1.本发明涉及跑道用材料制备技术领域，特别是涉及一种聚氨酯跑道垫材及其生产工艺。
背景技术：2.目前的塑胶跑道主要由聚氨酯胶水掺和废轮胎橡胶、epdm橡胶粒或pu颗粒组成，其中，所使用的废轮胎橡胶是经过轮胎回收利用而来，会存在一定的味道及毒性，不符合如今日益提高的环保要求；同时，阴雨天的情况下空气水分较高，较容易影响胶水和颗粒的粘合性问题，造成胶水与颗粒不粘合，不利于施工，且影响跑道的使用寿命，给使用者带来极大的不便；另外，胶水和颗粒混合中需要一定量的施工人员操作，人工成本较高。
技术实现要素：3.基于此，有必要针对现有技术中存在的问题，提供一种聚氨酯跑道垫材及其生产工艺。
4.一种聚氨酯跑道垫材，包括a组分和b组分，按重量份计，所述a组分包括聚醚多元醇60-90份、硬化剂2-8份、交联剂1-5份、催化剂1-5份、表面活性剂1-5份、增塑剂5-12份、发泡剂1-3份、助剂80-120份以及颜料1-4份，
5.所述b组分包括聚醚多元醇25-40份和异氰酸酯60-80份。
6.在其中一个实施例中，所述a组分包括聚醚多元醇65-70份、硬化剂6-7份、交联剂2-3份、催化剂1-2份、表面活性剂2-3份、增塑剂8-9份、发泡剂1-2份、助剂80-90份以及颜料1-2份，
7.所述b组分包括聚醚多元醇30-40份和异氰酸酯70-75份。
8.在其中一个实施例中，在a组分中，所述聚醚多元醇的官能度为2-4，分子量为3000-7000，目的是为了给垫材提供更好的支撑结构，在提升强度的同时，还具有较好的弹性。
9.在其中一个实施例中，在b组分中，所述聚醚多元醇的官能度为2-3，分子量为4000-6000，所述异氰酸酯的官能度为2-2.7，在制备过程中，所述聚醚多元醇为跑道垫材提供软段，所述异氰酸酯为跑道垫材提供硬段。
10.在其中一个实施例中，所述硬化剂为乙二醇或丁二醇，
11.所述交联剂为二乙醇胺或三乙醇胺，
12.所述催化剂为强凝胶金属类催化剂或延迟性金属类催化剂中的一种或多种，
13.所述表面活性剂为开孔型硅油或稳泡型硅油中的一种或多种，
14.所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯或碳酸丙烯酯中的一种或多种。
15.需要说明的是，所述硬化剂用于控制聚氨酯垫材中硬段的比例，进而调节垫材的软硬度；所述交联剂用于调节垫材的交联结构，增加交联密度，以提高垫材的强度等物理性
能；所述凝胶型催化剂可以更好的控制垫材的熟化时间，所述延迟性催化剂可以调节垫材发泡的时间，以满足聚氨酯跑道垫材的生产条件；所述开孔型硅油用于调整垫材的开闭孔性，所述稳泡性硅油用于维持垫材的泡孔结构，以生产出可观的垫材；所述增塑剂相容性好，不易迁移，可以更好调节原料的粘度，以满足聚氨酯的加工性能。
16.进一步地，所述发泡剂为水，用于调节垫材的成型密度；所述助剂为一种白色粉末状物质，用于调节垫材的光滑度，填充并增强聚氨酯跑道垫材的强度；所述颜料为铁红，用于调节垫材的颜色。
17.一种聚氨酯跑道垫材的生产工艺，包括如下步骤：
18.s1：制备a组分：按配方质量比，分别称量聚醚多元醇、硬化剂、交联剂、催化剂、表面活性剂、增塑剂、发泡剂、助剂和颜料加入反应釜中，搅拌均匀，制得a组分备用；
19.s2：制备b组分：按配方质量比，分别称量聚醚多元醇和异氰酸酯加入反应釜中，搅拌加热升温至60℃-80℃，反应2h-4h，冷却，制得b组分备用；
20.s3：制备聚氨酯跑道垫材底层：将上述制备好的a组分和b组分按一定的比例放入聚氨酯灌注机储料罐中，通过灌注机混合搅拌，灌注到自制的生产设备流水线中，发泡，定厚，再通过熟化装置进行熟化，制得跑道垫材底层；
21.s4：制备聚氨酯跑道垫材面层：将自制的聚氨酯跑道胶水摊铺于所述跑道垫材底层上，在面层上喷撒橡胶颗粒，制得跑道垫材面层。
22.在其中一个实施例中，在s3步骤中，所述a组分与所述b组分的添加比例为100:25-100:40。
23.在其中一个实施例中，所述熟化装置的温度为50℃-120℃。
24.在其中一个实施例中，所述聚氨酯跑道垫材底层的厚度为10mm
±
0.1mm，密度为400kg/m
3-500kg/m3。
25.上述一种聚氨酯跑道垫材，由所述a组分和所述b组分经过聚氨酯灌注机搅拌混合发泡而成，直接制得相应厚度及密度的垫材，整个过程更加机械化，大量减少了操作人员的需求，节省人工成本；且通过该生产工艺制得的聚氨酯跑道垫材密度比传统工艺制备的材料密度要低，从而进一步降低了生产成本。
26.此外，在本发明中，无需再掺和轮胎橡胶等有害颗粒，涂于底层上的自制聚氨酯胶水也是经过薄膜蒸发处理里面未反应的游离单体物质，从而使其不带刺激性气味和有害物质，使聚氨酯跑道垫材具有一定的环保性，更符合国家环保的要求，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
27.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。
28.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。
29.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。
30.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。
31.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。
32.一种聚氨酯跑道垫材，包括a组分和b组分，按重量份计，所述a组分包括聚醚多元醇60-90份、硬化剂2-8份、交联剂1-5份、催化剂1-5份、表面活性剂1-5份、增塑剂5-12份、发泡剂1-3份、助剂80-120份以及颜料1-4份，所述b组分包括聚醚多元醇25-40份和异氰酸酯60-80份。
33.具体地，所述a组分包括聚醚多元醇65-70份、硬化剂6-7份、交联剂2-3份、催化剂1-2份、表面活性剂2-3份、增塑剂8-9份、发泡剂1-2份、助剂80-90份以及颜料1-2份，所述b组分包括聚醚多元醇30-40份和异氰酸酯70-75份。
34.进一步地，在a组分中，所述聚醚多元醇的官能度为2-4，分子量为3000-7000；在b组分中，所述聚醚多元醇的官能度为2-3，分子量为4000-6000，所述异氰酸酯的官能度为2-2.7。
35.进一步地，所述硬化剂为乙二醇或丁二醇，所述交联剂为二乙醇胺或三乙醇胺，所述催化剂为强凝胶金属类催化剂或延迟性金属类催化剂中的一种或多种，所述表面活性剂为开孔型硅油或稳泡型硅油中的一种或多种，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯或碳酸丙烯酯中的一种或多种，所述发泡剂为水，所述助剂为一种白色粉末状物质，所述颜料为铁红。
36.在本发明中，所述聚氨酯跑道垫材的生产工艺包括如下步骤：
37.s1：制备a组分：按配方质量比，分别称量聚醚多元醇、硬化剂、交联剂、催化剂、表面活性剂、增塑剂、发泡剂、助剂和颜料加入反应釜中，搅拌均匀，制得a组分备用；
38.s2：制备b组分：按配方质量比，分别称量聚醚多元醇和异氰酸酯加入反应釜中，搅拌加热升温至60℃-80℃，反应2h-4h，冷却，制得b组分备用；
39.s3：制备聚氨酯跑道垫材底层：将上述制备好的a组分和b组分按100:25-100:40的比例放入聚氨酯灌注机储料罐中，通过灌注机混合搅拌，灌注到自制的生产设备流水线中，发泡，定厚，再通过温度为50℃-120℃的熟化装置进行熟化，制得厚度为10mm
±
0.1mm，密度为400kg/m
3-500kg/m3的跑道垫材底层；
40.s4：制备聚氨酯跑道垫材面层：将自制的聚氨酯跑道胶水摊铺于所述跑道垫材底层上，在面层上喷撒橡胶颗粒，制得跑道垫材面层。
41.实施例1
42.首先，按重量比，分别称量65kg官能度为3以及分子量为5000的聚醚多元醇、7kg乙二醇、2kg二乙醇胺、1kg延迟性金属类催化剂、3kg稳泡型硅油、8kg邻苯二甲酸二辛酯、1kg水、90kg助剂和1kg铁红加入反应釜中，搅拌均匀，制得a组分，备用；接着，按重量比，分别称量25kg官能度为2以及分子量为5000的聚醚多元醇和75kg官能度为2的异氰酸酯加入反应釜中，搅拌并加热升温至65℃，反应4h，冷却，制得b组分，备用。
43.进一步地，将上述制得的a组分和b组分按100:30的比例放入聚氨酯灌注机储料罐中，通过灌注机混合搅拌，灌注到自制的生产设备流水线中，发泡，定型，再通过温度为60℃的熟化装置进行熟化，制得厚度为9.9mm、密度为470kg/m3的跑道垫材底层。
44.进一步地，将自制的聚氨酯跑道胶水摊铺于所述跑道垫材底层上，在面层上喷撒橡胶颗粒，制得跑道垫材面层。
45.实施例2
46.首先，按重量比，分别称量70kg官能度为3以及分子量为7000的聚醚多元醇、7kg丁二醇、3kg二乙醇胺、1kg强凝胶金属类催化剂、3kg稳泡型硅油、9kg对苯二甲酸二辛酯、1kg水、90kg助剂和1kg铁红加入反应釜中，搅拌均匀，制得a组分，备用；接着，按重量比，分别称量30kg官能度为2以及分子量为5000的聚醚多元醇和70kg官能度为2的异氰酸酯加入反应釜中，搅拌并加热升温至65℃，反应4h，冷却，制得b组分，备用。
47.进一步地，将上述制得的a组分和b组分按100:32的比例放入聚氨酯灌注机储料罐中，通过灌注机混合搅拌，灌注到自制的生产设备流水线中，发泡，定型，再通过温度为60℃的熟化装置进行熟化，制得厚度为10.1mm、密度为480kg/m3的跑道垫材底层。
48.进一步地，将自制的聚氨酯跑道胶水摊铺于所述跑道垫材底层上，在面层上喷撒橡胶颗粒，制得跑道垫材面层。
49.实施例3
50.首先，按重量比，分别称量90kg官能度为2以及分子量为6000的聚醚多元醇、6kg乙二醇、3kg三乙醇胺、1kg延迟性金属类催化剂、3kg稳泡型硅油、12kg对苯二甲酸二辛酯、1.5kg水、90kg助剂和1kg铁红加入反应釜中，搅拌均匀，制得a组分，备用；接着，按重量比，分别称量38kg官能度为3以及分子量为6000的聚醚多元醇和62kg官能度为2的异氰酸酯加入反应釜中，搅拌并加热升温至65℃，反应4h，冷却，制得b组分，备用。
51.进一步地，将上述制得的a组分和b组分按100:40的比例放入聚氨酯灌注机储料罐中，通过灌注机混合搅拌，灌注到自制的生产设备流水线中，发泡，定型，再通过温度为60℃的熟化装置进行熟化，制得厚度为10mm、密度为450kg/m3的跑道垫材底层。
52.进一步地，将自制的聚氨酯跑道胶水摊铺于所述跑道垫材底层上，在面层上喷撒橡胶颗粒，制得跑道垫材面层。
53.将上述实施例1-3制得的聚氨酯跑道垫材，按照《gb/t 14833-2020合成材料运动场地面层》的标准进行测试，并将其物理化学性能与标准的跑道进行对比，其指标结果如下表所示：
54.表1
55.序号标准实施例1实施例2实施例3厚度mm≥1313.113.213
拉伸强度mpa≥0.50.50.520.51拉断伸长率％≥50605862冲击吸收％35-50404442垂直变形mm0.6-2.52.12.32.1
56.根据表1可知，由实施例1-3制得的聚氨酯跑道垫材均符合国家对跑道指标的要求。
57.综上所述，本发明中的聚氨酯跑道垫材是由a组分和b组分直接发泡而成，生产过程更加机械化，能够有效减少人工成本，并且，在符合国家指标的同时，其密度比传统工艺制备的材料密度更低，便于施工，进一步降低生产成本。
58.此外，传统工艺上使用的颗粒是通过废轮胎回收利用而来，这使得制备的跑道有一定的刺激性气味及毒性，而本发明的聚氨酯跑道垫材底层由原料混合发泡而成，无需再掺和轮胎橡胶等颗粒，且涂于底层上的自制聚氨酯胶水也是经过薄膜蒸发处理里面未反应的游离单体物质，没有刺激性气味，具有一定的环保型，更符合国家环保的要求，具有广阔的应用前景。
59.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。
60.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：1.一种聚氨酯跑道垫材，包括a组分和b组分，其特征在于，按重量份计，所述a组分包括聚醚多元醇60-90份、硬化剂2-8份、交联剂1-5份、催化剂1-5份、表面活性剂1-5份、增塑剂5-12份、发泡剂1-3份、助剂80-120份以及颜料1-4份，所述b组分包括聚醚多元醇25-40份和异氰酸酯60-80份。2.根据权利要求1所述的聚氨酯跑道垫材，其特征在于，所述a组分包括聚醚多元醇65-70份、硬化剂6-7份、交联剂2-3份、催化剂1-2份、表面活性剂2-3份、增塑剂8-9份、发泡剂1-2份、助剂80-90份以及颜料1-2份，所述b组分包括聚醚多元醇30-40份和异氰酸酯70-75份。3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯跑道垫材，其特征在于，在a组分中，所述聚醚多元醇的官能度为2-4，分子量为3000-7000。4.根据权利要求1或2或3所述的聚氨酯跑道垫材，其特征在于，在b组分中，所述聚醚多元醇的官能度为2-3，分子量为4000-6000，所述异氰酸酯的官能度为2-2.7。5.根据权利要求4所述的聚氨酯跑道垫材，其特征在于，所述硬化剂为乙二醇或丁二醇，所述交联剂为二乙醇胺或三乙醇胺，所述催化剂为强凝胶金属类催化剂或延迟性金属类催化剂中的一种或多种，所述表面活性剂为开孔型硅油或稳泡型硅油中的一种或多种，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯或碳酸丙烯酯中的一种或多种。6.一种根据权利要求1-5中任意一项所述的聚氨酯跑道垫材的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：s1：制备a组分：按配方质量比，分别称量聚醚多元醇、硬化剂、交联剂、催化剂、表面活性剂、增塑剂、发泡剂、助剂和颜料加入反应釜中，搅拌均匀，制得a组分备用；s2：制备b组分：按配方质量比，分别称量聚醚多元醇和异氰酸酯加入反应釜中，搅拌加热升温至60℃-80℃，反应2h-4h，冷却，制得b组分备用；s3：制备聚氨酯跑道垫材底层：将上述制备好的a组分和b组分按一定的比例放入聚氨酯灌注机储料罐中，通过灌注机混合搅拌，灌注到自制的生产设备流水线中，发泡，定厚，再通过熟化装置进行熟化，制得跑道垫材底层；s4：制备聚氨酯跑道垫材面层：将自制的聚氨酯跑道胶水摊铺于所述跑道垫材底层上，在面层上喷撒橡胶颗粒，制得跑道垫材面层。7.根据权利要求6所述的聚氨酯跑道垫材的生产工艺，其特征在于，在s3步骤中，所述a组分与所述b组分的添加比例为100:25-100:40。8.根据权利要求7所述的聚氨酯跑道垫材的生产工艺，其特征在于，所述熟化装置的温度为50℃-120℃。9.根据权利要求8所述的聚氨酯跑道垫材的生产工艺，其特征在于，所述聚氨酯跑道垫材底层的厚度为10mm
±
0.1mm，密度为4000kg/m
3-500kg/m3。
技术总结本发明涉及一种聚氨酯跑道垫材及其生产工艺，所述聚氨酯跑道垫材包括A组分和B组分，所述A组分包括聚醚多元醇60-90份、硬化剂2-8份、交联剂1-5份、催化剂1-5份、表面活性剂1-5份、增塑剂5-12份、发泡剂1-3份、助剂80-120份以及颜料1-4份，所述B组分包括聚醚多元醇25-40份和异氰酸酯60-80份；通过在本发明中的生产工艺，由A组分和B组分经过聚氨酯灌注机搅拌混合发泡直接制得相应厚度及密度的垫材，整个过程更加机械化，大大减少了人工成本；且通过该方法制得的聚氨酯跑道垫材密度比传统工艺制备的材料密度要低，从而进一步降低了生产成本；此外，本发明中的聚氨酯跑道垫材具有一定的环保性，更符合国家环保的要求，具有广阔的应用前景。应用前景。
技术研发人员：陈玉龙 陈翠颜
受保护的技术使用者：惠州市远安新材料有限公司
技术研发日：2022.04.11
技术公布日：2022/7/5
