本发明涉及塑胶材料，特别涉及一种运动场地合成面层材料。
背景技术：
传统的塑胶跑道产品都是tdi(甲苯二异氰酸酯)型的，由于tdi的蒸气压较高(20℃约1.33pa)，对人的呼吸系统有严重的刺激性，在塑胶跑道浆料的生产和施工过程中对人的健康造成了极大的危害，而且在塑胶跑道使用过程中会慢慢释放出有害气体影响人的身体健康。ist(国际运动跑道技术协会)早在1994年针对“使用聚氨酯树脂铺设运动跑道”的问题提出“不接受使用含单体tdi成分的聚氨酯系统的运动跑道”的建议，而mdi的蒸气压低(25℃约1.33×10-3pa)，对人的健康危害小，以mdi为基础的塑胶跑道符合环保要求。
此外，国内所铺装的运动场地面层合成材料绝大部分是采用tdi和聚醚多元醇生产制作，由于这两种材料的特性所致，在生产过程中一般要添加一定量(5％-15％)的邻苯类增塑剂改善性能，以达到对运动场地材料的性能要求。由于tdi的高挥发性和高度危害性，对人体和环境造成危害；同时，邻苯类增塑剂对人体和环境会造成一定危害。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种运动场地合成面层材料，以mdi为基础，不添加增塑剂，性能完全达到要求，且无毒、无味，符合环保要求。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种运动场地合成面层材料，包括按以下重量份数计算的各组分原料：
a组分：
植物油多元醇(分子量2000)80～120份
mdi65～75份
b组分：
植物油多元醇(分子量2000)25～35份
植物油多元醇(分子量4000)30～40份
mbda(4，4-双仲丁基氨基-二苯基甲烷)1～3份
填料30～45份
颜料3～6份
抗氧剂0.5～1份
抗紫外线吸收剂0.5～1份
催化剂0.1～0.5份。
通过采用上述技术方案，植物油多元醇可与异氰酸酯直接作用形成聚氨酯材料的原料，植物油基聚氨酯材料不但机械性能可与由相应石油化学品多元醇合成的材料媲美，其耐热分解和热氧化性能也好；mdi为低毒性低挥发性材料，采用mdi型预聚体所制备的体育场铺装材料，其拉伸强度和撕裂强度等各项指标大大高于采用tdi型预聚体所制备的塑胶跑道制品。如果在传统配方中直接用mdi替代tdi，则会造成材料发脆，势必要采用更多的增塑剂以改善材料的塑形，方能达到性能要求，而本发明的配方中加入植物油多元醇，其比植物油多元醇更加柔软，加入材料后明显改善了材料的塑性，无需添加增塑剂，性能便可完全达到国家标准要求；本发明用mbda代替市场上常用的moca作为扩链剂。moca有致癌风险，mbda的艾姆斯实验为阴性，材料的安全环保性明显提高，并且可以改善与基层的粘着性和流动性，明显提高材料的抗冲击性能和低温性能。替换为mbda后使面层材料更加环保、不会给健康带来危害；同时，mbda可与预聚体反应，提高面层材料的硬度和强度。因此，采用mdi型预聚体和植物油多元醇制备的面层材料，其综合性能优于tdi型预聚体所制得的塑胶跑道制品，满足了塑胶跑道的性能指标和要求，在环保方面也优于tdi体系，无毒无味，符合环保要求。
优选的，a组分的植物油多元醇为大豆油多元醇、蓖麻油多元醇、棕榈油多元醇、椰子油多元醇、芥花籽油多元醇中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，上述种类均为植物油多元醇的常用种类，来源广，成本低。
优选的，b组分的植物油多元醇为大豆油多元醇、蓖麻油多元醇、棕榈油多元醇、椰子油多元醇、芥花籽油多元醇中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，上述种类均为植物油多元醇的常用种类，来源广，成本低。
优选的，填料为300～500目的石英粉、300～500目的钛白粉、300～500目的碳酸钙、300～500目的碳酸镁、300～500目的滑石粉的一种或多种。
通过采用上述技术方案，填料是用量很大的添加剂，由于其具有较大的比表面积，能够使液体在其表面有较好的均匀分布性，加入后不仅能降低收缩率，提高弹性模量、冲击强度，增加硬度、改善耐磨性能，改善材料的力学性能，还可降低成本。
优选的，颜料为无机染料与有机染料的组合，无机染料选自氧化铁红、氧化铁绿、钛白粉、氧化铁黄，有机染料包括永固橙、永固红、永固黄、酞菁绿。
通过采用上述技术方案，上述均为常用颜料和常用颜色，颜料的选择根据具体使用需求而定。
优选的，抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂4010na中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，上述种类均为常用的抗氧化剂，且用量少、成本低。
优选的，抗紫外线吸收剂为抗紫外线剂uv-81、抗紫外线剂uv-9、抗紫外线剂uv-p中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，上述种类均为常用抗紫外线吸收剂，且所需用量少、成本低。
优选的，催化剂为环烷酸稀土、异辛酸稀土、脂肪酸稀土、异辛酸铋中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，稀土元素及其氧化物具有较高的催化活性，不仅本身具有催化活性，还可以作为添加剂或助催化剂，以提高催化剂的催化性能，尤其是抗老化能力和抗中毒能力。上述催化剂均为环保型的原料，提高了材料的环保性。
本发明的另一目的在于提供上述任意一项方案所述的一种运动场地合成面层材料的制备方法。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：包括以下步骤：
a、计量的mdi与分子量2000的植物油多元醇加入反应釜，升温至70～75℃，搅拌反应2～3h，得到a组分；
b、计量的分子量2000的植物油元醇、分子量4000的植物油多元醇、填料、颜料、抗氧剂、抗紫外线吸收剂、催化剂、mbda加入反应釜，搅拌混合、研磨1～2h，升温至110～120℃，真空下脱水1～1.5h，得到b组分；
c、将a组分与b组分分开储存，使用时a组分与b组分按比例1:2～4现场混合，摊铺形成运动场地面层材料。
综上，本发明所述的一种运动场地合成面层材料，具有如下优点：
1、防滑、弹性好、减震性能好，能减少运动员损伤，提高舒适度，减轻疲劳程度；
2、超强耐磨、耐油、耐老化，易清洁、易维护，粘结性能优良，使用寿命长；
3、表面平整、色彩美观，无毒无味、环保，对人体健康不造成危害。
附图说明
图1为运动场地合成面层材料的生产工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，一种运动场地合成面层材料的制备方法，按照如下质量配比制备：
a组分：
大豆油多元醇(分子量2000)80kg
mdi65kg
将计量的a组分加入反应釜，升温至70℃，搅拌反应2h，得到a组分。
b组分：
蓖麻油多元醇(分子量2000)25kg
蓖麻油多元醇(分子量4000)30kg
mbda1kg
400目滑石粉30kg
氧化铁红5kg
抗氧剂2640.5kg
抗紫外线吸收剂uv-810.5kg
环烷酸稀土0.1kg
异辛酸铋催化剂0.1kg。
将计量的b组分加入反应釜，搅拌混合、研磨2h，升温至110℃，真空下脱水1.5h，得到b组分。
使用时a组分与b组分按比例1:4现场混合，摊铺形成运动场地面层材料，厚度为10mm。
实施例2
a组分：
大豆油多元醇(分子量2000)90kg
mdi67kg
b组分：
蓖麻油多元醇(分子量2000)27kg
蓖麻油多元醇(分子量4000)32kg
mbda1kg
400目滑石粉33kg
氧化铁红6kg
抗氧剂2640.6kg
抗紫外线吸收剂uv-810.6kg
环烷酸稀土0.2kg
异辛酸铋催化剂0.1kg。
实施例3
a组分：
大豆油多元醇(分子量2000)100kg
mdi69kg
b组分：
蓖麻油多元醇(分子量2000)29kg
蓖麻油多元醇(分子量4000)34kg
mbda2kg
400目滑石粉36kg
氧化铁红6kg
抗氧剂2640.7kg
抗紫外线吸收剂uv-810.7kg
环烷酸稀土0.1kg
异辛酸铋催化剂0.2kg。
实施例4
a组分：
大豆油多元醇(分子量2000)110kg
mdi71kg
b组分：
蓖麻油多元醇(分子量2000)31kg
蓖麻油多元醇(分子量4000)36kg
mbda2kg
400目滑石粉39kg
氧化铁红7kg
抗氧剂2640.8kg
抗紫外线吸收剂uv-810.8kg
环烷酸稀土0.2kg
异辛酸铋催化剂0.2kg。
实施例5
a组分：
大豆油多元醇(分子量2000)115kg
mdi73kg
b组分：
蓖麻油多元醇(分子量2000)33kg
蓖麻油多元醇(分子量4000)38kg
mbda3kg
400目滑石粉42kg
氧化铁红8kg
抗氧剂2640.9kg
抗紫外线吸收剂uv-810.9kg
环烷酸稀土0.3kg
异辛酸铋催化剂0.2kg。
实施例6
a组分：
大豆油多元醇(分子量2000)120kg
mdi75kg
b组分：
蓖麻油多元醇(分子量2000)35kg
蓖麻油多元醇(分子量4000)40kg
mbda3kg
400目滑石粉45kg
氧化铁红8kg
抗氧剂2641kg
抗紫外线吸收剂uv-811kg
环烷酸稀土0.2kg
异辛酸铋催化剂0.3kg。
对比例：广州市盛邦康体场地材料有限公司的塑胶跑道铺装材料，摊铺厚度同样为10mm。
表1各实施例和对比例的性能参数
表1中的国标为《合成材料跑道面层》gb/t14833-2011。由表1可知，本发明所制备的运动场地合成面层材料，不论在冲击吸收、拉伸强度、拉断伸长率、抗滑值方面，还是在垂直变形方面，性能都优于市售普通球场用面层材料，而阻燃性也都能满足国家标准要求。此外，本发明所制备的运动场地合成面层材料，使用mdi型预聚体和植物油多元醇代替tdi型预聚体和聚醚多元醇，无需添加增塑剂，综合性能更优，原料更加环保，适应社会经济发展需求。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。