氧剂2份充分混合，作为组份A3；
Sa2：将组份A1加入反应釜并加热至85℃搅拌反应1.5h；
Sa3：将组份A2加入经Sa2处理的反应釜中，在95℃搅拌反应1.5h；
Sa4：将Sa3所得反应物降温至40℃，然后向其中加入组份A3，继续搅拌反应45min即得。
实施例A3
Sa1：按重量份准确称取聚醚多元醇40份和多异氰酸酯8份并充分混合，作为组份A1；
按重量份准确称取环氧树脂30份、辛酸亚锡1.5份和增塑剂10份充分混合，作为组份A2；
按重量份准确称取复合阻燃剂1.5份和抗氧剂3份充分混合，作为组份A3；
Sa2：将组份A1加入反应釜并加热至90℃搅拌反应2h；
Sa3：将组份A2加入经Sa2处理的反应釜中，在100℃搅拌反应2h；
Sa4：将Sa3所得反应物降温至45℃，然后向其中加入组份A3，继续搅拌反应1h即得。
实施例B1～3：阻燃微粒的制备
实施例B1
Sb1：按重量份准确称量阿拉伯胶1份和丙二醇10份充分混合，作为组份B1；
按重量份准确称量碳酸钙15份和有机膨润土15份充分混合，作为组份B2；
Sb2：将组份B2加入组份B1并充分混合0.5h，然后干燥至重量恒定即得。
实施例B2
Sb1：按重量份准确称量阿拉伯胶2份和丙二醇15份充分混合，作为组份B1；
按重量份准确称量碳酸钙18份和有机膨润土18份充分混合，作为组份B2；
Sb2：将组份B2加入组份B1并充分混合45min，然后干燥至重量恒定即得。
实施例B3
Sb1：按重量份准确称量阿拉伯胶3份和丙二醇20份充分混合，作为组份B1；
按重量份准确称量碳酸钙20份和有机膨润土20份充分混合，作为组份B2；
Sb2：将组份B2加入组份B1并充分混合1h，然后干燥至重量恒定即得。
实施例C1～3：高阻燃塑胶跑道的制备
实施例C1
Sc1：底层和基层的铺设：
将需要铺设高阻燃塑胶跑道的场地整理平整，然后在上面依次铺设底层和基层；
Sc2：面层的铺设：
Sc21：面层浇筑材料的制备：
按重量份准确称取聚醚多元醇60份、阻燃改性聚丙烯30份、二甲基乙酰胺10份并充分混合，作为组份C1；
按重量份准确称取多异氰酸酯40份、氯磺化聚乙烯60份、辛酸亚锡5份、多元醇酯类增塑剂10份、过氧化二异丙苯交联剂5份、三烯丙基异氰脲酸酯联助剂5份并充分混合，作为组份C2；
按重量份准确称取实施例A1制备的环氧胶黏剂10份、三元乙丙橡胶颗粒15份、实施例B1制备的阻燃微粒10份、聚磷酸铵与碳酸钙混合制得的复合阻燃剂10份和抗氧剂5份并充分混合，作为组份C3；
Sc211：将组份C1加入反应釜并加热至100℃搅拌反应2h；
Sc212：将组份C2加入经Sc211处理的反应釜中，在80℃搅拌反应2h；
Sc213：将Sc212所得反应物降温至30℃，然后向其中加入组份C3，继续搅拌反应0.5h即得面层浇筑材料；
Sc22：面层的浇筑：
将面层浇筑材料浇筑到基层上面即得高阻燃塑胶跑道。
实施例C2
Sc1：底层和基层的铺设：
将需要铺设高阻燃塑胶跑道的场地整理平整，然后在上面依次铺设底层和基层；
Sc2：面层的铺设：
Sc21：面层浇筑材料的制备：
按重量份准确称取聚醚多元醇70份、阻燃改性聚丙烯35份、二甲基乙酰胺13份并充分混合，作为组份C1；
按重量份准确称取多异氰酸酯50份、氯磺化聚乙烯70份、辛酸亚锡7份、环氧类增塑剂15份、过氧化苯甲酰交联剂6份、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺交联助剂8份并充分混合，作为组份C2；
按重量份准确称取实施例A2制备的环氧胶黏剂20份、三元乙丙橡胶颗粒18份、实施例B2制备的阻燃微粒13份、磷酸三(1-氯-乙丙基)酯与有机膨润土混合制得的复合阻燃剂13份和抗氧剂7份并充分混合，作为组份C3；
Sc211：将组份C1加入反应釜并加热至105℃搅拌反应2.5h；
Sc212：将组份C2加入经Sc211处理的反应釜中，在85℃搅拌反应2.5h；
Sc213：将Sc212所得反应物降温至40℃，然后向其中加入组份C3，继续搅拌反应45min即得面层浇筑材料；
Sc22：面层的浇筑：
将面层浇筑材料浇筑到基层上面即得高阻燃塑胶跑道。
实施例C3
Sc1：底层和基层的铺设：
将需要铺设高阻燃塑胶跑道的场地整理平整，然后在上面依次铺设底层和基层；
Sc2：面层的铺设：
Sc21：面层浇筑材料的制备：
按重量份准确称取聚醚多元醇80份、阻燃改性聚丙烯40份、二甲基乙酰胺15份并充分混合，作为组份C1；
按重量份准确称取多异氰酸酯60份、氯磺化聚乙烯80份、辛酸亚锡8份、柠檬酸酯类增塑剂20份、过氧化氢二异丙苯交联剂8份、四甲基二硫代秋兰姆交联助剂10份并充分混合，作为组份C2；
按重量份准确称取实施例A3制备的环氧胶黏剂30份、三元乙丙橡胶颗粒20份、实施例B3制备的阻燃微粒15份、磷酸三苯酯与煅烧高岭土混合制得的复合阻燃剂15份和抗氧剂8份并充分混合，作为组份C3；
Sc211：将组份C1加入反应釜并加热至110℃搅拌反应3h；
Sc212：将组份C2加入经Sc211处理的反应釜中，在90℃搅拌反应3h；
Sc213：将Sc212所得反应物降温至45℃，然后向其中加入组份C3，继续搅拌反应1h即得面层浇筑材料；
Sc22：面层的浇筑：
将面层浇筑材料浇筑到基层上面即得高阻燃塑胶跑道。
在实施例C1～3中，Sc21的操作与Sc1的操作同时完成。
对照实验实施例D
Sd1：底层和基层的铺设：
将需要铺设高阻燃塑胶跑道的场地整理平整，然后在上面依次铺设底层和基层；
Sd2：面层的铺设：
Sd21：面层浇筑材料的制备：
按重量份准确称取聚醚多元醇80份、阻燃改性聚丙烯40份、二甲基乙酰胺15份并充分混合，作为组份D1；
按重量份准确称取多异氰酸酯60份、氯磺化聚乙烯80份、辛酸亚锡8份、柠檬酸酯类增塑剂20份、过氧化氢二异丙苯交联剂8份、四甲基二硫代秋兰姆交联助剂10份并充分混合，作为组份D2；
按重量份准确称取实施例A3制备的环氧胶黏剂30份、三元乙丙橡胶颗粒20份和抗氧剂8份并充分混合，作为组份D3；
Sd211：将组份D1加入反应釜并加热至110℃搅拌反应3h；
Sd212：将组份D2加入经Sc211处理的反应釜中，在90℃搅拌反应3h；
Sd213：将Sc212所得反应物降温至45℃，然后向其中加入组份D3，继续搅拌反应1h即得面层浇筑材料；
Sd22：面层的浇筑：
将面层浇筑材料浇筑到基层上面即得高阻燃塑胶跑道。
阻燃效果测试：从实施例C1～3以及对照实验实施例D制备的面层上分别裁取10×10cm的样品试样，在试验条件下存放48h，然后在样品中部叠放用酒精浸透的纤维圆片，然后点燃该纤维圆片，待其余辉熄灭后，测量在样品表面留下的燃烧斑块。经测量，实施例C1～3中的斑块直径分别为20mm、19mm和17mm，阻燃等级都达到了一级；而对照实验实施例D中的斑块直径58mm，未达到一级阻燃效果。
按照GB/528-1992的方法对实施例C1～3以及对照实验实施例D制备的面层进行力学性能测试，结果如下：
拉伸强度/MP 断裂伸长率/％ 冲击吸收/％
实施例C1 0.6 92 37
实施例C2 0.6 90 37
实施例C3 0.5 93 40
对照实验实施例D 0.5 91 39
由表中统计结果可见，本发明的高阻燃塑胶跑道的力学性能不仅没有比正常情况更差，反而还有一定的超越。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，在没有做出创造性劳动前提下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高阻燃塑胶跑道，其特征在于：包括自下而上依次设置的底层、基层和面层；所述面层包括按重量份计的以下组分：聚醚多元醇60～80份、多异氰酸酯40～60份、氯磺化聚乙烯60～80份、阻燃改性聚丙烯30～40份、环氧胶黏剂10～30份、二甲基乙酰胺10～15份、三元乙丙橡胶颗粒15～20份、辛酸亚锡5～8份、增塑剂10～20份、交联剂5～8份、交联助剂5～10份、阻燃微粒10～15份、复合阻燃剂10～15份和抗氧剂5～8份。
2.根据权利要求1所述的高阻燃塑胶跑道，其特征在于：所述环氧胶黏剂包括按重量份计的以下组分：环氧树脂20～30份、聚醚多元醇30～40份、多异氰酸酯5～8份、辛酸亚锡1～1.5份、增塑剂8～10份、复合阻燃剂1～1.5份和抗氧剂1～3份。
3.根据权利要求2所述的高阻燃塑胶跑道，其特征在于：所述环氧胶黏剂由通过包括以下步骤的操作制得：
Sa1：准确称取所述聚醚多元醇和所述多异氰酸酯并充分混合，作为组份A1；
准确称取所述环氧树脂、所述辛酸亚锡和所述增塑剂充分混合，作为组份A2；
准确称取所述复合阻燃剂和所述抗氧剂充分混合，作为组份A3；
Sa2：将所述组份A1加入反应釜并加热至80～90℃搅拌反应1～2h；
Sa3：将所述组份A2加入经Sa2处理的反应釜中，在90～100℃搅拌反应1～2h；
Sa4：将Sa3所得反应物降温至30～45℃，然后向其中加入所述组份A3，继续搅拌反应0.5～1h即得。
4.根据权利要求1所述的高阻燃塑胶跑道，其特征在于：所述阻燃微粒包括按重量份计的以下组分：阿拉伯胶1～3份、丙二醇10～20份、碳酸钙15～20份和有机膨润土15～20份。
5.根据权利要求4所述的高阻燃塑胶跑道，其特征在于：所述阻燃微粒由通过包括以下步骤的操作制得：
Sb1：准确称量所述阿拉伯胶和所述丙二醇充分混合，作为组份B1；
准确称量所述碳酸钙和所述有机膨润土充分混合，作为组份B2；
Sb2：将所述组份B2加入所述组份B1并充分混合0.5～1h，然后干燥至重量恒定即得。
6.根据权利要求1所述的高阻燃塑胶跑道，其特征在于：所述复合阻燃剂为聚磷酸铵、磷酸三(1-氯-乙丙基)酯、磷酸三苯酯之一与碳酸钙、有机膨润土、煅烧高岭土之一的混合物。
7.根据权利要求1所述的高阻燃塑胶跑道，其特征在于：所述增塑剂为多元醇酯类、环氧类、柠檬酸酯类中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的高阻燃塑胶跑道，其特征在于：所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯中的一种或多种；所述交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺、四甲基二硫代秋兰姆中的一种或多种。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的高阻燃塑胶跑道，其特征在于：包括以下步骤：
Sc1：所述底层和所述基层的铺设：
将需要铺设所述高阻燃塑胶跑道的场地整理平整，然后在上面依次铺设所述底层和所述基层；
Sc2：所述面层的铺设：
Sc21：所述面层浇筑材料的制备：
准确称取所述聚醚多元醇、所述阻燃改性聚丙烯、所述二甲基乙酰胺并充分混合，作为组份C1；
准确称取所述多异氰酸酯、所述氯磺化聚乙烯、所述辛酸亚锡、所述增塑剂、所述交联剂、所述交联助剂并充分混合，作为组份C2；
准确称取所述环氧胶黏剂、所述三元乙丙橡胶颗粒、所述阻燃微粒、所述复合阻燃剂和所述抗氧剂并充分混合，作为组份C3；
Sc211：将所述组份C1加入反应釜并加热至100～110℃搅拌反应2～3h；
Sc212：将所述组份C2加入经Sc211处理的反应釜中，在80～90℃搅拌反应2～3h；
Sc213：将Sc212所得反应物降温至30～45℃，然后向其中加入所述组份C3，继续搅拌反应0.5～1h即得所述面层浇筑材料；
S22：所述面层的浇筑：
将所述面层浇筑材料浇筑到所述基层上面即得所述高阻燃塑胶跑道。
10.根据权利要求9所述的高阻燃塑胶跑道的制备方法，其特征在于：Sc21所述的操作与Sc1所述的操作同时完成。
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