專利名稱：環(huán)保型跑道膠及其生產(chǎn)方法和采用該種膠的跑道施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑膠跑道鋪設(shè)用的材料，具體來說是一種聚氨酯跑道膠；本發(fā)明還涉及了該種聚氨酯跑道膠的生產(chǎn)方法，以及采用該種跑道膠的塑膠跑道的施工方法。
背景技術(shù)：
公知的塑膠跑道，即聚氨酯跑道的主要成為為聚氨酯膠，采用甲、乙雙組分。甲組份為由過量的異氰酸酯和聚醚多元醇聚合成的預(yù)聚體，乙組份則由擴(kuò)鏈劑(或稱為交聯(lián)劑或固化劑)、填料、助劑構(gòu)成，其中根據(jù)擴(kuò)鏈劑的類型有的還需要催化劑。為了改善跑道的物理機(jī)械性能，所用的助劑則多為增塑劑、穩(wěn)定劑、老化劑、光穩(wěn)定劑、改性劑、濕潤劑等中的一種或多種。施工時在現(xiàn)場將甲、乙兩種組分混合，通過擴(kuò)鏈劑使預(yù)聚體交聯(lián)固化。異氰酸酯都是采用比例為80/20的甲苯二異氰酸酯(TDI)和二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)，聚醚都采用聚丙二醇和聚丙三醇，擴(kuò)鏈劑廣泛使用3，3-二氯-4，4-二苯基甲烷二胺(MOCA)。
現(xiàn)在的塑膠跑道主要存在如下問題(1)由于原料中含有過量的易揮發(fā)的TDI，且施工后固化通常需要2-3天左右，不論是在施工過程中還是施工后都會有較多的游離的TDI揮發(fā)釋放到環(huán)境中。而TDI毒性較大，人們接觸或吸入TDI會對造成身體不適甚至中毒，目前塑膠跑道的毒性問題已經(jīng)引起了有關(guān)方面的重視，叫停之聲不絕。(2)由于MOCA是擴(kuò)鏈劑效果較好的一種，使用較為廣泛。MOCA是否致癌這個問題也已經(jīng)引起了人們注意，從狗的實(shí)驗(yàn)中，已顯示出它可以引起膀胱癌。因此，目前各國醫(yī)學(xué)界都呼吁禁用這類材料，日本和美國把它列為特殊管理物質(zhì)，其使用受到嚴(yán)格控制和管理。(3)目前，塑膠跑道在施工過程中都不同程度地使用甲苯、二甲苯等溶劑，也會對環(huán)境造成污染。
體育是為了健康，而目前塑膠跑道材料的不環(huán)保又存在對人們健康造成傷害的隱患，所以引起社會各界的極大不安。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有的聚氨酯塑膠跑道存在的上述問題，其目的在于提供一種環(huán)保型的聚氨酯塑膠跑道材料，即環(huán)保型跑道膠，這種膠只需一種，不需要甲、乙雙組分，TDI含量極低，且施工時以水為擴(kuò)鏈劑，具有使用方便、安全環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個目的還在于提供一種該環(huán)保型跑道膠的生產(chǎn)方法。第三個目的則在于提供使用該環(huán)保型跑道膠的跑道施工方法。
本發(fā)明提供的環(huán)保型跑道膠，包括下述重量份的原料聚醚二元醇 400-500；聚醚三元醇 50-60；TDI和PAPI(聚甲基聚苯異氰酸酯) 100-150；填料 100-120；PH值調(diào)節(jié)劑 5-10；
其它助劑 適量。
所述的TDI與PAPI的較佳的用量比例為1∶2。
所述的其它助劑可以包括改性劑、增塑劑、光穩(wěn)定劑、老化劑、軟化劑、封閉劑等中的一種或多種。
所述的其它助劑較佳成分及重量份為改性劑50-60份、酯類增塑劑100-150份、油類軟化劑80-100份、光穩(wěn)定劑2-3份、老化劑1-2份。
所述的酯類增塑劑優(yōu)選BINT(苯二甲酸酯)。所述的油類軟化劑優(yōu)選石蠟。
改性劑優(yōu)選膨潤土，可以保證本發(fā)明的環(huán)保型跑道膠不沉淀，并可吸收施工固化過程中產(chǎn)生的CO2，防止跑道起泡。
本發(fā)明還提供了一種上述的環(huán)保型跑道膠的生產(chǎn)方法，該方法依次包括如下過程(1)將聚醚二元醇和聚醚三元醇加溫脫水；(2)將脫水后的上述聚醚多元醇與TDI、PAPI混合并加熱使其聚合為預(yù)聚體，反應(yīng)過程中加入PH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)PH值為6.5-7.5；(3)將填料及助劑與預(yù)聚體混合，然后進(jìn)行抽真空，使混合液中氣泡破裂脫除氣泡；(4)將混合好的混合液進(jìn)行過濾、包裝得成品。
所述的加溫脫水過程中較佳的溫度為110℃-120℃。
所述的步驟(2)中的聚合反應(yīng)較佳反應(yīng)溫度75℃-80℃。
所述的聚醚二元醇和聚醚三元醇優(yōu)選聚乙烯醇。
本發(fā)明還提供了采用該種環(huán)保型跑道膠的塑膠跑道的施工方法，該方法包括如下過程(1)基礎(chǔ)清理；(2)底層鋪設(shè)將本發(fā)明的環(huán)保型跑道膠與水?dāng)嚢杈鶆蚝髶降妮喬ツz粒，攤鋪于?？騼?nèi)，刮平；待其固化后再在其表面按上述方法鋪設(shè)第二層、第三層；(3)面層鋪設(shè)將本發(fā)明的環(huán)保型跑道膠加水再加色漿攪拌后攤鋪于底層上；(4)撒膠粒在面層上撒EPDM(三元乙丙橡膠)膠粒；(5)涂面膠待面層固化后，在其上面滾涂一層面膠，防止膠粒脫落；所用面膠為本發(fā)明的環(huán)保型跑道膠再加色漿攪拌均勻而成；(6)劃線待面膠固化后，劃線，保養(yǎng)。
上述步驟(2)中水的較佳用量可以為所用的環(huán)保型跑道膠的重量的10％-30％，最佳用量為20％。
步驟(3)和/或步驟(5)中水的較佳用量可以為環(huán)保型跑道膠用量的10％-30％，最佳用量為20％，均為重量百分含量。
所用色漿由跑道用顏料加酯類增塑劑混合而成。
本發(fā)明的基理在于異氰酸酯與水反應(yīng)，首先是生成不穩(wěn)定的氨基甲酸，然后由氨基甲酸分解成二氧化碳及胺。若在過量的異氰酸酯存在下，所生成的胺將與異氰酸酯繼續(xù)反應(yīng)，生成取代脲，反應(yīng)過程表示如下
由于R-NH2GN R-NCO的反應(yīng)比水快，故上述反應(yīng)可寫成
由上述反應(yīng)式可見，一個水分子可與兩個NCO基團(tuán)反應(yīng)，即水可看做是一種擴(kuò)鏈劑或固化劑，可代替莫卡，使用分子鏈增長，形成聚合物(聚脲)。
本發(fā)明提供的環(huán)保型跑道膠，同現(xiàn)有的采用甲、乙兩種組分的跑道膠相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)以特定比例的聚醚二元醇、聚醚三元醇、TDI和PAPI作為預(yù)聚體原料，并且因?yàn)椴捎昧硕拘缘颓也灰讚]發(fā)的PAPI，使TDI用量較低，所以膠中TDI含量很低，經(jīng)檢測，游離的TDI含量在0.5％以下；而且本發(fā)明的環(huán)保型跑道膠屬于水溶性，不需要溶劑，不含苯類、氯化烴、重金屬等，無毒無害，是符合HBC12-2002“環(huán)境產(chǎn)品技術(shù)要求”的綠色產(chǎn)品。
(2)這種環(huán)保型跑道膠將填料、助劑等與預(yù)聚體混合后成為單一組分的原料膠，便于生產(chǎn)、運(yùn)輸和施工，而現(xiàn)有技術(shù)中跑道膠要由甲、乙兩種組分組成，要分別生產(chǎn)、運(yùn)輸，施工時再混配，所以本發(fā)明的環(huán)保型跑道膠與現(xiàn)有技術(shù)相比生產(chǎn)、運(yùn)輸及施工更加簡便。
(3)這種環(huán)保型跑道膠以水為擴(kuò)鏈劑，由于水相對于MOCA等擴(kuò)鏈劑來說，不但無毒，而且水能夠與游離的TDI反應(yīng)使其分解為無毒產(chǎn)物，使產(chǎn)品不會生產(chǎn)任何毒性。
(4)以水為擴(kuò)鏈，相對于以MOCA等有機(jī)物為擴(kuò)鏈的公知的跑道膠來說，因水的價格極低且隨處可取，所以不但極大地方便了施工，而且使施工成本及材料成本大大降低。
(5)物理力學(xué)性能優(yōu)于現(xiàn)有的跑道膠。
本發(fā)明提供的這種環(huán)保型跑道膠生產(chǎn)方法，將科學(xué)的原料配方與生產(chǎn)工藝相結(jié)合，使聚醚多元醇與TDI和PAPI的聚合反應(yīng)更加完全，使膠中游離的TDI保持了較低的含量，而且生產(chǎn)過程簡單。
利有本發(fā)明的環(huán)保型跑道膠的跑道的施工方法更加簡單、安全，且施工效果好，對施工人員更加安全。


圖1為本發(fā)明的環(huán)保型跑道膠生產(chǎn)方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明，以助于理解本發(fā)明的內(nèi)容。
實(shí)施例1本實(shí)施例的環(huán)保型跑道膠由下述重量份的原料生產(chǎn)而成聚醚二元醇400、聚醚三元醇60、TDI40、PAPI60、填料100及由下述重量份的原料構(gòu)成的助劑改性劑60、酯類增塑劑100、油類軟化劑100、磷酸PH值調(diào)節(jié)劑5、紫外線吸收劑(即光穩(wěn)定劑)2、老化劑1.5。
其生產(chǎn)方法參照圖1所示，由下述生產(chǎn)過程構(gòu)成
(1)聚醚二元醇和聚醚三元醇加溫至110℃脫水；(5)將脫水后的上述聚醚多元醇與TDI和PAPI按上述比例混合并加熱至80℃使其聚合為預(yù)聚體，控制聚合時間為2小時，聚合過程中加入磷酸PH值調(diào)節(jié)劑以調(diào)節(jié)反應(yīng)的PH值為6.5-7.5，最好為7；(6)將填料及助劑與預(yù)聚體混合，然后進(jìn)行抽真空至-0.09MPa，使混合液中氣泡破裂脫除氣泡；(7)將混合好的混合液進(jìn)行過濾、包裝得成品。
使用本實(shí)施例的環(huán)保型跑道膠鋪設(shè)跑道的方法如下(1)基礎(chǔ)清理將跑道基礎(chǔ)清理干凈、平整，并使其保持干燥；(2)底層的鋪設(shè)將本實(shí)施例中的環(huán)保型跑道膠按其重量加入10％的水?dāng)嚢杈鶆蚝?，?0％的廢輪胎膠粒，攤鋪于?？騼?nèi)刮平，待其固化后再按上述方法在上面進(jìn)行第二層、第三層施工，每層厚度為3mm，整個底層厚9mm；(3)面層鋪設(shè)將環(huán)保型跑道膠加入10％的水再加入3％的色漿攪拌均勻后攤鋪于底層上，厚度控制在1.5-2.0mm；(4)撒膠粒將EPDM按約2.3kg/m2的用量撒在面層上；(5)涂面膠待面層固化后，在其上面滾涂一層面膠，防止脫粒脫落，面膠由環(huán)保型跑道膠加30％的水和5％的色漿攪拌均勻即可；(6)劃線待面膠固化后按國際標(biāo)準(zhǔn)劃線，保養(yǎng)一星期后可交付使用。
實(shí)施例2本實(shí)施例的環(huán)保型跑道膠由下述重量份的原料生產(chǎn)而成聚醚二元醇500、聚醚三元醇50、TDI50、PAPI100、PH值調(diào)節(jié)劑10、填料120、以及由下述原料構(gòu)成的助劑膨潤土改性劑50、酯類增塑劑150、油類軟化劑80、光穩(wěn)定劑3、老化劑1份，以及部分潤濕劑。
其生產(chǎn)方法參照圖1所示，由下述生產(chǎn)過程構(gòu)成(1)將聚醚二元醇和聚醚三元醇加溫至120℃脫水；(2)脫水后的上述聚醚多元醇與TDI和PAPI按上述原料用量混合并加熱至75℃使其聚合為預(yù)聚體，控制聚合時間為2小時，并加PH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)PH值為中性；(3)將填料及助劑與預(yù)聚體混合，然后進(jìn)行抽真空至-0.09MPa，使混合液中氣泡破裂脫除氣泡；(4)將混合好的混合液進(jìn)行過濾、包裝得成品。
使用本實(shí)施例的環(huán)保型跑道膠鋪設(shè)跑道的方法如下(1)基礎(chǔ)清理將跑道基礎(chǔ)清理干凈、平整，并使其保持干燥；(2)底層的鋪設(shè)將本實(shí)施例中的環(huán)保型跑道膠加按其重量加入30％的水?dāng)嚢杈鶆蚝?，?0％的廢輪胎膠粒，攤鋪于?？騼?nèi)刮平，待其固化后再按上述方法在上面進(jìn)行第二層、第三層施工，每層厚度為3mm，整個底層厚9mm；(3)面層鋪設(shè)將環(huán)保型跑道膠加入30％的水再加入3％的色漿攪拌均勻后攤鋪于底層上，厚度控制在1.5-2.0mm；
(4)撒膠粒將EPDM按約2.3kg/m2的用量撒在面層上；(5)涂面膠待面層固化后，在上面滾涂一層面膠，防止脫粒脫落，面膠由環(huán)保型跑道膠加10％的水和5％的色漿攪拌均勻即可；(6)劃線待面膠固化后按國際標(biāo)準(zhǔn)劃線，保養(yǎng)一星期后可交付使用。
實(shí)施例3本實(shí)施例的環(huán)保型跑道膠由下述重量份的原料生產(chǎn)而成聚醚二元醇450、聚醚三元醇55、TDI45、PAPI90、膨潤土改性劑55、BINT(苯二甲酸酯)酯類增塑劑130、石蠟油類軟化劑90、PH值調(diào)節(jié)劑7、光穩(wěn)定劑2.5、無機(jī)填料110份。
其生產(chǎn)方法參照圖1所示，由下述生產(chǎn)過程構(gòu)成(1)將聚醚二元醇和聚醚三元醇加溫至115℃脫水；(5)脫水后的上述聚醚多元醇與TDI和PAPI按上述比例混合并加熱至80℃使其聚合為預(yù)聚體，控制聚合時間為2小時，反應(yīng)過程中加PH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)其PH值；(6)將填料及助劑與預(yù)聚體混合，然后進(jìn)行抽真空至-0.09MPa，使混合液中氣泡破裂脫除氣泡；(7)將混合好的混合液進(jìn)行過濾、包裝得成品。
使用本實(shí)施例的環(huán)保型跑道膠鋪設(shè)跑道的方法如下(1)基礎(chǔ)清理將跑道基礎(chǔ)清理干凈、平整，并使其保持干燥；(2)底層的鋪設(shè)將本實(shí)施例中的環(huán)保型跑道膠加按其重量加入20％的水?dāng)嚢杈鶆蚝螅瑩?0％的廢輪胎膠粒，攤鋪于?？騼?nèi)刮平，待其固化后再按上述方法在上面進(jìn)行第二層、第三層施工，每層厚度為3mm，整個底層厚9mm；(3)面層鋪設(shè)將環(huán)保型跑道膠加入20％的水再加入3％的色漿攪拌均勻后攤鋪于底層上，厚度控制在1.5-2.0mm；(4)撒膠粒將EPDM按約2.3kg/m2的用量撒在面層上；(5)涂面膠待面層固化后，在其上面滾涂一層面膠，防止脫粒脫落，面膠由環(huán)保型跑道膠加20％的水和5％的色漿攪拌均勻即可。
(6)劃線待面膠固化后按國際標(biāo)準(zhǔn)劃線，保養(yǎng)一星期后可交付使用。
將本發(fā)明的環(huán)保型跑道膠按GB/T19250-2003新國家標(biāo)準(zhǔn)中《聚氨酯防水涂料》的規(guī)定進(jìn)行檢測，并將其物理化學(xué)性能與公知的雙組分跑道膠進(jìn)行對比，其指標(biāo)如表1表1物理力學(xué)性能指標(biāo)(GB/T19250)


由上表可以看出，本發(fā)明的環(huán)保型跑道膠的各項(xiàng)物理力學(xué)性能均優(yōu)于現(xiàn)有的雙組分跑道膠，具有廣闊的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保型跑道膠，包括下述重量份的原料聚醚二元醇 400-500；聚醚三元醇 50-60；TDI和PAPI 100-150；填料100-120；PH值調(diào)節(jié)劑 5-10；其它助劑適量。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保型跑道膠，其特征在于所述的TDI與PAPI的較佳的用量比例為1∶2。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保型跑道膠，其特征在于所述的其它助劑包括改性劑、增塑劑、光穩(wěn)定劑、老化劑、軟化劑、封閉劑中的一種或多種。
4.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保型跑道膠，其特征在于所述的其它助劑較佳成分及重量份為改性劑50-60份、酯類增塑劑100-150份、油類軟化劑80-100份、光穩(wěn)定劑2--3份、老化劑1-2份。
5.如權(quán)利要求3或4所述的環(huán)保型跑道膠，其特征在于所述的改性劑為選膨潤土。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1中所述的環(huán)保型跑道膠的生產(chǎn)方法，該方法依次包括如下過程(1)將聚醚二元醇和聚醚三元醇加溫脫水；(2)將脫水后的上述聚醚多元醇與TDI、PAPI混合并加熱使其聚合為預(yù)聚體，反應(yīng)過程中加入PH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)PH值為6.5-7.5；(3)將填料及助劑與預(yù)聚體混合，然后進(jìn)行抽真空，使混合液中氣泡破裂脫除氣泡；(4)將混合好的混合液進(jìn)行過濾、包裝得成品。
7.如權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟(1)中加溫脫水過程中較佳的溫度為110℃-120℃，所述的步驟(2)中的聚合反應(yīng)較佳反應(yīng)溫度75℃-80℃。
8.一種采用權(quán)利要求1所述的環(huán)保型跑道膠的塑膠跑道的施工方法，該方法包括如下過程(1)基礎(chǔ)清理；(2)底層鋪設(shè)將本發(fā)明的環(huán)保型跑道膠與水?dāng)嚢杈鶆蚝髶降妮喬ツz粒，攤鋪于模框內(nèi)，刮平；待其固化后再在其表面按上述方法鋪設(shè)第二層、第三層；(3)面層鋪設(shè)將本發(fā)明的環(huán)保型跑道膠加水再加色漿攪拌后攤鋪于底層上；(4)撒膠粒在面層上撒EPDM膠粒；(5)涂面膠待面層固化后，在其上面滾涂一層面膠，防止膠粒脫落；所用面膠為本發(fā)明的環(huán)保型跑道膠再加色漿攪拌均勻而成；(6)劃線待面膠固化后，劃線，保養(yǎng)。
9.如權(quán)利要求8所述的施工方法，其特征在于所述的步驟(2)和/或(3)、(5)中的水的用量為所用的環(huán)保型跑道膠重量的10％-30％，最佳用量為20％。
10.如權(quán)利要求8或9所述的施工方法，其特征在于所述色漿由跑道用顏料加酯類增塑劑混合成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)保型跑道膠，包括下述原料聚醚二元醇、聚醚三元醇、TDI和PAPI、填料、pH值調(diào)節(jié)劑、其它助劑。還公開了這種跑道膠的生產(chǎn)方法，包括聚醚多元醇脫水、預(yù)聚合、加入填料及助劑、過濾包裝過程；同時也公開了一種環(huán)保型跑道膠的施工方法，包括基礎(chǔ)清理、底層鋪設(shè)、面層鋪設(shè)、撒膠粒、涂面膠、劃線。本發(fā)明提供的這種環(huán)保型跑道膠具有環(huán)保無毒，生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工方便，物理力學(xué)性能好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C09D175/08GK1580163SQ20041003831
公開日2005年2月16日 申請日期2004年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月19日
發(fā)明者羅植春 申請人:深圳市奧順達(dá)實(shí)業(yè)有限公司