CN114411485A - 一种预制无缝跑道 - Google Patents
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Abstract
本发明属于跑道用材料技术领域，本发明具体公开了一种预制无缝跑道。所述的预制无缝跑道，从下至上包括粘结层、弹性层、封孔层、面层、罩面层。所述弹性层由以下重量份原料制备而成：15~60份橡胶颗粒、20～45份弹性颗粒、30~70份填料、2~10份增强剂、5~20份胶粘剂、5~12份助剂。本发明所述的预制无缝跑道具有良好的机械性能，具有广泛的应用前景，本发明通过加入所述的填料来显著提高机械性能，本发明采用所述的粘结层与地面具有良好的粘结力，通过在所属的面层上喷涂水性聚氨酯乳液形成罩面层可以有效的提高所述的跑道的耐磨、抗老化效果，提高所述跑道的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及跑道用材料技术领域，具体涉及一种预制无缝跑道。
背景技术
塑胶跑道又称全天候运动跑道, 根据胶体主料不同, 有聚氨酯塑胶跑道和水性丙烯酸塑胶跑道。目前，国内95%的塑胶跑道都是聚氨酯跑道, 由聚氨酯胶体主料、混合聚醚、橡胶颗粒、颜料、助剂、填料等混合组成铺设的用于田径比赛场地的铺面面层。
CN111621097A公开了一种预制型跑道及其制备工艺，并具体公开了面层包括以下重量份数的组分：三元乙丙橡胶70～80份、增塑剂10～20份、填充剂5～10份、硫化剂1～2份、发泡剂1～2份、促进剂3～4份、活性剂2～5份以及阻燃剂2～3份；底层包括以下重量份数的组分：聚氨酯50～60份以及增塑剂15～25份，且机械性能、化学性能和耐磨性能仍存在不足。
发明内容
本发明提供一种预制无缝跑道，所述的预制无缝跑道具有良好的机械性能、耐磨性能、抗老化性能，且具有良好的环保性。
一种预制无缝跑道，从下至上包括粘结层、弹性层、封孔层、面层、罩面层。
作为一种优选方案，所述粘结层用于与地面连接，且所述粘结层采用的胶为单组份聚氨酯胶、树脂胶、PU胶、双组份聚氨酯胶中的一种或多种。
作为一种优选方案，所述弹性层由以下重量份原料制备而成：15~60份橡胶颗粒、20～45份弹性颗粒、30~70份填料、2~10份增强剂、5~20份胶粘剂、5~12份助剂。
作为一种优选方案，所述橡胶颗粒由以下重量份原料制备而成：100份橡胶、30~45份填充剂、1~3份促进剂、1~3份活化剂、1~3份硫化剂。
作为一种优选方案，所述橡胶为三元乙丙橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、乳胶中的一种或多种。
作为一种优选方案，所述橡胶颗粒由以下重量份原料制备而成：100重量份三元乙丙橡胶、35份填充剂、2份促进剂、2.5份活化剂、2份硫化剂。
作为一种优选方案，所述填充剂为白炭黑。
作为一种优选方案，所述促进剂为促进剂PZ。促进剂PZ能够促进硫化作用、缩短硫化时间、减少硫化剂用量和提高机械性能。所述的促进剂能够作为补强树脂的固化剂，提高橡胶的硬度。
作为一种优选方案，所述活化剂为氧化锌。在硫化过程中，氧化锌与促进剂、硫化剂、三元乙丙橡胶都能发生反应，对硫化过程中化学交联键的形成速度、交联键类型具有重要影响，从而提高硫化过程的交联程度。
作为一种优选方案，所述硫化剂为过氧化二苯甲酰。所述的硫化剂能够降低三元乙丙橡胶的生热，提高粘合力。
作为一种优选方案，所述橡胶颗粒的制备方法为：将三元乙丙橡胶、填充剂、促进剂、活化剂、硫化剂加入密炼机，进行升温加压，密炼机内温度110℃、压力2.5MPa的条件下密炼成团，将密炼机中的原料转入开炼机，进行开练薄通；将开炼机中的原料转入单螺杆挤出机，进行混炼，挤出机内温度50℃时挤出，得到胶片，将胶片破碎成颗粒，再进行筛分，得到橡胶颗粒。
作为一种优选方案，所述弹性颗粒为ETPU、EPDM、TPE、TPU、TPEE中的一种或多种；
作为一种优选方案，所述填料为粉煤灰、轻质碳酸钙、纳米碳酸钙、重质碳酸钙、改性碳酸钙、滑石粉中的一种或多种。
作为一种优选方案，所述填料为由粉煤灰、改性碳酸钙、滑石粉按照重量比5：7：6组成。采取上述的填料可以有效的达到增韧、增强作用。
作为一种优选方案，所述改性碳酸钙的制备方法为：
（1）将0.8~1.5重量份异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、0.4~1重量份3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷加入到15~20重量份无水乙醇中，配制成表面处理液；
（2）将8~12重量份碳酸钙加入到表面处理液中，以200~600rpm转速搅拌20~50min，得到碳酸钙处理液；
（3）将0.8~1.5十八烷基二甲基苄基氯化铵、0.8~1.5重量份聚季铵盐-7加入到8~15重量份无水乙醇中，搅拌均匀，配制成改性液；
（4）将改性液滴入碳酸钙处理液中，以200~600W超声处理30~50min，过滤，干燥，得到改性碳酸钙。
本发明通过对碳酸钙进行改性，显著提高了机械性能，且不同的改性方法所制备的改性碳酸钙对于机械性能是不同的，即本发明所述的改性碳酸钙的制备方法制备得到的改性碳酸钙相比于其他方法制备的得到改性碳酸钙加入到配方体系中能够更加显著的提高机械性能。
作为一种优选方案，所述增强剂为白炭黑。
作为一种优选方案，所述助剂为增塑剂、抗冲改性剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、抗老化剂、膨胀剂中的一种或多种。
作为一种优选方案，所述助剂由抗冲改性剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、抗老化剂、膨胀剂按照重量比2.5：2.2：1.8：1.5：1组成。
作为一种优选方案，所述抗冲改性剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物EV260。所述的抗冲改性剂能够提高抗冲击性能。
作为一种优选方案，所述抗氧剂为抗氧剂168。所述抗氧剂能够提高抗氧化能力。
作为一种优选方案，所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯。
作为一种优选方案，所述抗老化剂为防老剂DNP。所述的抗老化剂能够防止橡胶物理机械性能下降、弹性降低的制剂。
作为一种优选方案，所述膨胀剂为膨胀剂JH-205。
作为一种优选方案，所述胶粘剂为聚氨酯胶粘剂。
作为一种优选方案，所述封孔层采用丙烯酸乳液或聚氨酯树脂乳液封孔。
作为一种优选方案，所述面层由弹性颗粒、聚氨酯胶黏剂按照重量比1：0.5～2组成。
作为一种优选方案，所述弹性颗粒为EPDM、TPE、TPU、TPEE、SBR、TPV中的一种或多种。
作为一种优选方案，所述罩面层由油性聚氨酯乳液或水性聚氨酯乳液喷涂在面层经干燥形成。
本发明的有益效果：本发明所述的预制无缝跑道具有良好的机械性能和环保性能，具有广泛的应用前景，本发明通过加入所述的填料来显著提高机械性能，本发明采用所述的粘结层与地面具有良好的粘结力，通过在所属的面层上喷涂水性聚氨酯乳液形成罩面层可以有效的提高所述的跑道的耐磨、抗老化效果，提高所述跑道的使用寿命，且所述的预制无缝跑道具有良好的环保性。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，所述的份均为重量份。
实施例1
一种预制无缝跑道，从下至上包括粘结层、弹性层、封孔层、面层、罩面层。
所述粘结层用于与地面连接，且所述粘结层采用的胶为PU胶。
所述弹性层由以下重量份原料制备而成：45份橡胶颗粒、30份弹性颗粒、40份填料、8份增强剂、10份胶粘剂、6份助剂。
所述橡胶颗粒由以下重量份原料制备而成：100重量份三元乙丙橡胶、35份填充剂、2份促进剂、2.5份活化剂、2份硫化剂。所述填充剂为炭黑。所述促进剂为促进剂PZ。所述活化剂为氧化锌。所述硫化剂为过氧化二苯甲酰。
所述橡胶颗粒的制备方法为：将三元乙丙橡胶、填充剂、促进剂、活化剂、硫化剂加入密炼机，进行升温加压，密炼机内温度110℃、压力2.5MPa的条件下密炼成团，将密炼机中的原料转入开炼机，进行开练薄通；将开炼机中的原料转入单螺杆挤出机，进行混炼，挤出机内温度50℃时挤出，得到胶片，将胶片破碎成颗粒，再进行筛分，得到橡胶颗粒。
所述弹性颗粒为ETPU。
所述填料为由粉煤灰、改性碳酸钙、滑石粉按照重量比5：7：6组成。采取上述的填料可以有效的达到增韧、增强作用。
所述改性碳酸钙的制备方法为：
（1）将1.2重量份异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、0.8重量份3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷加入到18重量份无水乙醇中，配制成表面处理液；
（2）将10重量份碳酸钙加入到步骤（1）所制备的表面处理液中，以400rpm转速搅拌30min，得到碳酸钙处理液；
（3）将1十八烷基二甲基苄基氯化铵、1重量份聚季铵盐-7加入到13重量份无水乙醇中，搅拌均匀，配制成改性液；
（4）将步骤（3）制备的改性液滴入步骤（2）制备的碳酸钙处理液中，以400W超声处理40min，过滤，干燥，得到改性碳酸钙。
所述增强剂为白炭黑。
所述助剂由抗冲改性剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、抗老化剂、膨胀剂按照重量比2.5：2.2：1.8：1.5：1组成。
所述抗冲改性剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物EV260。
所述抗氧剂为抗氧剂168。
所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯。
所述抗老化剂为防老剂DNP。
所述膨胀剂为膨胀剂JH-205。
所述胶粘剂为聚氨酯胶粘剂。
所述封孔层采用丙烯酸乳液或聚氨酯树脂乳液封孔。
所述面层由弹性颗粒、聚氨酯胶黏剂按照重量比1：1组成。所述弹性颗粒为EPDM。
所述罩面层由水性聚氨酯乳液喷涂在面层经自然风干形成。
实施例2
一种预制无缝跑道，从下至上包括粘结层、弹性层、封孔层、面层、罩面层。
所述粘结层用于与地面连接，且所述粘结层采用的胶为PU胶。
所述弹性层由以下重量份原料制备而成：50份橡胶颗粒、35份弹性颗粒、50份填料、5份增强剂、8份胶粘剂、7份助剂。
所述橡胶颗粒由以下重量份原料制备而成：100份橡胶、40份填充剂、1.5份促进剂、1.8份活化剂、2份硫化剂；所述填充剂为炭黑。所述促进剂为促进剂PZ。所述活化剂为氧化锌。所述硫化剂为过氧化二苯甲酰。
所述橡胶颗粒的制备方法为：将三元乙丙橡胶、填充剂、促进剂、活化剂、硫化剂加入密炼机，进行升温加压，密炼机内温度110℃、压力2.5MPa的条件下密炼成团，将密炼机中的原料转入开炼机，进行开练薄通；将开炼机中的原料转入单螺杆挤出机，进行混炼，挤出机内温度50℃时挤出，得到胶片，将胶片破碎成颗粒，再进行筛分，得到橡胶颗粒。
所述弹性颗粒为ETPU。
所述填料为由粉煤灰、改性碳酸钙、滑石粉按照重量比1：1：1组成。采取上述的填料可以有效的达到增韧、增强作用。
所述改性碳酸钙的制备方法为：
（1）将1重量份异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、0.5重量份3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷加入到18.5重量份无水乙醇中，配制成表面处理液；
（2）将8重量份碳酸钙加入到步骤（1）所制备的表面处理液中，以500rpm转速搅拌30min，得到碳酸钙处理液；
（3）将1.2十八烷基二甲基苄基氯化铵、0.8重量份聚季铵盐-7加入到13重量份无水乙醇中，搅拌均匀，配制成改性液；
（4）将步骤（3）制备的改性液滴入步骤（2）制备的碳酸钙处理液中，以400W超声处理40min，过滤，干燥，得到改性碳酸钙。
所述增强剂为白炭黑。
所述助剂由抗冲改性剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、抗老化剂、膨胀剂按照重量比2.5：2.2：1.8：1.5：1组成。
所述抗冲改性剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物EV260。
所述抗氧剂为抗氧剂168。
所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯。
所述抗老化剂为防老剂DNP。
所述膨胀剂为膨胀剂JH-205。
所述胶粘剂为聚氨酯胶粘剂。
所述封孔层采用丙烯酸乳液或聚氨酯树脂乳液封孔。
所述面层由弹性颗粒、聚氨酯胶黏剂按照重量比1：1组成。所述弹性颗粒为EPDM。
所述罩面层由水性聚氨酯乳液喷涂在面层经自然风干形成。
实施例3
一种预制无缝跑道，从下至上包括粘结层、弹性层、封孔层、面层、罩面层。
所述粘结层用于与地面连接，且所述粘结层采用的胶为PU胶。
所述弹性层由以下重量份原料制备而成：40份橡胶颗粒、20份弹性颗粒、35份填料、4份增强剂、10份胶粘剂、10份助剂。
所述橡胶颗粒由以下重量份原料制备而成：100份橡胶、30份填充剂、3份促进剂、3份活化剂、3份硫化剂。所述填充剂为炭黑。所述促进剂为促进剂PZ。所述活化剂为氧化锌。所述硫化剂为过氧化二苯甲酰。
所述橡胶颗粒的制备方法为：将三元乙丙橡胶、填充剂、促进剂、活化剂、硫化剂加入密炼机，进行升温加压，密炼机内温度110℃、压力2.5MPa的条件下密炼成团，将密炼机中的原料转入开炼机，进行开练薄通；将开炼机中的原料转入单螺杆挤出机，进行混炼，挤出机内温度50℃时挤出，得到胶片，将胶片破碎成颗粒，再进行筛分，得到橡胶颗粒。
所述弹性颗粒为ETPU。
所述填料为由粉煤灰、改性碳酸钙、滑石粉按照重量比5：7：6组成。采取上述的填料可以有效的达到增韧、增强作用。
所述改性碳酸钙的制备方法为：
（1）将1.5重量份异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、0.4重量份3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷加入到18.6重量份无水乙醇中，配制成表面处理液；
（2）将9重量份碳酸钙加入到步骤（1）所制备的表面处理液中，以500rpm转速搅拌30min，得到碳酸钙处理液；
（3）将0.8十八烷基二甲基苄基氯化铵、1.5重量份聚季铵盐-7加入到12.7重量份无水乙醇中，搅拌均匀，配制成改性液；
（4）将步骤（3）制备的改性液滴入步骤（2）制备的碳酸钙处理液中，以400W超声处理40min，过滤，干燥，得到改性碳酸钙。
所述增强剂为白炭黑。
所述助剂由抗冲改性剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、抗老化剂、膨胀剂按照重量比2.5：2.2：1.8：1.5：1组成。
所述抗冲改性剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物EV260。
所述抗氧剂为抗氧剂168。
所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯。
所述抗老化剂为防老剂DNP。
所述膨胀剂为膨胀剂JH-205。
所述胶粘剂为聚氨酯胶粘剂。
所述封孔层采用丙烯酸乳液或聚氨酯树脂乳液封孔。
所述面层由弹性颗粒、聚氨酯胶黏剂按照重量比1：1组成。所述弹性颗粒为EPDM。
所述罩面层由水性聚氨酯乳液喷涂在面层经自然风干形成。
对比例1
对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1采用碳酸钙替换改性碳酸钙，其他都相同。
对比例2
对比例2与实施例1不同之处在于，对比例2所述的改性碳酸钙的制备方法不同于实施例1，其他都相同。
在本对比例中采取硅烷欧联剂对碳酸钙进行改性，其他都相同。
将1重量份硅烷偶联剂KH550加入到10重量份去离子水中配制称改性液，将2重量份碳酸钙加入到改性液中，以200rpm转速搅拌60min，过滤，干燥，得到改性碳酸钙。
对比例3
对比例3与实施例1不同之处在于，对比例3所述的改性碳酸钙的制备方法不同于实施例1，其他都相同。
所述改性碳酸钙的制备方法为：
（1）将1.2重量份异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、0.8重量份3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷加入到18重量份无水乙醇中，配制成表面处理液；
（2）将10重量份碳酸钙加入到步骤（1）所制备的表面处理液中，以400rpm转速搅拌30min，过滤，干燥，得到改性碳酸钙。
为了进一步证明本发明的效果，提供了以下测试方法：
1.拉伸强度测试：采用GB 6037-85对1~3及对比例1~3制得的预制无缝跑道进行拉伸强度测试。
表1 拉伸强度测试结果
从表1可看出，本发明所述的预制无缝跑道具有良好的机械性能以及耐磨性能。
对比实施例1~3可知，不同的原料配比以及制备参数能够影响预制无缝跑道的机械性能，其中实施例1为最佳实施方式。
对比实施例1与对比例1~3可知，本发明通过对碳酸钙进行改性，显著提高了机械性能，且不同的改性方法所制备的改性碳酸钙对于机械性能是不同的，即本发明所述的改性碳酸钙的制备方法制备得到的改性碳酸钙相比于其他方法制备的得到改性碳酸钙加入到配方体系中能够更加显著的提高机械性能。
2.实施例1所述的预制无缝跑道的环保性能检测结果。
表2 环保性能检测结果
从表2中可看出，本发明所述的预制无缝跑道具有良好的环保性。
3.实施例1所述的预制无缝跑道的物理性能检测结果。
表3 物理性能检测
从表3中可看出，本发明所述的跑道具有良好的物理性能，适用于多种应用场景。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种预制无缝跑道，其特征在于，从下至上包括粘结层、弹性层、封孔层、面层、罩面层。
2.根据权利要求1所述的预制无缝跑道，其特征在于，所述粘结层用于与地面连接，且所述粘结层采用的胶为单组份聚氨酯胶、树脂胶、PU胶、双组份聚氨酯胶中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的预制无缝跑道，其特征在于，所述弹性层由以下重量份原料制备而成：15~60份橡胶颗粒、20～45份弹性颗粒、30~70份填料、2~10份增强剂、5~20份胶粘剂、5~12份助剂。
4.根据权利要求3所述的预制无缝跑道，其特征在于，所述橡胶颗粒由以下重量份原料制备而成：100份橡胶、30~45份填充剂、1~3份促进剂、1~3份活化剂、1~3份硫化剂；
所述橡胶为三元乙丙橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、乳胶中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的预制无缝跑道，其特征在于，所述橡胶颗粒由以下重量份原料制备而成：100重量份三元乙丙橡胶、35份填充剂、2份促进剂、2.5份活化剂、2份硫化剂。
6.根据权利要求3所述的预制无缝跑道，其特征在于，所述弹性颗粒为ETPU、EPDM、TPE、TPU、TPEE中的一种或多种；
所述填料为粉煤灰、轻质碳酸钙、纳米碳酸钙、重质碳酸钙、改性碳酸钙、滑石粉中的一种或多种；
所述增强剂为白炭黑。
7.根据权利要求3所述的预制无缝跑道，其特征在于，所述助剂为增塑剂、抗冲改性剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、抗老化剂、膨胀剂中的一种或多种；
所述胶粘剂为聚氨酯胶粘剂。
8.根据权利要求1所述的预制无缝跑道，其特征在于，所述封孔层采用丙烯酸乳液或聚氨酯树脂乳液封孔。
9.根据权利要求1所述的预制无缝跑道，其特征在于，所述面层由弹性颗粒、聚氨酯胶黏剂按照重量比1：0.5～2组成；
所述弹性颗粒为EPDM、TPE、TPU、TPEE、SBR、TPV中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的预制无缝跑道，其特征在于，所述罩面层由油性聚氨酯乳液或水性聚氨酯乳液喷涂在面层经自然风干形成。
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