一种环保型混合塑胶跑道及其制备方法与流程

本发明属于运动设施技术领域，具体涉及一种环保型混合塑胶跑道及其制备方法。

背景技术：

根据实际调查，整个惠东县每天约产生300t鞋业废料。鞋业边角料约占总用料量的20%-40%。惠东县大部分制鞋企业，对鞋业废料的管理较为简单粗暴，无成文的废品管理章程，对鞋业废料未进行分类存放，加大了废料后续处理的难度。本地鞋业废料处理方式较为单一，大部分外运处理，而本地无大型规模化的鞋业废料回收利用的企业。废料中仍有大部分可回收利用的废料被填埋处理。对于这种情况，政府应加强对企业的引导，组织协调相关部门，使鞋业废料的得到合理的处理处置，企业应改进生产工艺减少废料的产生量，制定鞋业废料管理制度，加强对鞋业废料的管理。合法焚烧发电、水泥窑协同处置或规划工业园区对鞋业废料进行资源化利用，走可持续发展路线是未来发展的方向。

制鞋废料中主要包括聚氨酯(pu)废料、乙烯与乙酸乙烯酯共聚物(eva)等，其中，聚氨酯(pu)废料主要以泡沫制品为主，有软质、硬质、半硬质泡沫。pu由于性能优良和用途广泛，发展十分迅速，其废弃物也越来越多，因此其废旧制品的回收利用不仅能有效保护环境，减少污染，而且能节省资源，变废为宝。一般说来，回收废旧聚氨酯的方法有物理法、化学法及能量回收。其中能量回收是对pu废料在一定条件下燃烧产生的大量热能进行回收，但同时在焚烧过程若燃料不完全将产生有毒有害气体造成二次污染，因而不宜采用。物理法简单易行，工艺成熟，但回收来的制品性能较差，只适合作低档产品，而且老化淘汰的更快。化学法回收技术工艺相对复杂，工业化成熟较晚，直到现在新的降解方法仍不断出现，有些降解方法仍处于实验室研究阶段，但最终回收物制得的泡沫性能较好。

乙烯与乙酸乙烯酯共聚物(eva)的交联发泡材料具有高柔韧性、抗冲击性、耐候和抗曝晒等优点，在隔音、减振、保温、玩具、运动鞋材料等领域有广泛的应用。eva废料具有一定的再利用价值，因此当地制鞋产业，对eva废料，已经有了比较成熟的回收路线。回收路线一般为将eva底板废料进行切割粉碎为大颗粒状废料，再进入双螺杆挤出机，融化、拉丝、冷却后切割成小颗粒状，可以作为重新生成eva底板的原材料，也可以作其他用途的原材料。

鞋业废料安全有效地处置已经是刻不容缓，需要尽快找出有效处置对策。目前露天堆放、露天焚烧、填埋等常用的几种处理方式均存在污染环境、损害生态、危害人群健康、浪费资源的问题。实施鞋业废料的资源化利用，尽可能保证可以回收利用的废料得到有效利用，在资源短缺、压力越来越大的情况下就显得尤为迫切。总之，实现鞋业废料的资源化利用，使之重新进入循环系统，才是建立清洁、绿色、环保、可持续发展的根本所在。

现有技术中，塑胶跑道在温度较高的天气下，容易受热膨胀，影响跑道的弹性以及运动的舒适性；同时塑胶跑道的回弹力的降低，也提高了运动员脚踝受伤的概率。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种以鞋材废料为主要原料制备的模块式环保型混合塑胶跑道，本发明采用鞋材废料代替epdm（三元乙丙）橡胶颗粒做为混合型跑道中的弹性填充料，既能够达到塑胶跑道弹性性能的要求，同时将部分鞋材废料变为可利用的资源，减少浪费以及处置中对环境的不利影响；并且组装方便，可有效降低受热膨胀对塑胶跑道弹性的影响。

本发明的技术方案为：

一种环保型混合塑胶跑道，其特征在于，包括上连接块、中间连接块、下连接块，所述中间连接块分别与上连接块、下连接块配合连接；所述上连接块包括第一安装板，所述第一安装板上依次设有第一弹性层、第二弹性层；所述第一安装板的一侧对称设有第一安装隔条；所述中间连接块包括连接板，所述连接板的两侧对称设有连接突块，所述连接突块分别与上连接块、下连接块配合连接；所述下连接块包括第二安装板，所述第二安装板上依次设有隔水层、底层；所述第二安装板的一侧对称设有第二安装隔条；所述第一弹性层为混合弹性层；所述第二弹性层与第一弹性层结构一致。

进一步的，所述第一弹性层包括以下重量份数组分：聚氨酯颗粒5-25、乙酸乙烯酯共聚物颗粒3-22、混合剂a15-28、混合剂b37-49、纳米磷酸铝分子筛8-15、氢化锌铁氧体陶瓷粉4-9。

本发明中，添加的纳米磷酸铝分子筛、氢化锌铁氧体陶瓷粉均为现有技术制备获得；所述纳米磷酸铝分子筛可以增加混合塑胶中颗粒之间的粘附性，提高其拉伸强度和垂直形变能力，氢化锌铁氧体陶瓷粉可提高混合塑胶的冲击吸收性能。通过纳米磷酸铝分子筛、氢化锌铁氧体陶瓷粉在组分中的协效复配，可显著提高弹性层的物理性能。

进一步的，所述聚氨酯颗粒的平均粒径为1-5mm。

进一步的，所述乙酸乙烯酯共聚物颗粒的平均粒径为1-5mm。

进一步的，所述混合剂a包括以下重量份数组分：异氰酸酯16-29、多元醇7-15、聚醚多元醇3-8、氯代植物油5-11、助剂2-5；

进一步的，所述混合剂b包括以下重量份数组分：聚醚多元醇11-19、氯代植物油13-22、醋酸乙酯6-18、偶联剂2-7、助剂4-9、高岭土5-12、石粉3-11、氧化铁红1-4。

进一步的，所述连接板内对称设有安装孔，所述安装孔连接有弹性连接条。本发明的各层之间可采用现有技术的铺设、涂布、组装等方式进行连接。

进一步的，所述第一安装隔条在第一安装板表面呈井字形排布，所述第一安装隔条之间分别形成第一安装槽、第二安装槽。

进一步的，所述第二安装隔条在第二安装板表面呈井字形排布，所述第二安装隔条之间分别形成第三安装槽、第四安装槽。

进一步的，所述第一安装槽与连接突块配合连接。

进一步的，所述第三安装槽与连接突块配合连接。

本发明中，通过第一安装槽与连接突块配合连接、第三安装槽与连接突块配合连接实现中间连接块分别与上连接块、下连接块的配合连接，再通过连接板内对称设置的安装孔，通过弹性连接条实现各个环保型混合塑胶跑道之间的连接，形成一整条跑道。所述弹性连接条、所述第一安装板、第二安装板、连接板均可采用现有技术的橡胶材料制备获得。

进一步的，所述第二安装槽、第四安装槽内分别对称排布有弹性块。本发明中，在所述第二安装槽、第四安装槽内形成流体通道，在高温的情况下，可在受到压力的情况下将流体向两侧排放，减小内部压力，保持内部稳定性。

进一步的，所述弹性块包括球形本体，所述球形本体表面对称设有弧形突块。

通过在第二安装槽、第四安装槽内排布弹性块。可以为环保型混合塑胶跑道内部提供有效的弹性支撑力和回弹力，通过弧形突块的设置，可以使得发生弹性形变的跑道内部更容易恢复，提供足够的弹性支撑力，有效降低高温条件下热形变对塑胶跑道的影响。

进一步的，所述底层为高强渗透型底漆层，所述底层是由高强渗透型底漆涂覆而成；所述隔水层为气凝胶层，具有优异的隔水绝热性能。通过隔水层的设置，可有效避免底部进水，同时可以达到很好的隔热效果，提高使用寿命。

一种上述环保型混合塑胶跑道的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1.分别粉碎聚氨酯颗粒、乙酸乙烯酯共聚物颗粒至设定的平均粒径；

s2.将混合剂a与混合剂b搅拌混合均匀；

s3.向步骤s2中得到的预混合浆料加入纳米磷酸铝分子筛、氢化锌铁氧体陶瓷粉，高速搅拌混合均质；

s4.向步骤s3中得到的混合浆料分别加入聚氨酯颗粒、乙酸乙烯酯共聚物颗粒，混合搅拌；

s5.倒模，制成第一弹性层、第二弹性层；

s6.分别压制上连接块、中间连接块、下连接块，将上连接块、中间连接块、下连接块分别组装形成塑胶跑道。

本发明的有益效果在于：

本发明以鞋材eva、pu废料替代epdm颗粒生产混合型塑胶跑道，有助于降低生产成本，将部分鞋材废料变为可利用的资源，减少浪费以及处置中对环境的不利影响。同时本发明的挥发物的含量以及甲苯+二甲苯指标、可溶性重金属铅的含量符合国家标准，是安全环保的混合塑胶跑道；本发明组装方便，可有效降低受热膨胀对塑胶跑道弹性的影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的局部结构示意图；

图3为本发明的局部结构示意图；

图4为本发明的局部结构示意图；

图5为本发明的局部结构示意图；

图6为本发明的局部结构示意图；

图7为本发明的局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种环保型混合塑胶跑道，其特征在于，包括上连接块1、中间连接块2、下连接块3，所述中间连接块分别与上连接块、下连接块配合连接；所述上连接块1包括第一安装板11，所述第一安装板上依次设有第一弹性层12、第二弹性层13；所述第一安装板的一侧对称设有第一安装隔条14；所述中间连接块2包括连接板21，所述连接板的两侧对称设有连接突块22，所述连接突块分别与上连接块、下连接块配合连接；所述下连接块3包括第二安装板31，所述第二安装板上依次设有隔水层32、底层33；所述第二安装板的一侧对称设有第二安装隔条34；所述第一弹性层为混合弹性层；所述第二弹性层与第一弹性层结构一致。

进一步的，所述第一弹性层包括以下重量份数组分：聚氨酯颗粒15、乙酸乙烯酯共聚物颗粒12、混合剂a18、混合剂b42、纳米磷酸铝分子筛13、氢化锌铁氧体陶瓷粉6。

进一步的，所述聚氨酯颗粒的平均粒径为3mm。

进一步的，所述乙酸乙烯酯共聚物颗粒的平均粒径为3mm。

进一步的，所述混合剂a包括以下重量份数组分：异氰酸酯21、多元醇11、聚醚多元醇5、氯代植物油7、助剂3；

进一步的，所述混合剂b包括以下重量份数组分：聚醚多元醇14、氯代植物油16、醋酸乙酯9、偶联剂5、助剂6、高岭土8、石粉7、氧化铁红2。

进一步的，所述连接板21内对称设有安装孔211，所述安装孔连接有弹性连接条4。本发明的各层之间可采用现有技术的铺设、涂布、组装等方式进行连接。

进一步的，所述第一安装隔条14在第一安装板表面呈井字形排布，所述第一安装隔条之间分别形成第一安装槽15、第二安装槽16。

进一步的，所述第二安装隔条34在第二安装板表面呈井字形排布，所述第二安装隔条之间分别形成第三安装槽35、第四安装槽36。

进一步的，所述第一安装槽与连接突块配合连接。

进一步的，所述第三安装槽与连接突块配合连接。

本发明中，通过第一安装槽与连接突块配合连接、第三安装槽与连接突块配合连接实现中间连接块分别与上连接块、下连接块的配合连接，再通过连接板内对称设置的安装孔，通过弹性连接条实现各个环保型混合塑胶跑道之间的连接，形成一整条跑道。所述弹性连接条、所述第一安装板、第二安装板、连接板均可采用现有技术的橡胶材料制备获得。

进一步的，所述第二安装槽、第四安装槽内分别对称排布有弹性块5。本发明中，在所述第二安装槽、第四安装槽内形成流体通道，在高温的情况下，可在受到压力的情况下将流体向两侧排放，减小内部压力，保持内部稳定性。

进一步的，所述弹性块包括球形本体，所述球形本体表面对称设有弧形突块51。

通过在第二安装槽、第四安装槽内排布弹性块。可以为环保型混合塑胶跑道内部提供有效的弹性支撑力和回弹力，通过弧形突块的设置，可以使得发生弹性形变的跑道内部更容易恢复，提供足够的弹性支撑力，有效降低高温条件下热形变对塑胶跑道的影响。

进一步的，所述底层为高强渗透型底漆层，所述底层是由高强渗透型底漆涂覆而成；所述隔水层为气凝胶层，具有优异的隔水绝热性能。通过隔水层的设置，可有效避免底部进水，同时可以达到很好的隔热效果，提高使用寿命。

一种上述环保型混合塑胶跑道的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1.分别粉碎聚氨酯颗粒、乙酸乙烯酯共聚物颗粒至设定的平均粒径；

s2.将混合剂a与混合剂b搅拌混合均匀；

s3.向步骤s2中得到的预混合浆料加入纳米磷酸铝分子筛、氢化锌铁氧体陶瓷粉，高速搅拌混合均质；

s4.向步骤s3中得到的混合浆料分别加入聚氨酯颗粒、乙酸乙烯酯共聚物颗粒，混合搅拌；

s5.倒模，制成第一弹性层、第二弹性层；

s6.分别压制上连接块、中间连接块、下连接块，将上连接块、中间连接块、下连接块分别组装形成塑胶跑道。

实施例2

本实施例提供一种与实施例1结构一致的环保型混合塑胶跑道，所不同的是，所述第一弹性层包括以下重量份数组分：聚氨酯颗粒25、乙酸乙烯酯共聚物颗粒22、混合剂a28、混合剂b49、纳米磷酸铝分子筛15、氢化锌铁氧体陶瓷粉9。

进一步的，所述聚氨酯颗粒的平均粒径为1mm。

进一步的，所述乙酸乙烯酯共聚物颗粒的平均粒径为1mm。

进一步的，所述混合剂a包括以下重量份数组分：异氰酸酯29、多元醇15、聚醚多元醇8、氯代植物油11、助剂5；

进一步的，所述混合剂b包括以下重量份数组分：聚醚多元醇19、氯代植物油22、醋酸乙酯18、偶联剂7、助剂9、高岭土12、石粉11、氧化铁红4。

实施例3

本实施例提供一种与实施例1结构一致的环保型混合塑胶跑道，所不同的是，所述第一弹性层包括以下重量份数组分：聚氨酯颗粒5、乙酸乙烯酯共聚物颗粒3、混合剂a15、混合剂b37、纳米磷酸铝分子筛8、氢化锌铁氧体陶瓷粉4。

进一步的，所述聚氨酯颗粒的平均粒径为5mm。

进一步的，所述乙酸乙烯酯共聚物颗粒的平均粒径为5mm。

进一步的，所述混合剂a包括以下重量份数组分：异氰酸酯16、多元醇7、聚醚多元醇3、氯代植物油5、助剂2；

进一步的，所述混合剂b包括以下重量份数组分：聚醚多元醇11、氯代植物油13、醋酸乙酯6、偶联剂2、助剂4、高岭土5、石粉3、氧化铁红1。

实施例4

本实施例提供一种与实施例1结构一致的环保型混合塑胶跑道，所不同的是，所述第一弹性层包括以下重量份数组分：聚氨酯颗粒17、乙酸乙烯酯共聚物颗粒15、混合剂a21、混合剂b43、纳米磷酸铝分子筛11、氢化锌铁氧体陶瓷粉6。

进一步的，所述聚氨酯颗粒的平均粒径为2mm。

进一步的，所述乙酸乙烯酯共聚物颗粒的平均粒径为2mm。

进一步的，所述混合剂a包括以下重量份数组分：异氰酸酯21、多元醇10、聚醚多元醇5、氯代植物油6、助剂4；

进一步的，所述混合剂b包括以下重量份数组分：聚醚多元醇15、氯代植物油17、醋酸乙酯11、偶联剂5、助剂6、高岭土8、石粉8、氧化铁红2。

实施例5

本实施例提供一种与实施例1结构一致的环保型混合塑胶跑道，所不同的是，所述第一弹性层包括以下重量份数组分：聚氨酯颗粒22、乙酸乙烯酯共聚物颗粒18、混合剂a24、混合剂b45、纳米磷酸铝分子筛13、氢化锌铁氧体陶瓷粉7。

进一步的，所述聚氨酯颗粒的平均粒径为2.5mm。

进一步的，所述乙酸乙烯酯共聚物颗粒的平均粒径为2.5mm。

进一步的，所述混合剂a包括以下重量份数组分：异氰酸酯26、多元醇12、聚醚多元醇7、氯代植物油9、助剂4；

进一步的，所述混合剂b包括以下重量份数组分：聚醚多元醇17、氯代植物油18、醋酸乙酯15、偶联剂5、助剂7、高岭土10、石粉8、氧化铁红3。

对比例1

本对比例提供一种与实施例1结构一致的环保型混合塑胶跑道，所不同的是，所述第一弹性层包括以下重量份数组分：聚氨酯颗粒15、乙酸乙烯酯共聚物颗粒12、混合剂a18、混合剂b42、氢化锌铁氧体陶瓷粉6。

进一步的，所述聚氨酯颗粒的平均粒径为3mm。

进一步的，所述乙酸乙烯酯共聚物颗粒的平均粒径为3mm。

进一步的，所述混合剂a包括以下重量份数组分：异氰酸酯21、多元醇11、聚醚多元醇5、氯代植物油7、助剂3；

进一步的，所述混合剂b包括以下重量份数组分：聚醚多元醇14、氯代植物油16、醋酸乙酯9、偶联剂5、助剂6、高岭土8、石粉7、氧化铁红2。

对比例2

本对比例提供一种与实施例1结构一致的环保型混合塑胶跑道，所不同的是，所述第一弹性层包括以下重量份数组分：聚氨酯颗粒15、乙酸乙烯酯共聚物颗粒12、混合剂a18、混合剂b42、纳米磷酸铝分子筛13。

进一步的，所述聚氨酯颗粒的平均粒径为3mm。

进一步的，所述乙酸乙烯酯共聚物颗粒的平均粒径为3mm。

进一步的，所述混合剂a包括以下重量份数组分：异氰酸酯21、多元醇11、聚醚多元醇5、氯代植物油7、助剂3；

进一步的，所述混合剂b包括以下重量份数组分：聚醚多元醇14、氯代植物油16、醋酸乙酯9、偶联剂5、助剂6、高岭土8、石粉7、氧化铁红2。

实施效果测试

将实施例1-4和对比例1-2中的第一弹性层切割成30mm×30mm×11mm的样品，对其物理性能进行测试，结果如下表所示。

表1混合型跑道物理性能检测结果表

经济可行性分析

经核实，本次实验所用生产设备，本发明的生产工艺均与添加epdm的混合型跑道和全塑型跑道基本没有不同，每批次生产时间，现场铺装、日常维护、保护等也基本相同，据专业人士预估，使用寿命也基本相同。由此，我们仅进行原料替代的经济成本核算。

已知，一个较为规范的周长为400m的塑胶跑道，其铺装面积约为7000m²，厚度约为13mm；进行废鞋材颗粒替代经济效益核算，具有明显的经济效益。

表2废鞋材颗粒替代经济效益核算

总之，用鞋材eva、pu废料替代epdm颗粒生产混合型塑胶跑道，有助于降低生产成本，将部分鞋材废料变为可利用的资源，减少浪费以及处置中对环境的不利影响。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。