Способ изготовления подложки под травмобезопасные покрытия Российский патент 2024 года по МПК E01C13/00 E01C15/00 B32B27/40 

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу изготовления подложки, предназначенной для укладки под травмобезопасные покрытия, в частности, выполненные на основе гранул этилен-пропиленовых каучуков (ЭПДМ), гранул вулканизированных термоэластопластов, гранул изношенных шин и резинотехнических изделий РТИ на различные поверхности на территориях, расположенных, как в помещениях, так и на улице, например, для игры детей, занятия спортом, парковых зон, зон отдыха и тому подобное и может использоваться, как основание под покрытие, на которое может попасть пользователь после падения, включая падение с оборудования, зон на которых осуществляется лазание, торможение и остановка - горки, скаты, тоннели, элементы геопластики и искусственного рельефа. Подложка может использоваться, как амортизирующее основание под последующие слои покрытий.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является способ изготовления покрытия для спортивных игр, включающий приготовление смеси слоя подложки для укладки под покрытия для спортивных игр, для приготовления смеси слоя подложки перемешивают полиуретановый полимер и резиновую крошку с размером частиц 0,5-8,0 мм при соотношении их в смеси 8-15 ч. по массе частиц резиновой крошки и 2-5 ч. по массе могущего образовывать поперечные связи полиуретанового эластомера. Резиновая крошка имеет размер 0,5-5,0 мм (см. источник: SU 1828477 A3, опубл. 15.07.1993).

Недостатками известного способа являются недостаточная надежность покрытия, получаемого заявленным способом, поскольку такое покрытие обладает невысокими амортизационными свойства и экологичностью, низкой прочностью, со временем при интенсивном использовании такое покрытие, нанесенное на такую подложку, начинает крошиться вследствие разрушения самой подложки.

Проблема, решаемая заявленным изобретением, заключается в создании способа изготовления подложки, которая может использоваться, как амортизирующее основание под последующие слои покрытий, обладающей высокими амортизационными свойствами и одновременно износостойкостью.

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, создание способа изготовления подложки, представляющей собой монолитную конструкцию, обеспечивающей улучшенные амортизационные свойства, за счет совместного смешивания двух видов гранул - ЭВА и резиновых в заявленных диапазонах количеств и фракционных размеров, позволяющей одновременно проявлять как упругие, так и жесткие свойства слоя подложки, в результате проявляются повышенная износостойкость с одновременным улучшением амортизации, также технический результат заключается в улучшении экологической ситуации, за счет утилизации отходов многотоннажных производств из термопластов - этиленвинилацетатов (ЭВА).

Заявленный технический результат достигается за счет того, что способ изготовления подложки под травмобезопасные покрытия включает приготовление смеси слоя материала, перемешиванием связующего вещества - полиуретановый клей, гранулированного этиленвинилацетата (ЭВА) с размером фракций от 1 мм до 50 мм и резиновых гранул с размером фракций от 1 мм до 8 мм, при этом количество на 1 квадратный метр и толщине слоя 10 мм составляет:

- полиуретановый клей от 1,1 кг до 1,5 кг;

- ЭВА от 0,1 кг до 0,9 кг;

- резиновые гранулы от 1,2 кг до 5,4 кг,

после полученную смесь выкладывают на подготовленную поверхность, разравнивают, выдерживают до отверждения с образованием единого монолитного слоя материала.

В частном выполнении в качестве основы полиуретанового клея используют преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) и/или преполимер алифатического изоцианата.

В частном выполнении резиновые гранулы получают путем переработки изношенных шин и резинотехнических изделий (РТИ).

В частном выполнении гранулированный этиленвинилацетат (ЭВА) получают из сырья подлежащего утилизации.

В частном выполнении подготовленную поверхность грунтуют.

В частном выполнении грунтовка представляет собой преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) или смесь полиуретанового связующего на основе преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ).

В частном выполнении слой материала выкладывают толщиной от 10 мм.

Способ изготовления подложки, предназначенной для укладки под травмобезопасные покрытия, включает приготовление смеси слоя материала. Для получения слоя материала подложки, перемешивают связующее вещество полиуретановый клей, гранулированный этиленвинилацетат (ЭВА) с размером фракций от 1 мм до 50 мм и резиновые гранулы с размером фракций от 1 мм до 8 мм, при этом количество на 1 квадратный метр и толщине слоя 10 мм составляет:

- полиуретановый клей от 1,1 кг до 1,5 кг; -ЭВА от 0,1 кг до 0,9 кг;

- резиновые гранулы от 1,2 кг до 5,4 кг,

после полученную смесь выкладывают на подготовленную поверхность, разравнивают, выдерживают до отверждения с образованием единого монолитного слоя материала. Полученный таким способом слой материала подложки выполняет амортизирующую функцию и является износостойким, травмобезопасным.

Гранулированный этиленвинилацетат получают путем переработки (измельчение, дробление) в фракционные гранулы сырья подлежащего утилизации. Резиновые гранулы получают путем переработки изношенных шин и резинотехнических изделий (РТИ). Полиуретановый клей (связующее вещество) используют на основе преполимера дифенилметандиизоцианата (МДИ).

На основании проведенных испытаний установлено, что количество, из расчета на 1 м² при толщине слоя 10 мм, полиуретанового клея - от 1,1 кг до 1,5 кг, обеспечивает равномерное покрытие гранул ЭВА в количестве от 0,1 кг до 0,9 кг с размером фракций от 1 мм до 50 мм и с резиновыми гранулами в количестве от 1,2 кг до 5,4 кг с размером фракций от 1 мм до 8 мм для связывающего действия. Затвердевшее связующее вещество создает плотную монолитную массу без недостатка или избытка полиуретанового связующего и обеспечивает равномерное распределение по поверхности как резиновых так и гранул ЭВА для их склеивания друг с другом.

При содержании полиуретанового клея ниже 1,1 кг из расчета на 1 м² площади при толщине слоя 10 мм покрытия, изготовленного заявленным способом, резиновые гранулы и гранулы ЭВА в массе не имеют требуемого количества связующего для обеспечения связей гранул двух типов. Затвердевшая масса может разрушаться (крошиться) не обеспечивая плотность, надежность и травмобезопасность наносимого поверх подложки покрытия, а также снижаются его амортизационные свойства, вследствие разрушения нижнего слоя - подложки.

При содержании полиуретанового клея больше 1,5 кг появляется избыток полиуретанового связующего, который может не равномерно распределяться по массе. Избыток полиуретанового связующего приводит к образованиям локальных участков с ярко выраженной отвердевшей структурой. Возможно появление шишек и вздутия в массе. Наличие чрезмерного связующего в массе приводит к отсутствию травмобезопасных и амортизирующих характеристик как самого слоя подложки, так и наносимого поверх травмобезопасного покрытия в целом.

На основании проведенных испытаний установлено, что количество, из расчета на 1 м² площади подложки, изготовленной заявленным способом, при толщине слоя 10 мм, гранул ЭВА от 0,1 кг до 0,9 кг с размером фракций от 1 мм до 50 мм и с резиновыми гранулами в количестве от 1,2 кг до 5,4 кг с размером фракций от 1 мм до 8 мм обеспечивает плотное соприкосновение гранул двух видов к друг другу гранями, создавая монолитную массу, а также обеспечивает оптимальные амортизационные свойства получаемой подложки, а также наносимого поверх нее покрытия, за счет совместного использования в одном слое подложки двух видов гранул - ЭВА и резиновых в указанных диапазонах, позволяющий одновременно проявлять как упругие, так и жесткие свойства нижнего слоя, в результате проявляются повышенная износостойкость с одновременным улучшением амортизации.

При показателях количества резиновых гранул ЭВА выше 0,9 кг приведет к тому, что затвердевшая масса может быть менее плотной, не обеспечивая надежность и достаточную амортизацию.

При показателях количества гранул ЭВА ниже 0,1 кг существенно снизит амортизирующие свойства подложки, изготовленной заявленным способом, а также наносимого поверх нее покрытия, также появляется избыток требуемого полиуретанового связующего, который может не равномерно распределяться по массе. Избыток полиуретанового связующего приводит к образованиям локальных участков с ярко выраженной отвердевшей структурой. Возможно появление шишек и вздутия в массе. Наличие чрезмерного связующего в массе приводит к отсутствию травмобезопасных и амортизирующих характеристик.

На основании проведенных испытаний подложки, изготовленной заявленным способом и предназначенной для укладки под травмобезопасные покрытия было выявлено, что при размере фракций гранул ЭВА меньше 1 мм указанный слой подложки и все травмобезопасное покрытие, наносимое на подложку, будет проявлять недостаточные демпфирующие и амортизирующие свойства.

А при размере фракций гранул ЭВА больше 50 мм слой подложки и все травмобезопасное покрытие, наносимое на подложку, также будет проявлять недостаточные демпфирующие и амортизирующие свойства, в связи с недостаточной плотностью слоя подложки.

Количество резиновых гранул - от 1,2 кг до 5,4 кг обеспечивает плотное соприкосновение к друг другу гранями создавая монолитную массу.

При показателях количества резиновых гранул выше 5,4 кг приведет к тому, что затвердевшая масса может разрушаться (крошиться), не обеспечивая надежность и достаточную амортизацию.

При показателях количества резиновых гранул ниже 1,2 кг появляется избыток требуемого полиуретанового связующего, который может неравномерно распределяться по массе. Избыток полиуретанового связующего приводит к образованиям локальных участков с ярко выраженной отвердевшей структурой. Возможно появление шишек и вздутия в массе. Наличие чрезмерного связующего в массе приводит к отсутствию травмобезопасных и амортизирующих характеристик.

Для обеспечения максимальных демпфирующий свойств, амортизации и износостойкости слоя материала подложки, изготовленной заявленным способом фракционный состав двух типов гранул должен быть: ЭВА - размер фракций от 1 мм до 50 мм и резиновых гранул, размером фракций от 1 мм до 8 мм. На основании проведенных испытаний было выявлено, что при размере фракций резиновых гранул меньше 1 мм указанный слой подложки будет проявлять недостаточные демпфирующие и амортизирующие свойства.

При размере фракций резиновых гранул больше 8 мм указанный слой материала также будет проявлять недостаточные демпфирующие и амортизирующие свойства, в связи с недостаточной плотностью слоя.

Подложка может быть уложена на различные поверхности на территориях, расположенных, как в помещениях, так и на улице, может быть использовано на твердом основании (асфальтовые, бетонные) так и на уплотненном основании из щебня (отсева), а также в различных формах и форма-комплектах.

Грунтовка обеспечивает склеивание с твердым основанием (асфальтовые, бетонные). В случае укладки слоя материала подложки на основание из уплотненного щебня (отсева) нанесение грунтовки на щебень (отсев) не обязательно.

В качестве основы слоя грунтовки используют - преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) или смесь полиуретанового связующего на основе преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) в количестве 0,5 до 1,5 кг на 1 м², в зависимости от пористости основания.

В качестве растворителя применяют скипидар или уайт-спирит или сольвент или бензин.

Гранулированный этиленвинилацетат (обозначение EVA или ЭВА) может использоваться от производителя ООО «РАББЕР ДАСТ ПРОДАКШН», полученный из сырья подлежащего утилизации или аналоги. Материал ЭВА отличается высоким уровнем экологической безопасности.

Резиновые гранулы, полученные путем переработки изношенных шин и РТИ в резиновую в крошку (фракционные гранулы) могу использоваться от производителей -ООО «РАББЕР ДАСТ ПРОДАКШН», ООО «Гамбит», ООО «Орис Пром», ООО «Дмитровский завод РТИ или аналоги.

В качестве полиуретанового клея (связующего вещества на основе преполимер дифенилметандиизоцианата) может быть использован, например - ПОЛИПЛАСТ 1004, производитель АО «Хантсман НМГ»; ГАМБИТ-М, производитель ООО «Гамбит»; WANNATE 6112, производитель «Yantai Wanhua Polyurethanes Со.»; VORAMER MR 1045, 1177, производитель «DOW»; Клей ИЗОЛАН-77, производитель ООО «ДАУ Изолан» или аналоги.

В качестве полиуретанового клея (связующего вещества основа - преполимер алифатического изоцианата) может быть использован, например, - ПОЛИПЛАСТ 101, производитель АО «Хантсман НМГ или аналоги.

Грунтовка (Праймер) в случае твердых оснований/поверхностей (асфальтовые, бетонные) используется, например, - Универсальная грунтовка «Праймер Гамбит», производитель ООО «Гамбит», Праймер 1101 производитель АО «Хантсман НМГ».

Для изготовления подложки в миксере, например, используя бочковой миксер, для смешивания гранулированных материалов или аналог, для приготовления смеси перемешивают связующее вещество - полиуретановый клей в количестве от 1,1 кг до 1,5 кг с гранулированным этиленвинилацетатом (ЭВА) в количестве от 0,1 кг до 0,9 кг с размером фракций от 1 мм до 50 мм и резиновыми гранулами в количестве от 1,2 кг до 5,4 кг с размером фракций от 1 мм до 8 мм, компоненты смешивают до однородной массы.

Полученная смесь выкладывается на твердое, подготовленное основание/поверхность, например, асфальтовые, бетонные, обработанные грунтовкой (Праймер). Массу выравнивают и уплотняют ручным способом при помощи полиуретановых валиков, терок, кельм, гладилок до требуемой толщины и выдерживают до полного отвердевания.

Получаемая заявленным способом подложка, состоит из монолитного слоя выполняющего амортизирующую функцию и является износостойким, травмобезопасным и представляет собой связующее вещество - полиуретановый клей в количестве от 1,1 кг до 1,5 кг с гранулированным этиленвинилацетатом (ЭВА) в количестве от 0,1 кг до 0,9 кг с размером фракций от 1 мм до 50 мм и резиновыми гранулами в количестве от 1,2 кг. До 5,4 кг с размером фракций от 1 мм до 8 мм.

Следующий пример приведен для того, чтобы предоставить специалистам в данной области техники полное раскрытие изобретения и предназначен только для примера, а не для ограничения изобретения.

Пример.

Способ изготовления подложки для укладки под травмобезопасные покрытия включает перемешивание связующего вещества - полиуретановый клей в количестве на 1 м² площади получаемого слоя материала при толщине слоя 10 мм, от 1,1 кг до 1,5 кг с гранулированным этиленвинилацетатом (ЭВА) в количестве от 0,1 кг до 0,9 кг с размером фракций от 1 мм до 50 мм и с резиновыми гранулами в количестве от 1,2 кг до 5,4 кг с размером фракций от 1 мм до 8 мм, после полученную смесь выкладывают на подготовленную поверхность, разравнивают, выдерживают до отверждения с образованием единого монолитного слоя материала..

Подложка может быть уложена на различные поверхности на территориях, расположенных, как в помещениях, так и на улице, может быть использовано на твердом основании (асфальтовые, бетонные) так и на уплотненном основании из щебня (отсева), а также в различных формах и форма-комплектах.

Грунтовка обеспечивает склеивание с твердым основанием (асфальтовые, бетонные). В случае укладки слоя подложки на основание из уплотненного щебня (отсева) нанесение слоя грунтовки на щебень (отсев) не обязательно.

В качестве основы грунтовки используют - преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) или смесь полиуретанового связующего на основе преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) в количестве 0,5 до 1,5 кг на 1 м², в зависимости от пористости основания.

В качестве растворителя применен скипидар или уайт-спирит или сольвент или бензин.

Для получения подложки площадью 1 м², толщиной 10 мм.

Пример 1

Пример 2

Пример 3

Пример 4

Пример 5

Были проведены испытания образцов подложки, изготовленной заявленным способом, и предназначенной для укладки под травмобезопасные покрытия, в результате которых был отмечен неожиданный синергетический эффект обусловленный определенным количеством в соответствии с заявляемыми диапазонами соотношений компонентов, а также диапазонами размеров выбранных фракций, что привело к повышению надежности, травмобезопасности подложки, а также повышению его амортизационных свойств с одновременной износостойкостью, за счет совместного использования в одном слое подложки двух видов гранул - ЭВА и резиновых в указанных диапазонах, позволяющий одновременно проявлять как упругие, так и жесткие свойства нижнего слоя.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу изготовления подложки, предназначенной для укладки под травмобезопасные покрытия, в частности выполненные на основе гранул этилен-пропиленовых каучуков (ЭПДМ), гранул вулканизированных термоэластопластов, гранул изношенных шин и резинотехнических изделий. Технический результат – повышение износостойкости с одновременным улучшением амортизации слоя подложки. Способ изготовления подложки под травмобезопасные покрытия включает приготовление смеси слоя материала перемешиванием связующего вещества - полиуретанового клея, гранулированного этиленвинилацетата (ЭВА) с размером фракций от 1 мм до 50 мм и резиновых гранул с размером фракций от 1 мм до 8 мм, при этом количество на 1 квадратный метр и толщине слоя 10 мм составляет:

- полиуретановый клей от 1,1 кг до 1,5 кг;

- ЭВА от 0,1 кг до 0,9 кг;

- резиновые гранулы от 1,2 кг до 5,4 кг,

после полученную смесь выкладывают на подготовленную поверхность, разравнивают, выдерживают до отверждения с образованием единого монолитного слоя материала. 6 з.п. ф-лы.

1. Способ изготовления подложки под травмобезопасные покрытия, включающий приготовление смеси слоя материала, отличающийся тем, что для приготовления смеси слоя материала перемешивают связующее вещество - полиуретановый клей, гранулированный этиленвинилацетат (ЭВА) с размером фракций от 1 мм до 50 мм и резиновые гранулы с размером фракций от 1 мм до 8 мм, при этом количество на 1 квадратный метр и толщине слоя 10 мм составляет:

- полиуретановый клей от 1,1 кг до 1,5 кг;

- ЭВА от 0,1 кг до 0,9 кг;

- резиновые гранулы от 1,2 кг до 5,4 кг,

после полученную смесь выкладывают на подготовленную поверхность, разравнивают, выдерживают до отверждения с образованием единого монолитного слоя материала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве основы полиуретанового клея используют преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) и/или преполимер алифатического изоцианата.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что резиновые гранулы получают путем переработки изношенных шин и резинотехнических изделий (РТИ).

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гранулированный этиленвинилацетат (ЭВА) получают из сырья подлежащего утилизации.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подготовленную поверхность грунтуют.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что грунтовка представляет собой преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) или смесь полиуретанового связующего на основе преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ).

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что слой материала выкладывают толщиной от 10 мм.