本發(fā)明涉及體育運(yùn)動(dòng)用品技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種水性塑膠跑道及其制備方法。

背景技術(shù)：

塑膠跑道又稱全天候田徑運(yùn)動(dòng)跑道,是現(xiàn)代田徑場(chǎng)地中不可缺少的重要設(shè)施。與傳統(tǒng)的土質(zhì)跑道相比，其具有良好的彈性、防滑性、耐磨性、吸震性，場(chǎng)地護(hù)理容易，色彩鮮明，美觀整齊等優(yōu)點(diǎn)。鑒于上述優(yōu)點(diǎn)，塑膠跑道問(wèn)世不久即迅速被各田徑場(chǎng)地所采用，近年來(lái)一些大學(xué)、中學(xué)也在廣為使用。

現(xiàn)有授權(quán)公告號(hào)為cn201738213u的中國(guó)專利公開了一種塑膠跑道，其包括依次鋪設(shè)成型為一體的底層、基層和表層，所述底層由黑橡膠顆粒鋪設(shè)而成；基層設(shè)置在底層上表面，是由三元乙丙橡膠顆粒鋪設(shè)而成；所述的表層為噴涂在基層上表面的三元乙丙膠粒層。塑膠跑道的基層和表層之間通過(guò)分子間作用力粘合在一起，在使用的過(guò)程中，表層受到向后的作用力，基層為表層提供向前的作用力使表層達(dá)到受力平衡，當(dāng)表層受到較大的向后作用力時(shí)，基層不足以為表層提供足夠的向前作用力，此時(shí)表層的受力不平衡，表層就會(huì)脫離基層，進(jìn)而降低了塑膠跑道的使用壽命。

同時(shí)，國(guó)內(nèi)鋪設(shè)的塑膠跑道大多以油性聚氨酯為膠黏劑制備而成的聚氨酯塑膠跑道。隨著近期各省市接連爆出的塑膠跑道中毒事件的接連發(fā)生，環(huán)保塑膠跑道得到了全社會(huì)的廣泛關(guān)注。油性聚氨酯塑膠跑道中所使用的tdi、氯化石蠟、有機(jī)溶劑以及重金屬催化劑不僅會(huì)造成大氣污染而且還會(huì)造成水污染。這種油性聚氨酯材料，生產(chǎn)環(huán)節(jié)和施工環(huán)節(jié)以及使用環(huán)節(jié)均會(huì)對(duì)生產(chǎn)工人、施工人員以及跑道使用者的身體進(jìn)行毒害，此外油性聚氨酯膠黏劑在空氣濕度小、溫度低的天氣下無(wú)法固化。油性聚氨酯的環(huán)保問(wèn)題的解決刻不容緩，新型的環(huán)保塑膠跑道研究刻不容緩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種提供一種水性塑膠跑道，通過(guò)增強(qiáng)了表層和基層之間的連接強(qiáng)度，延長(zhǎng)了塑膠跑道的使用壽命，同時(shí)解決聚氨酯塑膠跑道存在的環(huán)境污染問(wèn)題，具體技術(shù)方案如下：

一種水性塑膠跑道，該水性塑膠跑道自上而下依次為表層、基層和底層，所述基層的上表面設(shè)有若干沿跑道橫向且貫通設(shè)置的錐齒，所述表層的下表面設(shè)有與所述錐齒相配合的齒片，所述錐齒和所述齒片插接。

優(yōu)選的，所述基層和表層之間設(shè)有用于增加兩者粘接強(qiáng)度的水性丙烯酸膠層。

優(yōu)選的，所述錐齒側(cè)面形狀為三角形，錐齒底面形狀為長(zhǎng)方形。

優(yōu)選的，所述表層包括如下重量份數(shù)組分：水泥6-10份、水性聚合物乳液14-22份、顏料0.2-0.4份、表層助劑0.05-0.15份、消泡劑0.2-0.6份，所述基層包括如下重量份數(shù)組分：水泥7-14份、水性聚合物乳液22-32份、基層助劑0.2-0.4份、表面活性劑2-4份，所述底層為混凝土或?yàn)r青結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述水泥為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥中的一種或兩種以上。

優(yōu)選的，所述基層助劑為混合質(zhì)量比為1:1:1的塑化劑、抗氧化劑及防毒劑的混合物；所述表層助劑為混合質(zhì)量比為1:1:1的塑化劑、抗氧化劑、抗紫外線劑及防毒劑的混合物。

優(yōu)選的，所述水性聚合物乳液為水性純丙烯乳液、水性硅丙乳液、水性氟碳乳液和水性vae乳液的一種。

優(yōu)選的，一種水性塑膠跑道的制備方法，其制備步驟方法為：

（1）基層的制備：將水泥、水性聚合物乳液按配比加入反應(yīng)器中，制攪拌速度為1000-1500rpm高速分散攪拌0.5-3h，然后緩慢加入基層助劑，繼續(xù)攪拌，0.5-1h，待分散均勻后，降低攪拌速度至400-600rpm，加入表面活性劑低速攪拌10min，攪拌均勻，攤鋪與底層上，并在常溫到45-55℃條件下固化而成；

（2）表層的制備：將水泥、水性聚合物乳液按配比加入反應(yīng)器中，控制攪拌速度為1000-1500rpm高速分散攪拌0.5-3h，逐步加入顏料，繼續(xù)攪拌0.5-3h，顏料分散均勻后，再緩慢表層助劑，此時(shí)繼續(xù)高速攪拌0.5-1h，待分散均勻后，降低攪拌速度至400-600rpm，加入消泡劑低速攪拌10min，然后將漿體均勻涂布在中固化的基層上，再噴撒epdm顆粒，固化表層。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的有益效果：

（1）本發(fā)明通過(guò)將基層和表層通過(guò)錐齒和齒片插接連接在一起，增加基層和表層的連接強(qiáng)度，當(dāng)表層受到較大的向后作用力時(shí)，基層可為表層提供足夠的向前作用力使表層受力平衡，進(jìn)而延長(zhǎng)了本發(fā)明水性塑膠跑道的使用壽命；

（2）本發(fā)明采用水性聚合物乳液作為粘結(jié)劑，將水泥加入到聚合物乳液之中增強(qiáng)了聚合物乳液成膜的強(qiáng)度，同時(shí)聚合物乳液改變了水泥脆性的特點(diǎn)，使水性聚合物乳液和水泥共同作用形成的膜結(jié)構(gòu)具有較高的強(qiáng)度，并有較好的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率，并且原料中不含重金屬或tdi等有毒物質(zhì)，綠色環(huán)保，進(jìn)而解決塑膠跑道環(huán)保問(wèn)題；

（3）本發(fā)明通過(guò)在基層和表層之間設(shè)有用于增加兩者粘接強(qiáng)度的水性丙烯酸膠層，防止由于表層中含有的顏色顆粒接觸到基層而導(dǎo)致此處部位的表層和基層沒(méi)有粘結(jié)一起的情況發(fā)生，進(jìn)一步增加了表層和基層的粘結(jié)強(qiáng)度，進(jìn)而延長(zhǎng)了本發(fā)明水性塑膠跑道的使用壽命。

附圖說(shuō)明

以下附圖僅對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。

圖1是本發(fā)明的水性塑膠跑道的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的剖視圖a-a；

圖中：1、表層；2、基層；3、底層；4、水性丙烯酸膠層。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種水性塑膠跑道，該水性塑膠跑道自上而下依次為表層1、基層2和底層3，所述基層2的上表面設(shè)有若干沿跑道橫向且貫通設(shè)置的錐齒，所述表層1的下表面設(shè)有與所述錐齒相配合的齒片，所述錐齒和所述齒片插接。

進(jìn)一步的，所述基層和表層之間設(shè)有用于增加兩者粘接強(qiáng)度的水性丙烯酸膠層4。

進(jìn)一步的，所述錐齒側(cè)面形狀為三角形，錐齒底面形狀為長(zhǎng)方形。

進(jìn)一步的，所述表層包括如下重量份數(shù)組分：水泥6-10份、水性聚合物乳液14-22份、顏料0.2-0.4份、表層助劑0.05-0.15份、消泡劑0.2-0.6份，所述基層包括如下重量份數(shù)組分：水泥7-14份、水性聚合物乳液22-32份、基層助劑0.2-0.4份、表面活性劑2-4份，所述底層為混凝土或?yàn)r青結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述水泥為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥中的一種或兩種以上。

進(jìn)一步的，所述基層助劑為混合質(zhì)量比為1:1:1的塑化劑、抗氧化劑及防毒劑的混合物；所述表層助劑為混合質(zhì)量比為1:1:1的塑化劑、抗氧化劑、抗紫外線劑及防毒劑的混合物。

進(jìn)一步的，所述水性聚合物乳液為水性純丙烯乳液、水性硅丙乳液、水性氟碳乳液和水性vae乳液的一種。

進(jìn)一步的，所述水性塑膠跑道的制備方法，包括如下步驟：

（1）基層的制備：將水泥、水性聚合物乳液按配比加入反應(yīng)器中，制攪拌速度為1000-1500rpm高速分散攪拌0.5-3h，然后緩慢加入基層助劑，繼續(xù)攪拌，0.5-1h，待分散均勻后，降低攪拌速度至400-600rpm，加入表面活性劑低速攪拌10min，攪拌均勻，攤鋪與底層上，并在常溫到45℃條件下固化而成表層的制備：將水泥、水性聚合物乳液按配。

（2）表層的制備：將水泥、水性聚合物乳液按配比加入反應(yīng)器中，控制攪拌速度為1000-1500rpm高速分散攪拌0.5-3h，逐步加入顏料，繼續(xù)攪拌0.5-3h，顏料分散均勻后，再緩慢表層助劑，此時(shí)繼續(xù)高速攪拌0.5-1h，待分散均勻后，降低攪拌速度至400-600rpm，加入消泡劑低速攪拌10min，然后將漿體均勻涂布在中固化的基層上，再噴撒epdm顆粒，固化表層。

實(shí)施例1：

所述表層包括如下重量份數(shù)組分：水泥6份、水性聚合物乳液14份、顏料0.2份、表層助劑0.05份、消泡劑0.2份，所述基層包括如下重量份數(shù)組分：水泥7份、水性聚合物乳液22份、基層助劑0.2份、表面活性劑2份，所述底層為混凝土或?yàn)r青結(jié)構(gòu)。

按照上述重量份數(shù)稱取各原料進(jìn)行備用，然后按照下述方法制取水性塑膠跑道：

（1）基層的制備：將水泥、水性聚合物乳液按配比加入反應(yīng)器中，制攪拌速度為1000rpm高速分散攪拌0.5h，然后緩慢加入基層助劑，繼續(xù)攪拌，0.5h，待分散均勻后，降低攪拌速度至400rpm，加入表面活性劑低速攪拌10min，攪拌均勻，攤鋪與底層上，并在常溫到45℃條件下固化而成；

（2）表層的制備：將水泥、水性聚合物乳液按配比加入反應(yīng)器中，控制攪拌速度為1000rpm高速分散攪拌0.5h，逐步加入顏料，繼續(xù)攪拌0.5h，顏料分散均勻后，再緩慢表層助劑，此時(shí)繼續(xù)高速攪拌0.5h，待分散均勻后，降低攪拌速度至400rpm，加入消泡劑低速攪拌10min，然后將漿體均勻涂布在中固化的基層上，再噴撒epdm顆粒，固化表層。

實(shí)施例2：

所述表層包括如下重量份數(shù)組分：水泥8.5份、水性聚合物乳液18份、顏料0.3份、表層助劑0.01份、消泡劑0.4份，所述基層包括如下重量份數(shù)組分：水泥10份、水性聚合物乳液25份、基層助劑0.3份、表面活性劑3份，所述底層為混凝土或?yàn)r青結(jié)構(gòu)。

按照上述重量份數(shù)稱取各原料進(jìn)行備用，然后按照下述方法制取水性塑膠跑道：

(1)基層的制備：將水泥、水性聚合物乳液按配比加入反應(yīng)器中，制攪拌速度為1200rpm高速分散攪拌2h，然后緩慢加入基層助劑，繼續(xù)攪拌，0.8h，待分散均勻后，降低攪拌速度至500rpm，加入表面活性劑低速攪拌10min，攪拌均勻，攤鋪與底層上，并在常溫到50℃條件下固化而成；

(2)表層的制備：將水泥、水性聚合物乳液按配比加入反應(yīng)器中，控制攪拌速度為1200rpm高速分散攪拌0.5-3h，逐步加入顏料，繼續(xù)攪拌2h，顏料分散均勻后，再緩慢表層助劑，此時(shí)繼續(xù)高速攪拌0.8h，待分散均勻后，降低攪拌速度至500rpm，加入消泡劑低速攪拌10min，然后將漿體均勻涂布在中固化的基層上，再噴撒epdm顆粒，固化表層。

實(shí)施例3：

所述表層包括如下重量份數(shù)組分：水泥10份、水性聚合物乳液22份、顏料0.4份、表層助劑0.15份、消泡劑0.6份，所述基層包括如下重量份數(shù)組分：水泥14份、水性聚合物乳液32份、基層助劑0.4份、表面活性劑4份，所述底層為混凝土或?yàn)r青結(jié)構(gòu)。

按照上述重量份數(shù)稱取各原料進(jìn)行備用，然后按照下述方法制取水性塑膠跑道：

（1）基層的制備：將水泥、水性聚合物乳液按配比加入反應(yīng)器中，制攪拌速度為1500rpm高速分散攪拌3h，然后緩慢加入基層助劑，繼續(xù)攪拌，1h，待分散均勻后，降低攪拌速度至600rpm，加入表面活性劑低速攪拌10min，攪拌均勻，攤鋪與底層上，并在常溫到55℃條件下固化而成；

（2）表層的制備：將水泥、水性聚合物乳液按配比加入反應(yīng)器中，控制攪拌速度為1500rpm高速分散攪拌3h，逐步加入顏料，繼續(xù)攪拌3h，顏料分散均勻后，再緩慢表層助劑，此時(shí)繼續(xù)高速攪拌1h，待分散均勻后，降低攪拌速度至600rpm，加入消泡劑低速攪拌10min，然后將漿體均勻涂布在中固化的基層上，再噴撒epdm顆粒，固化表層。

下面對(duì)上述3個(gè)實(shí)施例制備的水性塑膠跑道進(jìn)行性能檢驗(yàn)，其中進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)例1為采用申請(qǐng)公告號(hào)為cn101845785a所述的制備方法制得的水性塑膠跑道；對(duì)比實(shí)驗(yàn)例2為采用申請(qǐng)公告號(hào)為cn103388298a所述的制備方法制得的水性塑膠跑道；按照gb/14833《塑膠跑道》對(duì)試樣進(jìn)行裁剪和檢測(cè)，指標(biāo)要求和測(cè)試結(jié)果如表1所示：

由上述表格數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明制備的水性塑膠跑道的拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率、回彈率和壓縮復(fù)原率均優(yōu)于對(duì)比例求，并且高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使得本發(fā)明的水性塑膠跑道具有較高的強(qiáng)度并有較好的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率，拉伸強(qiáng)度大于1.42mpa，伸長(zhǎng)率大于190%，綜合性能較好。

本發(fā)明通過(guò)將基層和表層通過(guò)錐齒和齒片插接連接在一起，增加基層和表層的連接強(qiáng)度，當(dāng)表層受到較大的向后作用力時(shí)，基層可為表層提供足夠的向前作用力使表層受力平衡，進(jìn)而延長(zhǎng)了本發(fā)明水性塑膠跑道的使用壽命；同時(shí)，本發(fā)明采用水性聚合物乳液作為粘結(jié)劑，將水泥加入到聚合物乳液之中增強(qiáng)了聚合物乳液成膜的強(qiáng)度，同時(shí)聚合物乳液改變了水泥脆性的特點(diǎn)，使水性聚合物乳液和水泥共同作用形成的膜結(jié)構(gòu)具有較高的強(qiáng)度，并有較好的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率，并且原料中不含重金屬或tdi等有毒物質(zhì)，綠色環(huán)保，進(jìn)而解決塑膠跑道環(huán)保問(wèn)題。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。