CN113321449B - 一种塑胶跑道用硅pu的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种塑胶跑道用硅PU的制造工艺，塑胶跑道用硅PU由下至上依次包括有机硅改性聚氨酯弹性材料层、防滑层和改性丙烯酸面层，有机硅改性聚氨酯弹性材料层包括混合型胶层和全胶型胶层，塑胶跑道硅PU的制造工艺包括以下步骤：步骤S1：先将制备胶浆；步骤S2：将胶浆倒入沥青混凝土基层，加入弹性橡胶颗粒，经过固化后形成作为下层的混合型胶层，再将胶浆倒入下层混合型胶层上，将其进行摊铺平整，固化后形成全胶型胶层上层，制备成具有双层结构的有机硅改性聚氨酯弹性材料层；步骤S3：在防滑层上涂覆改性丙烯酸形成改性丙烯酸面层，制备成塑胶跑道硅PU。本发明提供一种机械性能优异、抗老化性能高、使用寿命高的塑胶跑道用硅PU的制造工艺。

Description

一种塑胶跑道用硅PU的制造工艺
技术领域
本发明涉及塑胶跑道技术领域，特别涉及一种塑胶跑道用硅PU的制造工艺。
背景技术
硅PU是一种符合人体工学原理并满足运动物理特性需要，具备上硬下弹结构特征并能直接在水泥或沥青基础上施工的健康型专业弹性合成球场面层材料系统，以单组份有机硅改性聚氨酯组成缓冲回弹结构，双组份改性丙烯酸作为耐磨面层。一般用作篮球场、羽毛球场等运动场所。但现有技术的塑胶跑道中的核心成分硅PU容易在长时间光照条件下受热老化，从而使得硅PU发软发粘，极大地降低了硅PU的使用寿命。
因此，需要提供一种机械性能优异、抗老化性能高、使用寿命高的塑胶跑道用硅PU的制造工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机械性能优异、抗老化性能高、使用寿命高的塑胶跑道用硅PU的制造工艺。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种塑胶跑道用硅PU的制造工艺，所述塑胶跑道用硅PU由下至上依次包括有机硅改性聚氨酯弹性材料层、防滑层和改性丙烯酸面层，所述有机硅改性聚氨酯弹性材料层包括混合型胶层和全胶型胶层，所述塑胶跑道硅PU的制造工艺包括以下步骤：
步骤S1：制备胶浆：先将50-80份有机硅改性聚氨酯预聚体和100-150份色浆分别加入到反应釜中，搅拌混匀，向反应釜中加入催化剂和交联剂，加速搅拌5-10min左右，得到均匀的胶浆；
步骤S2：制备双层有机硅改性聚氨酯弹性材料层：将步骤S1中的胶浆倒入沥青混凝土基层中，加入弹性橡胶颗粒，搅拌均匀，通过工具将其进行摊铺平整，经过固化后形成作为下层的混合型胶层，再将步骤S1中的胶浆倒入下层混合型胶层上，将其进行摊铺平整，固化后形成全胶型胶层上层，制备成具有双层结构的有机硅改性聚氨酯弹性材料层；
步骤S3：喷涂防滑层：防滑层是采用改性硅PU胶浆与三元乙丙橡胶颗粒按1.5：1.2比例混合搅拌制得，用喷涂设备喷涂；
步骤S4：涂覆形成面层：在防滑层上涂覆改性丙烯酸形成改性丙烯酸面层，制备成塑胶跑道硅PU。
作为本发明的进一步设置，催化剂为雷尼铜催化剂0.001-0.005份。
作为本发明的进一步设置，步骤S1中还包括支链淀粉3-5份。
作为本发明的进一步设置，步骤S1中还包括戊基肉桂醇1-5份。
作为本发明的进一步设置，步骤S1中还包括丙二醇亚油酸酯2-5份。
作为本发明的进一步设置，步骤S2中弹性橡胶颗粒为胶浆质量份数的35-45％。
作为本发明的进一步设置，步骤S1中反应釜的温度为65-85℃。
作为本发明的进一步设置，步骤S1中加速搅拌的搅拌速率为1800r/min-2500r/min。
本发明的有益效果是：
1.本发明的塑胶跑道采用以硅PU为核心材料，通过在制备时根据不同物料成分和不同固化成型时间形成混合型双层有机硅改性聚氨酯弹性材料层，相比单层硅PU跑道，提高了跑道的内部弹性支撑性，有效为运动提供实效的缓冲吸收和减震保护，弹性层通过回缩瞬间吸收冲击力，缓冲后的受压蓄势通过加强层形成向上的高回弹力，有效缓减地面对脚踝、关节、韧带的反作用力所造成的运动伤害，提高了塑胶球场的应用领域。
2.本发明的塑胶跑道的制备工艺的制备原料中添加了支链淀粉，支链淀粉能在制备胶浆的过程中与聚氨酯之间通过分子之间的作用力，提高聚氨酯分子的连接紧密性，提高聚氨酯胶浆形成的胶层的耐热稳定性和耐热老化性能。
3.本发明原料中还添加了戊基肉桂醇，戊基肉桂醇能与支链淀粉一起在制备胶浆的过程中分散在聚氨酯分子之间的孔隙之中，为聚氨酯形成的胶层提供弹性支撑性，并且戊基肉桂醇的热稳定性高，能将耐热的官能团引入聚氨酯主链上，提高聚氨酯胶层的耐热稳定性和耐热老化性能。
4.本发明还添加了丙二醇亚油酸酯，丙二醇亚油酸酯提高戊基肉桂醇在原料中的分散性能，使得戊基肉桂醇能均匀分散在聚氨酯分子的周围，使得戊基肉桂醇更好地穿插在聚氨酯链段形成的空穴之中，提高体系整体的支撑稳定性和耐热老化性能，同时配合加速搅拌过程使得戊基肉桂醇更进一步地均匀分散穿插在聚氨酯之间，进一步提高了塑胶跑道的耐热老化性能。
5.本发明在加温的条件下使聚氨酯和支链淀粉、戊基肉桂醇、丙二醇亚油酸酯进行反应，提高了聚氨酯与支链淀粉、戊基肉桂醇、丙二醇亚油酸酯的连接紧密性，有效提高的制备的胶层的结构稳定性，从而提高塑胶跑道的耐热老化性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一、实施例
实施例1
一种塑胶跑道用硅PU的制造工艺，塑胶跑道用硅PU由下至上依次包括有机硅改性聚氨酯弹性材料层、防滑层和改性丙烯酸面层，所述有机硅改性聚氨酯弹性材料层包括混合型胶层和全胶型胶层，所述塑胶跑道硅PU的制造工艺包括以下步骤：
步骤S1：制备胶浆：先将50份有机硅改性聚氨酯预聚体、100份色浆、色浆为橘红色或者草绿色混合色浆、支链淀粉3份、戊基肉桂醇1份、丙二醇亚油酸酯2份、分别加入到反应釜中，反应釜的温度为65℃，搅拌混匀，向反应釜中加入雷尼铜催化剂0.001份和交联剂过氧化二异丙苯1份，搅拌速率为1800r/min的条件下，加速搅拌5min左右，得到均匀的胶浆；
步骤S2：制备双层有机硅改性聚氨酯弹性材料层：将步骤S1中的胶浆倒入沥青混凝土基层中，加入胶浆质量份数的35％弹性橡胶颗粒，搅拌均匀，通过工具将其进行摊铺平整，经过固化后形成作为下层的混合型胶层，再将步骤S1中的胶浆倒入下层混合型胶层上，将其进行摊铺平整，固化后形成全胶型胶层上层，制备成具有双层结构的有机硅改性聚氨酯弹性材料层；
步骤S3：喷涂防滑层：防滑层是采用改性硅PU胶浆与三元乙丙橡胶颗粒按1.5：1.2比例混合搅拌制得，用喷涂设备喷涂；
步骤S4：涂覆形成面层：在防滑层上涂覆改性丙烯酸形成改性丙烯酸面层，制备成塑胶跑道硅PU。
实施例2
一种塑胶跑道用硅PU的制造工艺，塑胶跑道用硅PU由下至上依次包括有机硅改性聚氨酯弹性材料层、防滑层和改性丙烯酸面层，所述有机硅改性聚氨酯弹性材料层包括混合型胶层和全胶型胶层，所述塑胶跑道硅PU的制造工艺包括以下步骤：
步骤S1：制备胶浆：先将80份有机硅改性聚氨酯预聚体、150份色浆、色浆为橘红色或者草绿色混合色浆、支链淀粉5份、戊基肉桂醇5份、丙二醇亚油酸酯5份、分别加入到反应釜中，反应釜的温度为50℃，搅拌混匀，向反应釜中加入雷尼铜催化剂0.005份和交联剂过氧化二异丙苯3份，搅拌速率为2500r/min的条件下，加速搅拌10min左右，得到均匀的胶浆；
步骤S2：制备双层有机硅改性聚氨酯弹性材料层：将步骤S1中的胶浆倒入沥青混凝土基层中，加入胶浆质量份数的45％弹性橡胶颗粒，搅拌均匀，通过工具将其进行摊铺平整，经过固化后形成作为下层的混合型胶层，再将步骤S1中的胶浆倒入下层混合型胶层上，将其进行摊铺平整，固化后形成全胶型胶层上层，制备成具有双层结构的有机硅改性聚氨酯弹性材料层；
步骤S3：喷涂防滑层：防滑层是采用改性硅PU胶浆与三元乙丙橡胶颗粒按1.5：1.2比例混合搅拌制得，用喷涂设备喷涂；
步骤S4：涂覆形成面层：在防滑层上涂覆改性丙烯酸形成改性丙烯酸面层，制备成塑胶跑道硅PU。
实施例3
一种塑胶跑道用硅PU的制造工艺，塑胶跑道用硅PU由下至上依次包括有机硅改性聚氨酯弹性材料层、防滑层和改性丙烯酸面层，所述有机硅改性聚氨酯弹性材料层包括混合型胶层和全胶型胶层，所述塑胶跑道硅PU的制造工艺包括以下步骤：
步骤S1：制备胶浆：先将60份有机硅改性聚氨酯预聚体、120份色浆、色浆为橘红色或者草绿色混合色浆、支链淀粉4份、戊基肉桂醇3份、丙二醇亚油酸酯3份、分别加入到反应釜中，反应釜的温度为70℃，搅拌混匀，向反应釜中加入雷尼铜催化剂0.002份和交联剂过氧化二异丙苯2份，搅拌速率为2000r/min的条件下，加速搅拌8min左右，得到均匀的胶浆；
步骤S2：制备双层有机硅改性聚氨酯弹性材料层：将步骤S1中的胶浆倒入沥青混凝土基层中，加入胶浆质量份数的50％弹性橡胶颗粒，搅拌均匀，通过工具将其进行摊铺平整，经过固化后形成作为下层的混合型胶层，再将步骤S1中的胶浆倒入下层混合型胶层上，将其进行摊铺平整，固化后形成全胶型胶层上层，制备成具有双层结构的有机硅改性聚氨酯弹性材料层；
步骤S3：喷涂防滑层：防滑层是采用改性硅PU胶浆与三元乙丙橡胶颗粒按1.5：1.2比例混合搅拌制得，用喷涂设备喷涂；
步骤S4：涂覆形成面层：在防滑层上涂覆改性丙烯酸形成改性丙烯酸面层，制备成塑胶跑道硅PU。
实施例4
一种塑胶跑道用硅PU的制造工艺，塑胶跑道用硅PU由下至上依次包括有机硅改性聚氨酯弹性材料层、防滑层和改性丙烯酸面层，所述有机硅改性聚氨酯弹性材料层包括混合型胶层和全胶型胶层，所述塑胶跑道硅PU的制造工艺包括以下步骤：
步骤S1：制备胶浆：先将60份有机硅改性聚氨酯预聚体、120份色浆、色浆为橘红色或者草绿色混合色浆、戊基肉桂醇3份、丙二醇亚油酸酯3份、分别加入到反应釜中，反应釜的温度为70℃，搅拌混匀，向反应釜中加入雷尼铜催化剂0.002份和交联剂过氧化二异丙苯2份，搅拌速率为2000r/min的条件下，加速搅拌8min左右，得到均匀的胶浆；
步骤S2：制备双层有机硅改性聚氨酯弹性材料层：将步骤S1中的胶浆倒入沥青混凝土基层中，加入胶浆质量份数的50％弹性橡胶颗粒，搅拌均匀，通过工具将其进行摊铺平整，经过固化后形成作为下层的混合型胶层，再将步骤S1中的胶浆倒入下层混合型胶层上，将其进行摊铺平整，固化后形成全胶型胶层上层，制备成具有双层结构的有机硅改性聚氨酯弹性材料层；
步骤S3：喷涂防滑层：防滑层是采用改性硅PU胶浆与三元乙丙橡胶颗粒按1.5：1.2比例混合搅拌制得，用喷涂设备喷涂；
步骤S4：涂覆形成面层：在防滑层上涂覆改性丙烯酸形成改性丙烯酸面层，制备成塑胶跑道硅PU。
实施例5
一种塑胶跑道用硅PU的制造工艺，塑胶跑道用硅PU由下至上依次包括有机硅改性聚氨酯弹性材料层、防滑层和改性丙烯酸面层，所述有机硅改性聚氨酯弹性材料层包括混合型胶层和全胶型胶层，所述塑胶跑道硅PU的制造工艺包括以下步骤：
步骤S1：制备胶浆：先将60份有机硅改性聚氨酯预聚体、120份色浆、色浆为橘红色或者草绿色混合色浆、支链淀粉4份、丙二醇亚油酸酯3份、分别加入到反应釜中，反应釜的温度为70℃，搅拌混匀，向反应釜中加入雷尼铜催化剂0.002份和交联剂过氧化二异丙苯2份，搅拌速率为2000r/min的条件下，加速搅拌8min左右，得到均匀的胶浆；
步骤S2：制备双层有机硅改性聚氨酯弹性材料层：将步骤S1中的胶浆倒入沥青混凝土基层中，加入胶浆质量份数的50％弹性橡胶颗粒，搅拌均匀，通过工具将其进行摊铺平整，经过固化后形成作为下层的混合型胶层，再将步骤S1中的胶浆倒入下层混合型胶层上，将其进行摊铺平整，固化后形成全胶型胶层上层，制备成具有双层结构的有机硅改性聚氨酯弹性材料层；
步骤S3：喷涂防滑层：防滑层是采用改性硅PU胶浆与三元乙丙橡胶颗粒按1.5：1.2比例混合搅拌制得，用喷涂设备喷涂；
步骤S4：涂覆形成面层：在防滑层上涂覆改性丙烯酸形成改性丙烯酸面层，制备成塑胶跑道硅PU。
实施例6
一种塑胶跑道用硅PU的制造工艺，塑胶跑道用硅PU由下至上依次包括有机硅改性聚氨酯弹性材料层、防滑层和改性丙烯酸面层，所述有机硅改性聚氨酯弹性材料层包括混合型胶层和全胶型胶层，所述塑胶跑道硅PU的制造工艺包括以下步骤：
步骤S1：制备胶浆：先将60份有机硅改性聚氨酯预聚体、120份色浆、色浆为橘红色或者草绿色混合色浆、支链淀粉4份、戊基肉桂醇3份、分别加入到反应釜中，反应釜的温度为70℃，搅拌混匀，向反应釜中加入雷尼铜催化剂0.002份和交联剂过氧化二异丙苯2份，搅拌速率为2000r/min的条件下，加速搅拌8min左右，得到均匀的胶浆；
步骤S2：制备双层有机硅改性聚氨酯弹性材料层：将步骤S1中的胶浆倒入沥青混凝土基层中，加入胶浆质量份数的50％弹性橡胶颗粒，搅拌均匀，通过工具将其进行摊铺平整，经过固化后形成作为下层的混合型胶层，再将步骤S1中的胶浆倒入下层混合型胶层上，将其进行摊铺平整，固化后形成全胶型胶层上层，制备成具有双层结构的有机硅改性聚氨酯弹性材料层；
步骤S3：喷涂防滑层：防滑层是采用改性硅PU胶浆与三元乙丙橡胶颗粒按1.5：1.2比例混合搅拌制得，用喷涂设备喷涂；
步骤S4：涂覆形成面层：在防滑层上涂覆改性丙烯酸形成改性丙烯酸面层，制备成塑胶跑道硅PU。
实施例7
一种塑胶跑道用硅PU的制造工艺，塑胶跑道用硅PU由下至上依次包括有机硅改性聚氨酯弹性材料层、防滑层和改性丙烯酸面层，所述有机硅改性聚氨酯弹性材料层包括混合型胶层和全胶型胶层，所述塑胶跑道硅PU的制造工艺包括以下步骤：
步骤S1：制备胶浆：先将60份有机硅改性聚氨酯预聚体、120份色浆、色浆为橘红色或者草绿色混合色浆、分别加入到反应釜中，反应釜的温度为70℃，搅拌混匀，向反应釜中加入雷尼铜催化剂0.002份和交联剂过氧化二异丙苯2份，搅拌速率为2000r/min的条件下，加速搅拌8min左右，得到均匀的胶浆；
步骤S2：制备双层有机硅改性聚氨酯弹性材料层：将步骤S1中的胶浆倒入沥青混凝土基层中，加入胶浆质量份数的50％弹性橡胶颗粒，搅拌均匀，通过工具将其进行摊铺平整，经过固化后形成作为下层的混合型胶层，再将步骤S1中的胶浆倒入下层混合型胶层上，将其进行摊铺平整，固化后形成全胶型胶层上层，制备成具有双层结构的有机硅改性聚氨酯弹性材料层；
步骤S3：喷涂防滑层：防滑层是采用改性硅PU胶浆与三元乙丙橡胶颗粒按1.5：1.2比例混合搅拌制得，用喷涂设备喷涂；
步骤S4：涂覆形成面层：在防滑层上涂覆改性丙烯酸形成改性丙烯酸面层，制备成塑胶跑道硅PU。
实施例8
一种塑胶跑道用硅PU的制造工艺，塑胶跑道用硅PU由下至上依次包括有机硅改性聚氨酯弹性材料层、防滑层和改性丙烯酸面层，所述有机硅改性聚氨酯弹性材料层包括混合型胶层和全胶型胶层，所述塑胶跑道硅PU的制造工艺包括以下步骤：
步骤S1：制备胶浆：先将60份有机硅改性聚氨酯预聚体、120份色浆、色浆为橘红色或者草绿色混合色浆、支链淀粉4份、戊基肉桂醇3份、丙二醇亚油酸酯3份、分别加入到反应釜中，反应釜的温度为25℃，搅拌混匀，向反应釜中加入雷尼铜催化剂0.002份和交联剂过氧化二异丙苯2份，搅拌速率为2000r/min的条件下，加速搅拌8min左右，得到均匀的胶浆；
步骤S2：制备双层有机硅改性聚氨酯弹性材料层：将步骤S1中的胶浆倒入沥青混凝土基层中，加入胶浆质量份数的50％弹性橡胶颗粒，搅拌均匀，通过工具将其进行摊铺平整，经过固化后形成作为下层的混合型胶层，再将步骤S1中的胶浆倒入下层混合型胶层上，将其进行摊铺平整，固化后形成全胶型胶层上层，制备成具有双层结构的有机硅改性聚氨酯弹性材料层；
步骤S3：喷涂防滑层：防滑层是采用改性硅PU胶浆与三元乙丙橡胶颗粒按1.5：1.2比例混合搅拌制得，用喷涂设备喷涂；
步骤S4：涂覆形成面层：在防滑层上涂覆改性丙烯酸形成改性丙烯酸面层，制备成塑胶跑道硅PU。
实施例9
一种塑胶跑道用硅PU的制造工艺，塑胶跑道用硅PU由下至上依次包括有机硅改性聚氨酯弹性材料层、防滑层和改性丙烯酸面层，所述有机硅改性聚氨酯弹性材料层包括混合型胶层和全胶型胶层，所述塑胶跑道硅PU的制造工艺包括以下步骤：
步骤S1：制备胶浆：先将60份有机硅改性聚氨酯预聚体、120份色浆、色浆为橘红色或者草绿色混合色浆、支链淀粉4份、戊基肉桂醇3份、丙二醇亚油酸酯3份、分别加入到反应釜中，反应釜的温度为70℃，搅拌混匀，向反应釜中加入雷尼铜催化剂0.002份和交联剂过氧化二异丙苯2份，搅拌速率为30r/min的条件下，低速搅拌8min左右，得到均匀的胶浆；
步骤S2：制备双层有机硅改性聚氨酯弹性材料层：将步骤S1中的胶浆倒入沥青混凝土基层中，加入胶浆质量份数的50％弹性橡胶颗粒，搅拌均匀，通过工具将其进行摊铺平整，经过固化后形成作为下层的混合型胶层，再将步骤S1中的胶浆倒入下层混合型胶层上，将其进行摊铺平整，固化后形成全胶型胶层上层，制备成具有双层结构的有机硅改性聚氨酯弹性材料层；
步骤S3：喷涂防滑层：防滑层是采用改性硅PU胶浆与三元乙丙橡胶颗粒按1.5：1.2比例混合搅拌制得，用喷涂设备喷涂；
步骤S4：涂覆形成面层：在防滑层上涂覆改性丙烯酸形成改性丙烯酸面层，制备成塑胶跑道硅PU。
将实施例1-9的跑道试样按照制样标准制备成试样按照GB 36246-2018进行检测，再将试样1-9放入高低温湿热老化箱在60℃下老化30天，结果见下表1：
表1各个试样的跑道的测试结果
Figure BDA0003147473640000081
本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种塑胶跑道用硅PU的制造工艺，其特征在于，所述塑胶跑道用硅PU由下至上依次包括有机硅改性聚氨酯弹性材料层、防滑层和改性丙烯酸面层，所述有机硅改性聚氨酯弹性材料层包括混合型胶层和全胶型胶层，所述塑胶跑道硅PU的制造工艺包括以下步骤：
步骤S1：制备胶浆：先将50-80份有机硅改性聚氨酯预聚体和100-150份色浆、3-5份支链淀粉、1-5份戊基肉桂醇、2-5份丙二醇亚油酸酯分别加入到反应釜中，搅拌混匀，向反应釜中加入0.001-0.005份雷尼铜催化剂和交联剂，加速搅拌5-10min，得到均匀的胶浆；
步骤S2：制备双层有机硅改性聚氨酯弹性材料层：将步骤S1中的胶浆倒入沥青混凝土基层中，加入弹性橡胶颗粒，搅拌均匀，通过工具将其进行摊铺平整，经过固化后形成作为下层的混合型胶层，再将步骤S1中的胶浆倒入下层混合型胶层上，将其进行摊铺平整，固化后形成全胶型胶层上层，制备成具有双层结构的有机硅改性聚氨酯弹性材料层；
步骤S3：喷涂防滑层：防滑层是采用改性硅PU胶浆与三元乙丙橡胶颗粒按1.5：1.2比例混合搅拌制得，用喷涂设备喷涂；
步骤S4：涂覆形成面层：在防滑层上涂覆改性丙烯酸形成改性丙烯酸面层，制备成塑胶跑道硅PU。
2.根据权利要求1所述的塑胶跑道用硅PU的制造工艺，其特征在于，所述步骤S2中弹性橡胶颗粒为胶浆质量份数的35-45%。
3.根据权利要求1所述的塑胶跑道用硅PU的制造工艺，其特征在于，所述步骤S1中反应釜的温度为65-85℃。
4.根据权利要求1所述的塑胶跑道用硅PU的制造工艺，其特征在于，所述步骤S1中加速搅拌的搅拌速率为1800r/min-2500r/min。
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