环保型聚氨酯复合材料塑胶跑道.pdf

752023年第3 期（总第15 9 期）塑料助剂环保型聚氨酯复合材料塑胶跑道于峰（陕西警官职业学院，西安7 10 0 0 0）摘要：针对聚氨酯复合材料制成的塑胶跑道的发展现状进行概述，并对其进行具体的性能分析与优势阐述，具体研究了环保型聚氨酯复合材料塑胶跑道的一些问题。环保化、安全化是未来跑道的发展趋势。关键词：聚氨酯；复合材料；塑胶跑道；性能优势；发展情况doi:10.3969/j.issn.1671-6294.2023.03.0019Eco-Friendly Polyurethane Composite Plastic TracksYu Zheng(Shaanxi Police Vocational College,Xian,Shaanxi 710000,China)Abstract:This paper summarizes the development status of the plastic tracks made of polyurethanecomposite materials,analyzes the eco-friendly tracks specific performance and advantages,and discusses someother problems.Environmental protection and safety are the development trend of the future runway.Keywords:polyurethane;composite material;plastic track;performance advantage;development situation随着人们生活水平不断提高，对身体健康更加重视。全民健身的时代已经来临，不管是学校还是公园，亦或是居民小区，都开始铺建塑胶跑道，给人们提供更多的健身场地。聚氨酯塑胶跑道的外观具有吸引人的色彩搭配，在铺建设计的时候比传统跑道简便，具有一定的弹性，回弹能力、抗冲击和防滑性能也相对更好，逐渐取代传统跑道。1概述聚氨酯塑胶跑道也可称之为全天候运动跑道，它是由聚氨酯预聚体、混合聚醚、废轮胎橡胶、乙丙橡胶粒、颜料、助剂、填料等组成的。其具收稿日期：2 0 2 2-0 4-0 2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，很大程度上降低了运动人员的摔伤率，同时还具有一定的弹性和色彩，拥有一定的抗紫外线能力和耐老化力，是全天候室外运动场地应用材料。聚氨酯塑胶跑道的制造工艺相对比较简单，不需要特别高的技术专业技能，但需严格按照工艺，坚守施工标准，追求高质量，为使用者避免安全隐患和健康威胁 2 。2聚氨酯复合材料塑胶跑道生产流程聚氨酯复合材料塑胶跑道的生产流程如图1所示。色浆是一种黏稠的混合的浓缩浆，外观主要是橘红色或者草绿色的，色浆细度低于8 0 m，762023年第3 期（总第15 9 期）塑料助剂色浆中水分通常大于0.1%。当温度为2 1时，色浆的密度为1.2 7 g/cm3，黏度大约5 Pas。预聚体色浆拌合催化剂拌合黑胶粒摊铺撒面胶粒面胶粒固体塑胶跑道图1聚氨酯复合材料塑胶跑道建造流程Fig.1 Construction process of polyurethane compositematerial plastic tracks预聚体是一种淡黄色、黏稠的、透明的液体，正常比重为1.16，游离异氰酸根含量大约在8.69.6，温度为2 3 的时候，其黏度为4Pas左右。面胶粒是一种不规则的聚氨酯弹性颗粒，通常面胶粒的厚度是3 4mm。黑胶粒是废弃的轮胎胶粒，相对的较为干燥，并且是无纤维、无杂质的，粒度11 15 目。生产时，需要注意的是聚氨酯黏合剂在高温条件下会加快硬化速度，所以拌合和固化的过程需要在常温下进行 3-4。3新环保型聚氨酯塑胶跑道发展优化3.1新型塑胶跑道改进了配方设计新型的塑胶跑道在配方上做了较大改善，从跑道的生产配方上进行了改善和修订，增加了对有害物质添加的限制，并且对塑胶的最终检测要求也更为严格，这样有效地防止违规铺建，更好地制约商家和企业在生产的过程中随意地改变原料配方，避免造成后期出现伤害事件。希望通过配方的调整和检测的高要求，来提高生产制造的产品合格率 5 3.2MDI型替代TDI型聚氨酯胶料传统的TDI型聚氨酯胶料铺建的跑道对人体的健康存在一定威胁，新型环保聚氨酯塑胶跑道选用挥发性比较低并且危害小的MDI及二苯基甲烷二异氰酸酯或液化的MDI体系，来替代TDI体系，相比TDI来说，液化的MDI的流动性更好，更环保，对人体相对安全。3.3扩链剂的选用新型环保塑胶跑道选用的MOCA扩链剂是一种低毒甚至无毒的芳香胺类化合物。其固化后聚氨酯弹性体的物理性能会比较好，但是MOCA固化的时间比较快，并且对现场施工环境的要求较高。在对塑胶跑道进行铺建的时候，要注意MOCA的固化程度，MOCA需要完全固化 6 。3.4催化剂的选用原制造配方体系中，最常用的是有机酸重金属衍生物作为催化剂，这类催化剂对环境有一定的重金属污染。新的环保型的塑胶跑道标准中对这类催化剂有一定的标准限定，对可溶性的重金属有一定的使用量要求，并且现在很多都用有机铋、锌、锡或有机稀土复合催化剂替代传统有机酸重金属衍生物催化剂。3.5环保型聚氨酯塑胶跑道发展趋势新型的环保聚氨酯塑胶跑道是采用MDI无溶剂聚氨酯和橡胶颗粒进行混合的无溶剂塑胶跑道，中间是MDI加强层，底层是弹性层，这种设计更好地加强了塑胶跑道的使用感受，增加了稳定的物理机械性能，抗压和抗拉强度也提高了，有利于运动员在运动过程中发挥运动速度和技术，降低运动者损伤率。新型的塑胶跑道应用的是水性聚氨酯塑胶跑道体系，透气性能和渗水性能较好，又能很好地满足环保上的高要求 7 。新型环保聚氨酯塑胶跑道的表面是喷涂后自然形成的一种无颗粒防滑层，这种防滑层也称之为自结纹工艺，也是聚氨酯纯胶浆通过化学反应形成的一种聚氨酯共聚物。表面生成的均匀凹凸纹理，不只有防滑耐磨的性能，还拥有聚氨酯材料的耐老化特性，改善和优化了传统聚氨酯跑道表面容易脱粒的现象。3.6关注施工中的工艺质量在塑胶跑道的施工阶段，在保证原材料质量上接第48 页77：环保型聚氨酯复合材料塑胶跑道基础上，适当的工程设计和现场施工十分必要。只有可靠的设计工程和有效的施工工艺相互结合，才能铺建出完美的聚氨酯塑胶跑道，过硬的工艺技术加上高标准的施工队伍，才能为聚氨酯塑胶跑道的铺设工作保驾护航，好的施工质量是塑胶跑道的重要保障18 。4结语经过不断的科技研发和技术创新实验，聚氨酯复合材料配方体系也逐步地走向了环保化，工艺上也更加完善，施工中的监督工作和后期的检测工作提了高要求。在配方上的优化很好地保障了塑胶跑道应用，也让聚氨酯复合材料的塑胶跑道的未来发展更加具有科学性和全面性，改善了传统跑道的不足，更好地保障了运动员和健身者的健康安全和人身安全。37 Kawai T,Iijima R,Yamamoto Y,et al.Crystal Orientationof-Phase Isotactic Polypropylene Induced byMagnetic Orientation of N,N-Dicyclohexyl-2,6-NaphthalenedicarboxamideJJ.Polymer,2002,43(26):7301-7306.38郑实，辛忠，戴干策.DC26NDCA诱导聚丙烯的晶型结晶行为及微观形态研究 J.功能高分子学报,2 0 0 5,18(2):329-333.39 Wang Z F,Yang W H,Liu G M,et al.Probing intothe Epitaxial Crystallization of Form IsotacticPolypropylene:From Experimental Observations toMolecular Mechanics ComputationJJ.Journal of PolymerScience Part B:Polymer Physics,2017,55(5):418-424.40 Mohmeyer N,Schmidt H W,Kristiansen P M,etal.Influence of Chemical Structure and Solubility ofBisamide Additives on the Nucleation of IsotacticPolypropylene and the Improvement of Its Charge StoragePropertiesJJ.Macromolecules,2006,39(17):5760-5767.41 Lu Q L,Dou Q.Effect of a Novel Family of N,N-DiphenylBisamides on the Formation of Crystalline Formin Isotactic PolypropyleneJ.Polymer Journal,2009,41(4):254-259.42 Cheng H L,Shang M Y,He Y A,et al.Synthesis and Effect参考文献1郑景新.聚氨酯塑胶跑道及球场施工常见问题探究 J当代化工研究,2 0 2 1(2):2 2-2 3.2孙超.基于体育塑胶跑道的聚氨酯预聚物改性与性能优化研究 J.粘接,2 0 2 0,41(4):16 2-16 5.3刘西锋.高校聚氨酯塑胶跑道性能结构研究 J.塑料助剂,2 0 2 1(2):2 9-3 1,8 0.4齐佳.聚氨酯塑胶材料在体育场馆中的应用分析 J.塑料助剂,2 0 2 1(2):6 8-7 1.5 李小宁.水性聚氨酯改性的研究进展 J.中国皮革，2021,50(9):139-142.6刘毅.聚氨酯在塑胶跑道中的研究分析 J.粘接,2 0 2 1,46(5):151-155.7刘兵,邓雪.体育用品用聚氨酯的研究进展 J.合成树脂及塑料,2 0 2 1,3 8(6):6 3-6 6.8 沈祖建.新国标背景下聚氨酯塑胶跑道的发展 J.聚氨酯工业,2 0 2 0,3 5(2):3 8-41.of N,N-Diphenylterephthalamide on Crystallizationof Isotactic PolypropyleneJJ.Polymer Science,SeriesB,2020,62(5):473-482.43 Blomenhofer M,Ganzleben S,Hanft D,et al.DesignerNucleating Agents for PolypropyleneJJ.Macromolecules,2005,38(9):3688-3695.44张跃飞,何娟，郭丽华,等.聚丙烯成核剂结构与成核性能关系的研究进展 J.塑料,2 0 18,47(1):5 2-5 6.45】康文倩,王雄,程鹏飞,等.聚丙烯成核剂的研究进展 J.合成树脂及塑料,2 0 2 2,3 9(4):8 2-8 7.46 Liu L Y,Zhao Y,Zhang C B,et al.MorphologicalCharacteristics 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