CN113789697B - 一种环保塑胶跑道及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及塑胶跑道技术领域，提出了一种环保塑胶跑道，从上至下依次设置有防滑层、塑胶层、过渡层、沥青层、基体层；其中所述过渡层按照重量份包括凹凸棒土30‑50份、苯氧乙醇5‑10份、乙醇40‑50份、N‑三甲基硅基‑二(三氟甲磺酸)酰亚胺3‑6份、硅烷偶联剂20‑25份；所述防滑层按照重量份包括聚氨酯胶黏剂30‑50份、EPDM防滑颗粒60‑100份、丙烯酸六氟丁酯6‑10份。通过上述技术方案，解决了现有技术中塑胶跑道使用寿命短的问题。

Description

一种环保塑胶跑道及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑胶跑道技术领域，具体的，涉及一种环保塑胶跑道及其制备方法。
背景技术
随着国家综合实力的提高以及国家对体育事业的重视，我国体育事业快速发展，随之带来了运动场地大力发展，体育器材的发展日新月异。塑胶跑道是常见的体育运动场用铺面材料，塑胶跑道又称全天候田径运动跑道，平整度好、抗压强度高、减震效果好、反弹性能优，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，是国际上公认的最佳全天候室外运动场地坪材料。
现有的塑胶跑道是由聚氨酯预聚体、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，但是由于长期受到阳光照射，经常开裂老化的形象，表面的防滑颗粒也容易脱落，不耐磨损，使用寿命短。而且由于跑道需要多层设置，层与层之间因粘结易出现鼓泡、脱层的情况，降低使用寿命。
发明内容
本发明提出一种环保塑胶跑道及其制备方法，解决了相关技术中的塑胶跑道使用寿命短的问题。
本发明的技术方案如下：
一种环保塑胶跑道，从上至下依次设置有防滑层、塑胶层、过渡层、沥青层、基体层；
所述过渡层按照重量份包括凹凸棒土30-50份、苯氧乙醇5-10份、乙醇40-50份、N-三甲基硅基-二(三氟甲磺酸)酰亚胺3-6份、硅烷偶联剂20-25份；
所述防滑层按照重量份包括聚氨酯胶黏剂30-50份、EPDM防滑颗粒60-100份、丙烯酸六氟丁酯6-10份。
作为进一步的技术方案，所述EPDM防滑颗粒粒径2-5mm。
作为进一步的技术方案，所述塑胶层按照重量份包括废旧橡胶颗粒100-150份、苯氧乙醇15-20份、防老化剂3-5份、硫化剂3-7份、颜料20-30份。
作为进一步的技术方案，防老化剂为防老剂DNP。
作为进一步的技术方案，硫化剂为秋兰姆。
作为进一步的技术方案，所述沥青层按照重量份包括SBS改性沥青母粒5-10份、基质沥青80-90份、化学稳定剂1-3份、交联剂2-5份。
作为进一步的技术方案，所述化学稳定剂包括硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、羧甲基纤维素中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述交联剂包括过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述基体层按照重量份包括：硅酸盐水泥120-140份、砂800-900份、碎石450-500份、减水剂5-8份、水160-180份。
作为进一步的技术方案，所述碎石的粒径为100-300mm。
作为进一步的技术方案，所述砂为细度模数在1.0～1.5的细砂与细度模数在4.5～5.5的中砂按质量比为1：1的混合物。
一种环保塑胶跑道的制备方法，包括以下步骤：
S1、挖掘基坑，夯平泥土；
S2、铺设钢筋骨架，将基体层的原料搅拌后铺设与骨架上；
S3、将沥青层的原料加热熔融后铺设于凝固后的所述基体层上铺平；
S4、待沥青层干燥凝固后，将过渡层的原料搅拌均匀后铺设于所述沥青层上；
S5、将塑胶层的原料于挤出造粒、冷却、熔融后铺设于所述过渡层上；
S6、待塑胶层干燥凝固后，将聚氨酯胶黏剂于塑胶层上方均匀涂抹后将丙烯酸六氟丁酯与EPDM防滑颗粒的混合物均匀撒在聚氨酯胶黏剂上。
本发明的有益效果为：
1、本发明得到的跑道，拉伸强度可达1.29-1.31MPa，拉断伸长率60.3-62.8％，磨损量0.61-0.64g，耐老化性能优异，使用寿命长。本发明中在过渡层和塑胶层中添加苯氧乙醇，一方面可以提高层与层之间的相容性，另一方面苯氧乙醇加入可以改善跑道的耐磨性和耐老化性能，延长使用寿命。本发明还在过渡层中加入了硅烷偶联剂和N-三甲基硅基-二(三氟甲磺酸)酰亚胺，一方面提高了层与层之间的相容性，另一方面N-三甲基硅基-二(三氟甲磺酸)酰亚胺引入强吸附性基团又基于硅烷偶联剂的添加，提高耐磨损性能、力学性能和使用寿命。本发明在防滑层中加入少量丙烯酸六氟丁酯，在不影响粘结性的情况下，延长了使用寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
一种环保塑胶跑道，从上至下依次设置有防滑层、塑胶层、过渡层、沥青层、基体层；
过渡层按照重量份包括凹凸棒土40份、苯氧乙醇7份、乙醇45份、N-三甲基硅基-二(三氟甲磺酸)酰亚胺4份、硅烷偶联剂kh550 23份；
防滑层按照重量份包括聚氨酯胶黏剂40份、EPDM防滑颗粒80份、丙烯酸六氟丁酯8份，EPDM防滑颗粒粒径2-5mm；
塑胶层按照重量份包括废旧橡胶颗粒130份、苯氧乙醇18份、防老剂DNP 4份、秋兰姆5份、颜料25份；
沥青层按照重量份包括SBS改性沥青母粒6份、基质沥青85份、硬脂酸钙2份、叔丁基过氧化氢3份；
基体层按照重量份包括硅酸盐水泥130份、砂850份、碎石460份、聚羧酸高效减水剂7份、水170份，碎石的粒径为100-300mm，砂为细度模数在1.0～1.5的细砂与细度模数在4.5～5.5的中砂按质量比为1：1的混合物。
一种环保塑胶跑道的制备方法，包括以下步骤：
S1、挖掘基坑，夯平泥土；
S2、铺设钢筋骨架，将基体层的原料搅拌后铺设与骨架上；
S3、将沥青层的原料加热熔融后铺设于凝固后的所述基体层上铺平；
S4、待沥青层干燥凝固后，将过渡层的原料搅拌均匀后铺设于所述沥青层上；
S5、将塑胶层的原料于挤出造粒、冷却、熔融后铺设于所述过渡层上；
S6、待塑胶层干燥凝固后，将聚氨酯胶黏剂于塑胶层上方均匀涂抹后将丙烯酸六氟丁酯与EPDM防滑颗粒的混合物均匀撒在聚氨酯胶黏剂上。
实施例2
一种环保塑胶跑道，从上至下依次设置有防滑层、塑胶层、过渡层、沥青层、基体层；
过渡层按照重量份包括凹凸棒土30份、苯氧乙醇10份、乙醇50份、N-三甲基硅基-二(三氟甲磺酸)酰亚胺3份、硅烷偶联剂kh550 20份；
防滑层按照重量份包括聚氨酯胶黏剂30份、EPDM防滑颗粒60份、丙烯酸六氟丁酯6份，EPDM防滑颗粒粒径2-5mm；
塑胶层按照重量份包括废旧橡胶颗粒150份、苯氧乙醇15份、防老剂DNP 3份、秋兰姆3份、颜料20份；
沥青层按照重量份包括SBS改性沥青母粒5份、基质沥青80份、硬脂酸镁1份、过氧化二异丙苯2份；
基体层按照重量份包括硅酸盐水泥120份、砂800份、碎石450份、聚羧酸高效减水剂5份、水160份，碎石的粒径为100-300mm，砂为细度模数在1.0～1.5的细砂与细度模数在4.5～5.5的中砂按质量比为1：1的混合物。
制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种环保塑胶跑道，从上至下依次设置有防滑层、塑胶层、过渡层、沥青层、基体层；
过渡层按照重量份包括凹凸棒土50份、苯氧乙醇5份、乙醇40份、N-三甲基硅基-二(三氟甲磺酸)酰亚胺6份、硅烷偶联剂kh550 25份；
防滑层按照重量份包括聚氨酯胶黏剂50份、EPDM防滑颗粒100份、丙烯酸六氟丁酯10份，EPDM防滑颗粒粒径2-5mm；
塑胶层按照重量份包括废旧橡胶颗粒100份、苯氧乙醇20份、防老剂DNP 5份、秋兰姆7份、颜料30份；
沥青层按照重量份包括SBS改性沥青母粒10份、基质沥青90份、羧甲基纤维素3份、叔丁基过氧化氢2份；
基体层按照重量份包括硅酸盐水泥140份、砂900份、碎石500份、聚羧酸高效减水剂8份、水180份，碎石的粒径为100-300mm，砂为细度模数在1.0～1.5的细砂与细度模数在4.5～5.5的中砂按质量比为1：1的混合物。
制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种环保塑胶跑道，从上至下依次设置有防滑层、塑胶层、过渡层、沥青层、基体层；
过渡层按照重量份包括凹凸棒土35份、苯氧乙醇8份、乙醇42份、N-三甲基硅基-二(三氟甲磺酸)酰亚胺5份、硅烷偶联剂kh550 22份；
防滑层按照重量份包括聚氨酯胶黏剂42份、EPDM防滑颗粒70份、丙烯酸六氟丁酯9份，EPDM防滑颗粒粒径2-5mm；
塑胶层按照重量份包括废旧橡胶颗粒140份、苯氧乙醇17份、防老剂DNP 5份、秋兰姆6份、颜料25份；
沥青层按照重量份包括SBS改性沥青母粒7份、基质沥青88份、硬脂酸钙2份、叔丁基过氧化氢4份；
基体层按照重量份包括硅酸盐水泥135份、砂860份、碎石480份、聚羧酸高效减水剂8份、水170份，碎石的粒径为100-300mm，砂为细度模数在1.0～1.5的细砂与细度模数在4.5～5.5的中砂按质量比为1：1的混合物。
制备方法与实施例1相同。
对比例1
与实施例1相比，将过渡层中苯氧乙醇用等量的乙醇代替，其他与实施例1相同。
对比例2
与实施例1相比，用等量的硅烷偶联剂kh550代替N-三甲基硅基-二(三氟甲磺酸)酰亚胺，其他与实施例1相同。
对比例3
与实施例1相比，防滑层中的丙烯酸六氟丁酯用等量的聚氨酯胶黏剂代替，其他与实施例1相同。
按照GB/T14833-2020《合成材料运动场地面层》对实施例和对比例进行测试，测试结果如表1所示。
表1实施例和对比例的性能测试
Figure BDA0003259293790000051
Figure BDA0003259293790000061
对比例1得到的跑道，用苯氧乙醇代替乙醇后，得到的跑道防滑性以及力学性能没有较大的变化，而耐磨损性和耐老化性能受到较大影响，可见苯氧乙醇的加入可以改善跑道的耐磨性和耐老化性能，延长使用寿命。
对比例2中用等量的硅烷偶联剂kh550代替N-三甲基硅基-二(三氟甲磺酸)酰亚胺，对跑道的力学性能和使用寿命都有较大影响，虽然硅烷偶联剂可以提高层与层之间的相容性，但是通过实验探究发现，添加N-三甲基硅基-二(三氟甲磺酸)酰亚胺引入强吸附性基团又基于硅烷偶联剂的添加，提高耐磨损性能、力学性能和使用寿命。
对比例3中丙烯酸六氟丁酯用等量的聚氨酯胶黏剂代替，对跑道的抗滑性能几乎没有影响，而且虽然胶黏剂量有所增多，粘结性更好，但是耐老化性能降低，力学性能也有所降低。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种环保塑胶跑道，其特征在于，从上至下依次设置有防滑层、塑胶层、过渡层、沥青层、基体层；
所述过渡层按照重量份包括凹凸棒土30-50份、苯氧乙醇5-10份、乙醇40-50份、N-三甲基硅基-二(三氟甲磺酸)酰亚胺3-6份、硅烷偶联剂20-25份；
所述防滑层按照重量份包括聚氨酯胶黏剂30-50份、EPDM防滑颗粒60-100份、丙烯酸六氟丁酯6-10份。
2.根据权利要求1所述的环保塑胶跑道，其特征在于，所述EPDM防滑颗粒粒径2-5mm。
3.根据权利要求1所述的环保塑胶跑道，其特征在于，所述塑胶层按照重量份包括废旧橡胶颗粒100-150份、苯氧乙醇15-20份、防老化剂3-5份、硫化剂3-7份、颜料20-30份。
4.根据权利要求1所述的环保塑胶跑道，其特征在于，所述沥青层按照重量份包括SBS改性沥青母粒5-10份、基质沥青80-90份、化学稳定剂1-3份、交联剂2-5份。
5.根据权利要求4所述的环保塑胶跑道，其特征在于，所述化学稳定剂包括硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、羧甲基纤维素中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的环保塑胶跑道，其特征在于，所述交联剂包括过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的环保塑胶跑道，其特征在于，所述基体层按照重量份包括：硅酸盐水泥120-140份、砂800-900份、碎石450-500份、减水剂5-8份、水160-180份。
8.根据权利要求7所述的环保塑胶跑道，其特征在于，所述碎石的粒径为100-300mm。
9.根据权利要求7所述的环保塑胶跑道，其特征在于，所述砂为细度模数在1.0～1.5的细砂与细度模数在4.5～5.5的中砂按质量比为1：1的混合物。
10.一种如权利要求1所述的环保塑胶跑道的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、挖掘基坑，夯平泥土；
S2、铺设钢筋骨架，将基体层的原料搅拌后铺设于骨架上；
S3、将沥青层的原料加热熔融后铺设于凝固后的所述基体层上铺平；
S4、待沥青层干燥凝固后，将所述过渡层的原料搅拌均匀后铺设于所述沥青层上；
S5、将塑胶层的原料于挤出造粒、冷却、熔融后铺设于所述过渡层上；
S6、待塑胶层干燥凝固后，将聚氨酯胶黏剂于塑胶层上方均匀涂抹后将丙烯酸六氟丁酯与EPDM防滑颗粒的混合物均匀撒在聚氨酯胶黏剂上。
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