一种水性塑胶跑道及其制备方法与流程塑胶跑道又称全天候田径运动跑道,是现代田径场地中不可缺少的重要设施。与传统的土质跑道相比，其具有良好的弹性、防滑性、耐磨性、吸震性，场地护理容易，色彩鲜明，美观整齐等优点。鉴于上述优点，塑胶跑道问世不久即迅速被各田径场地所采用，近年来一些大学、中学也在广为使用。
现有授权公告号为cn201738213u的中国专利公开了一种塑胶跑道，其包括依次铺设成型为一体的底层、基层和表层，所述底层由黑橡胶颗粒铺设而成；基层设置在底层上表面，是由三元乙丙橡胶颗粒铺设而成；所述的表层为喷涂在基层上表面的三元乙丙胶粒层。塑胶跑道的基层和表层之间通过分子间作用力粘合在一起，在使用的过程中，表层受到向后的作用力，基层为表层提供向前的作用力使表层达到受力平衡，当表层受到较大的向后作用力时，基层不足以为表层提供足够的向前作用力，此时表层的受力不平衡，表层就会脱离基层，进而降低了塑胶跑道的使用寿命。
同时，国内铺设的塑胶跑道大多以油性聚氨酯为胶黏剂制备而成的聚氨酯塑胶跑道。随着近期各省市接连爆出的塑胶跑道中毒事件的接连发生，环保塑胶跑道得到了全社会的广泛关注。油性聚氨酯塑胶跑道中所使用的tdi、氯化石蜡、有机溶剂以及重金属催化剂不仅会造成大气污染而且还会造成水污染。这种油性聚氨酯材料，生产环节和施工环节以及使用环节均会对生产工人、施工人员以及跑道使用者的身体进行毒害，此外油性聚氨酯胶黏剂在空气湿度小、温度低的天气下无法固化。油性聚氨酯的环保问题的解决刻不容缓，新型的环保塑胶跑道研究刻不容缓。
本发明目的在于提供一种提供一种水性塑胶跑道，通过增强了表层和基层之间的连接强度，延长了塑胶跑道的使用寿命，同时解决聚氨酯塑胶跑道存在的环境污染问题，具体技术方案如下：
一种水性塑胶跑道，该水性塑胶跑道自上而下依次为表层、基层和底层，所述基层的上表面设有若干沿跑道横向且贯通设置的锥齿，所述表层的下表面设有与所述锥齿相配合的齿片，所述锥齿和所述齿片插接。
优选的，所述表层包括如下重量份数组分：水泥6-10份、水性聚合物乳液14-22份、颜料0.2-0.4份、表层助剂0.05-0.15份、消泡剂0.2-0.6份，所述基层包括如下重量份数组分：水泥7-14份、水性聚合物乳液22-32份、基层助剂0.2-0.4份、表面活性剂2-4份，所述底层为混凝土或沥青结构。
优选的，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥中的一种或两种以上。
优选的，所述基层助剂为混合质量比为1:1:1的塑化剂、抗氧化剂及防毒剂的混合物；所述表层助剂为混合质量比为1:1:1的塑化剂、抗氧化剂、抗紫外线剂及防毒剂的混合物。
优选的，所述水性聚合物乳液为水性纯丙烯乳液、水性硅丙乳液、水性氟碳乳液和水性vae乳液的一种。
（1）基层的制备：将水泥、水性聚合物乳液按配比加入反应器中，制搅拌速度为1000-1500rpm高速分散搅拌0.5-3h，然后缓慢加入基层助剂，继续搅拌，0.5-1h，待分散均匀后，降低搅拌速度至400-600rpm，加入表面活性剂低速搅拌10min，搅拌均匀，摊铺与底层上，并在常温到45-55℃条件下固化而成；
（2）表层的制备：将水泥、水性聚合物乳液按配比加入反应器中，控制搅拌速度为1000-1500rpm高速分散搅拌0.5-3h，逐步加入颜料，继续搅拌0.5-3h，颜料分散均匀后，再缓慢表层助剂，此时继续高速搅拌0.5-1h，待分散均匀后，降低搅拌速度至400-600rpm，加入消泡剂低速搅拌10min，然后将浆体均匀涂布在中固化的基层上，再喷撒epdm颗粒，固化表层。
（1）本发明通过将基层和表层通过锥齿和齿片插接连接在一起，增加基层和表层的连接强度，当表层受到较大的向后作用力时，基层可为表层提供足够的向前作用力使表层受力平衡，进而延长了本发明水性塑胶跑道的使用寿命；
（2）本发明采用水性聚合物乳液作为粘结剂，将水泥加入到聚合物乳液之中增强了聚合物乳液成膜的强度，同时聚合物乳液改变了水泥脆性的特点，使水性聚合物乳液和水泥共同作用形成的膜结构具有较高的强度，并有较好的拉伸强度和伸长率，并且原料中不含重金属或tdi等有毒物质，绿色环保，进而解决塑胶跑道环保问题；
（3）本发明通过在基层和表层之间设有用于增加两者粘接强度的水性丙烯酸胶层，防止由于表层中含有的颜色颗粒接触到基层而导致此处部位的表层和基层没有粘结一起的情况发生，进一步增加了表层和基层的粘结强度，进而延长了本发明水性塑胶跑道的使用寿命。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面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作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。
本发明提供了一种水性塑胶跑道，该水性塑胶跑道自上而下依次为表层1、基层2和底层3，所述基层2的上表面设有若干沿跑道横向且贯通设置的锥齿，所述表层1的下表面设有与所述锥齿相配合的齿片，所述锥齿和所述齿片插接。
进一步的，所述表层包括如下重量份数组分：水泥6-10份、水性聚合物乳液14-22份、颜料0.2-0.4份、表层助剂0.05-0.15份、消泡剂0.2-0.6份，所述基层包括如下重量份数组分：水泥7-14份、水性聚合物乳液22-32份、基层助剂0.2-0.4份、表面活性剂2-4份，所述底层为混凝土或沥青结构。
进一步的，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥中的一种或两种以上。
进一步的，所述基层助剂为混合质量比为1:1:1的塑化剂、抗氧化剂及防毒剂的混合物；所述表层助剂为混合质量比为1:1:1的塑化剂、抗氧化剂、抗紫外线剂及防毒剂的混合物。
进一步的，所述水性聚合物乳液为水性纯丙烯乳液、水性硅丙乳液、水性氟碳乳液和水性vae乳液的一种。
（1）基层的制备：将水泥、水性聚合物乳液按配比加入反应器中，制搅拌速度为1000-1500rpm高速分散搅拌0.5-3h，然后缓慢加入基层助剂，继续搅拌，0.5-1h，待分散均匀后，降低搅拌速度至400-600rpm，加入表面活性剂低速搅拌10min，搅拌均匀，摊铺与底层上，并在常温到45℃条件下固化而成表层的制备：将水泥、水性聚合物乳液按配。
（2）表层的制备：将水泥、水性聚合物乳液按配比加入反应器中，控制搅拌速度为1000-1500rpm高速分散搅拌0.5-3h，逐步加入颜料，继续搅拌0.5-3h，颜料分散均匀后，再缓慢表层助剂，此时继续高速搅拌0.5-1h，待分散均匀后，降低搅拌速度至400-600rpm，加入消泡剂低速搅拌10min，然后将浆体均匀涂布在中固化的基层上，再喷撒epdm颗粒，固化表层。
所述表层包括如下重量份数组分：水泥6份、水性聚合物乳液14份、颜料0.2份、表层助剂0.05份、消泡剂0.2份，所述基层包括如下重量份数组分：水泥7份、水性聚合物乳液22份、基层助剂0.2份、表面活性剂2份，所述底层为混凝土或沥青结构。
（1）基层的制备：将水泥、水性聚合物乳液按配比加入反应器中，制搅拌速度为1000rpm高速分散搅拌0.5h，然后缓慢加入基层助剂，继续搅拌，0.5h，待分散均匀后，降低搅拌速度至400rpm，加入表面活性剂低速搅拌10min，搅拌均匀，摊铺与底层上，并在常温到45℃条件下固化而成；
（2）表层的制备：将水泥、水性聚合物乳液按配比加入反应器中，控制搅拌速度为1000rpm高速分散搅拌0.5h，逐步加入颜料，继续搅拌0.5h，颜料分散均匀后，再缓慢表层助剂，此时继续高速搅拌0.5h，待分散均匀后，降低搅拌速度至400rpm，加入消泡剂低速搅拌10min，然后将浆体均匀涂布在中固化的基层上，再喷撒epdm颗粒，固化表层。
所述表层包括如下重量份数组分：水泥8.5份、水性聚合物乳液18份、颜料0.3份、表层助剂0.01份、消泡剂0.4份，所述基层包括如下重量份数组分：水泥10份、水性聚合物乳液25份、基层助剂0.3份、表面活性剂3份，所述底层为混凝土或沥青结构。
(1)基层的制备：将水泥、水性聚合物乳液按配比加入反应器中，制搅拌速度为1200rpm高速分散搅拌2h，然后缓慢加入基层助剂，继续搅拌，0.8h，待分散均匀后，降低搅拌速度至500rpm，加入表面活性剂低速搅拌10min，搅拌均匀，摊铺与底层上，并在常温到50℃条件下固化而成；
(2)表层的制备：将水泥、水性聚合物乳液按配比加入反应器中，控制搅拌速度为1200rpm高速分散搅拌0.5-3h，逐步加入颜料，继续搅拌2h，颜料分散均匀后，再缓慢表层助剂，此时继续高速搅拌0.8h，待分散均匀后，降低搅拌速度至500rpm，加入消泡剂低速搅拌10min，然后将浆体均匀涂布在中固化的基层上，再喷撒epdm颗粒，固化表层。
所述表层包括如下重量份数组分：水泥10份完美体育、水性聚合物乳液22份、颜料0.4份、表层助剂0.15份、消泡剂0.6份，所述基层包括如下重量份数组分：水泥14份、水性聚合物乳液32份、基层助剂0.4份、表面活性剂4份，所述底层为混凝土或沥青结构。
（1）基层的制备：将水泥、水性聚合物乳液按配比加入反应器中，制搅拌速度为1500rpm高速分散搅拌3h，然后缓慢加入基层助剂，继续搅拌，1h，待分散均匀后，降低搅拌速度至600rpm，加入表面活性剂低速搅拌10min，搅拌均匀，摊铺与底层上，并在常温到55℃条件下固化而成；
（2）表层的制备：将水泥、水性聚合物乳液按配比加入反应器中，控制搅拌速度为1500rpm高速分散搅拌3h，逐步加入颜料完美体育，继续搅拌3h，颜料分散均匀后，再缓慢表层助剂，此时继续高速搅拌1h，待分散均匀后，降低搅拌速度至600rpm，加入消泡剂低速搅拌10min，然后将浆体均匀涂布在中固化的基层上，再喷撒epdm颗粒，固化表层。
下面对上述3个实施例制备的水性塑胶跑道进行性能检验，其中进行对比实验例1为采用申请公告号为cn101845785a所述的制备方法制得的水性塑胶跑道；对比实验例2为采用申请公告号为cn103388298a所述的制备方法制得的水性塑胶跑道；按照gb/14833《塑胶跑道》对试样进行裁剪和检测，指标要求和测试结果如表1所示：
由上述表格数据可以看出，本发明制备的水性塑胶跑道的拉伸强度、拉断伸长率、回弹率和压缩复原率均优于对比例求，并且高于国家标准，使得本发明的水性塑胶跑道具有较高的强度并有较好的拉伸强度和伸长率，拉伸强度大于1.42mpa，伸长率大于190%，综合性能较好。
本发明通过将基层和表层通过锥齿和齿片插接连接在一起，增加基层和表层的连接强度，当表层受到较大的向后作用力时，基层可为表层提供足够的向前作用力使表层受力平衡，进而延长了本发明水性塑胶跑道的使用寿命；同时，本发明采用水性聚合物乳液作为粘结剂，将水泥加入到聚合物乳液之中增强了聚合物乳液成膜的强度，同时聚合物乳液改变了水泥脆性的特点，使水性聚合物乳液和水泥共同作用形成的膜结构具有较高的强度，并有较好的拉伸强度和伸长率，并且原料中不含重金属或tdi等有毒物质，绿色环保，进而解决塑胶跑道环保问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换完美体育、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。