CN111749079B - 一种耐磨型塑胶跑道及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种耐磨型塑胶跑道及其施工方法。该耐磨型塑胶跑道由下至上依次包括基础层、防水粘结层、弹性层和面层；基础层为水泥基础层或沥青基础层；防水粘结层为水性环氧树脂层；弹性层为聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒的混合物，且所述聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒的质量比为1：(6～9)；面层为聚氨酯胶黏剂、EPDM颗粒、改性石墨烯和填料的混合物，且聚氨酯胶黏剂、EPDM颗粒、改性石墨烯和填料的质量比为1：(0.7～0.9)：(0.001～0.01)：(0.005～0.1)。本发明中选用的材料均为环保型材料，对环境无污染，所得耐磨型塑胶跑道耐磨性能优异，耐紫外和耐老化性能好，有利于延长其使用寿命。

Description

一种耐磨型塑胶跑道及其施工方法

技术领域

本发明涉及塑胶跑道技术领域，具体涉及一种耐磨型塑胶跑道及其施工方法。

背景技术

塑胶跑道一般由聚氨酯预聚体、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，其具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适当、物理性能稳定的特性。在操场或田径场，学生或运动员在运动过程中，往往会对塑胶跑道产生一定的磨损。因此，对于塑胶跑道的耐磨性有较高的要求。现有的塑胶跑道耐磨性较差，影响其使用寿命。因此研发一种具有较好耐磨性的塑胶跑道具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种耐磨型塑胶跑道及其施工方法，解决现有技术中的塑胶跑道耐磨性差的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的第一方面提供了一种耐磨型塑胶跑道，由下至上依次包括基础层、防水粘结层、弹性层和面层；基础层为水泥基础层或沥青基础层；防水粘结层为水性环氧树脂层；弹性层为聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒的混合物，且所述聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒的质量比为1：(6～9)；面层为聚氨酯胶黏剂、EPDM颗粒、改性石墨烯和填料的混合物，且聚氨酯胶黏剂、EPDM颗粒、改性石墨烯和填料的质量比为1：(0.7～0.9)：(0.001～0.01)：(0.005～0.1)。

本发明的第二方面提供了一种磨型塑胶跑道的施工方法，包括以下步骤：

铺设基础层：将水泥或沥青铺设在地面上，形成基础层；

铺设防水粘结层：在基础层上铺设水性环氧树脂，形成防水粘结层；

铺设弹性层：在防水粘结层上铺设聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒的混合物，形成弹性层；

铺设面层：在弹性层上铺设聚氨酯胶黏剂、EPDM颗粒、改性石墨烯和填料的混合物，形成面层。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明中选用的材料均为环保型材料，对环境无污染，所得耐磨型塑胶跑道耐磨性能优异，耐紫外和耐老化性能好，有利于延长其使用寿命。

附图说明

图1是本发明提供的耐磨型塑胶跑道的结构示意图；

图2是本发明提供的耐磨型塑胶跑道的施工方法一实施方式的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明的第一方面提供了一种耐磨型塑胶跑道，由下至上依次包括基础层1、防水粘结层2、弹性层3和面层4。下面分别对上述基础层1、防水粘结层2、弹性层3和面层4进行详述。

基础层1为水泥基础层或沥青基础层。

防水粘结层2为水性环氧树脂层。水性环氧树脂层具有良好的防水密封性，增加了耐磨型塑胶跑道的防水效果。防水粘结层2的厚度为0.2～0.5mm。本发明实施方式中选用的水性环氧树脂可为市售的水性环氧树脂，其能在基础层上形成防水粘结层，在此不对水性环氧树脂的具体组成进行限制。

弹性层3为聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒的混合物，且聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒的质量比为1：(6～9)。本实施方式中，EPDM颗粒的直径为2～4mm，EPDM颗粒的含胶量为10％～15％。本发明中，通过选用聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒的混合物作为弹性层，能够提高塑胶跑道的冲击吸收性能、减小垂直变形。在本实施方式中，弹性层3的厚度为9～11mm。

面层4为聚氨酯胶黏剂、EPDM颗粒、改性石墨烯和填料的混合物，且聚氨酯胶黏剂、EPDM颗粒、改性石墨烯和填料的质量比为1：(0.7～0.9)：(0.001～0.01)：(0.005～0.1)。本实施方式中，EPDM颗粒的直径为1～2mm，EPDM颗粒的含胶量为10％～15％，在该范围内，能够提高耐磨型塑胶跑道的弹性。本发明实施方式中，改性石墨烯通过以下步骤得到：将氧化石墨烯、二羟甲基丙酮加入水中，加热至60～80℃，搅拌反应0.5～1h，再加入硝酸铁，经超声搅拌0.5～1h后，调节PH至8～10，最后经过滤、烘干得到改性石墨烯。氧化石墨烯经上述改性过程后，一方面能够使纳米石墨烯分散均匀，提高塑胶跑道的耐磨性能，另一方面由于表面存在的羟基、羧基、羰基等功能基团，显著提升石墨烯的防紫外线和反辐射能力，提高塑胶跑道的耐紫外性能。本发明实施方式中，所用填料为纳米碳酸钙或滑石粉，填料的使用一方面能够提高耐磨性能，另一方面能够减少改性石墨烯的用量，减低成本。本实施方式中，面层5的厚度为2～3mm。

在本发明实施方式中，各阶段所用的聚氨酯胶黏剂均通过以下步骤得到：将40～50重量份聚醚二元醇、10～20重量份聚醚三元醇与5～15重量份增塑剂混合，并控制在110～120℃下抽真空，脱水1～2h，降温至60～70℃，加入15～25重量份二苯基甲烷二异氰酸酯，随后升温至75～85℃，反应2～3h，加入0.01～0.05重量份辛酸亚锡，继续反应0.5～1h，降温至40～50℃，加入0.01～0.03重量份抗氧剂，冷却得到聚氨酯胶黏剂。具体地，本发明所用的聚醚二元醇为N210，聚醚三元醇为330N，且聚醚二元醇与聚醚三元醇的质量比为(3～4):1。优选地，聚醚二元醇与聚醚三元醇的质量比为3.5:1，在此范围内，固化后力学性能最佳。本发明中，增塑剂为环氧脂肪酸甲酯；抗氧剂为抗氧剂1076或抗氧剂1010。上述增塑剂和抗氧剂均为环保型添加剂，提高了单组份胶黏剂的安全性。

本发明中选用的材料均为环保型材料，对环境无污染，所得耐磨型塑胶跑道耐磨性能优异，耐紫外和耐老化性能好，有利于延长其使用寿命。

请参阅图2，本发明的第二方面提供了一种耐磨型塑胶跑道的施工方法，包括铺设基础层、铺设防水粘结层、铺设弹性层和铺设面层。下面分别对上述铺设基础层、铺设防水粘结层、铺设弹性层和铺设面层进行详述。

铺设基础层具体为：将水泥或沥青铺设在地面上，形成基础层。

铺设防水粘结层具体为：在基础层上铺设水性环氧树脂，形成防水粘结层。

铺设弹性层具体为：在防水粘结层上铺设聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒的混合物，形成弹性层。

铺设面层具体为：在弹性层上铺设聚氨酯胶黏剂、EPDM颗粒、改性石墨烯和填料的混合物，形成面层。

本发明第二方面提供的耐磨型塑胶跑道的施工方法用于得到本发明第一方面提供的耐磨型塑胶跑道。

为避免赘述，本发明实施例和对比例中，所用原料通过以下步骤得到：

聚氨酯胶黏剂的制备：将42重量份N210、12重量份330N与12重量份环氧脂肪酸甲酯混合，并控制在120℃下抽真空，脱水2h，降温至70℃，加入20重量份二苯基甲烷二异氰酸酯，随后升温至80℃，反应2h，加入0.03重量份辛酸亚锡，继续反应0.5h，降温至40℃，加入0.02重量份抗氧剂1076，冷却得到聚氨酯胶黏剂。

改性石墨烯的制备：将25重量份氧化石墨烯、5重量份二羟甲基丙酮加入50重量份水中，加热至70℃，搅拌反应1h，再加入3重量份硝酸铁，继续超声搅拌0.5h后，调节PH至9，最后经过滤、烘干得到改性石墨烯。

实施例1

实施例1提供了一种耐磨型塑胶跑道的施工方法，包括以下步骤：

将水泥或沥青铺设在地面上，形成基础层。

在基础层上铺设水性环氧树脂，形成防水粘结层。

在防水粘结层上铺设聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒按1:7的质量比制成的混合物，形成弹性层。

在弹性层上铺设聚氨酯胶黏剂、EPDM颗粒、改性石墨烯和填料的混合物按1:0.8:0.005:0.008的质量比制成的混合物，形成面层。

实施例1所得耐磨型塑胶跑道中，基础层的厚度为3cm，防水粘结层的厚度为0.3mm，弹性层的厚度为10mm，面层的厚度为2mm。

实施例2

实施例2提供了一种耐磨型塑胶跑道的施工方法，包括以下步骤：

将水泥或沥青铺设在地面上，形成基础层。

在基础层上铺设水性环氧树脂，形成防水粘结层。

在防水粘结层上铺设聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒按1:6的质量比制成的混合物，形成弹性层。

在弹性层上铺设聚氨酯胶黏剂、EPDM颗粒、改性石墨烯和填料的混合物按1:0.7:0.01:0.005的质量比制成的混合物，形成面层。

实施例1所得耐磨型塑胶跑道中，基础层的厚度为3cm，防水粘结层的厚度为0.3mm，弹性层的厚度为10mm，面层的厚度为3mm。

实施例3

实施例3提供了一种耐磨型塑胶跑道的施工方法，包括以下步骤：

将水泥或沥青铺设在地面上，形成基础层。

在基础层上铺设水性环氧树脂，形成防水粘结层。

在防水粘结层上铺设聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒按1:9的质量比制成的混合物，形成弹性层。

在弹性层上铺设聚氨酯胶黏剂、EPDM颗粒、改性石墨烯和填料的混合物按1:0.9:0.008:0.01的质量比制成的混合物，形成面层。

实施例1所得耐磨型塑胶跑道中，基础层的厚度为3cm，防水粘结层的厚度为0.3mm，弹性层的厚度为10mm，面层的厚度为2.5mm。

对比例1

对比例1提供了一种耐磨型塑胶跑道的施工方法，包括以下步骤：

将水泥或沥青铺设在地面上，形成基础层。

在基础层上铺设水性环氧树脂，形成防水粘结层。

在防水粘结层上铺设聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒按1:7的质量比制成的混合物，形成弹性层。

在弹性层上铺设聚氨酯胶黏剂、EPDM颗粒、石墨烯和填料的混合物按1:0.8:0.005:0.008的质量比制成的混合物，形成面层。

对比例1所得耐磨型塑胶跑道中，基础层的厚度为3cm，防水粘结层的厚度为0.3mm，弹性层的厚度为10mm，面层的厚度为2mm。

对上述实施例1～3及对比例1所得耐磨型塑胶跑道进行性能测试，结果见表1。

表1

	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/％	耐磨耗性(％)
				实施例1	0.69	51	1.9
实施例2	0.68	50	1.4
				实施例3	0.73	54	1.5
对比例1	0.68	51	2.7

由表1可以看出，实施例1～3中所得耐磨型塑胶跑道具有较好的力学性能和耐磨性能。与实施例1相比，对比例1的面层中采用的石墨烯未经改性，从而导致其具有较差的耐磨性。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明中选用的材料均为环保型材料，对环境无污染，所得耐磨型塑胶跑道耐磨性能优异，耐紫外和耐老化性能好，有利于延长其使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种耐磨型塑胶跑道，其特征在于，由下至上依次包括基础层、防水粘结层、弹性层和面层；其中，

所述基础层为水泥基础层或沥青基础层；

所述防水粘结层为水性环氧树脂层；

所述弹性层为聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒的混合物，且所述聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒的质量比为1：（6~9）；

所述面层为聚氨酯胶黏剂、EPDM颗粒、改性石墨烯和填料的混合物，且所述聚氨酯胶黏剂、EPDM颗粒、改性石墨烯和填料的质量比为1：（0.7~0.9）：（0.001~0.01）：（0.005~0.1）；所述改性石墨烯通过以下步骤得到：将氧化石墨烯、二羟甲基丙酮加入水中，加热至60~80℃，搅拌反应0.5~1h，再加入硝酸铁，经超声搅拌0.5~1h后，调节PH至8~10，最后经过滤、烘干得到改性石墨烯。

2.根据权利要求1所述耐磨型塑胶跑道，其特征在于，聚氨酯胶黏剂通过以下步骤得到：将40~50重量份聚醚二元醇、10~20重量份聚醚三元醇与5~15重量份增塑剂混合，并控制在110~120℃下抽真空，脱水1~2h，降温至60~70℃，加入15~25重量份二苯基甲烷二异氰酸酯，随后升温至75~85℃，反应2~3h，加入0.01~0.05重量份辛酸亚锡，继续反应0.5~1h，降温至40~50℃，加入0.01~0.03重量份抗氧剂，冷却得到聚氨酯胶黏剂。

3.根据权利要求2所述耐磨型塑胶跑道，其特征在于，所述聚醚二元醇为N210，聚醚三元醇为330N，且聚醚二元醇与聚醚三元醇的质量比为（3~4）:1，所述增塑剂为环氧脂肪酸甲酯，所述抗氧剂为抗氧剂1076或抗氧剂1010。

4.根据权利要求1所述耐磨型塑胶跑道，其特征在于，所述弹性层中，所用EPDM颗粒的直径为2~4mm，EPDM颗粒的含胶量为10%~15%；所述面层中，所用EPDM颗粒的直径为1~2mm，EPDM颗粒的含胶量为10%~15%。

5.根据权利要求1所述耐磨型塑胶跑道，其特征在于，所述防水粘结层的厚度为0.2~0.5mm，弹性层的厚度为9~11mm，面层的厚度为2~3mm。

6.一种如权利要求1~5中任一项所述耐磨型塑胶跑道的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

铺设基础层：将水泥或沥青铺设在地面上，形成基础层；

铺设防水粘结层：在基础层上铺设水性环氧树脂，形成防水粘结层；

铺设弹性层：在防水粘结层上铺设聚氨酯胶黏剂与EPDM颗粒的混合物，形成弹性层；

铺设面层：在弹性层上铺设聚氨酯胶黏剂、EPDM颗粒、改性石墨烯和填料的混合物，形成面层。

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