专利名称：环保渗水型塑胶跑道的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高分子合成材料，更具体地是指一种环保渗水型塑胶跑道，适用于体育场建造塑胶跑道，同样也适用于其他塑胶运动场和地面铺装，具有成本低、强度高、延伸率大、透气渗水、各项物性指标均达到国家标准、可机械化施工，效率高、平整度好、不掉粒。
背景技术：
目前国内多数塑胶跑道采用的是双组分聚氨酯(PU)，都属于TDI-MOCA-重金属催化剂体系。因此，决定了这种跑道原料中的有害物质，为游离TDI(甲苯二异氰酸脂)含量、重金属HG(汞或铅)的含量均超过国家对有害物质的限量的要求(GB/18582、18583-2001)，至于MOCA(3-3′-二氯-4、4-′二氨基二苯基甲烷)则属于可疑的致癌物质，故国际田联倡议在体育场地铺装材料中不要使用上述有害化学物质。另外，这种传统混合型跑道摊铺面层上撒有红胶粒，这一层粒子很容易蹭掉，这又是一个致命弱点。
近些年来，国内也出现了渗水透气型塑胶跑道，它是采用单组分PU粘结剂，混以大量橡胶粒子，摊铺而成。在这种单组分PU粘结剂中，如使用TDI为原料的，则游离TDI都超标；如果只用MDI(二苯基甲烷二异氰酸脂)的，则由此制成的塑胶跑道的性能，尤其是拉伸强度和延伸率不能达到国标GB/T14833-93)的要求，同时这些跑道胶和施工中还使用甲苯类溶剂和重金属催化剂等有害化学物质。
发明内容
本发明的目的在于克服以上二种类型塑胶跑道所存在的弊端，为此在原料配比和制备方法和塑胶场地的制作提供一种新的方法。
为了达到上述目的，本发明原材料包括单组分PU粘结剂、喷胶用色膏、金属羧酸盐催化剂、黑色废橡胶颗粒、彩色EPDM胶粒。它以新型单组分聚氨脂(PU)粘结剂为主剂15～25份(重量)、粘结回收φ3mm橡胶颗粒100份，并加入0.1～3份催化剂充分拌和，用机械摊铺，在常温～70℃固化成4～10mm厚胶层，然后在胶层上用PU粘结剂20份(重量)、彩色EPDM胶粒30～40份、催化剂0.1～3份、色膏10～20份拌和，摊铺一层厚度为2～3mm的彩色面层，固化后，构成水泥或沥青为底层的塑胶基层和塑胶面层的塑胶跑道或运动场地。
所述的单组分PU粘结剂，它的组成及重量百分比为聚醚多元醇 15～25％多异氰酸酯 25～45％低分子多元醇 0.1～2.5％增粘剂 0.1～10％增塑剂 0.1～20％助剂 0.5～1％所得的PU粘结剂含NCO 5～15％所述的喷胶用色膏，它的组成及重量百分比为聚醚多元醇 20～40％低分子多元醇 0～8％增塑剂 0～15％流变剂 4～10％颜料 25～40％助剂 1～2％溶剂 10～30％所述的聚醚多元醇包括环氧丙烷聚醚二醇、三醇，其分子量为350～40000，四氢呋喃聚醚二醇，其分子量为1000～2000；所述多异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)和2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯，4、4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，液化MDI，多亚甲苯多苯基异氰酸酯(PAPI)中一个以上的混合物；所述的低分子多元醇包括丙二醇、丁二醇、二甘醇、三甘醇、三羟甲基丙烷、403胺醚；所述的增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、DMEP、氯化石醋、液态阻燃剂；所述增粘剂包括松香、氢化松香、松香甘油酯、萜烯树脂、萜烯酚醛树脂；所述流变助剂包括气相白碳黑、有机膨润土；所述颜料包括铁红、柠檬黄、酞菁绿；所述催化剂为金属K、Ca、Zn、Sn、Co、Zr和稀土的油酸、环烷酸和异辛酸的羧酸盐；所述助剂包括抗氧剂264、1010、1076，抗紫外线剂UV-9、UV-P、UV-531，防霉剂8-羟基喹啉铜；所述溶剂为脂肪烃、脂肪族烃。
本发明的高分子材料制备方法
1、单组分PU粘结剂的制备计量的聚醚多元醇和低分子多元醇加入反应釜，在110～120℃、1.33Kpa真空下脱水2小时，冷却至50～60℃逐步加入混合多异氰酸酯，80～90℃下反应2～4小时，以上反应要分二步进行，然后加入已脱水增塑剂，增粘剂和助剂，冷至室温包装送检入库。
2、喷剂用色膏的制备先将计量的增塑剂、颜料和流变助剂经胶体磨研细混匀成色浆，再把它和计量的已脱水聚醚多元醇、低分子多元醇加入反应釜，并加入助剂和溶剂，室温搅拌1～2小时，至有良好触变性止。
四
附图1 为本发明渗水型塑胶跑道剖面示意中1、喷涂塑胶面层；2、塑胶基层；3、底涂层；4、水泥或沥青基础层。
五具体实施例方式实施例1单组分PU粘结剂制备将分子量为1000和2000的聚丙二醇醚61份和TDI等混合多异氰酸酯37份和丁二醇1.2份在85℃下反应4小时，反应结束加入适量助剂，冷至室温备用。经检测含NCO为9％，游离TDI含量为0.2％。
实施例2红色膏制备将12.5份增塑剂和28.2份铁红研磨成色浆加入38.6份已脱水的聚丙二醇醚(分子量为400和2000)、19份低分子多元醇、125份溶剂汽油、6.3份流变助剂、适量助剂高速搅拌1小时，以玻璃棒蘸起来不流淌为止。
实施例3红色PU喷胶浆粒的制备实施例1的PU粘结剂200份、实施例2的红色膏100份、φ1.5mm红EPDM胶粒300份、催化剂3份，搅拌均匀即成渗水型跑道面层喷浆胶粒。把它制成4～5mm厚胶块，70℃固化24小时。测试结果如表1表1 红色PU喷胶浆粒性能
实施例4渗水型跑道制作实施例1的PU粘结剂200份、φ3～4mm黑橡胶粒1000份与5份催化剂充分搅拌，摊铺成10mm厚的胶块，70℃固化24小时，然后在其面上喷3mm厚的实施例三的红色PU胶浆粒，再在70℃固化24小时后检测。现场施工的配比、厚度都一样，但用专门机械摊铺和喷涂，并任其在室温自然状态下固化，大约需2周左右固化充分，使性能达到最佳点，其结构剖面参考图1。
表2 本发明的渗水型塑胶跑道胶性能及比较
实施例5实施例1的PU粘结剂200份、φ3～4mm黑橡胶粒1000份与5份催化剂充分拌和，摊铺成4～5mm厚度胶层，70℃固化24小时后接着摊铺2～3mm厚彩色面层。面层组成为实施例1PU粘结剂250份、φ1.5mm彩色EPDM胶粒1000份、催化剂5份充分拌和，摊铺平整后在70℃固化24小时即可。
综上所述，这种以新型单组分聚氨脂(PU)粘结剂为主、粘结回收橡胶颗粒，用机械摊铺，常温下自然固化而成。这种塑胶跑道除具有通常塑胶跑道固有优点外，更具有以下特点
1、用它进行的跑道施工符合环保要求；2、塑胶跑道成本低、强度高、延伸率大、各项物性指标符合国家标准；3、适宜机械化施工、效率高、平整度好、不掉粒；4、透气渗水性好。
权利要求
1.一种环保渗水型塑胶跑道，包括粘结剂、喷胶用色膏、金属羧酸盐催化剂、黑色废橡胶颗粒、彩色EPDM胶粒，其特征在于以新型单组分聚氨脂(PU)粘结剂为主剂、粘结回收橡胶颗粒，并加入催化剂充分拌和，用机械摊铺，在常温～70℃固化成4～10mm厚胶层，然后在胶层上用PU粘结剂、彩色EPDM胶粒、催化剂充分拌和，摊铺一层厚度为2～3mm的彩色面层，固化后，构成水泥或沥青为底层的塑胶基层和塑胶面层的塑胶跑道或运动场地。
2.根据权利要求1所述的一种环保渗水型塑胶跑道，其特征在于所述的新型单组分聚氨脂(PU)粘结剂，它的组成及重量百分比为聚醚多元醇 15～25％多异氰酸酯 25～45％低分子多元醇0.1～2.5％；增粘剂 0.1～10％；增塑剂 0.1～20％；助剂0.5～1％。
3.根据权利要求1所述的一种环保渗水型塑胶跑道，其特征在于所述的喷胶用色膏，它的组成及重量百分比为聚醚多元醇 20～40％；低分子多元醇0～8％；增塑剂 0～15％；流变剂 4～10％；颜料25～40％；助剂1～2％；溶剂10～30％。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种环保渗水型塑胶跑道，其特征在于所述的聚醚多元醇包括环氧丙烷聚醚二醇、三醇，其分子量为350～40000，四氢呋喃聚醚二醇，其分子量为1000～2000；所述多异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)和2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯，4、4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，液化MDI，多亚甲苯多苯基异氰酸酯(PAPI)中一个以上的混合物；所述的低分子多元醇包括丙二醇、丁二醇、二甘醇、三甘醇、三羟甲基丙烷、403胺醚；所述的增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、DMEP、氯化石醋、液态阻燃剂；所述增粘剂包括松香、氢化松香、松香甘油酯、萜烯树脂、萜烯酚醛树脂；所述流变助剂包括气相白碳黑、有机膨润土；所述颜料包括铁红、柠檬黄、酞菁绿；所述催化剂为金属K、Ca、Zn、Sn、Co、Zr和稀土的油酸、环烷酸和异辛酸的羧酸盐；所述助剂包括抗氧剂264、1010、1076，抗紫外线剂UV-9、UV-P、UV-531，防霉剂8-羟基喹啉铜；所述溶剂为脂肪烃、脂肪族烃。
5.根据权利要求1所述的一种环保渗水型塑胶跑道，其特征在于所述的塑胶基层的组成(重量份)为单组分PU粘结剂 15～25；φ3mm黑橡胶粒 100；催化剂 0.1～3。
6.根据权利要求1所述的一种环保渗水型塑胶跑道，其特征在于所述的塑胶面层的组成(重量份)为单组分PU粘结剂 20；色膏10～20；EPDM胶粒30～40(φ1.5mm)；催化剂 0.1～3。
7.根据权利要求1所述的一种环保渗水型塑胶跑道，其特征在于所述的单组分聚氨脂(PU)粘结剂的制备方法为计量的聚醚多元醇和低分子多元醇加入反应釜，在110～120℃、1.33Kpa真空下脱水2小时，冷却至50～60℃逐步加入混合多异氰酸酯，80～90℃下反应2～4小时，以上反应要分二步进行，然后加入已脱水增塑剂，增粘剂和助剂，冷至室温包装送检入库。
8.根据权利要求1所述的一种环保渗水型塑胶跑道，其特征在于所述的喷剂用色膏的制备方法为先将计量的增塑剂、颜料和流变助剂经胶体磨研细混匀成色浆，再把它和计量的已脱水聚醚多元醇、低分子多元醇加入反应釜，并加入助剂和溶剂，室温搅拌1～2小时，至有良好触变性止。
全文摘要
本发明涉及一种高分子合成材料，更具体地是指一种环保渗水型塑胶跑道，包括粘结剂、喷胶用色膏、金属羧酸盐催化剂、黑色废橡胶颗粒、彩色EPDM胶粒，其特征在于以新型单组分聚氨酯(PU)粘结剂为主剂、粘结回收橡胶颗粒，并加入催化剂充分拌和，用机械摊铺，在常温～70℃固化成4～10mm厚胶层，然后在胶层上用PU粘结剂、彩色EPDM胶粒、催化剂充分拌和，摊铺一层厚度为2～3mm的彩色面层，固化后，构成水泥或沥青为底层的塑胶基层和塑胶面层的塑胶跑道或运动场地。本发明适用于体育场建造塑胶跑道，同样也适用于其他塑胶运动场和地面铺装，具有成本低、强度高、延伸率大、透气渗水、各项物性指标均达到国家标准、可机械化施工，效率高、平整度好、不掉粒。
文档编号C04B41/48GK1552999SQ0312889
公开日2004年12月8日 申请日期2003年5月29日 优先权日2003年5月29日
发明者王国梁, 姚其胜, 陆企亭 申请人:上海康达化工有限公司