Способ изготовления покрытий беговых дорожек и игровых площадок

Способ изготовления покрытий беговых дорожек и игровых площадок

Реферат

Изобретение относится к промышленности полимерных строительных материалов и может быть использовано для изготовления покрытий беговых дорожек и спортивных площадок.

Известен способ получения композиции для покрытия спортивных площадок, включающий смешение 1/2 части α-метакрил-ω-карбоксилтриэтиленгликольфталата с уретановым форполимером и катализатором отверждения, смешение другой половины олигоэфирметакрилата с минеральным наполнителем с последующим диспергированием полученных смесей и введением в композицию резиновой крошки (SU 1680744, Е 01 С, 1991).

Недостатком такого способа является необходимость разделения композиции на два компонента, что увеличивает трудозатраты, а также высокая жесткость и травмоопасность покрытия, обусловленные присутствием олигоэфиракрилата.

Известен способ получения композиции для полиуретанового покрытия путем смешения уретанового форполимера с минеральным наполнителем, катализаторов, полиолом, хлорпарафином и сложноэфирным пластификатором, причем наполнитель предварительно смешивают в шаровой мельнице с хлорпарафином и пластификатором (RU 2151160, С 09 D, 2000) в течение не менее 4 часов.

Недостатком данного способа является низкая производительность технологического процесса и неудовлетворительные спортивно-технические свойства получаемых покрытий.

В качестве прототипа выбрано решение по а. с.СССР 1767060, Е 01 С 13/00, 1992, по которому на жесткое основание послойно наносят композицию на основе изоцианатного полиэфирного форполимера, отвердителя и разбавителя с последующим нанесением резиновой крошки фракции 1,5-3,0 мм, удалением неприклеевшейся крошки через 15-17 часов и выдержкой слоя в течение 20-24 ч, нанесение композиции, содержащей смесь полиэфирного и углеводородного изоцианатного форполимера, отвердителя и резиновой крошки, выдержкой ее в течение 20-24 ч с последующим нанесением композиции, включающей полиэфирный форполимер, отвердитель, пигмент и резиновую крошку фракции 0,2-1,0 мм.

К недостаткам прототипа следует отнести сложность, длительность и трудоемкость процесса. Высокое содержание аминного отвердителя, образующего в структуре материала высокополярные карбамидные и биуретовые поперечные связи, приводит к получению покрытия с высоким динамическим модулем. Это негативно отражается на травмобезопасности покрытия за счет опережения во времени реакции опоры над периодом опорного нагружения в процессе бега [1].

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение технологического процесса изготовления покрытия и улучшение его спортивно-технических свойств.

Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления покрытий беговых дорожек и игровых площадок, включающем нанесение на жесткое основание смеси резиновой крошки и композиции на основе изоцианатного форполимера, предварительно резиновую крошку смешивают с водой в соотношении 100:(0,6-1,5) и далее вводят композицию на основе изоцианатного форполимера, содержащую, мас.ч.:

Изоцианатный форполимер	100
Полиметиленполифенилизоцианат	25-46
Глицерин	8-11
Катализатор	0,01-0,10

при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Резиновая крошка	100
Вода	0,6-1,5
Композиция на основе
изоцианатного форполимера	8-17

которую затем наносят на жесткое основание и прикатывают.

Технический результат при реализации заявляемого способа выражается в сокращении числа операций при изготовлении покрытия и получении материала со значением динамического модуля в пределах 4,0-6,0 МПа и отношением времени релаксации покрытия к опорному периоду нагружения в диапазоне 0,9-1,1.

Сущность предлагаемой последовательности технических операций и компонентного состава композиции заключается в следующем.

При введении воды в резиновую крошку ее поверхность активируется путем заполнения микронеоднородностей и дефектов поверхностной структуры гранул. Увлажненная крошка хорошо смешивается с компонентами изоцианатной композиции с образованием пластичной массы, легко поддающейся формованию. Компоненты композиции являются условно совместимыми при индивидуальном смешении, однако, в присутствии резиновой крошки осуществляется их интенсивное взаимодиспергирование. При этом вода, адсорбированная на поверхности эластичного наполнителя, является, как и глицерин, отвердителем изоцианатсодержащих компонентов композиции. Наличие в системе оловоорганического катализатора выравнивает реакционную способность воды и гидроксильных групп глицерина по отношению к изоцианатным группам форполимера и полиметиленполифенилизоцианата. Этим достигается регулярность строения отвержденного связующего, содержащего карбамидные фрагменты, связанные с поверхностью гранул резиновой крошки, и уретановые узлы сшивания, находящиеся в объеме материала. Кроме этого, применение форполимера в определенном сочетании с полиметиленполифенилизоцианатом обеспечивает высокие деформационно-прочностные свойства и уровень адгезионного взаимодействия между связующим и резиновой крошкой. Благодаря этому при ударном нагружении реализуется оптимальная реактивная способность покрытия.

В предлагаемом способе используют следующие компоненты. Резиновая крошка, получаемая путем дробления вулканизованных бестекстильных резин (ТУ 38-108015-85. Резина дробленая для спортивных дорожек; ТУ 2511-002-34702590-00. Гранулят резиновый цветной) с размером частиц 1-5 мм.

В качестве изоцианатного форполимера применяют продукты взаимодействия полиолов с 2,4-толуилендиизоцианатом или дифенилметандиизоцианатом, например: АДВ-17 (ТУ 2226-023-22-73-69-60-96), СКУ-ППГ-4503 (ТУ 38.403708-91), СКУ-ПФЛ-100 (ТУ 38.103137-87), Krasol NN-22 (L9K017, Czech Republic). В качестве полиметиленполифенилизоцианата используют фосгенированные продукты конденсации анилина с формальдегидом: ПИЦ Д (ТУ 113-03-7822270-1-92), Desmodur (производства фирмы "Bayer"), Voranate ("Du Pont"). В качестве катализатора используют соли олова: дибутилдилауринат олова (ТУ 6-02-818-78), Irgastab 17MOL, Thermolight (Ciba).

Способ получения покрытия осуществляют следующим образом. В лопастной смеситель загружают резиновую крошку. Далее добавляют расчетное количество воды. Продолжительность перемешивания 8-10 мин. Затем последовательно вводят полиметиленполифенилизоцианат, изоцианатный форполимер (ИФП), глицерин и катализатор. Процесс смешения продолжают до полного смачивания крошки композиций в течение 10-20 мин. Полученную массу наносят на основание и прикатывают.

Динамический модуль, тангенс угла механических потерь и отношение времени релаксации к периоду опорного нагружения τ/Т определяют методом ударного сжатия [2, 3].

В примерах использованы следующие материалы (таблица).

Пример 1 (по заявляемому объекту): изоцианатный форполимер СКУ-ППГ-4503, полиметиленполифенилизоцианат марки ПИЦ Д, катализатор - дибутилдилауринат олова.

Пример 2 (по заявляемому объекту): изоцианатный форполимер АДВ-17, полиметиленполифенилизоцианат марки Desmodure, катализатор - Thermolight.

Пример 3 (по заявляемому объекту): изоцианатный форполимер СКУ-ПФЛ-100, полиметиленполифенилизоцианат марки Voranate, катализатор - Irgastab 17 MOL.

Пример 4 (по заявляемому объекту): изоцианатный форполимер Krasol NN-22, полиметиленполифенилизоцианат марки Desmodure, катализатор - дибутилдилауринат олова.

Примеры 5 и 6 (контрольные): изоцианатный форполимер АДВ-17, полиметиленполифенилизоцианат Desmodure, катализатор - Thermolight.

Из данных таблицы видно, что реализация заявляемого способа возможна при определенной последовательности технологических операций и фиксированном компонентном составе композиции. Способ несложен, экономичен и производителен. Покрытия, полученные по способу примеров 1-4, имеют оптимальные динамические и упруго-гистерезисные характеристики. Улучшенные спортивно-технические показатели покрытия обеспечивают травмобезопасность и комфортные условия функционирования опорно-двигательного аппарата спортсменов.

Источники информации

1. Огрель A.M., Медведев В.П., Медведев В.П. Эластомерные покрытия спортивного назначения и критерии оценки их свойств // Каучук и резина. 1991. №3, с.22-26.

2. Кувшинский Е.В., Сидорович Е.А. Маятниковый эластомер КС // Журнал теоретической физики. 1957. Т.26. №4, с.878-886.

3. Сидорович Е.А., Кувшинский Е.В. Изучение ударного сжатия резин // Там же. 1961. Т.3. №11, с.3487-3494.

Таблица
Наименование компонентов и показетелей	Примеры	Прототип
1	2	3	4	5*	6
Состав смеси, мас.ч.:							По примеру 2 а.с. СССР 1767060
Резиновая крошка	100	100	100	100	100	100
Вода	0,6	0,9	1,2	1,5	1,8	0,3
Композиция на основе ИФП	8	11	14	17	5	20
Состав композиции на основе ИФП:
ИФП	100	100	100	100	100	100
Полиметиленполифенилизоцианат	46	39	32	25	53	18
Глицерин	11	10	9	8	12	7
Катализатор	0,01	0,03	0,06	0,10	0,005	0,13
Динамический модуль упругости, МПа	6,0	5,9	4,7	4,0	3,2	3,6	8,3
Тангенс угла механических потерь	0,12	0,12	0,14	0,17	0,26	0,22	0,17
Отношение τ/Т	1,10	1,05	1,00	0,90	0,82	0,88	1,26
Примечание. В примере 5 вода введена в смесь в последнюю очередь.

Способ изготовления покрытий беговых дорожек и игровых площадок, включающий нанесение на жесткое основание смеси резиновой крошки и композиции на основе изоцианатного форполимера, отличающийся тем, что резиновую крошку предварительно смешивают с водой и далее вводят композицию на основе изоцианатного форполимера, содержащую, мас.ч.:

Изоцианатный форполимер	100
Полиметиленполифенилизоцианат	25-46
Глицерин	8-11
Катализатор	0,01-0,10

при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Резиновая крошка	100
Вода	0,6-1,5
Композиция на основе
изоцианатного форполимера	8-17

полученную смешением компонентов композицию наносят затем на жесткое основание и прикатывают.