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  • 无溶剂塑胶跑道

    塑胶跑道具有较好的弹性、防滑性、耐磨性、耐候性,同时场地护理容易,色彩鲜明、美观整齐等特点,被各田径场地和学校均采用作为必备的运动设施条件,也被国际奥委会定为国际比赛场地的必备条件之一。

    编辑摘要

    目录

    一、传统聚氨酯(PU)塑胶跑道      /无溶剂塑胶跑道 编辑

    传统聚氨酯跑道传统聚氨酯跑道

        1:聚氨酯跑道发展背景:塑胶跑道是由聚氨酯材料(PU)生产而成。20世纪60年代初由美国3M公司首次使用聚氨酯材料(PU)进行体育场地的铺装。经过70多年的发展,聚氨酯跑道已用于铺设高尔夫球场通道、儿童游乐场地、网球场、体育馆地面及田径场地。

        2:聚氨酯塑胶跑道材料成分
    目前大部分铺设的聚氨酯(PU)塑胶跑道属于混合型或溶剂型。不管是哪种类型,其基本原料都是聚醚多元醇和异氰酸酯,属于甲苯二异氰酸酯(TDI)体系,其基本配方即TDI(甲苯二异氰酸酯) MOCA(3,3′ 二氯4,4′ 二氨基二苯基甲烷) 重金属催化剂体系,致使所铺设成的塑胶跑道存在毒害和铺设成本过高的问题。聚氨酯塑胶跑道,其中异氰酸酯主要为甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)。TDI是聚氨酯工业生产的重要原料,在配方中加入TDI组分的聚氨酯跑道,为TDI聚氨酯跑道。在工业生产中,TDI在空气中允许浓度为0.2mg/m3。 
    3:TDI型的塑胶跑道的毒性 
    TDI聚氨酯跑道生产工艺一般为双组分工艺,即在原料厂按一定比例的TDI和聚醚多元醇反应,制得含异氰酸酯端基的预聚体(甲组分)﹔以聚醚多元醇、MOCA(邻苯二甲酸二辛酯)、无机填料、颜料、催化剂和其他助剂等混配的乙组分。施工时,将甲、乙组分,按一定比例混合,然后均匀地铺在基础地面上,刮平,在室温下3~7天完全固化。一般10天后交付使用。 
    TDI属于II级(高度危害)毒物,是可疑人体致癌物,国际运动跑道技术协会(IST)早在1994年就提出“不接受使用含TDI成分的聚氨酯系统的运动跑道”的建议。MOCA属于芳胺酯类化学品,毒性较大,能引发膀胱癌,以有机汞/铅或有机汞/锌复合催化剂为主的重金属催化体系危害人体,污染环境。

    跑道跑道

        4:TDI型的塑胶跑道的人体和环境的危害
    甲苯二异氰酸酯(TDI),挥发性高、毒性大,在国内已经被列为剧毒品,列入《剧毒化学品目录》,是可疑人体致癌物;其具有强烈的刺激性气味,在人体中具有积聚性和潜伏性,对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈刺激作用,长期接触甲苯二异氰酸酯(TDI)可引起慢性支气管炎。
    由于TDI聚氨酯跑道内含有的重金属物质,会在使用过程中氧化污染环境。如铅经氧化后变成氧化铅,以粉尘的形式影响运动者的健康。铅多积聚在离地面1米左右的大气中,正好为儿童的呼吸带,对小学生的健康影响较大。这些重金属还会随雨水排入河流深入地下水污染水源,影响当地的环保生物链条。而重金属排放物污染水源,又通过植物链在人体内长期积累,影响人的新陈代谢,影响人的肝、肾功能。如集中填埋这种污染力会集中于某一地区,负面效应也将急剧增加。 
    环境污染引起的慢性中毒的潜伏期可以是几个月、几年甚至是几十年。由于慢性中毒的潜伏期长,病情具有进展不明显的特点,因此这种慢性侵害不易察觉,往往容易被人们忽视。TDI聚氨酯跑道中有毒有害化学物质的释放造成对人体的侵害,正是这样一个缓慢的过程。当吸入这些有毒有害化学物质后,会在人体内沉积逐渐积累,最终在会某一时刻显现出来。 
        很多聚氨酯跑道在施工过程中添加溶剂。由于有机溶剂有挥发性,施工过程中会释放出有害气体,在高温的情况更加明显,对现场施工人员容易造成伤害。

    二、塑胶跑道的类型及更新换代 /无溶剂塑胶跑道 编辑

    塑胶跑道塑胶跑道

    针对国际运动跑道技术协会早在1994年就提出:“在欧共体范围不再接受使用含有TDI成分的聚氨酯系统的运动跑道”的建议,中国田径协会于1997年召集聚氨酯生产企业商讨如何研制新型环保运动面层材料,为与国际接轨同时为“入世”作好充分的淮备。
     经过70多年的发展中,塑胶跑道不断更新换代,升级创新,由透气式塑胶跑道到复合型、混合式,再到目前的环保型无溶剂塑胶跑道。
        1:透气型塑胶跑道:是双层喷涂聚胺酯跑道系统。基础层为聚氨酯树脂粘合的黑色环保橡胶颗粒,面层为有色EPDM橡胶颗粒与聚氨脂混合后由SMG机械直接喷射在面层上形成。
        2:复合型塑胶跑道:基础层为聚氨酯树脂粘合的黑色环保橡胶颗粒,面层为有色EPDM橡胶颗粒浇铸在聚氨酯树脂中。
        3:预制型塑胶跑道:是一种预制型卷材跑道。以天然橡胶及人工橡胶为基础,混合矿物质填充剂、稳定剂及色料于工厂内连续压延处理,并以280-300℃的高温加硫硬化一体成型,机械压花,纹路一致的双层结构合成橡胶。
        4:混合型塑胶跑道:是PU与黑色橡胶颗粒按一定比例混合而成跑道系统。材料运到现场按一定比例混合,加入催化剂搅拌均匀,摊铺,常温硫化成型,该面层是现时唯一有国家标准的塑胶面层材料,主要用于专业比赛用场地等。
        5:环保型无溶剂塑胶跑道:在满足比赛、训练、使用和确保材质的弹性、耐磨度及断裂伸长度等物理指标的前提下,国际上合成材料跑道具有以下发展趋势:注重合成材料面层的环保功能,可回收利用﹔向机械化施工方向发展﹔向预制体系方向发展。无溶剂塑胶跑道没有添加任何溶剂,环保、安全,还塑胶跑道一个洁净无毒的面孔。详细参阅下文。
     

    三、无溶剂塑胶跑道是什么? /无溶剂塑胶跑道 编辑

    无溶剂聚氨酯塑胶跑道是无毒的运动面层材料做成的环保型塑胶跑道,属于二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)体系。MDI合成面层材料、无溶剂、无臭味、无污染的水性聚氨酯跑道材料。它是淘汰有毒的TDI体系聚氨酯跑道材料的环保型运动铺装材料,性能先进、高科技含量、安全、可再生、适合各种条件下使用,对人体危害较小。其具体特点如下:
    1:不含TDI,不含苯、甲苯、二甲苯等有毒挥发性溶剂,不含增塑剂,无重金属等有害添加物,无任何挥发性气味,对人体和环境友好,完全符合环保要求;
    2:施工便捷、粘接力强、铺设效率高、固化速度快、适应喷涂或机械摊铺等不同的施工要求,铺设过程无异味,不影响学校正常教学活动和周围居民正常生活;
    3:投入使用后无异味、无任何有害物质排放,减少对环境的污染。

    四、无溶剂塑胶跑道的性能 /无溶剂塑胶跑道 编辑

    无溶剂塑胶跑道无溶剂塑胶跑道

    1:优异的物理性能:无溶剂聚氨酯塑胶跑道材料采用优质聚氨酯原料制成(如:中国的广州帝森(DISEN)跑道品牌联合美国陶氏化学研发的VORAMER™ 系列无溶剂塑胶跑道胶粘剂原料),具有极佳的附着力,成型后柔韧性好、拉伸强度高、冲击吸收优异、抗滑值及阻燃性满足国际标准。
    2:高效的防腐性能:无溶剂聚氨酯塑胶跑道材料不含任何挥发性有机溶剂,在施工过程中不会形成因溶剂挥发留下的孔隙,且平整度高,致密性极佳,能有效隔绝地面水气、杜绝普通腐蚀性介质对聚氨酯弹性层的腐蚀。
        3:强大的耐老化性能:无溶剂聚氨酯塑胶跑道使用陶氏先进的材料与合成技术,有效解决了传统塑胶跑道,因环境、气候的改变,容易出现面层黄变、褪色、泛白、发软、发硬、起泡等技术难题;即使在强紫外线的高原地区、雨水充沛的南方及昼夜温差很大等极端气候环境下依然能保持性能不变。其优异的耐水性、耐老化性能和色彩保持能力,确保在户外长期使用依然美观耐用。
    4:经济性:目前无溶剂聚氨酯塑胶跑道材料价格略高于溶剂型,实际上陶氏无溶剂材料的固体含量为100%,且NCO含量高,也就说其有效成分高,在与溶剂型对比下,现场施工可节省10-20%左右的胶水用量,所以造价并未增加多少;实际上因为大品牌技术先进质量有了保证,减少了后顾之忧,使用年限又得到了延长(1-3年),避免频繁翻新造成浪费,因此,实际使用成本是降低的。
    五、无溶剂塑胶跑道标准
    目前国内外一流的无溶剂塑胶跑道材料,有广州帝森(DISEN)跑道品牌联合陶氏化学公司研制的VORAMER™ 系列无溶剂塑胶跑道胶粘剂,其以优质聚氨酯树脂为基础,采用MDI体系完美取代TDI,用环保扩链剂取代MOCA,专为体育运动场地提供环保无溶剂跑提供道解决方案。
    其先进性能及特点如下:
    1:不使用甲苯二异氰酸酯(TDI),杜绝使用氯化石蜡,不使用有害溶剂,不含 MOCA,不含有害重金属。
    2:专用胶黏剂以优质聚氨酯树脂为基础,不含任何苯、甲苯、二甲苯等有刺激性气味的高挥发性有机溶剂;无增塑剂,无重金属等有害添加物,无任何挥发性气味;对人体和环境友好,完全符合环境要求;
    3:施工便捷、粘接力强、铺设效率高、固化速度快、适应喷涂或机械摊铺等不同的施工要求,铺设过程无异味,不影响学校正常教学和周围居民正常生活,投入使用后无异味、无任何有害物质排放。完全超越国标GB/T14833-2011对有害物质限量的标准。
    (要求:附检测报告 )
    六、无溶剂塑胶跑道2.0-3.0
    无溶剂塑胶跑道无溶剂塑胶跑道

        国内一流的塑胶跑道品牌广州帝森(DISEN)的无溶剂塑胶跑道胶粘剂从2002年开始研发,至今已研发生产了第2、3代无溶剂塑胶跑道[3],“让跑道更环保、更耐久”。 
    1:广州帝森(DISEN)无溶剂2.0塑胶跑道:
        广州帝森(DISEN)无溶剂2.0塑胶跑道也叫渗水型塑胶跑道,采用陶氏VORAMER™ 系列材料中的MR1182无溶剂胶粘剂与弹性胶粒相结合做底层(建议配比1:7-9),具有透水功能。在高温下,地基产生的蒸汽,会很快的散发出去。蒸汽压力无法聚集,所以不会产生鼓泡现象,并符合专业要求,弹性好。面层采用陶氏VORAMER™ 系列MA5036面甲与MB5036面乙,按1:1比例搅拌后加入一定量的EPDM(三元乙丙)胶粒混合后喷涂于跑道表面,使之具有高强度的耐磨性能及高度紫外线抵抗力,实践证明,无褪色,强力耐磨,不易老化,施工便捷,良好的力学物理性能,弹性好、保养简便。投入使用后小雨天无需停止比赛,大雨不会有积水现象。由于是无溶剂体系,环保性能卓越,符合田径比赛训练场地要求。

        2:广州帝森(DISEN)无溶剂3.0塑胶跑道:
        广州帝森(DISEN)无溶剂3.0塑胶跑道为全塑型塑胶跑道,底层是采用陶氏VORAMER™ 系列无溶剂双组份聚氨酯,MA5035底甲与陶氏MB5035底乙按1:6比例搅拌摊铺而成,为纯PU微孔发泡底层,具有高效的弹性,坚韧的耐用性;面层采用陶氏MA5036面甲与陶氏MB5036面乙按1:1比例搅拌后加入一定量的EPDM(三元乙丙)胶粒混合后,分两遍纵横交叉喷涂于跑道表面,使之具有超强耐磨的面层与高度紫外线抵御力,无褪色之顾虑,整体使用寿命更长。由于是无溶剂体系,环保性能卓越,符合各种专业田径比赛场地要求。

    七、广州帝森(DISEN)无溶剂塑胶跑道工程案例
       1: 广州帝森联手陶氏化学推广无溶剂塑胶跑道解决方案:
       中国运动跑道材料知名品牌广州帝森(DISEN)公司联合著名跨国品牌陶氏化学公司,在4月22日开幕的2016中国国际体育用品博览会上联手推广高性能环保型VORAMER™无溶剂跑道胶粘剂解决方案,助力在中国打造安全健康的运动跑道和休闲场地 。
    2:广州帝森(DISEN)无溶剂塑胶跑道工程案例及报道:
    报道: 
    陶氏化学举办环保无溶剂跑道产品推介会
        江门首条陶氏无溶剂塑胶跑道启用
        广州帝森联手陶氏化学推广无溶剂跑道胶粘剂
        帝森联手陶氏推广无溶剂塑胶跑道解决方案

    案例:
         江门一中景贤学校  
        广州汇景幼儿园
    梅州平远长田中学
    拉萨市十三小学
    西宁市实验小学
    北京航空某部
    云南玉溪红塔集团
    阜阳市临泉第一中学
    南阳双河油田第八小学
    新乡大召营中学
    福州市警察学校
    .................
     八、有毒塑胶跑道危报道
        塑胶跑道虽然成为很多学校的体育设施之一,但今日却越来越多的小学爆出塑胶跑道有异味,这引发了社会的热议。苏州、无锡、南京、上海、武汉、郑州等多地中小学的塑胶跑道出现有异味,甚至影响学生健康的现象,塑胶跑道作为田径赛事的主要辅助工具,广泛运用于各类球场、学校、儿童游乐场等设施,其耐用性及安全性一直备受关注。 :
        1:有毒跑道的报道一:“最现代化小学”陷毒跑道风波 学生身上起红斑头晕
    在崭新的校园学习不到一个学期,四川省成都市成华区教科院附属小学(以下简称教科院附小)的近2000名学生又搬回了老校区。原因是陆续有学生出现流鼻血、呕吐、头晕以及过敏症状,家长们怀疑,这个新建的校园存在污染。
    有家长提出:“这学期到目前为止,我儿子还没有上过体育课,体育课在班里看动画片。老师说跑道有问题。”对此,成华区教育局一位工作人员核实后表示,学校搬进新校区之后体育课是正常进行的,只是从5月19日有家长反映到学校后,本着从孩子健康的角度出发,在调查过程中,暂停了操场的教育教学活动。
        2:有毒跑道的报道二:江苏多地小学被曝塑胶跑道有问题 致学生流鼻血 头晕 皮肤过敏
        今年9月1日,苏州市元和小学建成完工,没经过整体竣工验收就投入使用。开学后不久,该校多名小学生,陆续出现流鼻血、头晕、皮肤过敏等症状。家长纷纷把矛头指向了“闻着很刺鼻”的塑胶跑道。
      元和小学2年级4班,离塑胶跑道最近,只有一条通风廊的距离。学生家长说,该班一个班的学生,就出现了七八个流鼻血的,加上头晕、呕吐的,超过10名小学生。全校同样症状的,共有几十人。
      学校解释说,一些学生曾有流鼻血的病史,还公布了塑胶跑道的检测报告。检测结果表明,元和小学的污染物没有超标。但家长认为,开学才没多久,自己孩子的异常状况集中爆发,非常令人担心。
      事后,校方临时停课,并拆光了新建的塑胶跑道。这场风波才逐渐平息。同样在今年9月,江苏无锡、南京、常州等多地小学,也上演了类似事件。2013年,长沙、乌鲁木齐也曾出现过类似的“塑胶跑道”风波。

    九、专家对有毒跑道的解读 /无溶剂塑胶跑道 编辑

        (一)“毒”跑道是怎么产生的?

    劣质塑胶跑道劣质塑胶跑道

        以下五种常见的添加物,每一种都是导致毒跑道的诱因:
    1:添加溶剂:常见于单组分聚氨酯胶水中。其目的是:(1)减低胶水的粘度,利于施工且可适当降低聚氨酯反应速率延长操作时间;(2)降低成本,溶剂价格远低于聚氨酯本身常用的乙酸乙酯、二甲苯等。
    一般来说溶剂挥发性高且有刺激性气味,对人体有害。
    2:游离态TDI:TDI是最早应用于跑道胶水配方中的异氰酸酯原料。TDI挥发性高、毒性大在国内已经被列为剧毒品,随着聚氨酯技术的发展,TDI在塑胶跑道配方中已逐步被MDI取代。
    不少塑胶跑道生产厂家由于技术落后,仍采用TDI作为胶水原料,且生产过程中对游离态的TDI单体没有进行处理,是造成TDI伤害甚至中毒的主要原因。
    3:添加增塑剂,俗称塑化剂:在塑胶跑道弹性体和胶水中经常使用,其目的与添加溶剂类似:(1)减低胶水的粘度,利于施工且可适当降低聚氨酯反应速率延长操作时间;(2)降低成本,增塑剂价格远低于聚氨酯本身常见的塑化剂有氯化石蜡,DOP等,大多数会对人体产生伤害。
    增塑剂虽然挥发性较小,但其经常和人体接触以及渗透到底层土壤中,对人体和环境都会造成破坏。
        4:添加MOCA:MOCA是聚氨酯弹性体中最常见的胺类扩链剂。早期在聚氨酯弹性体运动场地中大量应用,但由于其致癌性,在欧洲很多国家已经禁止在聚氨酯跑道材料产品配方中添加MOCA,但在中国国内,由于成本和技术等原因,不少生产厂家还大量使用MOCA作为配方中主要的扩链剂。
        5:其他添加剂:如有机重金属类催化剂,对人体造成不同程度的中毒以及污染土壤和地下水。
        (二)塑胶跑道的检测方法、
         以上的各类毒性物可以通过化学分析的方法进行有效的检测和标定,如固含量检测、红外图谱检测、元素分析等测试方法。
        塑胶跑道施工以及刚完工阶段,大量溶剂和游离态TDI挥发出来,会对人体造成直接伤害。即便完工后相当长一段时间内,残留的溶剂和游离态TDI还会持续挥发。一般塑胶跑道的施工考虑到工期会在暑假期间,这段时间气温炎热,更利于溶剂和游离态TDI的挥发。在短时间内大量有毒挥发物聚集,引起人员晕倒等急性中毒现象。
        另外,即便经过一段时间的使用,劣质跑道中的增塑剂、MOCA扩链剂、有机重金属等成分会持续析出,影响人体健康和污染土壤以及地下水。
    (三)什么样的健康塑胶跑道才能健康行  
      塑胶跑道的安全性,应该用专业性知识解答。为此,陶氏化学亚太区聚氨酯胶水技术专家李江博士针对以下问题作详细解答[7]:
      塑胶跑道主要的原材料是什么?
      目前主流的塑胶跑道一般采用SBR橡胶颗粒、EPDM橡胶颗粒、聚氨酯胶水和其他辅料,现场铺装而成。作为全球领先的聚氨酯材料制造商,我们认为使用规范的聚氨酯材料的塑胶跑道对人体是无害的。聚氨酯材料已经广泛应用于汽车座椅、冰箱制造、家具、合成革、生物医用材料。
      我国目前有什么相应的塑胶跑道执行标准?
      我国对于建造跑道的标准为《合成材料跑道面层标准》(GB14833-2011)。虽然该标准对塑胶跑道所含有的游离TDI、苯、二甲苯、重金属等物质进行了限量,但是对添加剂种类和挥发性有机化合物VOC含量,没有明确限制。
      被报道的那些跑道的刺激性气味从何而来?
      塑胶跑道气味来源于劣质的聚氨酯胶水中有可能出现的氯化物、残留的游离二异氰酸酯(TDI)、部分溶剂(甲苯、二甲苯等)的残留、残留的有机铅,此外EPDM和黑色橡胶颗粒中也可能残留硫化物、多环芳香烃、溴苯类添加剂等,造成刺激气味。由于目前一些胶水厂在生产聚氨酯胶水时,为了降低成本,就加入部分劣质氯化石蜡或对人体有害的塑化剂DOP作为增塑剂,或加入有刺激气味的苯或二甲苯,来代替部分有效成分,从而造成跑道施工前后产生的刺激性气味。
      那如何确保塑胶跑道胶水的品质?
      供货单位和施工单位应本着以人为本和可持续发展的理念来建造塑胶跑道,生产和使用不含溶剂,无有害添加剂的环保跑道胶水。陶氏化学作为一家已有百余年历史、北美最大的化工企业和有社会责任感的公司,我们不仅仅为终端客户提供高性能的解决方案,我们也时时刻刻以环保和可持续性作为企业信条来研发产品。陶氏化学的VoramerTM单组分聚氨酯胶水体系,采用MDI生产的预聚体,100%有效成分,超低气味,不含任何溶剂,无任何增塑剂、重金属催化剂等添加剂。由于出色的黏结性能,还可以节省胶水用量达20%,是一款兼顾环保和高性能的无溶剂胶水。
      优化体育运动环境,建设塑胶跑道本身没错。只要是采购方、建设方、生产方、施工方、监督方、检测方等相关各方同时做到尽职尽责,劣质材料和施工也就没有了市场,祖国的花朵也就可以奔跑在让人放心、环保的塑胶跑道上。
         “让跑道更环保、更耐久”、“让运动更舒适安全,让校园更环保美丽”(广州帝森跑道——DISEN)。 

    附图

     

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