CN114106682A - 运动场地面层涂膜材料及其制备方法和应用 - Google Patents

运动场地面层涂膜材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种运动场地面层涂膜材料及其制备方法和应用，所述运动场地面层涂膜材料包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份数的组分：20～30份聚醚、25～50份聚合组分、5～7份扩链剂、15～35份稀释剂以及0.3～0.5份催化剂；所述B组分包括如下重量份数的组分：5～10份聚醚、0.5～2份固化剂、10～40份丙烯酸酯、0.5～1份抗氧化剂、0.1～0.3份无机色粉、20～50份钙粉、20～40份稀释剂以及3～6份增稠剂；其中，所述聚合组分包括二苯基甲烷‑4，4'‑二异氰酸酯和六甲撑二异氰酸酯的混合物。本发明的技术方案旨在提供一种运动场地面层涂膜材料，该运动场地面层涂膜材料形成的罩面层不易开裂、老化。

Description

运动场地面层涂膜材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及运动场地面层涂膜材料技术领域，特别涉及一种运动场地面层涂膜材料及其制备方法和应用。
背景技术
预制型塑胶跑道以及现浇型球场等运动场地的面层结构均为由多个膜层层叠形成，其通常具有暴露于外界的罩面层和位于罩面层下方的弹性层。由于外界太阳辐射、昼夜温差的影响，长期暴露于外界的罩面层容易出现开裂、部分与弹性层脱落、寿命减短等问题，且经过频繁使用后，罩面层和弹性层容易出现凹陷变形问题。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种运动场地面层涂膜材料及其制备方法和应用，旨在提供一种运动场地面层涂膜材料，该运动场地面层涂膜材料形成的罩面层不易开裂、老化。
为实现上述目的，本发明提出一种运动场地面层涂膜材料，所述运动场地面层涂膜材料包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份数的组分：20～30份聚醚、25～50份聚合组分、5～7份扩链剂、15～35份稀释剂以及0.3～0.5份催化剂；
所述B组分包括如下重量份数的组分：5～10份聚醚、0.5～2份固化剂、10～40份丙烯酸酯、0.5～1份抗氧化剂、0.1～0.3份无机色粉、20～50份钙粉、20～40份稀释剂以及3～6份增稠剂；
其中，所述聚合组分包括二苯基甲烷-4，4'-二异氰酸酯和六甲撑二异氰酸酯的混合物。
可选地，所述A组分和所述B组分的重量比为1：(1～2)。
可选地，所述聚合组分中，二苯基甲烷-4，4'-二异氰酸酯和六甲撑二异氰酸酯的重量比为(9～11)：1。
可选地，所述A组分中，所述扩链剂包括三羟甲基丙烷；和/或，
所述稀释剂包括乙酸乙酯或醋酸乙酯；和/或，
所述催化剂包括有机锌催化剂。
可选地，所述B组分中，所述固化剂包括3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷；和/或，
所述丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯和/或丙烯酸乙酯。
可选地，所述B组分中，所述钙粉的粒径为1200目；和/或，
所述稀释剂包括乙酸乙酯或醋酸乙酯；和/或，
所述抗氧化剂包括苯并***类紫外线吸收剂；和/或，
所述增稠剂包括聚丙烯胶粉。
此外，本发明还提出一种如上文所述的运动场地面层涂膜材料的制备方法，所述运动场地面层涂膜材料的制备方法包括以下步骤：
将聚醚、扩链剂和稀释剂混合，并程序升温至100～130℃，然后在600～1000r/min搅拌速率、真空条件下反应2～4h，降温至60～80℃，然后偶加入催化剂和聚合组分，反应1～3h，冷却得到A组分；
将聚醚、固化剂、丙烯酸酯、抗氧化剂、无机色粉、钙粉、稀释剂以及增稠剂混合，然后在80～100℃、600～1000r/min搅拌速率、真空条件下反应2～4h，冷却得到B组分。
此外，本发明还提出一种如上文所述的运动场地面层涂膜材料在制备运动场地上的应用，所述运动场地包括弹性层和设于所述弹性层表面的罩面层，所述罩面层的材质为所述运动场地面层涂膜材料。
可选地，所述罩面层的厚度为1～2mm。
此外，本发明还提出一种如上文所述的运动场地面层涂膜材料在制备运动场地上的应用，所述运动场地包括自下而上依次层叠设置的弹性层、中间增强层和罩面层，所述中间增强层的材质为所述运动场地面层涂膜材料，且所述中间增强层的厚度为0.5～1mm。
本发明的技术方案中，运动场地面层涂膜材料由A组分和B组分组成，其具有良好的流动性，可以通过喷涂或刮涂等方式涂布在基材上以形成涂层，且形成的涂层具有良好的韧性和强度，不管是作为罩面层还是中间增强层，都能承受频繁的踩踏，不易凹陷变形，且作为中间增强层时，与弹性层的结合性好，不易脱落；此外，本运动场地面层涂膜材料中添加有聚合组分和抗氧化剂，使得涂层具有抗紫外线、耐酸碱作用，不易老化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为使用本发明运动场地面层涂膜材料制成的预制型跑道的结构示意图；
图2为使用本发明运动场地面层涂膜材料制成的现浇型球场的结构示意图；
图3为本发明提出的运动场地面层涂膜材料的制备方法的流程示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
1 罩面层 3 中间增强层
2 弹性层
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
预制型塑胶跑道以及现浇型球场等运动场地的面层结构均为由多个膜层层叠形成，其通常具有暴露于外界的罩面层和位于罩面层下方的弹性层。由于外界太阳辐射、昼夜温差的影响，长期暴露于外界的罩面层容易出现开裂、部分与弹性层脱落、寿命减短等问题，且经过频繁使用后，罩面层和弹性层容易出现凹陷变形问题。由于外界太阳辐射、昼夜温差的影响，长期暴露于外界的罩面层容易出现开裂、部分与弹性层脱落、寿命减短等问题，此外，经过频繁使用后，罩面层和弹性层容易出现凹陷变形问题。
鉴于此，本发明提出一种运动场地面层涂膜材料，为实现上述目的，本发明提出一种运动场地面层涂膜材料，所述运动场地面层涂膜材料包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份数的组分：20～30份聚醚、25～50份聚合组分、5～7份扩链剂、15～35份稀释剂以及0.3～0.5份催化剂；所述B组分包括如下重量份数的组分：5～10份聚醚、0.5～2份固化剂、10～40份丙烯酸酯、0.5～1份抗氧化剂、0.1～0.3份无机色粉、20～50份钙粉、20～40份稀释剂以及3～6份增稠剂；其中，所述聚合组分包括二苯基甲烷-4，4'-二异氰酸酯和六甲撑二异氰酸酯的混合物。
本发明的技术方案中，运动场地面层涂膜材料由A组分和B组分组成，其具有良好的流动性，可以通过喷涂或刮涂等方式涂布在基材上以形成涂层，且形成的涂层具有良好的韧性和强度，不管是作为罩面层1还是中间增强层3，都能承受频繁的踩踏，不易凹陷变形，且作为中间增强层3时，与弹性层2的结合性好，不易脱落；此外，本运动场地面层涂膜材料中添加有聚合组分和抗氧化剂，使得涂层具有抗紫外线、耐酸碱作用，不易老化。
A组分中，聚醚可以是市面上任意一种聚醚材料，例如，分子量2000的聚氧化丙烯二醇；聚合组分包括二苯基甲烷-4，4'-二异氰酸酯(MDI)和六甲撑二异氰酸酯(HDI)的混合物，聚醚和聚合组分能够反应形成聚氨酯预聚体，且在一定范围内，聚醚添加量越大，运动场地面层涂膜材料形成的涂层的柔韧性越强，本实施例中，聚醚和聚合组分的重量比为20～30：25～50。此外，HDI具有耐黄变、抗紫外作用，通过添加HDI，能够赋予涂层抗紫外、抗老化功效。其中，所述聚合组分中，二苯基甲烷-4，4'-二异氰酸酯和六甲撑二异氰酸酯的重量比为(9～11)：1，优选为10:1。
A组分中，扩链剂可以是市面上本领域的任意一种扩链剂，本实施例中，所述扩链剂包括三羟甲基丙烷，在一定范围内，通过调整扩链剂添加量，能够提高涂层硬度和固化速度，本实施例中，聚醚和扩链剂的重量比为20～30：5～7。
此外，A组分中，所述稀释剂包括乙酸乙酯或醋酸乙酯；所述催化剂包括有机锌催化剂。
B组分中，所述固化剂包括3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷，通过控制固化剂的量，有助于提高涂层固化速度，缩短固化时间，提高涂层硬度，本实施例中，B组分中，聚醚和固化剂的重量比为50～100：5～20。所述丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯和/或丙烯酸乙酯，丙烯酸酯能够与A组分形成聚氨酯丙烯酸酯，通过控制丙烯酸酯的量，有助于提高涂层耐候性、耐弯折性和抗拉断性，提高涂层硬度和韧性，聚醚和丙烯酸酯的重量比为50～100：100～400。钙粉能够起到填充作用，有助于增强涂层硬度，钙粉添加量不宜过高，本实施例中，聚醚和钙粉的重量比为50～100：200～500，所述钙粉的粒径优选为1200目。此外，聚醚能够起到扩链、包裹B组分的作用；无机色粉有助于减少反光系数，调整图层色彩；所述稀释剂包括乙酸乙酯或醋酸乙酯；所述抗氧化剂包括苯并***类紫外线吸收剂；所述增稠剂包括聚丙烯胶粉。
本运动场地面层涂膜材料在使用时，将A组分和B组分混合，然后涂布在待成膜的基材表面，固化即可形成涂层。A组分和B组分的混合比例也会影响涂层的性能，本实施例中，所述A组分和所述B组分的重量比为1：(1～2)，该范围内，A、B混合形成的混合物不仅流动性好，而且形成的涂层具有良好的韧性、强度和抗老化性能，用作罩面层1时，即使频繁踩踏也不易留下印痕，是良好的罩面层1材料。
本运动场地面层涂膜材料使用简单，能够通过喷涂或刮涂的方式使用，且能够直接覆盖在水泥地、沥青地等多种基材上，且能够有效渗入基材中，附着力强，不易脱落。
本发明还提出一种如上文所述的运动场地面层涂膜材料的制备方法。
参阅图3，所述运动场地面层涂膜材料的制备方法包括以下步骤：
步骤S10，将聚醚、扩链剂和稀释剂混合，并程序升温至100～130℃，然后在600～1000r/min搅拌速率、真空条件下反应2～4h，降温至60～80℃，然后偶加入催化剂和聚合组分，反应1～3h，冷却得到A组分；
步骤S20，将聚醚、固化剂、丙烯酸酯、抗氧化剂、无机色粉、钙粉、稀释剂以及增稠剂混合，然后在80～100℃、600～1000r/min搅拌速率、真空条件下反应2～4h，冷却得到B组分。
其中，所述A组分包括如下重量份数的组分：20～30份聚醚、25～50份聚合组分、5～7份扩链剂、15～35份稀释剂以及0.3～0.5份催化剂；所述B组分包括如下重量份数的组分：5～10份聚醚、0.5～2份固化剂、10～40份丙烯酸酯、0.5～1份抗氧化剂、0.1～0.3份无机色粉、20～50份钙粉、20～40份稀释剂以及3～6份增稠剂；其中，所述聚合组分包括二苯基甲烷-4，4'-二异氰酸酯和六甲撑二异氰酸酯的混合物。所述A组分和所述B组分的重量比为1：(1～2)。
可以理解的是，上述步骤标识S10和S20不代表两个步骤的先后顺序，可以先制备A组分，也可以先制备B组分，还可以同时制备两个组分。
本发明提出的运动场地面层涂膜材料的制备方法，简单方便，便于操作。
此外，本发明还提出一种如上文所述的运动场地面层涂膜材料在制备运动场地上的应用，在一些实施例中，如图1所示，运动场地包括弹性层2和设于所述弹性层2表面的罩面层1，罩面层1的材质为如上文所述的运动场地面层涂膜材料。具体来说，弹性层2可以是预制型卷材，将运动场地面层涂膜材料的A组分和B组分混合后采用刮涂或喷涂的方式涂布在弹性层2表面，固化后就形成了罩面层1，该罩面层1能够达到一定的弹性、韧性强度，能够满足运动场地的要求，不易开裂、脱落、老化，不易受踩踏变形。作为优选，所述罩面层1的厚度为1～2mm。
此外，本发明还提出如上文所述的运动场地面层涂膜材料在制备另一种类型的运动场地上的应用，在一些实施例中，该运动场地可以是现浇型球场铺面，如图2所示，所述运动场地面层结构包括自下而上依次层叠设置的弹性层2、中间增强层3以及罩面层1，其中，弹性层2可以是聚氨酯材质，罩面层1可以是常规的罩面材质，例如丙烯酸材质，所述中间增强层3的材质为如上文所述的运动场地面层涂膜材料，且所述中间增强层3的厚度为0.5～1mm。具体地，在制备该运动场地时，将运动场地面层涂膜材料的A组分和B组分混合后采用刮涂或喷涂的方式涂布在弹性层2表面，固化后就形成了中间增强层3，然后在中间增强层3上设置罩面层1即可。该中间增强层3的设置有助于增加弹性层2的附着力、耐候性、抗弯折性能。
此外，该运动场地面层涂膜材料还可以用于路面方向标识、木器色彩覆盖等。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
配方如下表1所示：
表1
Figure BDA0003343312710000071
Figure BDA0003343312710000081
制备方法：
将聚醚、扩链剂和稀释剂混合，并程序升温至100℃，然后在800r/min搅拌速率、真空条件下反应3h，降温至70℃，然后偶加入催化剂和聚合组分，反应2h，冷却得到A组分；
将聚醚、固化剂、丙烯酸酯、抗氧化剂、无机色粉、钙粉、稀释剂以及增稠剂混合，然后在80℃、800r/min搅拌速率、真空条件下反应3h，冷却得到B组分。
使用方法：
将A组分和B组分混合后，刮涂在图1所示的弹性层2表面，固化形成罩面层1。
实施例2
配方如下表2所示：
表2
Figure BDA0003343312710000082
Figure BDA0003343312710000091
除配方调整为上表所示外，其他均与实施例1相同。
实施例3
配方如下表3所示：
表3
Figure BDA0003343312710000092
除配方调整为上表所示外，其他均与实施例1相同。
实施例4
配方如下表4所示：
表4
Figure BDA0003343312710000093
Figure BDA0003343312710000101
除配方调整为上表所示外，其他均与实施例1相同。
实施例5
除将A组分和B组分的重量比从1:1改为1:1.5外，其他均与实施例1相同。
实施例6
除将A组分和B组分的重量比从1:1改为1:2外，其他均与实施例1相同。
实施例7
配方和使用方法均与实施例1相同，不同之处在于：
制备方法：
将聚醚、扩链剂和稀释剂混合，并程序升温至110℃，然后在600r/min搅拌速率、真空条件下反应4h，降温至60℃，然后偶加入催化剂和聚合组分，反应3h，冷却得到A组分；
将聚醚、固化剂、丙烯酸酯、抗氧化剂、无机色粉、钙粉、稀释剂以及增稠剂混合，然后在100℃、600r/min搅拌速率、真空条件下反应2h，冷却得到B组分。
实施例8
配方和使用方法均与实施例1相同，不同之处在于：
制备方法：
将聚醚、扩链剂和稀释剂混合，并程序升温至130℃，然后在1000r/min搅拌速率、真空条件下反应2h，降温至90℃，然后偶加入催化剂和聚合组分，反应1h，冷却得到A组分；
将聚醚、固化剂、丙烯酸酯、抗氧化剂、无机色粉、钙粉、稀释剂以及增稠剂混合，然后在80℃、1000r/min搅拌速率、真空条件下反应4h，冷却得到B组分。
对比例
采用市面上常见的罩面层涂料，该罩面层涂料的配方如下表5所示。
制备方法：将原料混合后加热使聚合形成涂料。该涂料保存时间少于半年。
使用该涂料刮涂在图1所示的弹性层2表面，潮固化形成油性罩面层。
表5
聚醚 / 140
聚合组分 MDI和TDI的混合物(重量比为1:1) 40
稀释剂 醋酸丁酯 28
催化剂 有机锌催化剂(外加) 5
增塑剂 石蜡油 100
固化剂 MOCA 15
无机色粉 / 1
钙粉 1200目滑石粉 300
考察各实施例制得的涂层的性能，检测项包括强度、断裂伸长率和实际固化时间，测试结果如表6所示。
Figure BDA0003343312710000111
Figure BDA0003343312710000121
请参阅表1，可以看出，实施例试样流动性好，能够流淌平顺自流覆盖基材上，便于施工操作，且表面干固化速度正常，形成的罩面层1强度、断裂伸长率均能达到预期效果；相较而言，对比例制备的涂料交联密度较低，涂料保存时间短，且性能较差，覆盖于基材上形成的罩面层1只能维持不到一年时间，容易剥落，且拉伸强度较低。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种运动场地面层涂膜材料，其特征在于，包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份数的组分：20～30份聚醚、25～50份聚合组分、5～7份扩链剂、15～35份稀释剂以及0.3～0.5份催化剂；
所述B组分包括如下重量份数的组分：5～10份聚醚、0.5～2份固化剂、10～40份丙烯酸酯、0.5～1份抗氧化剂、0.1～0.3份无机色粉、20～50份钙粉、20～40份稀释剂以及3～6份增稠剂；
其中，所述聚合组分包括二苯基甲烷-4，4'-二异氰酸酯和六甲撑二异氰酸酯的混合物。
2.如权利要求1所述的运动场地面层涂膜材料，其特征在于，所述A组分和所述B组分的重量比为1：(1～2)。
3.如权利要求1所述的运动场地面层涂膜材料，其特征在于，所述聚合组分中，二苯基甲烷-4，4'-二异氰酸酯和六甲撑二异氰酸酯的重量比为(9～11)：1。
4.如权利要求1所述的运动场地面层涂膜材料，其特征在于，所述A组分中，所述扩链剂包括三羟甲基丙烷；和/或，
所述稀释剂包括乙酸乙酯或醋酸乙酯；和/或，
所述催化剂包括有机锌催化剂。
5.如权利要求1所述的运动场地面层涂膜材料，其特征在于，所述B组分中，所述固化剂包括3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷；和/或，
所述丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯和/或丙烯酸乙酯。
6.如权利要求1所述的运动场地面层涂膜材料，其特征在于，所述B组分中，所述钙粉的粒径为1200目；和/或，
所述稀释剂包括乙酸乙酯或醋酸乙酯；和/或，
所述抗氧化剂包括苯并***类紫外线吸收剂；和/或，
所述增稠剂包括聚丙烯胶粉。
7.一种如权利要求1至6任意一项所述的运动场地面层涂膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚醚、扩链剂和稀释剂混合，并程序升温至100～130℃，然后在600～1000r/min搅拌速率、真空条件下反应2～4h，降温至60～80℃，然后加入催化剂和聚合组分，反应1～3h，冷却得到A组分；
将聚醚、固化剂、丙烯酸酯、抗氧化剂、无机色粉、钙粉、稀释剂以及增稠剂混合，然后在80～100℃、600～1000r/min搅拌速率、真空条件下反应2～4h，冷却得到B组分。
8.一种如权利要求1至6任意一项所述的运动场地面层涂膜材料在制备运动场地上的应用，其特征在于，所述运动场地包括弹性层和设于所述弹性层表面的罩面层，所述罩面层的材质为所述运动场地面层涂膜材料。
9.如权利要求8所述的运动场地面层涂膜材料在制备运动场地上的应用，其特征在于，所述罩面层的厚度为1～2mm。
10.一种如权利要求1至6任意一项所述的运动场地面层涂膜材料在制备运动场地上的应用，其特征在于，所述运动场地包括自下而上依次层叠设置的弹性层、中间增强层和罩面层，所述中间增强层的材质为所述运动场地面层涂膜材料，且所述中间增强层的厚度为0.5～1mm。
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