塑胶跑道质量影响因素简析

2019-01-16 11:34:21 28

塑胶跑道质量影响因素简析

刘春煜 河北旭隆塑胶制造有限公司

一、塑胶跑道简介

塑胶跑道根据其施工的结构、用料可分为:

预制型塑胶跑道、全塑型塑胶跑道、混合型塑胶跑道、复合型塑胶跑道、透气型塑胶跑道、EPDM塑胶跑道。其基本结构如下图所示:

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我们所指的塑胶跑道面层是上图结构中最上层13mm厚塑胶面层。

1、预制型塑胶跑

该类塑胶跑道采用国际田联检验认可天然橡胶和人工橡胶作为基础,填充于矿物质、稳定剂和色料等材料,是一种双层结构合成的橡胶塑胶跑道材料。塑胶跑道施工在2008年北京奥运会上发挥了其无可替代的产品优势,塑胶跑道工程具有易铺设,免维护,铺设时间短,奔跑舒适,而且兼顾所有传统塑胶跑道的优点等特点,成为新一代田径场地环保铺设产品。

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预制型塑胶跑道的特性是:1、耐候性能强,具有防紫外线、霉菌、酸碱的性能,不管是在高温低温还是高辐射中,同样具有优越的运动性能表现;2、翻新的时候能够回收再利用;3、预制型材料的表面弹性好,摩擦系数好,具有优良的弹性;3、铺设简单,不需要专业的维护;4、材料中完全不含有有毒的物质,绿色环保,而且预制型塑胶跑的面层系统均一,能够保证比赛的公平公正性。

适用范围:运动场所田径跑道场、网球场、羽毛球场、篮球场、排球场手球场等;游乐场所游泳池畔、高尔夫球走道、儿童乐园、幼儿园活动场地等。

2全塑型跑道

全塑型的材料由纯PU(聚氨酯)人工合成;塑胶跑道外观表面为颗粒状结构,非渗水性。面层由聚氨酯材料掺入等比例的EPDM颗粒,喷徐形成。面层完全由聚氨酯材料喷涂形成的自然纹路,避免了脱粒现象,性价比较高,价格适中。面层具有良好的物理弹性及高度的抗耐磨性,能抵御各类极端气候状况;长时间的日照;雨季及冰冻气候。施工采用现场合成自然固化成型,颜色持久,整体性好,无接缝,排水快,与水泥、沥青地基粘接牢固,可全天候使用,是最理想的运动跑道铺装材料。厚度:标准场地13mm(或根据用户要求而定)。

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适用范围:各级各类学校及专业体育场,田径场跑道、跳道、半圆区、辅助区的活动场地,非专业比赛用篮球场、羽毛球场排球场等球场。全塑型塑胶跑道是专业田径运动场的常用类型,但其价格之高,是一般的大中小学所不能承受的。

3、混合型塑胶跑道

混合型跑道采用国际田联认可的混合结构。面层由聚氨酯材料掺入等比例的EPDM颗粒,喷徐形成。面层完全由聚氨酯材料喷涂形成的自然纹路,性价比较高,价格适中。中间层为PU,母体是全PU掺合部分橡胶颗粒。施工工艺简单,符合国际赛事标准。标准厚度13mm。

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混合型塑胶跑道的特点:整体性能好,超强抗钉性,适用于各种比赛场地,维护方便、经济,可吸收性强劲的冲击不鼓泡,耐老化,色彩鲜艳。

适用范围:大中专院校及中小学,专业体育场馆塑胶跑道、半圆区、辅助区,全民健身路径、室内体育馆训练跑道、游乐场及人行防滑路面。

4、复合型塑胶跑道

复合型塑胶跑道分两层结构,采用国际田联认可的混合结构,面层为PU颗粒或EPDM耐候性环保彩色颗粒,面层完全由聚氨酯材料喷涂形成自然纹路,母体是全PU掺合部分橡胶颗粒。施工工艺简单,符合国际赛事标准。标准厚度13mm。

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复合型塑胶跑道的特性是1、适用性:平整度好,没有缝隙和凸起;2抗紫外线,耐老化,不易褪色;3、绿色环保无污染4、耐用性能好:在使用的过程中具有良好的耐候性和抗钉鞋的破坏能力,是一种专业的塑胶跑道;5、施工简单,能够直接用水泥地基做底,适合各种跑道的类型建设。

适用范围:一般的赛事、学校教学、训练运动场地。

5、透气型塑胶跑道

透气型塑胶跑道采用国际田联认可的复合结构,上层为PU颗粒或EPDM耐候性环保彩色颗粒,渗水的聚氨脂密封,下层采用机械施工缓冲底垫。符合国际比赛标准,标准厚度13mm。它的材料选择为基础层聚氨酯树脂粘合的黑色环保颗粒,面层采用EPDM橡胶颗粒与聚氨酯混合后喷涂而成。

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透气型塑胶跑道的特性是:1、耐老化,使用效率高,抗紫外线辐射。2、不会鼓包,适合高温湿热的环境,是理想的学校跑道。透气型塑胶跑道现已成为我国大、中、小学最为深受欢迎的田径运动场,据不完全统计,透气型塑胶跑道在其大、中、小学的塑胶铺装比例上占居为63%。透气型塑胶跑道在美国、德国、意大利、日本、韩国、法国、澳大利亚等国广泛应用。

6、EPDM塑胶跑道

EPDM,三元乙丙橡胶(Ethylene-PropyleneDieneMonomer)是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物。EPDM塑胶跑道主要由EPDM彩色胶粒层与黑色橡胶底层组成,是固定式的赛场跑道材料。全天候使用,不会因紫外线,酸雨等的污染而褪色,能长期保持其高水准的品质。色彩多样,且色彩柔和,颗粒状表层,防止刺眼光线的反射,美观耐久,并可采用多色彩搭配。耐磨耗性小于2.5%,能满足各级学校长时间,高使用频率的需要。在受力最大使用最频繁的百米起跑点,不会受到钉鞋或起跑架破坏。在球场及学校运动场中使用最佳,主要用于小学或是幼儿园等非标准的跑道。

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二、塑胶跑道质量影响因素

1、原料

根据塑胶跑道结构和工艺特点,不同类型的产品使用原料不同,第一章介绍的六种产品采用原料如表1所示。

表1塑胶跑道面层主要原料

类型

主要原料

预制型

塑胶跑道

又称橡胶跑道,双层结构。主要原料为天然橡胶或人工橡胶、矿物质(有机硅)、稳定剂、色料

全塑型

塑胶跑道

单层结构,纯聚氨酯合成,通俗讲纯胶水固化合成。主要原料为异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI))、聚醚多元醇、溶剂、催化剂、扩链剂等。

混合型

塑胶跑道

混合结构,面层为PU颗粒(聚氨酯颗粒)或EPDM彩色颗粒,母体全胶水混合橡胶颗粒。主要原料为异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI))、聚醚多元醇、溶剂、催化剂、扩链剂、PU颗粒或EPDM彩色颗粒等。

复合型

塑胶跑道

双层结构,面层为PU颗粒(聚氨酯颗粒)或EPDM彩色颗粒,母体全胶水混合橡胶颗粒。主要原料为异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI))、聚醚多元醇、溶剂、催化剂、扩链剂、PU颗粒或EPDM彩色颗粒等。

透气型

塑胶跑道

双层结构,面层为PU颗粒(聚氨酯颗粒)或EPDM彩色颗粒,基础层为聚氨酯树脂粘合的黑色环保颗粒。主要原料为溶剂型单组分聚氨酯粘合剂、PU颗粒或EPDM彩色颗粒、黑色环保颗粒等。

EPDM

塑胶跑道

双层结构,面层为EPDM彩色颗粒,底层黑色橡胶颗粒。主要原料异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI))、聚醚多元醇、溶剂、催化剂、扩链剂、EPDM彩色颗粒、聚氨酯面漆等。

从上表中我们可以看出,预制型塑胶跑道全橡胶主体最环保,其它除透气型跑道外都使用双组份聚氨酯粘合剂,黑色橡胶颗粒,透气型跑道使用单组分溶剂型聚氨酯粘合剂,黑色环保颗粒。

下面再简单介绍下原料情况。

(1)聚氨酯粘合剂

聚氨酯粘合剂分为双组份聚氨酯胶黏剂和单组分聚氨酯粘合剂。双组份聚氨酯粘合剂由含有-NCO基团的A组份预聚体和含有-OH基团的B组分组成,其中B组份中还含有催化剂、扩链剂、稳定剂等;单组分聚氨酯粘合剂含有-NCO基团(水基型聚氨酯粘合剂-NCO是做封端处理的),通过和水反应固化,在和水反应过程中会形成透气孔,因此用于透气型塑胶跑道。

-NCO基团是由甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)提供,MDI分子量大,稳定性高,但工艺相对较为复杂且价格较高,因此我国塑胶跑道主要为传统TDI 型聚氨酯塑胶。TDI有2 种异构体: 2 , 4 -甲苯二异氰酸酯和2 , 6 -甲苯二异氰酸酯。甲苯二异氰酸酯是白色或淡黄色液体, 具有强烈的刺激性气味。在国家标准《职业接触毒物危害程度分级》( GB 5044 — 1985 ) 中, TDI属于Ⅱ级( 高度危害) 毒物, 可能使人体致癌, 吸入TDI可引起呼吸道上皮、肺间质、肺内血管及免疫系统等多方面损伤。在常温时, TDI饱和蒸气浓度( 质量分数, 下同) 约为142m g/ k g , 当地表温度上升到60 ℃以上时, 聚氨酯跑道TDI挥发气体的浓度会剧增,同时产生较大异味,所以用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。

(2)扩链剂

在聚氨酯合成时使用扩链剂能使制品的硬度和机械强度提高。但MOCA ( 3 , 3' -二氯- 4 , 4' -二氨基二苯基甲烷也称莫卡属芳香族胺类化合物扩链剂芳胺化合物会引起正铁血红蛋白的急性生成使血红蛋白失去输氧的能力并刺激黏膜产生病变。所以用环保无味液体扩链剂(FRP03)。

3)重金属盐催化剂

传统塑胶跑道使用的催化剂主体为辛酸铅配合醋酸苯汞, 其中所含的重金属严重危害人类健康。如铅影响人的发育、内分泌和免疫功能。所以改用环保锌、铋催干剂。

(4)溶剂

在双组分聚氨酯跑道施工过程中,B组分所使用的溶剂如果不是环保型溶剂,其中往往含有大量的苯系物,如苯、甲苯、二甲苯等有害成分。苯系物可引起眼睛、皮肤、鼻、肺刺激,人在剧烈运动时的呼吸量是安静时的20倍以上,使肺通气量剧增,在短时间内可吸入大量气体,所以危害更大。建议用气味小的环保溶剂。

(5)黑环保颗粒

黑颗粒一般是再生胶做的,主要来源于以下四方面:1、回收的废旧跑道通过打碎,然后筛选;2、废旧的电缆线皮,通过粉碎,然后筛选得到的;3、废旧的黑色鞋底通过粉碎,然后筛选得到的;4、废旧的轮胎通过粉碎,然后筛选得到的;以上四种黑颗粒中,第一种和第二种的价格略低,在质量方面上,也比之后两者要稍差一些;而后两者在质量上比较好,价格方面比前两种要贵一些。但是,在再生料的回收利用过程中,可能一些商家为了追求利润的最大化,掺杂其他低价低质材料,也可能是塑胶跑道的施工方为了利润掺杂一些低价低质的材料。

2、施工

这里的“施工”指面层材料现场铺制。温度、湿度、原料配比等都是影响塑胶跑道质量状况的重要因素,特别是原料配比不合适将直接导致反应不彻底,残存的原料将挥发至空气中或滞留在面层材料中危害人身健康。但是,现在施工往往都是粗放型的,不经过严格称量,而是工人根据经验估摸着投放原料,误差太大。

施工过程直接影响塑胶跑道的最终质量,应该加强对施工过程监理,督促施工方严格按照要求采购原料,按照工艺要求的环境条件、配比施工。监理过程中发现异状及时叫停查找原因。

3、造价

“一分价钱一分货”,价钱正常情况下都能够体现产品的价值,塑胶跑道产品也是这样的,主要原料都有更好的环保型的替代产品,就是最近火热的“黑颗粒”也完全可以由天然橡胶或者人工橡胶代替,因此相关单位在做预算的时候完全可以根据材料的市场价格做一个兼顾各方利益的合理价格,而不是任由承包方恶性低价竞争,承包方也要挣钱,那么最终结果必然是一个“符合其价值的跑道”。