一种运动场地材料及其施工工艺的制作方法

1.本发明涉及高分子应用材料与施工工艺相结合的技术领域，特别是涉及一种运动场地材料及其施工工艺。

背景技术：

2.随着2018年新的标准gb 36246-2018《中小学合成材料面层运动场地》的实施，运动场地检测标准从gb/t 14833-2011《合成材料跑道面层》的推荐性检测要求到了gb 36246-2018《中小学合成材料面层运动场地》的强制要求，但目前市场上通用的塑胶跑道其物理特性大多数参照gb/t 22517.6—2011《体育场地使用要求及检验方法第6部分：田径场地》以及国际田联田径设施手册的标准，基本满足不了gb 36246-2018《中小学合成材料面层运动场地》里面的检测要求。
3.聚氨酯(pu)塑胶跑道又称全天候运动跑道，这种跑道具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适当、物理性能稳定的特性，而聚氨酯(pu)跑道底层铺装专用材料是各类比赛及训练用全塑型、混合型、复合型等塑胶跑道铺装弹性底层专用材料，底层通过精密配方调制出来微发泡气孔规整有序，能更有效的吸收冲击力和拥有更好的回弹力，有效减少对运动员的伤害和提高运动员运动成绩，但目前的微发泡体系材料普遍存在发泡不均匀，施工难度系数大，施工成本高，回弹力、抗滑值、耐候性以及拉伸强度差的问题。

技术实现要素：

4.基于此，有必要针对微发泡体系材料普遍存在发泡不均匀，施工难度系数大，施工成本高，回弹力、抗滑值、耐候性以及拉伸强度差的问题，提供一种运动场地材料及其施工工艺。
5.一种运动场地材料，其特征在于，包括单组份聚氨酯材料、双组份聚氨酯弹性材料和发泡聚氨酯材料，所述发泡聚氨酯材料包括甲组份和乙组分，
6.按质量百分数的配料比，所述甲组份包括以下成分：
[0007][0008][0009]
按质量百分数的配料比，所述乙组份包括以下成分：
[0010][0011]
在其中一个实施例中，所述双组份聚氨酯弹性材料包括a组分和b组分，
[0012]
按质量百分数的配料比，所述a组份包括以下成分：
[0013]
5000分子量的聚醚多元醇
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50～55％
[0014]
2000分子量的聚醚多元醇
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20～25％
[0015]
二苯基甲烷二异氰酸酯
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30～35％
[0016]
按质量百分数的配料比，所述b组份包括以下成分：
[0017][0018]
在其中一个实施例中，所述甲组份的制备过程包括如下步骤：将5000分子量的聚醚多元醇、2000分子量的聚醚多元醇和增塑剂加入反应装置升温搅拌，脱水2-2.5小时，然后加入封端二苯基甲烷二异氰酸酯，在78-82℃下反应2-2.5小时，接着冷却至60-70℃，出料；
[0019]
所述乙组份的制备过程包括如下步骤：将5000分子量的聚醚多元醇、增塑剂和硅油稳泡剂加入反应装置升温搅拌，然后加入填料、颜料、硫化剂以及发泡剂搅拌，然后在100-105℃温度下脱水1.5-2小时，待温度降至80℃后加入消泡剂，搅拌15分钟，待温度继续降至60-65℃，出料；
[0020]
将所述甲组份和所述乙组分按1:5的比例倒入配料桶中，用电动搅拌机搅拌均匀后，即可得到发泡聚氨酯材料，所述发泡聚氨酯材料的垂直形变为1.8-2.3mm、拉伸强度为1.5-2.6mpa、拉伸伸长率为140-230％、冲击吸收为38-44％。
[0021]
在其中一个实施例中，所述a组份的制备过程包括如下步骤：将5000分子量的聚醚多元醇和2000分子量的聚醚多元醇加入反应装置中升温搅拌，升温至100℃时开始真空脱水，脱水2-2.5小时，待温度降至85℃后，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌半小时，在78-82度之间反应2个小时，在温度降至60-70℃，出料；
[0022]
所述b组份的制备过程包括如下步骤：将220分子量的聚醚多元醇和增塑剂加入反应装置中升温搅拌，然后加入紫外线吸收剂、抗氧化剂、硫化剂、填料和颜料，升温至100℃时开始真空脱水，脱水1.5-2小时，待温度降至80℃后投入消泡剂，搅拌15分钟，在温度降至60-70℃，出料；
[0023]
将所述a组份和所述b组分按1:5的比例倒入配料桶中，用电动搅拌机搅拌均匀后，即可得到双组份聚氨酯弹性材料，所述双组份聚氨酯弹性材料的拉伸强度≥3mpa。
[0024]
在其中一个实施例中，所述发泡聚氨酯材料的垂直形变为2.0-2.1mm、拉伸强度为2.0-2.2mpa、拉伸伸长率为195-220％、冲击吸收为40-43％。
[0025]
在其中一个实施例中，所述发泡聚氨酯材料为无溶剂的闭孔微发泡材料，所述双组份聚氨酯弹性材料为实心不发泡材料。
[0026]
在其中一个实施例中，所述增塑剂包括氯化石蜡，所述颜料包括氧化铁红，
[0027]
所述乙组分的填料包括高岭土和重质碳酸钙，
[0028]
所述b组分的填料包括重质碳酸钙。
[0029]
一种运动场地的施工工艺，其特征在于，所述施工工艺包括如下步骤：
[0030]
1)将单组份聚氨酯材料混合均匀后摊铺于基础层上，形成底漆层；
[0031]
2)将所述双组份聚氨酯弹性材料混合均匀后摊铺于所述底漆层上，形成平层；
[0032]
3)将所述发泡聚氨酯材料混合均匀后摊铺于所述平层上，形成丰巢微泡层；
[0033]
4)将工程生产的运动场地面层摊铺于所述丰巢微泡层上，形成面漆层，得到一种运动场地。
[0034]
在其中一个实施例中，所述平层的厚度为1.1-1.5mm。
[0035]
在其中一个实施例中，适宜的施工温度为5℃～40℃。
[0036]
上述一种运动场地材料包括双组份聚氨酯弹性材料和发泡聚氨酯材料，该运动场地的施工工艺依次为基础层、底漆层、平层、丰巢微泡层和面漆层，其中，所述丰巢微泡层采用发泡聚氨酯材料，提高了材料弹性和回弹值，软硬适中，还避免气温低而导致发硬、发脆的问题，耐候性更强；所述平层采用双组份聚氨酯弹性材料，耐老化效果更好，拉伸强度更大，材料硬度更高，在施工工艺中增加了所述平层，避免了所述基础层凹凸不平导致的发泡不均匀问题，且在施工时不需添加任何辅助材料，直接滩涂于施工面即可，降低施工技术要求，减小成本，提高了施工进度，弹性比传统材料更好，能保护运动员的关节，减少韧带受伤危险，更能提高运动员跑动、移动速度，提高竞技水平。
附图说明
[0037]
图1为一种运动场地的结构图；
[0038]
1、基础层，2、底漆层，3、平层，4、丰巢微泡层，5、面漆层。
具体实施方式
[0039]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0040]
如本文所用术语“由
…
制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0041]
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
[0042]
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
[0043]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0044]
如图1所示，一种运动场地，由下到上依次为基础层、底漆层、平层、丰巢微泡层和面漆层，所述基础层为地面基层，所述底漆层包括单组份聚氨酯材料，所述单组份聚氨酯材料为本公司生产的防水底漆，所述平层包括双组份聚氨酯弹性材料，所述双组份聚氨酯弹性材料包括a组分和b组分，所述丰巢微泡层包括发泡聚氨酯材料，所述发泡聚氨酯材料包括甲组份和乙组分，所述面漆层为工程生产的运动场地面层。
[0045]
如表1所示，所述a组分和所述b组分的具体组分及含量以及所述甲组份和所述乙组分的具体组分及含量，按质量百分数的配料比为：
[0046]
表1
[0047][0048]
实施例1-3的制备过程为：
[0049]
所述a组份的制备过程包括如下步骤：将5000分子量的聚醚多元醇和2000分子量的聚醚多元醇加入反应釜升温搅拌，升温至100℃时开始真空脱水，保持真空压力在-0.095mpa以下，温度保持在100-105℃之间，每半小时记录真空压力和反应釜温度各一次，脱水时间2-2.5小时，降温至85℃后投入二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌0.5小时，控制反应釜温度在78-82℃之间反应2个小时，每半小时记录一次反应釜温度，待温度降至60-70℃，出料。
[0050]
所述b组份的制备过程包括如下步骤：将220分子量的聚醚多元醇和氯化石蜡加入反应釜中，升温搅拌，再加入抗氧化剂、铁红101、硫化剂、紫外线吸收剂和600目钙粉，升温至100℃开始真空脱水，保持真空压力在-0.095mpa以下，温度保持在100-105℃之间，每半小时记录真空压力和反应釜温度一次，脱水时间1.5-2小时，降温至80℃后投入消泡剂，搅拌15分钟，待温度降至60-70℃，出料。
[0051]
所述a组分和所述b组分按1:5的重量比倒入配料桶中，用电动搅拌机搅拌均匀后，得到双组份聚氨酯弹性材料，由所述双组份聚氨酯弹性材料可制得平层，所述双组份聚氨酯弹性材料添加了抗氧化剂和紫外线吸收剂，使所述平层耐老化效果更好，拉伸强度更大，且所述双组份聚氨酯弹性材料为实心不发泡材料，材料硬度更高。
[0052]
所述甲组份的制备过程包括如下步骤：将5000分子量的聚醚多元醇、2000分子量的聚醚多元醇和氯化石蜡加入反应釜升温搅拌，升温至100℃时开始真空脱水，保持真空压力-0.095mpa以下，温度保持在100-105℃之间，脱水2-2.5小时，在期间每半小时记录真空压力和反应釜温度各一次，降温到85℃后加入封端二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌半小时，控制反应釜的温度在78-82℃之间，反应2个小时，每半小时记录一次反应釜温度，待温度冷却至60-70℃，出料。
[0053]
所述乙组份的制备过程包括如下步骤：往反应釜加入5000分子量的聚醚多元醇、氯化石蜡和硅油稳泡剂，升温搅拌，然后加入氧化铁红、硫化剂、高岭土和600目钙粉，升温至100℃时，开始真空脱水，保持真空压力-0.095mpa以下，温度保持在100-105℃之间，脱水1.5-2小时，待温度降至80℃后加入消泡剂，搅拌15分钟，最后待温度降至60-65℃时，出料。
[0054]
将所述甲组份和所述乙组分按1:5的重量比倒入配料桶中，用电动搅拌机搅拌均匀后，得到发泡聚氨酯材料，由所述发泡聚氨酯材料可制得丰巢微泡层。所述发泡聚氨酯材料使用了硅油泡沫稳泡剂，增加了泡孔壁弹性和泡孔经络的强度，泡孔不宜破裂，泡孔细，形成闭孔，减少杂质混入避免泡孔局部表面张力降低引起塌泡及空间，提高了材料弹性和回弹值，且所述发泡聚氨酯材料为无溶剂的闭孔微发泡材料，制备过程中不用添加任何助剂，在使用时更方便；且所述发泡聚氨酯材料采用mdi体系，无游离tdi，零voc排放，不会对环境造成污染。
[0055]
一种运动场地的施工工艺从基础层到面漆层依次施工为：基础层、底漆层、平层、丰巢微泡层、面漆层，其中，所述底漆层为单组份聚氨酯材料，所述平层为双组份聚氨酯弹性材料，所述丰巢微泡层为发泡聚氨酯材料。其中，所述发泡聚氨酯材料的垂直形变为1.8-2.3mm、拉伸强度为1.5-2.6mpa、拉伸伸长率为140-230％、冲击吸收为38-44％；所述双组份聚氨酯弹性材料的拉伸强度≥3mpa。
[0056]
在施工过程中，首先将单组份聚氨酯材料混合均匀后摊铺于基础层上，形成底漆层，然后将所述双组份聚氨酯弹性材料混合均匀后摊铺于所述底漆层上，形成平层，接着将所述发泡聚氨酯材料混合均匀后摊铺于所述平层上，形成丰巢微泡层，最后将工程生产的运动场地面层摊铺于所述丰巢微泡层上，形成面漆层，得到一种运动场地。
[0057]
在做丰巢微泡层之前，先做一层平层，避免了基础层凹凸不平导致的发泡不均匀问题，所述平层的厚度为1.1-1.5mm，在丰巢微泡层形成一层实心保护层，避免了丰巢微泡层被外物划破，微孔进水的风险；所述丰巢微泡层由所述发泡聚氨酯材料按照比例混合均匀即可以使用，在施工时不需添加任何辅助材料，直接滩涂于施工面即可，降低施工技
术要求，减小成本，提高了施工进度，且所述发泡聚氨酯材料是闭孔微发泡的无溶剂运动场地材料，弹性比传统材料更好，能保护运动员的关节，减少韧带受伤危险，更能提高运动员的竞技水平，此外，所述丰巢微泡层具有微孔结构，避免了气温低而导致发硬、发脆的问题，耐候性更强。
[0058]
根据gb 36246-2018《中小学合成材料面层运动场地》的检测要求和本实施例的实际测试数据对比，如表2所示：
[0059]
表2
[0060][0061]
由表2所述测试的样品，其中，样品1为实验室制样样品，样品2为使用场地取样样品，样品3为户外自然老化三个月的样品，根据上述实施例对比可以得到本产品的垂直变形的范围为1.8-2.3mm、拉伸强度的范围为1.5-2.6mpa、拉伸伸长率的范围为140-230％、冲击吸收的范围为38-44％，其他指标不变。
[0062]
由实验数据可得本产品在不同环境下的检测结果都符合gb 36246-2018的检测要求。
[0063]
上述一种运动场地材料为无溶剂体系材料，适宜施工的温度为5℃～40℃，按照比例混合均匀即可以使用，施工方便，不需添加任何辅助材料，降低施工技术要求，减小施工成本，提高施工进度；弹性比传统材料更好，能保护运动员的关节，减少韧带受伤危险，更能提高运动员跑动、移动速度，提高竞技水平。
[0064]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存
在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0065]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种运动场地材料，其特征在于，包括单组份聚氨酯材料、双组份聚氨酯弹性材料和发泡聚氨酯材料，所述发泡聚氨酯材料包括甲组份和乙组分，按质量百分数的配料比，所述甲组份包括以下成分：按质量百分数的配料比，所述乙组份包括以下成分：2.根据权利要求1所述的一种运动场地材料，其特征在于，所述双组份聚氨酯弹性材料包括a组分和b组分，按质量百分数的配料比，所述a组份包括以下成分：5000分子量的聚醚多元醇
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50～55％2000分子量的聚醚多元醇
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20～25％二苯基甲烷二异氰酸酯
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30～35％按质量百分数的配料比，所述b组份包括以下成分：按质量百分数的配料比，所述b组份包括以下成分：3.根据权利要求2所述的一种运动场地材料，其特征在于，所述甲组份的制备过程包括
如下步骤：将5000分子量的聚醚多元醇、2000分子量的聚醚多元醇和增塑剂加入反应装置升温搅拌，脱水2-2.5小时，然后加入封端二苯基甲烷二异氰酸酯，在78-82℃下反应2-2.5小时，接着冷却至60-70℃，出料；所述乙组份的制备过程包括如下步骤：将5000分子量的聚醚多元醇、增塑剂和硅油稳泡剂加入反应装置升温搅拌，然后加入填料、颜料、硫化剂以及发泡剂搅拌，然后在100-105℃温度下脱水1.5-2小时，待温度降至80℃后加入消泡剂，搅拌15分钟，待温度继续降至60-65℃，出料；将所述甲组份和所述乙组分按1:5的比例倒入配料桶中，用电动搅拌机搅拌均匀后，即可得到发泡聚氨酯材料，所述发泡聚氨酯材料的垂直形变为1.8-2.3mm、拉伸强度为1.5-2.6mpa、拉伸伸长率为140-230％、冲击吸收为38-44％。4.根据权利要求3所述的一种运动场地材料，其特征在于，所述a组份的制备过程包括如下步骤：将5000分子量的聚醚多元醇和2000分子量的聚醚多元醇加入反应装置中升温搅拌，升温至100℃时开始真空脱水，脱水2-2.5小时，待温度降至85℃后，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌半小时，在78-82度之间反应2个小时，在温度降至60-70℃，出料；所述b组份的制备过程包括如下步骤：将220分子量的聚醚多元醇和增塑剂加入反应装置中升温搅拌，然后加入紫外线吸收剂、抗氧化剂、硫化剂、填料和颜料，升温至100℃时开始真空脱水，脱水1.5-2小时，待温度降至80℃后投入消泡剂，搅拌15分钟，在温度降至60-70℃，出料；将所述a组份和所述b组分按1:5的比例倒入配料桶中，用电动搅拌机搅拌均匀后，即可得到双组份聚氨酯弹性材料，所述双组份聚氨酯弹性材料的拉伸强度≥3mpa。5.根据权利要求3所述的一种运动场地材料，其特征在于，所述发泡聚氨酯材料的垂直形变为2.0-2.1mm、拉伸强度为2.0-2.2mpa、拉伸伸长率为195-220％、冲击吸收为40-43％。6.根据权利要求4所述的一种运动场地材料，其特征在于，所述发泡聚氨酯材料为无溶剂的闭孔微发泡材料，所述双组份聚氨酯弹性材料为实心不发泡材料。7.根据权利要求6所述的一种运动场地材料，其特征在于，所述增塑剂包括氯化石蜡，所述颜料包括氧化铁红，所述乙组分的填料包括高岭土和重质碳酸钙，所述b组分的填料包括重质碳酸钙。8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的运动场地材料的施工工艺，其特征在于，所述施工工艺包括如下步骤：1)将单组份聚氨酯材料混合均匀后摊铺于基础层上，形成底漆层；2)将所述双组份聚氨酯弹性材料混合均匀后摊铺于所述底漆层上，形成平层；3)将所述发泡聚氨酯材料混合均匀后摊铺于所述平层上，形成丰巢微泡层；4)将工程生产的运动场地面层摊铺于所述丰巢微泡层上，形成面漆层，得到一种运动场地。9.根据权利要求8所述的一种运动场地的施工工艺，其特征在于，所述平层的厚度为1.1-1.5mm。10.根据权利要求9所述的一种运动场地的施工工艺，其特征在于，适宜的施工温度为5℃～40℃。

技术总结

本发明涉及一种运动场地材料及其施工工艺，一种运动场地材料包括双组份聚氨酯弹性材料和发泡聚氨酯材料，该运动场地的施工工艺依次为基础层、底漆层、平层、丰巢微泡层和面漆层，其中，所述丰巢微泡层采用发泡聚氨酯材料，提高了材料弹性和回弹值，软硬适中，还避免气温低而导致发硬、发脆的问题，耐候性更强；所述平层采用双组份聚氨酯弹性材料，耐老化效果更好，拉伸强度更大，材料硬度更高，在施工工艺中增加了所述平层，避免了所述基础层凹凸不平导致的发泡不均匀问题，且在施工时不需添加任何辅助材料，直接滩涂于施工面即可，降低施工技术要求，减小成本，提高了施工进度。提高了施工进度。提高了施工进度。