CN114228021B - 一种水性eau预制卷材及其制备方法 - Google Patents

一种水性eau预制卷材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及运动场地材料领域，具体公开了一种水性EAU预制卷材及其制备方法。水性EAU预制卷材的制备方法包括以下步骤：步骤1，将水性EAU丙烯酸乳液与MPV塑胶颗粒以1：（2‑8）的质量比例混合均匀，形成预混合物；步骤2，将预混合物铺设至水性EAU预制卷材的模具中，摊铺均匀；步骤3，在50‑90℃的温度条件下以及10‑20MPa的压力条件下模压2‑3h，压制成型，形成半成品；步骤4，出模、烘干冷却成型，即得水性EAU预制卷材。水性EAU预制卷材由上述制备方法制得，且本发明的产品具备可同时兼顾拉伸强度性能以及弹性性能的优点。

Description

一种水性EAU预制卷材及其制备方法
技术领域
本发明涉及运动场地材料领域，尤其是涉及一种水性EAU预制卷材及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，运动以及健康的问题越来越得到人们的重视，同时，运动场地的技术更新也日新月异。预制卷材作为一种可现场铺设的产品，因为具备施工方便、不受天气影响、无需现场机器摊铺以及无需搅拌混匀等众多优点，目前已得到越来越广泛的应用。
目前常用的预制卷材大多是采用EPDM挤出并硫化而成的，为了简化制备工艺，目前也有极少部分的预制卷材可以通过橡胶颗粒与胶粘剂直接混合并压制而成。但由于直接用橡胶颗粒与胶粘剂混合压制而成的预制卷材对橡胶颗粒以及胶粘剂的相容性要求很高，否则会对预制卷材的拉伸强度产生极大的影响，使得预制卷材的拉伸强度无法满足实际使用需求，因而实际的开发难度会很大。目前也只发现公开号为CN111117175A的中国发明专利申请有过相关的研究，其公开了一种预制卷材及其制备方法，采用由乙烯-丙烯-丁二烯嵌段共聚物、三元乙丙橡胶、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚丙烯、聚乙烯、橡胶软化油以及分散剂聚合形成的橡胶颗粒以及热塑性聚酯弹性体发泡颗粒与聚氨酯胶粘剂混合并压制而成。
针对上述相关技术，发明人认为，预制卷材在追求其拉伸强度性能提升的同时容易造成预制卷材的弹性性能下降，容易导致预制卷材制成的运动场地的硬度较高，从而容易使得运动员在运动过程中不小心与运动场地发生磕碰时，不利于保护运动员，因此，仍有改进的空间。
发明内容
为了更好地兼顾预制卷材的拉伸强度以及弹性，使得运动员在运动过程中与运动场地发生磕碰时更加不容易受伤，本申请提供一种水性EAU预制卷材及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种水性EAU预制卷材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种水性EAU预制卷材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将水性EAU丙烯酸乳液与MPV塑胶颗粒以1：(2-8)的质量比例混合均匀，形成预混合物；
步骤2，将预混合物铺设至水性EAU预制卷材的模具中，摊铺均匀；
步骤3，在50-90℃的温度条件下以及10-20MPa的压力条件下模压2-3h，压制成型，形成半成品；
步骤4，出模、烘干冷却成型，即得水性EAU预制卷材。
通过采用上述技术方案，在特定的温度以及压力条件下将水性EAU丙烯酸乳液与MPV塑胶颗粒压制成型，有利于更好地控制水性EAU预制卷材的成型，从而使得制得的水性EAU预制卷材可同时兼顾以及平衡拉伸强度性能以及弹性性能，进而有利于提高水性EAU预制卷材所形成的运动场地的柔软性，使得运动员在运动过程中与运动场地发生磕碰时更加不容易受伤，有利于更好地保护运动员。
另外，通过控制水性EAU预制卷材制备过程中的温度条件以及压力条件，从而平衡水性EAU预制卷材的拉伸强度以及弹性，使得水性EAU预制卷材的拉伸强度不容易过高而导致水性EAU预制卷材在铺设形成运动场地后，水性EAU预制卷材的边角容易出现翘起的情况。
利用水性EAU丙烯酸乳液与MPV塑胶颗粒作为水性EAU预制卷材的原料，水性EAU丙烯酸乳液与MPV塑胶颗粒的相容性极好，有利于制得的水性EAU预制卷材更好地满足拉伸强度的性能，同时，水性EAU丙烯酸乳液还具有极佳的耐候性能，从而有利于更好地提高运动场地的耐候性能，使得运动场地的使用寿命延长。
水性EAU丙烯酸乳液无刺激性气味、无有害物排放，且具有极低的VOC，具有高环保性、高耐候性以及高保色性的特点，还能够释放有益的负离子净化空气，有利于更好地改善运动场地周围的空气环境及舒适温度。
优选的，所述MPV塑胶颗粒为MPV高弹环保净味低VOC跑道颗粒。
通过采用上述技术方案，MPV高弹环保净味低VOC跑道颗粒属于搞环保产品，且MPV高弹环保净味低VOC跑道颗粒的制备无需硫化，不容易释放VOC，不容易对环境造成污染。
优选的，所述水性EAU丙烯酸乳液与MPV塑胶颗粒的质量比例为1：(3-5)。
通过采用上述技术方案，若水性EAU丙烯酸乳液过多，容易导致成本增加；若MPV塑胶颗粒过多，则容易对水性EAU预制卷材的拉伸强度产生影响。进一步控制水性EAU丙烯酸乳液与MPV塑胶颗粒的质量比例有利于更好地维持水性EAU预制卷材的拉伸强度性能的同时有利于更好地节约成本。
优选的，所述步骤3的模压温度为50-60℃。
优选的，所述步骤3的模压压力为15-18MPa。
优选的，所述步骤4中的烘干冷却时间为45-50h。
优选的，所述步骤3的模压压力为15-18MPa，所述步骤4中的烘干冷却时间为45-50h。
通过采用上述技术方案，进一步控制水性EAU预制卷材在制备过程中的温度条件以及压力条件等参数，有利于更好地控制水性EAU预制卷材的成型过程，从而有利于制得的水性EAU预制卷材的拉伸强度性能以及弹性性能得到更好地平衡，进而使得水性EAU预制卷材铺设形成的运动场地不容易因过硬而导致运动员在运动过程中容易受伤。
第二方面，本申请提供一种水性EAU预制卷材，采用如下的技术方案：
一种水性EAU预制卷材，采用上述水性EAU预制卷材的制备方法制得。
通过采用上述技术方案，制得的水性EAU预制卷材可同时更好地兼顾并平衡拉伸强度性能以及弹性性能，从而使得水性EAU预制卷材铺设形成的运动场地不容易因过硬而导致运动员在运动过程中容易受伤。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、利用特定比例的水性EAU丙烯酸乳液与MPV塑胶颗粒在特定的温度以及压力条件下压制成水性EAU预制卷材，有利于更好地控制水性EAU预制卷材的成型过程，使得制得的水性EAU预制卷材可同时兼顾并平衡拉伸强度性能以及弹性性能，使得水性EAU预制卷材铺设形成的运动场地具有一定的弹性，使得运动员与运动场地发生磕碰时更加不容易受伤。
2、通过控制水性EAU预制卷材在模压过程中的温度以及压力，使得水性EAU预制卷材的拉伸强度得以控制并平衡，使得水性EAU预制卷材的拉伸强度不容易因过大而导致水性EAU预制卷材在铺设时容易出现边角翘起的情况。
3、水性EAU丙烯酸乳液具有极佳的耐候性能，有利于更好地提高水性EAU预制卷材的耐候性能，使得水性EAU预制卷材铺设形成的运动场地的使用寿命更长。
4、水性EAU丙烯酸乳液具低VOC，且能够释放有益的负离子净化空气，MPV高弹环保净味低VOC跑道颗粒也属于高环保产品，利用水性EAU丙烯酸乳液与MPV高弹环保净味低VOC跑道颗粒复合压制形成水性EAU预制卷材，原料无有害物质，环保，且对环境生态友好，施工便捷，使用寿命长，具有高环保性、高耐候性和高保色性的特点。
具体实施方式
以下结合实施例以及对比例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例以及对比例的原料来源见表1。
表1
实施例1
本实施例公开一种水性EAU预制卷材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，在搅拌器中加入10kg水性EAU丙烯酸乳液与20kg MPV塑胶颗粒，以150r/min的转速搅拌5min，充分搅拌并混合均匀，形成预混合物。
步骤2，将预混合物铺设至水性EAU预制卷材的模具中，摊铺均匀。
步骤3，利用模压机压制成型，并控制模压温度为90℃，模压压力为20MPa，压制2h，形成半成品。
步骤4，出模，烘干冷却50h后，即得水性EAU预制卷材。
实施例2
与实施例1的区别在于：
步骤1中加入10kg水性EAU丙烯酸乳液与80kgMPV塑胶颗粒。
步骤3中的模压温度为50℃，模压压力为10MPa，压制时间为3h。
步骤4中的烘干冷却时间为55h。
实施例3
与实施例1的区别在于：
步骤1中加入10kg水性EAU丙烯酸乳液与50kgMPV塑胶颗粒。
步骤3中的模压温度为80℃，模压压力为18MPa，压制时间为2.5h。
步骤4中的烘干冷却时间为40h。
实施例4
与实施例1的区别在于：
步骤3中的模压温度为50℃，模压压力为18MPa，压制时间为3h。
步骤4中的烘干冷却时间为50h。
实施例5
与实施例1的区别在于：
步骤3中的模压温度为60℃，模压压力为15MPa，压制时间为2h。
步骤4中的烘干冷却时间为45h。
实施例6
与实施例1的区别在于：步骤1中加入10kg水性EAU丙烯酸乳液与30kgMPV塑胶颗粒。
实施例7
与实施例1的区别在于：步骤1中加入10kg水性EAU丙烯酸乳液与50kgMPV塑胶颗粒。
实施例8
与实施例1的区别在于：
步骤1中加入10kg水性EAU丙烯酸乳液与40kgMPV塑胶颗粒。
步骤3中的模压温度为55℃，模压压力为16MPa，压制时间为2h。
步骤4中的烘干冷却时间为48h。
对比例1
与实施例1的区别在于：以等量的EDPM橡胶颗粒替代MPV塑胶颗粒。
对比例2
与实施例1的区别在于：以等量的聚氨酯橡胶颗粒替代MPV塑胶颗粒。
对比例3
与实施例1的区别在于：步骤3中的模压温度为40℃。
对比例4
与实施例1的区别在于：步骤3中的模压压力为5MPa。
对比例5
与实施例1的区别在于：步骤3中的模压温度为40℃，模压压力为5MPa。
实验1
根据GB/T 36246-2018《中小学合成材料面层运动场地》中的6.2冲击吸收的测定，检测并记录以上实施例以及对比例制备所得的水性EAU预制卷材的冲击吸收(％)，水性EAU预制卷材的冲击吸收越大，则弹性越大。
实验2
根据GB/T 36246-2018《中小学合成材料面层运动场地》中的6.3垂直变形的测定，检测并记录以上实施例以及对比例制备所得的水性EAU预制卷材的垂直变形值(mm)，水性EAU预制卷材的垂直变形值越大，则弹性越大。
实验3
根据GB/T 36246-2018《中小学合成材料面层运动场地》中的6.4拉伸强度、拉断伸长率的测定，检测并记录以上实施例以及对比例制备所得的水性EAU预制卷材的拉伸强度(MPa)以及拉断伸长率(％)。
实验4
根据GB/T 36246-2018《中小学合成材料面层运动场地》中的6.6阻燃性能的测定，检测并记录以上实施例以及对比例制备所得的水性EAU预制卷材的阻燃等级。
实验5
根据T/SHHJ 000003-2018《学校运动场地合成材料面层有害物质限量》检测以上实施例制备所得的水性EAU预制卷材的有害物质含量(mg/kg)。
实验1-4的检测数据见表2，实验5的检测数据见表3。
表2
根据表2中实施例1与对比例1-2的数据对比可得，只有采用MPV塑胶颗粒与水性EAU丙烯酸乳液复配压制形成水性EAU预制卷材，才能更好地保证其相容性，使得水性EAU预制卷材的拉伸强度满足使用需求的同时保证弹性性能，从而使得水性EAU预制卷材铺设形成的运动场地更加不容易让运动员在运动过程中受伤；同时，还有利于更好地控制水性EAU预制卷材的拉伸强度，不容易使得制得的水性EAU预制卷材的拉伸强度过高而导致铺设的运动场地边角出现翘起的情况。
根据表2中实施例1与对比例3-5的数据对比可得，只有在特定温度压力条件下压制MPV塑胶颗粒与水性EAU丙烯酸乳液混合形成的混合物，才能使得压制形成的水性EAU预制卷材满足实际使用的拉伸强度性能，并同时兼顾有一定的弹性性能，若温度或压力条件改变，甚至有可能会导致水性EAU预制卷材无法成型。
根据表2中实施例1-5的数据对比可得，通过控制水性EAU预制卷材压制过程中的温度以及压力条件，有利于更好地把控水性EAU预制卷材的成型过程，从而有利于水性EAU预制卷材更好地同时兼顾拉伸强度性能以及弹性性能，使得水性EAU预制卷材铺设形成的运动场地更加不容易让运动员在运动过程中受到伤害。
根据表2中实施例1与实施例6-7的数据对比可得，通过控制MPV塑胶颗粒与水性EAU丙烯酸乳液的用量比例，有利于更好地在保证水性EAU预制卷材的拉伸强度的前提下兼顾水性EAU预制卷材的弹性性能，同时，还有利于节约水性EAU丙烯酸乳液的成本，使得产品的性价比提高。
表3
根据表3中实施例1-8的数据可得，利用MPV塑胶颗粒与水性EAU丙烯酸乳液复配压制形成水性EAU预制卷材，使用材料无有害物质，制得的产品也无有害物质，更加环保，对环境生态友好，使得产品的使用全过程更加安全、环保、健康。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水性EAU预制卷材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，将水性EAU丙烯酸乳液与MPV塑胶颗粒以1：（2-8）的质量比例混合均匀，形成预混合物；
步骤2，将预混合物铺设至水性EAU预制卷材的模具中，摊铺均匀；
步骤3，在50-90℃的温度条件下以及10-20MPa的压力条件下模压2-3h，压制成型，形成半成品；
步骤4，出模、烘干冷却成型，即得水性EAU预制卷材。
2.根据权利要求1所述的一种水性EAU预制卷材的制备方法，其特征在于：所述MPV塑胶颗粒为MPV高弹环保净味低VOC跑道颗粒。
3.根据权利要求1所述的一种水性EAU预制卷材的制备方法，其特征在于：所述水性EAU丙烯酸乳液与MPV塑胶颗粒的质量比例为1：（3-5）。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种水性EAU预制卷材的制备方法，其特征在于：所述步骤3的模压温度为50-60℃。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种水性EAU预制卷材的制备方法，其特征在于：所述步骤3的模压压力为15-18MPa。
6.根据权利要求1-3任一所述的一种水性EAU预制卷材的制备方法，其特征在于：所述步骤4中的烘干冷却时间为45-50h。
7.根据权利要求1-3任一所述的一种水性EAU预制卷材的制备方法，其特征在于：所述步骤3的模压温度为50-60℃，所述步骤3的模压压力为15-18MPa，所述步骤4中的烘干冷却时间为45-50h。
8.一种水性EAU预制卷材，其特征在于：采用如权利要求1-7任一所述的水性EAU预制卷材的制备方法制得。
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