本發明涉及體育運動用品技術領域，特別地，涉及一種水性塑膠跑道及其制備方法。

背景技術：

塑膠跑道又稱全天候田徑運動跑道,是現代田徑場地中不可缺少的重要設施。與傳統的土質跑道相比，其具有良好的彈性、防滑性、耐磨性、吸震性，場地護理容易，色彩鮮明，美觀整齊等優點。鑒于上述優點，塑膠跑道問世不久即迅速被各田徑場地所采用，近年來一些大學、中學也在廣為使用。

現有授權公告號為cn201738213u的中國專利公開了一種塑膠跑道，其包括依次鋪設成型為一體的底層、基層和表層，所述底層由黑橡膠顆粒鋪設而成；基層設置在底層上表面，是由三元乙丙橡膠顆粒鋪設而成；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分子間作用力粘合在一起，在使用的過程中，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到受力平衡，當表層受到較大的向后作用力時，基層不足以為表層提供足夠的向前作用力，此時表層的受力不平衡，表層就會脫離基層，進而降低了塑膠跑道的使用壽命。

同時，國內鋪設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生，環保塑膠跑道得到了全社會的廣泛關注。油性聚氨酯塑膠跑道中所使用的tdi、氯化石蠟、有機溶劑以及重金屬催化劑不僅會造成大氣污染而且還會造成水污染。這種油性聚氨酯材料，生產環節和施工環節以及使用環節均會對生產工人、施工人員以及跑道使用者的身體進行毒害，此外油性聚氨酯膠黏劑在空氣濕度小、溫度低的天氣下無法固化。油性聚氨酯的環保問題的解決刻不容緩，新型的環保塑膠跑道研究刻不容緩。

技術實現要素：

本發明目的在于提供一種提供一種水性塑膠跑道，通過增強了表層和基層之間的連接強度，延長了塑膠跑道的使用壽命，同時解決聚氨酯塑膠跑道存在的環境污染問題，具體技術方案如下：

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有若干沿跑道橫向且貫通設置的錐齒，所述表層的下表面設有與所述錐齒相配合的齒片，所述錐齒和所述齒片插接。

優選的，所述基層和表層之間設有用于增加兩者粘接強度的水性丙烯酸膠層。

優選的，所述錐齒側面形狀為三角形，錐齒底面形狀為長方形。

優選的，所述表層包括如下重量份數組分：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瀝青結構。

優選的，所述水泥為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥中的一種或兩種以上。

優選的，所述基層助劑為混合質量比為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，繼續攪拌0.5-3h，顏料分散均勻后，再緩慢表層助劑，此時繼續高速攪拌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。

本發明與現有技術相比，具有如下的有益效果：

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

（2）本發明采用水性聚合物乳液作為粘結劑，將水泥加入到聚合物乳液之中增強了聚合物乳液成膜的強度，同時聚合物乳液改變了水泥脆性的特點，使水性聚合物乳液和水泥共同作用形成的膜結構具有較高的強度，并有較好的拉伸強度和伸長率，并且原料中不含重金屬或tdi等有毒物質，綠色環保，進而解決塑膠跑道環保問題；

（3）本發明通過在基層和表層之間設有用于增加兩者粘接強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致此處部位的表層和基層沒有粘結一起的情況發生，進一步增加了表層和基層的粘結強度，進而延長了本發明水性塑膠跑道的使用壽命。

附圖說明

以下附圖僅對本發明做示意性說明和解釋，并不限定本發明的范圍。

圖1是本發明的水性塑膠跑道的結構示意圖；

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。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發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的上表面設有若干沿跑道橫向且貫通設置的錐齒，所述表層1的下表面設有與所述錐齒相配合的齒片，所述錐齒和所述齒片插接。

進一步的，所述基層和表層之間設有用于增加兩者粘接強度的水性丙烯酸膠層4。

進一步的，所述錐齒側面形狀為三角形，錐齒底面形狀為長方形。

進一步的，所述表層包括如下重量份數組分：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瀝青結構。

進一步的，所述水泥為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥中的一種或兩種以上。

進一步的，所述基層助劑為混合質量比為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，繼續攪拌0.5-3h，顏料分散均勻后，再緩慢表層助劑，此時繼續高速攪拌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。

實施例1：

所述表層包括如下重量份數組分：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瀝青結構。

按照上述重量份數稱取各原料進行備用，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，繼續攪拌0.5h，顏料分散均勻后，再緩慢表層助劑，此時繼續高速攪拌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。

實施例2：

所述表層包括如下重量份數組分：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瀝青結構。

按照上述重量份數稱取各原料進行備用，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，繼續攪拌2h，顏料分散均勻后，再緩慢表層助劑，此時繼續高速攪拌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。

實施例3：

所述表層包括如下重量份數組分：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瀝青結構。

按照上述重量份數稱取各原料進行備用，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，繼續攪拌3h，顏料分散均勻后，再緩慢表層助劑，此時繼續高速攪拌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。

下面對上述3個實施例制備的水性塑膠跑道進行性能檢驗，其中進行對比實驗例1為采用申請公告號為cn101845785a所述的制備方法制得的水性塑膠跑道；對比實驗例2為采用申請公告號為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》對試樣進行裁剪和檢測，指標要求和測試結果如表1所示：

由上述表格數據可以看出，本發明制備的水性塑膠跑道的拉伸強度、拉斷伸長率、回彈率和壓縮復原率均優于對比例求，并且高于國家標準，使得本發明的水性塑膠跑道具有較高的強度并有較好的拉伸強度和伸長率，拉伸強度大于1.42mpa，伸長率大于190%，綜合性能較好。

本發明通過將基層和表層通過錐齒和齒片插接連接在一起，增加基層和表層的連接強度，當表層受到較大的向后作用力時，基層可為表層提供足夠的向前作用力使表層受力平衡，進而延長了本發明水性塑膠跑道的使用壽命；同時，本發明采用水性聚合物乳液作為粘結劑，將水泥加入到聚合物乳液之中增強了聚合物乳液成膜的強度，同時聚合物乳液改變了水泥脆性的特點，使水性聚合物乳液和水泥共同作用形成的膜結構具有較高的強度，并有較好的拉伸強度和伸長率，并且原料中不含重金屬或tdi等有毒物質，綠色環保，進而解決塑膠跑道環保問題。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。