一种环保透气型跑道及其施工方法与流程

本技术涉及塑胶跑道领域，更具体地说，它涉及一种环保透气型跑道及其施工方法。

背景技术：

1、塑胶跑道又称田径运动跑道，主要由聚氨酯橡胶等材料铺设而成，具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适当、物理性能稳定的特性，有利于运动员速度和技术的发挥，有效地提高运动成绩，降低摔伤率。

2、当前普遍铺设的tdi聚氨酯塑胶跑道，基础层大多为混凝土施工面，在基础层上设置胶面层，胶面层主要是由甲苯二异氰酸酯型聚氨酯、增塑剂、催化剂等原料构成，其原料内含有多种有毒有害化学物质，如果在铺设过程中，有毒物质反应不完全，这种塑胶跑道就会成为一个“毒气罐”，对环境和人体都带来很大的危害。且这种跑道透气性不佳，当高温环境下，地基中的水蒸气无法透过跑道迅速散发，跑道易发生鼓泡等损伤，维修时清理下来的废旧跑道材料毒性极大，且无法回收利用，会对环境造成更大的危害。

技术实现思路

1、为了提高跑道的透气性和环保性能，本技术提供一种环保透气型跑道及其施工方法。

2、第一方面，本技术提供一种环保透气型跑道，采用如下的技术方案：

3、一种环保透气型跑道，包括在基础层上自上而下依次设置的胶面层、弹性层和缓冲层，所述胶面层、弹性层和缓冲层的厚度比为15:20:18；所述胶面层包括自上而下依次设置的耐磨层、透气层和环保塑胶底层，所述耐磨层、透气层和环保塑胶底层的厚度比为1:1:3；

4、所述透气层包括以下重量份的原料：无溶剂单组分聚氨酯胶粘剂 60～70份；彩色三元乙丙橡胶颗粒 25～35份；抗氧剂1010 3～5份；有机硅防水剂 4～6份；碳纳米管 5～8份；苎麻纤维 3～5份；咖啡渣4～6份。

5、通过采用上述技术方案，胶面层作为跑道的最上层，是与人和空气直接接触的一层，由环保塑胶底层、透气层和耐磨层组成，均具有透气环保的作用。其中环保塑胶底层作为胶面层的基础，提供了支撑力和最大的功能特性，用料环保；透气层可以有效散发跑道铺设过程中的挥发物，进一步减少了污染损害，当高温天气时，水蒸气也可以通过透气层有效散发，减少了跑道损伤，从而降低了维修频率，进一步提高了环保性能；耐磨层则降低了跑道的磨损程度，进一步降低跑道维修频率，从而提高环保性能。

6、透气层的原料中，采用了环保的无溶剂单组分聚氨酯胶粘剂作为粘结材料和弹性基础，添加彩色三元乙丙橡胶颗粒增加其弹性和耐磨性，二者作为主要成分制备的层结构具有优异的疏水透气性能；抗氧剂和有机硅防水剂则作为功能助剂，提高透气层的抗老化能力和防水能力，以降低气候和水对材料的影响，碳纳米管、苎麻纤维和咖啡渣复配，碳纳米管与苎麻纤维均为中空结构，二者结合形成网状透气结构，多方向支撑，咖啡渣则填充在网状透气结构中空隙较大的位置，提供更多点状透气通道，三者复配，共同在透气层中形成了多维度的透气通道，且又有足够的支撑力，从而提高了跑道的透气性能，减少了水蒸气的聚集，降低了跑道的损伤。

7、胶面层下设置了弹性层，弹性层可以提高跑道的弹性和减震性能；弹性层下设置缓冲层，作为弹性层与基础层中间的层结构，缓冲层具有弹性和韧性，既可以有效减少跑道损伤对基础层的损害，也可以有效降低基础层受气候影响后的开裂等对跑道的损伤。

8、因此，获得了提高跑道的透气性和环保性能的效果。

9、可选的，所述透气层还包括以下重量份的原料：疏水改性多孔聚苯乙烯微球 6～8份；海藻酸钠 5～8份。

10、通过采用上述技术方案，透气层中还添加了疏水改性多孔聚苯乙烯微球和海藻酸钠，疏水改性多孔聚苯乙烯微球具有表面疏水性，且具有优异的孔隙，能有效阻水，可以减少水蒸汽在跑道中的聚集，还能有效促进水蒸气在透气层中的流动，可以沿着透气通道散发出去，当水蒸气较多时，海藻酸钠能够快速吸水并形成三维网络结构，提供大量的吸附位点以吸附疏水改性多孔聚苯乙烯微球，进一步促进水蒸气的流动和散发。

11、可选的，所述疏水改性多孔聚苯乙烯微球的制备方法如下：

12、清洗并干燥多孔聚苯乙烯微球，备用；

13、制备涂层溶液：在乙醇中加入少量醋酸溶液并搅拌均匀，缓慢加入硅烷偶联剂持续搅拌，直至溶液变澄清，加入聚四氟乙烯粉末，聚四氟乙烯粉末与多孔聚苯乙烯微球的重量份之比为1:2，再加入少量去离子水继续搅拌，使硅烷偶联剂发生部分水解反应，静置6小时，使硅烷偶联剂进一步水解并形成稳定的溶胶；

14、浸渍法涂覆涂层；涂层固化；清洗与后处理。

15、通过采用上述技术方案，在给多孔聚苯乙烯微球做表面疏水改性时，添加了聚四氟乙烯粉末，使得多孔聚苯乙烯微球表面粘结了较多的聚四氟乙烯粉末，可以有效提高疏水改性多孔聚苯乙烯微球的热稳定性，能进一步减少高温天气下水蒸气对其强度的影响，还能够有效提升疏水改性多孔聚苯乙烯微球的润滑性能，有助于疏水改性多孔聚苯乙烯微球在透气层中的分散，且提高跑道的耐磨损性能。

16、可选的，所述环保塑胶底层包括以下重量份的原料：无溶剂单组分聚氨酯胶粘剂60～70份；彩色三元乙丙橡胶颗粒 25～35份；细砂 5～8份；抗氧剂1010 3～5份；碳化硅粉‌ 3～5份；碳纳米管 5～8份；有机硅防水剂 4～6份；聚丙烯网状纤维 6～8份。

17、通过采用上述技术方案，环保塑胶底层中，碳纳米管提供透气通道，细砂、碳化硅粉和聚丙烯网状纤维的复配，提高了环保塑胶底层的拉伸强度和韧性，以对跑道提供更好的支撑力。

18、可选的，所述耐磨层包括以下重量份的原料：无溶剂单组分聚氨酯胶粘剂 60～70份；彩色三元乙丙橡胶颗粒 20～30份；纳米二氧化钛 6～8份；抗氧剂1010 3～5份；碳化硅粉‌ 3～5份；碳纳米管 5～8份。

19、通过采用上述技术方案，碳纳米管提供透气通道，纳米二氧化钛和碳化硅粉既能降低紫外线损伤，还能提供优异的机械强度，从而提高耐磨层的耐磨性。

20、可选的，所述缓冲层包括以下重量份的原料：sbs改性沥青 30～50份；彩色三元乙丙橡胶颗粒 15～20份；聚丙烯网状纤维 6～8份；硬脂酸钠5～10份；矿粉 10～20份；木质素纤维 8～12份。

21、通过采用上述技术方案，缓冲层采用sbs改性沥青作为主要粘结材料和支撑材料，聚丙烯网状纤维和木质素纤维复配，以提高缓冲层的强度和透气性。

22、可选的，所述弹性层包括以下重量份的原料：无溶剂单组分聚氨酯胶粘剂 50～70份；彩色三元乙丙橡胶颗粒 10～20份；微发泡tpu颗粒 20～25份；硅酸钙 6～8份；中空玻璃微珠 6～8份；聚丙烯腈纤维 5～8份。

23、通过采用上述技术方案，弹性层中，采用微发泡tpu颗粒来替代部分彩色三元乙丙橡胶颗粒，有效提升了弹性层的弹性和韧性，聚丙烯腈纤维具有优异的疏水性，能够在弹性层中作为网状刚性支撑，硅酸钙能够吸收水分，以缓解水分上升而影响到胶面层的情况，中空玻璃微珠和微发泡tpu颗粒沿着聚丙烯腈纤维分布，能够产生透气通道，以提高跑道的透气性能。

24、第二方面，本技术提供一种环保透气型跑道的施工方法，采用如下的技术方案：

25、一种环保透气型跑道的施工方法，包括以下步骤：

26、（1）基层清理与验收：施工前，基层的承载力、平整度、坡度应验收合格且无较大裂缝，基层表面应干燥、干净；

27、（2）分别制备胶面层、弹性层和缓冲层的材料，备用；

28、（3）在基层上摊铺缓冲层，固化后再摊铺弹性层，待其自然固化；每层固化后需进行打磨、找平等处理；

29、（4）在弹性层上喷涂环保塑胶底层，固化后喷涂透气层，透气层固化后喷涂耐磨层，待其自然固化；每层固化后需进行打磨、找平等处理。

30、通过采用上述技术方案，采用上述施工方法，施工后的跑道具有优异的透气性能和环保性能。

31、综上所述，本技术具有以下有益效果：

32、1、由于本技术添加透气层，透气层中采用环保的无溶剂单组分聚氨酯胶粘剂作为粘结材料和弹性基础，添加彩色三元乙丙橡胶颗粒增加其弹性和耐磨性，二者作为主要成分制备的层结构具有优异的疏水透气性能；抗氧剂和有机硅防水剂则作为功能助剂，提高透气层的抗老化能力和防水能力，以降低气候和水对材料的影响，碳纳米管、苎麻纤维和咖啡渣复配，共同在透气层中形成了多维度的透气通道，且又有足够的支撑力，从而提高了跑道的透气性能，减少了水蒸气的聚集，降低了跑道的损伤。获得了提高跑道的透气性和环保性能的效果。

33、2、本技术中优选采用疏水改性多孔聚苯乙烯微球和海藻酸钠，海藻酸钠能够快速吸水并形成三维网络结构，提供大量的吸附位点以吸附疏水改性多孔聚苯乙烯微球，能有效阻水，可以减少水蒸汽在跑道中的聚集，还能有效促进水蒸气在透气层中的流动，可以沿着透气通道散发出去。获得了提高跑道的透气性和环保性的效果。

34、3、本技术的施工方法，施工后的跑道具有优异的透气性和环保性能。