技术领域：
本发明涉及塑胶跑道，具体涉及一种基于水可乳化异氰酸酯的水性跑道。
背景技术：
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塑胶跑道又称全天候田径运动跑道，常由聚氨酯预聚体、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、硬度弹性适当、外观舒适、性能稳定等特性。近年全国各地相继爆发了“毒跑道”事件，刺激了民众环保、安全意识的觉醒，推动学校、场馆运营者、地方政府开始真正严格监督落实跑道的环保要求，水性跑道由于水性环保，在生产、铺装和使用过程中不使用任何有机溶剂，只使用水作为稀释剂，无voc排放，可以完全满足最新的环保要求，得到了行业重视。但是现有的水性跑道技术存在固化速度太慢、固化后跑道物理性能难以达到国标物理指标要求等问题。为了解决上述技术问题，特提出一种新的技术方案，该水性跑道技术方案可以快速固化，减少施工单位的质量风险并提高施工效率；固化后物理性能可以达到跑道国标gb/t14833-2011要求的物理性能。
技术实现要素：
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本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种基于水可乳化异氰酸酯的水性跑道。
本发明采用的技术方案为：一种基于水可乳化异氰酸酯的水性跑道，该跑道包括具有高弹性的异氰酸酯预聚体的a组份及合成水性跑道的b组份，所述的具有高弹性的异氰酸酯预聚体的a组份及各组份的重量分数为：聚醚多元醇300030-50份、聚醚多元醇200010-20份、聚醚胺ed6001-10份、氯代棕榈油甲酯1-15份、tdi0-10份、mdi0-10份、hdi0-10份、有机铋催化剂0-0.2份、dmba1-5份、slimerncodi-1001-5份、dmdee0-1份及抗紫外线剂0-1份；所述的合成水性跑道的b组份及各组份的重量分数为：水4-15份、分散剂0.01-1份、木质纤维素增稠剂0.01-1份、消泡剂0.01-1份、ph调节剂0.01-1份、三乙胺0.01-1份、钛白粉0.01-5份、木质纤维素0.01-2份、高岭土1-20份、活性碳酸钙1-20份、羟基丙烯酸乳液1-25份、聚氨酯分散液1-30份、铁红色浆1-25份、氯代棕榈油甲酯1-20份及消泡剂0.01-1份。
所述的tdi为甲苯二异氰酸酯；mdi为二苯基甲烷二异氰酸酯；hdi为六亚甲基二异氰酸酯；dmba为二羟甲基丁酸，是带羧酸基团的扩链剂；slimerncodi-100是nco封端的有机硅预聚物；dmdee的化学式为c12h24n2o2，作用是中和剂和催干剂。
所述的具有高弹性的异氰酸酯预聚体的a组份的合成工艺为：在四口烧瓶中投入40份聚醚多元醇3000、15份聚醚多元醇2000、5份聚醚胺ed600和5份氯代棕榈油甲酯，开启搅拌装置进行搅拌，并通过加热装置加热到105度，同时通过真空机抽真空60分钟，然后通过降温装置将温度降到85度，投入3份tdi，使四口烧瓶的温度保持在75-85度之间反应2小时，再投入8份mdi，反应1小时，投入12份hdi、0.03份有机铋催化剂保持温度75-85度反应2小时，得到聚氨酯预聚体；继续投入3份dmba，保持温度75-85度反应3小时，为聚氨酯预聚体接枝可以水性化的羧酸基团，通过降温装置将温度降温60度以下，将温后投入8份slimerncodi-100即双异氰酸酯封端的有机硅预聚体，固化后可以提高强度和耐水性,0.5份dmdee即羧酸基团的中和剂(又是hdi的固化促进剂)和0.5份抗紫外线添加剂，通过搅拌装置搅拌均匀后出料包装得到100份完全不含溶剂的、水可乳化的具有高弹性的异氰酸酯预聚体的a组份，异氰酸酯含量为6.2％。
所述的合成水性跑道的b组份的合成工艺为：在干净搅拌杯内，加入11.3份水、0.38份分散剂、0.19份木质纤维素增稠剂和0.09份消泡剂，开启搅拌装置进行搅拌，混合10分钟，确保木质纤维素增稠剂溶解完全；继续加入0.19份ph调节剂、0.09份三乙胺，搅拌混合3分钟；继续加入2.45份钛白粉、0.56份木质纤维素、9.41份高岭土、9.41份活性碳酸钙，高速搅拌30分钟，确保混合均匀；继续加入18.83份羟基丙烯酸乳液、18.83份聚氨酯分散液、18.83份铁红色浆、9.41份氯代棕榈油甲酯、0.04份消泡剂，搅拌混合20分钟，得到100份合成水性跑道的b组份。
本发明的有益效果为：水性跑道由于水性环保，在生产、铺装和使用过程中不使用任何有机溶剂，只使用水作为稀释剂，无voc排放，可以完全满足最新的环保要求；可以快速固化，减少施工单位的质量风险并提高施工效率；可以达到跑道国标gb/t14833-2011要求的物理性能。
具体实施方式：
结合具体实施例对本发明进行进一步说明：
实施例一：
一种基于水可乳化异氰酸酯的水性跑道，该跑道包括具有高弹性的异氰酸酯预聚体的a组份及合成水性跑道的b组份，所述的具有高弹性的异氰酸酯预聚体的a组份及各组份的重量分数为：聚醚多元醇300030份、聚醚多元醇200010份、聚醚胺ed6001份、氯代棕榈油甲酯1份、tdi0份、mdi0份、hdi0份、有机铋催化剂0份、dmba1份、slimerncodi-1001份、dmdee0份及抗紫外线剂0份；所述的合成水性跑道的b组份及各组份的重量分数为：水4份、分散剂0.01份、木质纤维素增稠剂0.01份、消泡剂0.01份、ph调节剂0.01份、三乙胺0.01份、钛白粉0.01份、木质纤维素0.01份、高岭土1份、活性碳酸钙1份、羟基丙烯酸乳液1份、聚氨酯分散液1份、铁红色浆1份、氯代棕榈油甲酯1份及消泡剂0.01份。实施例二：
一种基于水可乳化异氰酸酯的水性跑道，该跑道包括具有高弹性的异氰酸酯预聚体的a组份及合成水性跑道的b组份，所述的具有高弹性的异氰酸酯预聚体的a组份及各组份的重量分数为：聚醚多元醇300040份、聚醚多元醇200015份、聚醚胺ed6005份、氯代棕榈油甲酯8份、tdi5份、mdi5份、hdi5份、有机铋催化剂0.1份、dmba2.5份、slimerncodi-1002.5份、dmdee0.5份及抗紫外线剂0.5份；所述的合成水性跑道的b组份及各组份的重量分数为：水9份、分散剂0.05份、木质纤维素增稠剂0.05份、消泡剂0.05份、ph调节剂0.05份、三乙胺0.05份、钛白粉3份、木质纤维素1份、高岭土10份、活性碳酸钙10份、羟基丙烯酸乳液15份、聚氨酯分散液15份、铁红色浆15份、氯代棕榈油甲酯10份及消泡剂0.05份。
实施例三：
一种基于水可乳化异氰酸酯的水性跑道，该跑道包括具有高弹性的异氰酸酯预聚体的a组份及合成水性跑道的b组份，所述的具有高弹性的异氰酸酯预聚体的a组份及各组份的重量分数为：聚醚多元醇300050份、聚醚多元醇200020份、聚醚胺ed60010份、氯代棕榈油甲酯15份、tdi10份、mdi10份、hdi10份、有机铋催化剂0.2份、dmba5份、slimerncodi-1005份、dmdee1份及抗紫外线剂1份；所述的合成水性跑道的b组份及各组份的重量分数为：水15份、分散剂1份、木质纤维素增稠剂1份、消泡剂1份、ph调节剂1份、三乙胺1份、钛白粉5份、木质纤维素2份、高岭土20份、活性碳酸钙20份、羟基丙烯酸乳液25份、聚氨酯分散液30份、铁红色浆25份、氯代棕榈油甲酯20份及消泡剂1份。
水性跑道的铺装的过程中先铺装水性跑道弹性层，再铺装水性跑道面层，其中水性跑道弹性层的铺装方式为：在跑道铺装现场，将以上所制取的水性跑道a组份和b组份按比例1:3搅拌混合均匀，摊铺在混凝土或沥青基础表面，摊铺厚度12mm,固化后得到12mm厚度的水性跑道弹性层；水性跑道面层的铺装方式为：将以上所制取的水性跑道a组份和b组份按比例1:2搅拌混合均匀，掺混总量25％的红色epdm橡胶颗粒、10％红色epdm橡胶粉，搅拌均匀后，使用跑道专用喷枪在跑道弹性层表面进行喷涂，喷涂厚度1-2mm,固化后得到1-2mm厚度的水性跑道面层。
本发明专利具有以下特点：1、所合成的水性异氰酸酯预聚体用做跑道胶粘剂，零voc排放；该预聚体合成过程不需要添加任何溶剂，使用施工时，也不需要溶剂，无voc排放；传统的跑道胶粘剂由于粘度太高，必须使用溶剂稀释才能达到合适的施工粘度，导致大量voc排放；2、所合成的水性异氰酸酯预聚体有很好的弹性；合成的水性异氰酸酯预聚体，具有很高的弹性，分子量高，作为主体胶粘剂树脂固化剂使用，即可以直接与水反应交联固化，也可以同b组份中含羟基树脂反应固化，可以制成高弹性的橡胶体；3、所合成的水性异氰酸酯预聚体成膜后有很好的耐水性；水性跑道使用聚氨酯分散体(pud)作为胶粘剂的成膜物质，由于pud是高分子乳液分散体，为了得到较好的水乳化性，必须添加很高比例的亲水基团，pud的成膜过程是物理成膜(水挥发成膜)，树脂中亲水基团并没有反应或消除，再次遇水时，亲水基团可以重新溶入水中，导致胶膜发白、物理性能下降；该合成的水性异氰酸酯预聚体成膜过程是化学反应交联成膜，乳液成膜的同时，所含羟基与固化剂交联反应成网状结构的弹性体，耐水性大幅提高，而且该水性异氰酸酯预聚体中添加了部分端异氰酸酯的有机硅树脂，该有机硅树脂通过化学交联反应进入网状结构的弹性体，更进一步提高了弹性体的耐水性；4、配方中不使用成膜助剂，而是使用氯代棕榈油甲酯，该物质为生物质绿色材料，即能帮助乳液成膜，又具有阻燃性能，还是聚氨酯材料优良的增塑剂；5、在a组份聚合时添加了dmba，单a组保存过程中并没有用胺中和，而是在同b组份混合时被b组份中三乙胺中和乳化，并在高速搅拌过程中迅速乳化，桶b组份形成共乳液。
使用效果实验：
本研究通过3个塑胶跑道场地进行测试，考察该基于水可乳化异氰酸酯的水性跑道各方面的效果。物理性能检测按照gb/t14833-2011进行检测；有害物质含量按照上海市t310101002-c003-2016团体标准进行检测；固化时间按照户外跑道施工惯例(常温下，施工后10小时内可以上人进行第二道施工)。
综上所述，本发明其不仅可以有效的解决拉伸强度、冲击吸收、垂直变形、阻燃值、检测毒性和固化速度问题，且使用安全和健康。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变和变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。