技術領域：

本發(fā)明涉及塑膠跑道，具體涉及一種基于水可乳化異氰酸酯的水性跑道。

背景技術：
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塑膠跑道又稱全天候田徑運動跑道，常由聚氨酯預聚體、混合聚醚、廢輪胎橡膠、epdm橡膠粒或pu顆粒、顏料、助劑、填料組成。塑膠跑道具有平整度好、硬度彈性適當、外觀舒適、性能穩(wěn)定等特性。近年全國各地相繼爆發(fā)了“毒跑道”事件，刺激了民眾環(huán)保、安全意識的覺醒，推動學校、場館運營者、地方政府開始真正嚴格監(jiān)督落實跑道的環(huán)保要求，水性跑道由于水性環(huán)保，在生產(chǎn)、鋪裝和使用過程中不使用任何有機溶劑，只使用水作為稀釋劑，無voc排放，可以完全滿足最新的環(huán)保要求，得到了行業(yè)重視。但是現(xiàn)有的水性跑道技術存在固化速度太慢、固化后跑道物理性能難以達到國標物理指標要求等問題。為了解決上述技術問題，特提出一種新的技術方案，該水性跑道技術方案可以快速固化，減少施工單位的質(zhì)量風險并提高施工效率；固化后物理性能可以達到跑道國標gb/t14833-2011要求的物理性能。

技術實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的不足之處，而提供一種基于水可乳化異氰酸酯的水性跑道。

本發(fā)明采用的技術方案為：一種基于水可乳化異氰酸酯的水性跑道，該跑道包括具有高彈性的異氰酸酯預聚體的a組份及合成水性跑道的b組份，所述的具有高彈性的異氰酸酯預聚體的a組份及各組份的重量分數(shù)為：聚醚多元醇300030-50份、聚醚多元醇200010-20份、聚醚胺ed6001-10份、氯代棕櫚油甲酯1-15份、tdi0-10份、mdi0-10份、hdi0-10份、有機鉍催化劑0-0.2份、dmba1-5份、slimerncodi-1001-5份、dmdee0-1份及抗紫外線劑0-1份；所述的合成水性跑道的b組份及各組份的重量分數(shù)為：水4-15份、分散劑0.01-1份、木質(zhì)纖維素增稠劑0.01-1份、消泡劑0.01-1份、ph調(diào)節(jié)劑0.01-1份、三乙胺0.01-1份、鈦白粉0.01-5份、木質(zhì)纖維素0.01-2份、高嶺土1-20份、活性碳酸鈣1-20份、羥基丙烯酸乳液1-25份、聚氨酯分散液1-30份、鐵紅色漿1-25份、氯代棕櫚油甲酯1-20份及消泡劑0.01-1份。

所述的tdi為甲苯二異氰酸酯；mdi為二苯基甲烷二異氰酸酯；hdi為六亞甲基二異氰酸酯；dmba為二羥甲基丁酸，是帶羧酸基團的擴鏈劑；slimerncodi-100是nco封端的有機硅預聚物；dmdee的化學式為c12h24n2o2，作用是中和劑和催干劑。

所述的具有高彈性的異氰酸酯預聚體的a組份的合成工藝為：在四口燒瓶中投入40份聚醚多元醇3000、15份聚醚多元醇2000、5份聚醚胺ed600和5份氯代棕櫚油甲酯，開啟攪拌裝置進行攪拌，并通過加熱裝置加熱到105度，同時通過真空機抽真空60分鐘，然后通過降溫裝置將溫度降到85度，投入3份tdi，使四口燒瓶的溫度保持在75-85度之間反應2小時，再投入8份mdi，反應1小時，投入12份hdi、0.03份有機鉍催化劑保持溫度75-85度反應2小時，得到聚氨酯預聚體；繼續(xù)投入3份dmba，保持溫度75-85度反應3小時，為聚氨酯預聚體接枝可以水性化的羧酸基團，通過降溫裝置將溫度降溫60度以下，將溫后投入8份slimerncodi-100即雙異氰酸酯封端的有機硅預聚體，固化后可以提高強度和耐水性,0.5份dmdee即羧酸基團的中和劑(又是hdi的固化促進劑)和0.5份抗紫外線添加劑，通過攪拌裝置攪拌均勻后出料包裝得到100份完全不含溶劑的、水可乳化的具有高彈性的異氰酸酯預聚體的a組份，異氰酸酯含量為6.2％。

所述的合成水性跑道的b組份的合成工藝為：在干凈攪拌杯內(nèi)，加入11.3份水、0.38份分散劑、0.19份木質(zhì)纖維素增稠劑和0.09份消泡劑，開啟攪拌裝置進行攪拌，混合10分鐘，確保木質(zhì)纖維素增稠劑溶解完全；繼續(xù)加入0.19份ph調(diào)節(jié)劑、0.09份三乙胺，攪拌混合3分鐘；繼續(xù)加入2.45份鈦白粉、0.56份木質(zhì)纖維素、9.41份高嶺土、9.41份活性碳酸鈣，高速攪拌30分鐘，確?；旌暇鶆?；繼續(xù)加入18.83份羥基丙烯酸乳液、18.83份聚氨酯分散液、18.83份鐵紅色漿、9.41份氯代棕櫚油甲酯、0.04份消泡劑，攪拌混合20分鐘，得到100份合成水性跑道的b組份。

本發(fā)明的有益效果為：水性跑道由于水性環(huán)保，在生產(chǎn)、鋪裝和使用過程中不使用任何有機溶劑，只使用水作為稀釋劑，無voc排放，可以完全滿足最新的環(huán)保要求；可以快速固化，減少施工單位的質(zhì)量風險并提高施工效率；可以達到跑道國標gb/t14833-2011要求的物理性能。

具體實施方式：

結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步說明：

實施例一：

一種基于水可乳化異氰酸酯的水性跑道，該跑道包括具有高彈性的異氰酸酯預聚體的a組份及合成水性跑道的b組份，所述的具有高彈性的異氰酸酯預聚體的a組份及各組份的重量分數(shù)為：聚醚多元醇300030份、聚醚多元醇200010份、聚醚胺ed6001份、氯代棕櫚油甲酯1份、tdi0份、mdi0份、hdi0份、有機鉍催化劑0份、dmba1份、slimerncodi-1001份、dmdee0份及抗紫外線劑0份；所述的合成水性跑道的b組份及各組份的重量分數(shù)為：水4份、分散劑0.01份、木質(zhì)纖維素增稠劑0.01份、消泡劑0.01份、ph調(diào)節(jié)劑0.01份、三乙胺0.01份、鈦白粉0.01份、木質(zhì)纖維素0.01份、高嶺土1份、活性碳酸鈣1份、羥基丙烯酸乳液1份、聚氨酯分散液1份、鐵紅色漿1份、氯代棕櫚油甲酯1份及消泡劑0.01份。實施例二：

一種基于水可乳化異氰酸酯的水性跑道，該跑道包括具有高彈性的異氰酸酯預聚體的a組份及合成水性跑道的b組份，所述的具有高彈性的異氰酸酯預聚體的a組份及各組份的重量分數(shù)為：聚醚多元醇300040份、聚醚多元醇200015份、聚醚胺ed6005份、氯代棕櫚油甲酯8份、tdi5份、mdi5份、hdi5份、有機鉍催化劑0.1份、dmba2.5份、slimerncodi-1002.5份、dmdee0.5份及抗紫外線劑0.5份；所述的合成水性跑道的b組份及各組份的重量分數(shù)為：水9份、分散劑0.05份、木質(zhì)纖維素增稠劑0.05份、消泡劑0.05份、ph調(diào)節(jié)劑0.05份、三乙胺0.05份、鈦白粉3份、木質(zhì)纖維素1份、高嶺土10份、活性碳酸鈣10份、羥基丙烯酸乳液15份、聚氨酯分散液15份、鐵紅色漿15份、氯代棕櫚油甲酯10份及消泡劑0.05份。

實施例三：

一種基于水可乳化異氰酸酯的水性跑道，該跑道包括具有高彈性的異氰酸酯預聚體的a組份及合成水性跑道的b組份，所述的具有高彈性的異氰酸酯預聚體的a組份及各組份的重量分數(shù)為：聚醚多元醇300050份、聚醚多元醇200020份、聚醚胺ed60010份、氯代棕櫚油甲酯15份、tdi10份、mdi10份、hdi10份、有機鉍催化劑0.2份、dmba5份、slimerncodi-1005份、dmdee1份及抗紫外線劑1份；所述的合成水性跑道的b組份及各組份的重量分數(shù)為：水15份、分散劑1份、木質(zhì)纖維素增稠劑1份、消泡劑1份、ph調(diào)節(jié)劑1份、三乙胺1份、鈦白粉5份、木質(zhì)纖維素2份、高嶺土20份、活性碳酸鈣20份、羥基丙烯酸乳液25份、聚氨酯分散液30份、鐵紅色漿25份、氯代棕櫚油甲酯20份及消泡劑1份。

水性跑道的鋪裝的過程中先鋪裝水性跑道彈性層，再鋪裝水性跑道面層，其中水性跑道彈性層的鋪裝方式為：在跑道鋪裝現(xiàn)場，將以上所制取的水性跑道a組份和b組份按比例1:3攪拌混合均勻，攤鋪在混凝土或瀝青基礎表面，攤鋪厚度12mm,固化后得到12mm厚度的水性跑道彈性層；水性跑道面層的鋪裝方式為：將以上所制取的水性跑道a組份和b組份按比例1:2攪拌混合均勻，摻混總量25％的紅色epdm橡膠顆粒、10％紅色epdm橡膠粉，攪拌均勻后，使用跑道專用噴槍在跑道彈性層表面進行噴涂，噴涂厚度1-2mm,固化后得到1-2mm厚度的水性跑道面層。

本發(fā)明專利具有以下特點：1、所合成的水性異氰酸酯預聚體用做跑道膠粘劑，零voc排放；該預聚體合成過程不需要添加任何溶劑，使用施工時，也不需要溶劑，無voc排放；傳統(tǒng)的跑道膠粘劑由于粘度太高，必須使用溶劑稀釋才能達到合適的施工粘度，導致大量voc排放；2、所合成的水性異氰酸酯預聚體有很好的彈性；合成的水性異氰酸酯預聚體，具有很高的彈性，分子量高，作為主體膠粘劑樹脂固化劑使用，即可以直接與水反應交聯(lián)固化，也可以同b組份中含羥基樹脂反應固化，可以制成高彈性的橡膠體；3、所合成的水性異氰酸酯預聚體成膜后有很好的耐水性；水性跑道使用聚氨酯分散體(pud)作為膠粘劑的成膜物質(zhì)，由于pud是高分子乳液分散體，為了得到較好的水乳化性，必須添加很高比例的親水基團，pud的成膜過程是物理成膜(水揮發(fā)成膜)，樹脂中親水基團并沒有反應或消除，再次遇水時，親水基團可以重新溶入水中，導致膠膜發(fā)白、物理性能下降；該合成的水性異氰酸酯預聚體成膜過程是化學反應交聯(lián)成膜，乳液成膜的同時，所含羥基與固化劑交聯(lián)反應成網(wǎng)狀結構的彈性體，耐水性大幅提高，而且該水性異氰酸酯預聚體中添加了部分端異氰酸酯的有機硅樹脂，該有機硅樹脂通過化學交聯(lián)反應進入網(wǎng)狀結構的彈性體，更進一步提高了彈性體的耐水性；4、配方中不使用成膜助劑，而是使用氯代棕櫚油甲酯，該物質(zhì)為生物質(zhì)綠色材料，即能幫助乳液成膜，又具有阻燃性能，還是聚氨酯材料優(yōu)良的增塑劑；5、在a組份聚合時添加了dmba，單a組保存過程中并沒有用胺中和，而是在同b組份混合時被b組份中三乙胺中和乳化，并在高速攪拌過程中迅速乳化，桶b組份形成共乳液。

使用效果實驗：

本研究通過3個塑膠跑道場地進行測試，考察該基于水可乳化異氰酸酯的水性跑道各方面的效果。物理性能檢測按照gb/t14833-2011進行檢測；有害物質(zhì)含量按照上海市t310101002-c003-2016團體標準進行檢測；固化時間按照戶外跑道施工慣例(常溫下，施工后10小時內(nèi)可以上人進行第二道施工)。

綜上所述，本發(fā)明其不僅可以有效的解決拉伸強度、沖擊吸收、垂直變形、阻燃值、檢測毒性和固化速度問題，且使用安全和健康。

對于本領域的技術人員來說，可根據(jù)以上技術方案以及構思，做出其他各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變和變形都應該屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍之內(nèi)。