CN115109505A - 一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料及其施工方法 - Google Patents

一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及运动材料技术领域，具体公开了一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料及其施工方法。一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料，包括底涂层、弹性层和喷面层；弹性层的原料包括A组分、B组分和C组分，A组分包括以下原料：聚醚多元醇、稀释剂、HDI三聚体；B组分包括以下原料：聚碳酸酯二醇、扩链剂、MDI、三乙胺、紫外吸收剂、抗氧化剂、颜料；C组分包括以下原料：氧化石墨烯、碳纳米管、环氧丙烯酸酯、硅烷偶联剂、光引发剂。本申请可以有效减少运动场地面层材料发生光降解和热氧降解的情况，从而提高运动场地面层材料的色牢度。

Description

一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料及其施工方法
技术领域
本申请涉及运动材料技术领域，更具体地说，它涉及一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料及其施工方法。
背景技术
塑胶跑道又称全天候田径运动跑道，是运动场地面层材料铺设在地基上形成，主要由聚氨酯预聚体、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。塑胶跑道具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适当、物理性能稳定的特性，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。
但是塑胶跑道基本处于户外，受雨水、阳光等自然条件影响较大；同时在强光照及高温条件下，不仅容易发生光降解，同时容易发生PU的热氧降解，从而导致出现黄变、色差及色斑等情况，对于塑胶跑道的外观影响较大，严重的还会导致塑胶跑道的物理性能受损的情况。
发明内容
为了减少运动场地面层材料发生光降解和热氧降解的情况，从而提高运动场地面层材料的色牢度，本申请提供一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料及其施工方法。
第一方面，本申请提供一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料，采用如下的技术方案：
一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料，包括底涂层、弹性层和喷面层，所述底涂层位于喷面层下方，且所述弹性层位于底涂层与喷面层之间，所述弹性层的原料包括A组分、B组分和C组分，所述A组分包括以下质量份的原料：聚醚多元醇20～30份、稀释剂10～20份、HDI三聚体70～80份；
所述B组分包括以下质量份的原料：聚碳酸酯二醇30～40份、扩链剂8～15份、MDI30～40份、三乙胺5～10份、紫外吸收剂0.1～0.5份、抗氧化剂0.1～0.5份、颜料8～15份；所述C组分包括以下质量份的原料：氧化石墨烯0.01～0.2份、碳纳米管0.01～0.3份、环氧丙烯酸酯8～15份、硅烷偶联剂0.2～1份、光引发剂0.01份～0.05份。
通过采用上述技术方案，以A组分作为预聚体胶水的原料，B组分作为浆料的原料，两者配合使用所得到的聚氨酯发泡体性能较优。同时B组分中的紫外吸收剂和抗氧剂能够起到一定程度的抗老化作用，并且本申请原料中未添加无机填料，可以有效减少无机填料加速材料色泽变差的情况。
并且以C组分作为聚氨酯发泡体的有效改性成分，也是抗光降解和抗热氧降解的活性物质，具体如下：由于碳纳米管属于小尺寸和表面效应的纳米微粒，且碳纳米管具有三维高度非定域电子共扼结构，因此碳纳米管具有较强的光吸收能力。更进一步的，碳纳米管通过其表面官能团与环氧丙烯酸酯能够发生反应并结合在一起，减少碳纳米管发生团聚现象，从而使得碳纳米管可以充分分散；而充分分散的碳纳米管一方面可以较为均匀地在整个体系中起到光吸收的作用，另一方面充分分散的碳纳米管因三维高度非定域电子共扼结构被展开，减少了缠结现象，因此有助于进一步提高光吸收效果。综上，碳纳米管和环氧丙烯酸酯相配合，可以起到较好的光吸收作用，从而有助于减少运动场地面层材料发生光降解的情况，即有助于提高运动场地面层材料的色牢度。
另外，氧化石墨烯可以有效阻隔氧气，并且A组分和B组分共混后所得到的聚氨酯发泡体以及环氧丙烯酸酯均可以较好地与氧化石墨烯结合，使得氧化石墨烯较为均匀地分散在体系中；并倾向于形成由氧化石墨烯构成的氧气阻隔层，从而可以有效减少运动场地面层材料发生热氧降解的情况，即有助于提高运动场地面层材料的色牢度。
同时，C组分中的光引发剂对于碳纳米管和环氧丙烯酸酯、氧化石墨烯和聚氨酯发泡体、氧化石墨烯和环氧丙烯酸酯的光固化均具有较好的引发效果，有助于提高在加入C组分后体系整体的固化效率。
而进一步在C组分中加入硅烷偶联剂，在起到提高各原料结合强度的基础上，氧化石墨烯在硅烷偶联剂的配合下，可以使得氧化石墨烯与所在基体的界面结合性更好,阻氧性能更佳。
在一个具体的可实施方案中，所述弹性层原料中A组分、B组分和C组分的质量比为1:1：(0.05～0.2)。
通过采用上述技术方案，按照上述质量比配合使用A组分、B组分和C组分，在达到较好地铺设效果、抗光降解效果以及抗热氧降解的同时，成本也符合预期，实际生产、销售等效果较好。
在一个具体的可实施方案中，所述A组分的制备方法如下：混合聚醚多元醇和稀释剂，脱水后加入HDI三聚体，然后升温并保温反应至体系中NCO含量达到规定值，降温后得到预聚体胶水备用，即得A组分。
在一个具体的可实施方案中，所述B组分的制备方法如下：混合聚碳酸酯二醇和扩链剂，脱水后加入MDI，然后升温并保温反应，反应完成后加入三乙胺进行中和，降温后再加入紫外吸收剂、抗氧化剂和颜料，充分分散后进行过滤，得到浆料备用，即得B组分。
在一个具体的可实施方案中，所述C组分的制备方法如下：混合搅拌环氧丙烯酸酯和碳纳米管，升温后进行超声分散，继续升温至100℃～120℃进行反应，反应结束进行降温，然后再加入硅烷偶联剂、氧化石墨烯和光引发剂，混合搅拌后得到C组分备用。
在一个具体的可实施方案中，所述C组分的保存方式为密闭遮光保存。
通过采用上述技术方案，对于C组分进行密封遮光保存，可以有效减少C组分在保存过程中提前发生固化等情况。
在一个具体的可实施方案中，所述氧化石墨烯和碳纳米管均预先经硅烷偶联剂处理，具体处理步骤如下：将氧化石墨烯或碳纳米管加入乙醇水溶液中，在搅拌状态下加入硅烷偶联剂，升温并保温反应，得到预处理氧化石墨烯或预处理碳纳米管。
通过采用上述技术方案，预先利用硅烷偶联剂处理氧化石墨烯和碳纳米管，可以有效提高氧化石墨烯和碳纳米管与体系的相容性，从而使得氧化石墨烯和碳纳米管在体系内的分散效果更佳。
第二方面，本申请提供一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料的施工方法，采用如下的技术方案：
一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料的施工方法，包括以下步骤：
铺设底涂层：混合填料和胶粘剂，得到混合料；然后将混合料均匀喷涂在水泥基层上，抹平表面后静置固化，固化后得到底涂层；
铺设弹性层：混合A组分和B组分，并加入助剂混合搅拌，搅拌过程中充入惰性气体，得到粗制聚氨酯发泡体；然后再加入C组分，继续混合搅拌，得到成品聚氨酯发泡体；接着将成品聚氨酯发泡体平涂在底涂层表面并抹平，成品聚氨酯发泡体固化后得到弹性层在弹性层；
铺设喷面层：将跑道专用面胶与EPDM颗粒均匀搅拌，并添加粘结剂混合均匀，平涂在弹性层表面并保持厚度均匀，待面胶固化后，清扫喷面层表面，完成喷面层的铺设。
通过采用上述技术方案，以填料和胶粘剂作为原料涂抹在基层上，固化后作为底涂层，在稳定面层材料结构的同时，可以有效减少水分渗入弹性层的情况，对于弹性层具有较好的保护作用。另外，在混合A组分和B组分后再加入C组分，即在得到粗制聚氨酯发泡体之后再加入C组分，以粗制聚氨酯发泡体作为氧化石墨烯的部分结合基体，有助于提高氧化石墨烯在体系内的结合效果和分散效果。另外，以跑道专用面胶和EPDM颗粒作为原料平涂在弹性层表面，所形成的喷面层在起到防滑效果的同时，也能够减少水分渗入弹性层的情况。
在一个具体的可实施方案中，所述铺设弹性层步骤中，粗制聚氨酯发泡体中加入50～80％的C组分，剩余的C组分一半涂覆在底涂层的表面，剩余的另一半C组分待成品聚氨酯发泡体固化后，均匀涂覆在成品聚氨酯发泡体表面。
通过采用上述技术方案，将C组分按照规定比例分为三部分，一部分涂覆在底涂层表面，一部分直接与A组分和B组分混合，一部分涂覆在成品聚氨酯发泡体表面。直接与A组分和B组分混合的C组分能够在成品聚氨酯发泡体内部形成较好的抗光降解和抗热氧降解结构，而分别位于成品聚氨酯发泡体上下表面的C组分，在不影响弹性层整体结构稳定性的基础上，可以有效辅助抵御光降解和热氧降解，从而进一步提高运动场地面层材料的色牢度。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.本申请以A组分和B组分作为弹性层的基础材料，并进一步利用C组分中的碳纳米管作为抗光降解活性物质，氧化石墨烯作为抗热氧降解活性物质，并以A组分和B组分共混后得到的粗制聚氨酯发泡体和环氧丙烯酸酯作为活性物质的结合基体，使得活性物质能够较为稳定且均匀地分散在体系中，并形成抗光降解结构和抗热氧降解结构，从而可以有效减少运动场地面层材料发生光降解和热氧降解的情况，从而提高运动场地面层材料的色牢度。
2.本申请预先利用硅烷偶联剂对碳纳米管和氧化石墨烯进行处理，可以有效提高碳纳米管和氧化石墨烯在体系中的相容性，从而使得碳纳米管和氧化石墨烯在体系中的分散效果更佳。
3.本申请进一步按照规定比例将C组分分为三份，一份直接加入A组分和B组分中，另外两份分别涂覆在成品聚氨酯发泡体上下表面，即弹性层内部及表面均具有抗光降解和抗热氧降解结构，从而在保持弹性层结构稳定性的基础上，有助于进一步提高运动场地面层材料的色牢度。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明，本申请涉及的原料均可通过市售获得。
实施例
实施例1
一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料，包括底涂层、弹性层和喷面层，底涂层位于喷面层下方，且弹性层位于底涂层与喷面层之间。
弹性层的原料包括A组分、B组分和C组分，且A组分、B组分和C组分的质量比为1:1：0.1。其中A组分包括以下质量的原料：聚醚多元醇25kg、稀释剂15kg、HDI三聚体80kg；B组分包括以下质量的原料：聚碳酸酯二醇35kg、扩链剂10kg、MDI30kg、三乙胺7kg、紫外吸收剂0.2kg、抗氧化剂0.2kg、颜料10kg；C组分包括以下质量的原料：氧化石墨烯0.02kg、碳纳米管0.1kg、环氧丙烯酸酯10kg、硅烷偶联剂0.7kg、光引发剂0.02kg；其中聚醚多元醇为聚醚二元醇；
稀释剂为丙二醇甲醚醋酸酯；
扩链剂为二羟甲基丙酸；
紫外吸收剂为苯并***类紫外吸收剂；
抗氧化剂为抗氧化剂1010；
硅烷偶联剂为KH-560；
且A组分的制备方法如下：混合聚醚多元醇和稀释剂，在真空环境下升温至110℃，脱水至含水量小于0.05％，然后降温至50℃，加入HDI三聚体，然后升温至70℃并保温反应至体系中NCO含量达到6％，降温后转移至充有氮气的密闭容器内保存，得到预聚体胶水备用，即得A组分；
B组分的制备方法如下：混合聚碳酸酯二醇和扩链剂，在真空环境下升温至110℃，脱水至含水量小于0.05％，然后降温至50℃，再加入MDI，然后升温至70℃并保温反应3h，再降温至45℃并加入三乙胺进行中和，30min后降温至25℃，再加入紫外吸收剂、抗氧化剂和颜料，充分分散1.5h后进行过滤，得到浆料备用，即得B组分。
C组分的制备方法如下：混合搅拌环氧丙烯酸酯和碳纳米管，升温至50℃后超声分散1h，继续升温至100℃反应10h，反应结束后降温至40℃，再加入氧化石墨烯超声分散30min，然后再依次加入硅烷偶联剂和光引发剂，混合搅拌20min后得到C组分，转移至密闭遮光容器内备用。
该高色牢度聚氨酯运动场地面层材料的施工方法，包括以下步骤：
S1铺设底涂层：按照质量比8:1混合填料和胶粘剂，填料为木粉、碳纤维、橡胶粉和橡胶颗粒按照质量比3:1:1:2组成的混合物，得到混合料；然后将混合料均匀喷涂在水泥基层上，抹平表面后静置固化，固化后得到底涂层；
S2铺设弹性层：按照质量比1:1混合A组分和B组分，并加入发泡剂、稳泡剂和增稠剂混合搅拌，搅拌过程中充入惰性气体，搅拌30min后得到粗制聚氨酯发泡体；然后再加入C组分，C组分与A组分的质量比为0.1:1；继续混合搅拌30min，得到成品聚氨酯发泡体；接着将成品聚氨酯发泡体平涂在底涂层表面并抹平，辅助紫外灯照射固化，固化后得到弹性层；
S3铺设喷面层：按照质量比5:1混合跑道专用面胶与EPDM颗粒，并添加聚氨酯粘结剂混合均匀，平涂在弹性层表面并保持厚度为2mm，待面胶固化后，清扫喷面层表面，完成喷面层的铺设。
实施例2～5与实施例1的区别之处在于A组分、B组分和C组分中各原料的配比不同，具体如下表所示：
表1原料配比表
Figure BDA0003738347150000061
实施例6
本实施例与实施例1的区别之处在于，C组分的制备过程中，氧化石墨烯和碳纳米管是预先经硅烷偶联剂处理后得到，具体处理方法如下：预先将氧化石墨烯或碳纳米管加入乙醇水溶液中，在搅拌状态下加入硅烷偶联剂，升温至40℃并保温反应1h，得到预处理氧化石墨烯或预处理碳纳米管。
实施例7
本实施例与实施例1的区别之处在于，在S2铺设弹性层步骤中，A组分、B组分和C组分添加量的质量比为1:1:0.05。
实施例8
本实施例与实施例1的区别之处在于，在S2铺设弹性层步骤中，A组分、B组分和C组分添加量的质量比为1:1:0.2。
实施例9
本实施例与实施例1的区别之处在于，在S2铺设弹性层步骤中，在粗制聚氨酯发泡体中加入60％的C组分，20％的C组分涂覆在底涂层的表面，20％的C组分待成品聚氨酯发泡体固化后，均匀涂覆在成品聚氨酯发泡体表面。
实施例10
本实施例与实施例1的区别之处在于，在S2铺设弹性层步骤中，在粗制聚氨酯发泡体中加入50％的C组分，25％的C组分涂覆在底涂层的表面，25％的C组分待成品聚氨酯发泡体固化后，均匀涂覆在成品聚氨酯发泡体表面。
实施例11
本实施例与实施例1的区别之处在于，在S2铺设弹性层步骤中，在粗制聚氨酯发泡体中加入80％的C组分，10％的C组分涂覆在底涂层的表面，10％的C组分待成品聚氨酯发泡体固化后，均匀涂覆在成品聚氨酯发泡体表面。
对比例
对比例1
本对比例与实施例1的区别之处在于，不加入C组分。
对比例2
本对比例与实施例1的区别之处在于，C组分中不加入氧化石墨烯。
对比例3
本对比例与实施例1的区别之处在于，C组分中不加入碳纳米管。
对比例4
本对比例与实施例1的区别之处在于，C组分中不加入环氧丙烯酸酯。
对比例5
一种聚氨酯运动场地面层材料，包括A、B两种组份，其中A组份包括以下质量的原料：10kg聚醚330、50kg聚醚2000、20kg MDI；
B组份包括以下质量的原料：增塑剂10kg、液体填料20kg、固体填料40kg、紫外线吸收剂0.5kg、抗氧化剂0.5kg；
其中增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯；
液体填料为300#液腊(正构烷烃)；
固体填料为滑石粉；
紫外吸收剂为苯并***类紫外吸收剂；
抗氧化剂为抗氧化剂1010。
具体的施工方法如下：
A1 A组分制备：将聚醚330和聚醚2000在120℃真空条件下进行脱水；然后加入MDI进行聚合反应，检验合格即为A组分；
A2 B组分制备：混合增塑剂、液体填料、固体填料、紫外线吸收剂和抗氧化剂，再经研磨过滤而得到B组分；
A3基层处理：检查基础层的平整度，对不满足标准部位进行修补找平，清扫场地后，用聚氨酯底漆加适量石英砂进行封底；按照1:4的质量比混合A组分和B组分，并加入占B组分重量4％的水共混，得到共混物；将共混物平涂在基础层表面并抹平；
A4摊铺面胶：按照1:4的质量比混合A组分和B组分，再加入占B组分重量4％的水共混，搅拌均匀后，摊铺面胶，厚度不超过2mm，在胶液未固化前，撒上防滑颗粒，待其完全固化后，将多余颗粒清扫干净，完成施工。
性能检测试验方法
运动场地面层材料综合检测：参照GB/T14833-2020《合成材料跑道面层》中相应的方法，对实施例1中得到的运动场地面层材料的冲击吸收性能、垂直变形性能、抗滑值、拉伸强度、拉断伸长率、阻燃性能进行检测。
色牢度检测：参照GB/T14833-2020《合成材料跑道面层》中的老化试验方法，对实施例1～11和对比例1～5中的运动场地面层材料进行老化，加速老化温度为80℃，加速老化总时间为168小时；老化试验结束后，将试样褪色程度与标准色样进行对比，色牢度评级分为8级，8级最优，1级最差。
表2综合检测数据表
Figure BDA0003738347150000081
Figure BDA0003738347150000091
表3色牢度检测数据表
项目 色牢度/级
实施例1 7级
实施例2 6级
实施例3 7级
实施例4 7级
实施例5 7级
实施例6 8级
实施例7 6级
实施例8 6级
实施例9 8级
实施例10 8级
实施例11 8级
对比例1 2级
对比例2 4级
对比例3 4级
对比例4 3级
对比例5 2级
通过表1和表2的检测结果可知，本申请实施例1中制备得到的运动场地面层材料各方面性能表现均较好，且在经加速老化后色牢度表现也较为优异。即本申请在提高运动场地面层材料色牢度的同时，对于运动场地面层材料的其他性能无明显负面影响。
结合实施例1和实施例9～11的检测结果来看，在成品聚氨酯发泡体内部以及上下表面均形成抗光降解和抗热氧降解结构，有助于进一步提高运动场地面层材料的色牢度。
结合实施例1和对比例1～4的检测结果来看，C组分的加入可以有效减少运动场地面层材料出现光降解和热氧降解的情况，并且氧化石墨烯和碳纳米管为抗光降解和抗热氧降解的活性物质，与环氧丙烯酸酯之间存在明显的协同作用，有助于使得活性物质在体系内的分散效果更佳，且对于形成抗光降解和抗热氧降解结构具有明显的积极意义。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料，其特征在于，包括底涂层、弹性层和喷面层，所述底涂层位于喷面层下方，且所述弹性层位于底涂层与喷面层之间，所述弹性层的原料包括A组分、B组分和C组分，所述A组分包括以下质量份的原料：聚醚多元醇20～30份、稀释剂10～20份、HDI三聚体70～80份；
所述B组分包括以下质量份的原料：聚碳酸酯二醇30～40份、扩链剂8～15份、MDI 30～40份、三乙胺5～10份、紫外吸收剂0.1～0.5份、抗氧化剂0.1～0.5份、颜料8～15份；
所述C组分包括以下质量份的原料：氧化石墨烯0.01～0.2份、碳纳米管0.01～0.3份、环氧丙烯酸酯8～15份、硅烷偶联剂0.2～1份、光引发剂0.01份～0.05份。
2.根据权利要求1所述的一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料，其特征在于，所述弹性层原料中A组分、B组分和C组分的质量比为1:1：（0.05～0.2）。
3.根据权利要求1所述的一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料，其特征在于，所述A组分的制备方法如下：混合聚醚多元醇和稀释剂，脱水后加入HDI三聚体，然后升温并保温反应至体系中NCO含量达到规定值，降温后得到预聚体胶水备用，即得A组分。
4.根据权利要求1所述的一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料，其特征在于，所述B组分的制备方法如下：混合聚碳酸酯二醇和扩链剂，脱水后加入MDI，然后升温并保温反应，反应完成后加入三乙胺进行中和，降温后再加入紫外吸收剂、抗氧化剂和颜料，充分分散后进行过滤，得到浆料备用，即得B组分。
5.根据权利要求1所述的一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料，其特征在于，所述C组分的制备方法如下：混合搅拌环氧丙烯酸酯和碳纳米管，升温后进行超声分散，继续升温至100℃～120℃进行反应，反应结束进行降温，然后再加入硅烷偶联剂、氧化石墨烯和光引发剂，混合搅拌后得到C组分备用。
6.根据权利要求5所述的一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料，其特征在于，所述C组分的保存方式为密闭遮光保存。
7.根据权利要求5所述的一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料，其特征在于，所述氧化石墨烯和碳纳米管均预先经硅烷偶联剂处理，具体处理步骤如下：将氧化石墨烯或碳纳米管加入乙醇水溶液中，在搅拌状态下加入硅烷偶联剂，升温并保温反应，得到预处理氧化石墨烯或预处理碳纳米管。
8.一种如权利要求1～7任意一项所述的高色牢度聚氨酯运动场地面层材料的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
铺设底涂层：混合填料和胶粘剂，得到混合料；然后将混合料均匀喷涂在水泥基层上，抹平表面后静置固化，固化后得到底涂层；
铺设弹性层：混合A组分和B组分，并加入助剂混合搅拌，搅拌过程中充入惰性气体，得到粗制聚氨酯发泡体；然后再加入C组分，继续混合搅拌，得到成品聚氨酯发泡体；接着将成品聚氨酯发泡体平涂在底涂层表面并抹平，成品聚氨酯发泡体固化后得到弹性层在弹性层；
铺设喷面层：将跑道专用面胶与EPDM颗粒均匀搅拌，并添加粘结剂混合均匀，平涂在弹性层表面并保持厚度均匀，待面胶固化后，清扫喷面层表面，完成喷面层的铺设。
9.根据权利要求8所述的一种高色牢度聚氨酯运动场地面层材料的施工方法，其特征在于，所述铺设弹性层步骤中，粗制聚氨酯发泡体中加入50～80%的C组分，剩余的C组分一半涂覆在底涂层的表面，剩余的另一半C组分待成品聚氨酯发泡体固化后，均匀涂覆在成品聚氨酯发泡体表面。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110004794A (zh) * 2019-04-13 2019-07-12 江苏长诺运动场地新材料有限公司 一种现浇型聚氨酯微发泡跑道面层及其施工工艺

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104910333A (zh) * 2015-06-24 2015-09-16 深圳职业技术学院 一种改性氧化石墨烯聚合物复合材料及其制备方法
CN110004794A (zh) * 2019-04-13 2019-07-12 江苏长诺运动场地新材料有限公司 一种现浇型聚氨酯微发泡跑道面层及其施工工艺

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