專利名稱：環(huán)保滲水型塑膠跑道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子合成材料，更具體地是指一種環(huán)保滲水型塑膠跑道，適用于體育場(chǎng)建造塑膠跑道，同樣也適用于其他塑膠運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和地面鋪裝，具有成本低、強(qiáng)度高、延伸率大、透氣滲水、各項(xiàng)物性指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、可機(jī)械化施工，效率高、平整度好、不掉粒。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)多數(shù)塑膠跑道采用的是雙組分聚氨酯(PU)，都屬于TDI-MOCA-重金屬催化劑體系。因此，決定了這種跑道原料中的有害物質(zhì)，為游離TDI(甲苯二異氰酸脂)含量、重金屬HG(汞或鉛)的含量均超過(guò)國(guó)家對(duì)有害物質(zhì)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)則屬于可疑的致癌物質(zhì)，故國(guó)際田聯(lián)倡議在體育場(chǎng)地鋪裝材料中不要使用上述有害化學(xué)物質(zhì)。另外，這種傳統(tǒng)混合型跑道攤鋪面層上撒有紅膠粒，這一層粒子很容易蹭掉，這又是一個(gè)致命弱點(diǎn)。
近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)也出現(xiàn)了滲水透氣型塑膠跑道，它是采用單組分PU粘結(jié)劑，混以大量橡膠粒子，攤鋪而成。在這種單組分PU粘結(jié)劑中，如使用TDI為原料的，則游離TDI都超標(biāo)；如果只用MDI(二苯基甲烷二異氰酸脂)的，則由此制成的塑膠跑道的性能，尤其是拉伸強(qiáng)度和延伸率不能達(dá)到國(guó)標(biāo)GB/T14833-93)的要求，同時(shí)這些跑道膠和施工中還使用甲苯類溶劑和重金屬催化劑等有害化學(xué)物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服以上二種類型塑膠跑道所存在的弊端，為此在原料配比和制備方法和塑膠場(chǎng)地的制作提供一種新的方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明原材料包括單組分PU粘結(jié)劑、噴膠用色膏、金屬羧酸鹽催化劑、黑色廢橡膠顆粒、彩色EPDM膠粒。它以新型單組分聚氨脂(PU)粘結(jié)劑為主劑15～25份(重量)、粘結(jié)回收φ3mm橡膠顆粒100份，并加入0.1～3份催化劑充分拌和，用機(jī)械攤鋪，在常溫～70℃固化成4～10mm厚膠層，然后在膠層上用PU粘結(jié)劑20份(重量)、彩色EPDM膠粒30～40份、催化劑0.1～3份、色膏10～20份拌和，攤鋪一層厚度為2～3mm的彩色面層，固化后，構(gòu)成水泥或?yàn)r青為底層的塑膠基層和塑膠面層的塑膠跑道或運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地。
所述的單組分PU粘結(jié)劑，它的組成及重量百分比為聚醚多元醇 15～25％多異氰酸酯 25～45％低分子多元醇 0.1～2.5％增粘劑 0.1～10％增塑劑 0.1～20％助劑 0.5～1％所得的PU粘結(jié)劑含NCO 5～15％所述的噴膠用色膏，它的組成及重量百分比為聚醚多元醇 20～40％低分子多元醇 0～8％增塑劑 0～15％流變劑 4～10％顏料 25～40％助劑 1～2％溶劑 10～30％所述的聚醚多元醇包括環(huán)氧丙烷聚醚二醇、三醇，其分子量為350～40000，四氫呋喃聚醚二醇，其分子量為1000～2000；所述多異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯(TDI)和2，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯，4、4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，液化MDI，多亞甲苯多苯基異氰酸酯(PAPI)中一個(gè)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、三羥甲基丙烷、403胺醚；所述的增塑劑包括鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、DMEP、氯化石醋、液態(tài)阻燃劑；所述增粘劑包括松香、氫化松香、松香甘油酯、萜烯樹(shù)脂、萜烯酚醛樹(shù)脂；所述流變助劑包括氣相白碳黑、有機(jī)膨潤(rùn)土；所述顏料包括鐵紅、檸檬黃、酞菁綠；所述催化劑為金屬K、Ca、Zn、Sn、Co、Zr和稀土的油酸、環(huán)烷酸和異辛酸的羧酸鹽；所述助劑包括抗氧劑264、1010、1076，抗紫外線劑UV-9、UV-P、UV-531，防霉劑8-羥基喹啉銅；所述溶劑為脂肪烴、脂肪族烴。
本發(fā)明的高分子材料制備方法
1、單組分PU粘結(jié)劑的制備計(jì)量的聚醚多元醇和低分子多元醇加入反應(yīng)釜，在110～120℃、1.33Kpa真空下脫水2小時(shí)，冷卻至50～60℃逐步加入混合多異氰酸酯，80～90℃下反應(yīng)2～4小時(shí)，以上反應(yīng)要分二步進(jìn)行，然后加入已脫水增塑劑，增粘劑和助劑，冷至室溫包裝送檢入庫(kù)。
2、噴劑用色膏的制備先將計(jì)量的增塑劑、顏料和流變助劑經(jīng)膠體磨研細(xì)混勻成色漿，再把它和計(jì)量的已脫水聚醚多元醇、低分子多元醇加入反應(yīng)釜，并加入助劑和溶劑，室溫?cái)嚢?～2小時(shí)，至有良好觸變性止。
四

附圖1 為本發(fā)明滲水型塑膠跑道剖面示意中1、噴涂塑膠面層；2、塑膠基層；3、底涂層；4、水泥或?yàn)r青基礎(chǔ)層。
五具體實(shí)施例方式實(shí)施例1單組分PU粘結(jié)劑制備將分子量為1000和2000的聚丙二醇醚61份和TDI等混合多異氰酸酯37份和丁二醇1.2份在85℃下反應(yīng)4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束加入適量助劑，冷至室溫備用。經(jīng)檢測(cè)含NCO為9％，游離TDI含量為0.2％。
實(shí)施例2紅色膏制備將12.5份增塑劑和28.2份鐵紅研磨成色漿加入38.6份已脫水的聚丙二醇醚(分子量為400和2000)、19份低分子多元醇、125份溶劑汽油、6.3份流變助劑、適量助劑高速攪拌1小時(shí)，以玻璃棒蘸起來(lái)不流淌為止。
實(shí)施例3紅色PU噴膠漿粒的制備實(shí)施例1的PU粘結(jié)劑200份、實(shí)施例2的紅色膏100份、φ1.5mm紅EPDM膠粒300份、催化劑3份，攪拌均勻即成滲水型跑道面層噴漿膠粒。把它制成4～5mm厚膠塊，70℃固化24小時(shí)。測(cè)試結(jié)果如表1表1 紅色PU噴膠漿粒性能

實(shí)施例4滲水型跑道制作實(shí)施例1的PU粘結(jié)劑200份、φ3～4mm黑橡膠粒1000份與5份催化劑充分?jǐn)嚢瑁瑪備伋?0mm厚的膠塊，70℃固化24小時(shí)，然后在其面上噴3mm厚的實(shí)施例三的紅色PU膠漿粒，再在70℃固化24小時(shí)后檢測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)施工的配比、厚度都一樣，但用專門機(jī)械攤鋪和噴涂，并任其在室溫自然狀態(tài)下固化，大約需2周左右固化充分，使性能達(dá)到最佳點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)剖面參考圖1。
表2 本發(fā)明的滲水型塑膠跑道膠性能及比較

實(shí)施例5實(shí)施例1的PU粘結(jié)劑200份、φ3～4mm黑橡膠粒1000份與5份催化劑充分拌和，攤鋪成4～5mm厚度膠層，70℃固化24小時(shí)后接著攤鋪2～3mm厚彩色面層。面層組成為實(shí)施例1PU粘結(jié)劑250份、φ1.5mm彩色EPDM膠粒1000份、催化劑5份充分拌和，攤鋪平整后在70℃固化24小時(shí)即可。
綜上所述，這種以新型單組分聚氨脂(PU)粘結(jié)劑為主、粘結(jié)回收橡膠顆粒，用機(jī)械攤鋪，常溫下自然固化而成。這種塑膠跑道除具有通常塑膠跑道固有優(yōu)點(diǎn)外，更具有以下特點(diǎn)
1、用它進(jìn)行的跑道施工符合環(huán)保要求；2、塑膠跑道成本低、強(qiáng)度高、延伸率大、各項(xiàng)物性指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；3、適宜機(jī)械化施工、效率高、平整度好、不掉粒；4、透氣滲水性好。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保滲水型塑膠跑道，包括粘結(jié)劑、噴膠用色膏、金屬羧酸鹽催化劑、黑色廢橡膠顆粒、彩色EPDM膠粒，其特征在于以新型單組分聚氨脂(PU)粘結(jié)劑為主劑、粘結(jié)回收橡膠顆粒，并加入催化劑充分拌和，用機(jī)械攤鋪，在常溫～70℃固化成4～10mm厚膠層，然后在膠層上用PU粘結(jié)劑、彩色EPDM膠粒、催化劑充分拌和，攤鋪一層厚度為2～3mm的彩色面層，固化后，構(gòu)成水泥或?yàn)r青為底層的塑膠基層和塑膠面層的塑膠跑道或運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保滲水型塑膠跑道，其特征在于所述的新型單組分聚氨脂(PU)粘結(jié)劑，它的組成及重量百分比為聚醚多元醇 15～25％多異氰酸酯 25～45％低分子多元醇0.1～2.5％；增粘劑 0.1～10％；增塑劑 0.1～20％；助劑0.5～1％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保滲水型塑膠跑道，其特征在于所述的噴膠用色膏，它的組成及重量百分比為聚醚多元醇 20～40％；低分子多元醇0～8％；增塑劑 0～15％；流變劑 4～10％；顏料25～40％；助劑1～2％；溶劑10～30％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種環(huán)保滲水型塑膠跑道，其特征在于所述的聚醚多元醇包括環(huán)氧丙烷聚醚二醇、三醇，其分子量為350～40000，四氫呋喃聚醚二醇，其分子量為1000～2000；所述多異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯(TDI)和2，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯，4、4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，液化MDI，多亞甲苯多苯基異氰酸酯(PAPI)中一個(gè)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、三羥甲基丙烷、403胺醚；所述的增塑劑包括鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、DMEP、氯化石醋、液態(tài)阻燃劑；所述增粘劑包括松香、氫化松香、松香甘油酯、萜烯樹(shù)脂、萜烯酚醛樹(shù)脂；所述流變助劑包括氣相白碳黑、有機(jī)膨潤(rùn)土；所述顏料包括鐵紅、檸檬黃、酞菁綠；所述催化劑為金屬K、Ca、Zn、Sn、Co、Zr和稀土的油酸、環(huán)烷酸和異辛酸的羧酸鹽；所述助劑包括抗氧劑264、1010、1076，抗紫外線劑UV-9、UV-P、UV-531，防霉劑8-羥基喹啉銅；所述溶劑為脂肪烴、脂肪族烴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保滲水型塑膠跑道，其特征在于所述的塑膠基層的組成(重量份)為單組分PU粘結(jié)劑 15～25；φ3mm黑橡膠粒 100；催化劑 0.1～3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保滲水型塑膠跑道，其特征在于所述的塑膠面層的組成(重量份)為單組分PU粘結(jié)劑 20；色膏10～20；EPDM膠粒30～40(φ1.5mm)；催化劑 0.1～3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保滲水型塑膠跑道，其特征在于所述的單組分聚氨脂(PU)粘結(jié)劑的制備方法為計(jì)量的聚醚多元醇和低分子多元醇加入反應(yīng)釜，在110～120℃、1.33Kpa真空下脫水2小時(shí)，冷卻至50～60℃逐步加入混合多異氰酸酯，80～90℃下反應(yīng)2～4小時(shí)，以上反應(yīng)要分二步進(jìn)行，然后加入已脫水增塑劑，增粘劑和助劑，冷至室溫包裝送檢入庫(kù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保滲水型塑膠跑道，其特征在于所述的噴劑用色膏的制備方法為先將計(jì)量的增塑劑、顏料和流變助劑經(jīng)膠體磨研細(xì)混勻成色漿，再把它和計(jì)量的已脫水聚醚多元醇、低分子多元醇加入反應(yīng)釜，并加入助劑和溶劑，室溫?cái)嚢?～2小時(shí)，至有良好觸變性止。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高分子合成材料，更具體地是指一種環(huán)保滲水型塑膠跑道，包括粘結(jié)劑、噴膠用色膏、金屬羧酸鹽催化劑、黑色廢橡膠顆粒、彩色EPDM膠粒，其特征在于以新型單組分聚氨酯(PU)粘結(jié)劑為主劑、粘結(jié)回收橡膠顆粒，并加入催化劑充分拌和，用機(jī)械攤鋪，在常溫～70℃固化成4～10mm厚膠層，然后在膠層上用PU粘結(jié)劑、彩色EPDM膠粒、催化劑充分拌和，攤鋪一層厚度為2～3mm的彩色面層，固化后，構(gòu)成水泥或?yàn)r青為底層的塑膠基層和塑膠面層的塑膠跑道或運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地。本發(fā)明適用于體育場(chǎng)建造塑膠跑道，同樣也適用于其他塑膠運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和地面鋪裝，具有成本低、強(qiáng)度高、延伸率大、透氣滲水、各項(xiàng)物性指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、可機(jī)械化施工，效率高、平整度好、不掉粒。
文檔編號(hào)C04B41/48GK1552999SQ0312889
公開(kāi)日2004年12月8日 申請(qǐng)日期2003年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月29日
發(fā)明者王國(guó)梁, 姚其勝, 陸企亭 申請(qǐng)人:上?？颠_(dá)化工有限公司