本發(fā)明涉及運動器材材料技術領域，具體而言，涉及一種環(huán)保塑膠跑道材料及其制備方法。
背景技術：
塑膠跑道又稱全天候田徑運動跑道，它由聚氨酯預聚體、混合聚醚、廢輪胎橡膠、EPDM橡膠粒或PU顆粒、顏料、助劑、填料組成。塑膠跑道具有平整度好、抗壓強度高、硬度彈性適當、物理性能穩(wěn)定的特性，有利于運動員速度和技術的發(fā)揮，有效地提高運動成績，降低摔傷率。塑膠跑道是由聚氨酯橡膠等材料組成的，具有一定的彈性和色彩，具有一定的抗紫外線能力和耐老化力是國際上公認的最佳全天候室外運動場地坪材料。
但是傳統(tǒng)的塑膠跑道產品都是TDI型的，由于TDI的蒸氣壓較高(20℃約l.33Pa)，對人的呼吸系統(tǒng)有嚴重的刺激性，在塑膠跑道漿料的生產和施工過程中對人體健康造成了極大的危害。而且塑膠跑道在使用過程中會慢慢釋放出有害氣體，也影響人的身體健康。
有鑒于此，特提出本發(fā)明。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一目的在于提供一種環(huán)保塑膠跑道材料，以解決現(xiàn)有塑膠跑道揮發(fā)有害氣體的問題，所述的環(huán)保塑膠跑道材料，具有安全、環(huán)保、不污染環(huán)境等優(yōu)點。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種所述的環(huán)保塑膠跑道材料的制備方法，該方法分別制備組分A和組分B，將組分A、組分B和固化劑以特定比例混合后，即可得到環(huán)保塑膠跑道材料，具有操作簡單、方便生產等優(yōu)點。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術方案：
一種環(huán)保塑膠跑道材料，包括組分A、組分B和固化劑，且組分A與組分B的質量比為：1:(3～5)，所述固化劑的質量為所述組分A與所述組分B質量和的0.1％～0.5％；
其中，組分A中，按照重量份計，主要由以下組分制成：聚醚二元醇500～540份，液化MDI 180～220份，MDI 180～220份和氯代棕櫚油甲酯250～290份；
組分B中，按照重量份計，主要由以下組分制成：聚醚二元醇280～320份，聚醚三元醇180～220份，MOCA 40～60份，氯代棕櫚油甲酯400～500份，氯化鐵紅20～30份和滑石粉70～80份。
本申請所提供的環(huán)保塑膠跑道材料由組分A、組分B和固化劑按照一定的質量比制備而成。其中，組分A中，聚醚二元醇也稱為二羥基聚醚，俗稱丙二醇聚醚，平均分子量1000～4000。MDI為二苯基甲烷二異氰酸酯，液化MDI是通過在4，4′-MDI中引入氨基甲酸酯或碳化二亞胺基團，得到液態(tài)的MDI改性物，可以增加制品的耐燃度等性能。聚醚多元醇(聚醚二元醇或者聚醚三元醇)和MDI、以及液化MDI按照一定的比例配合，用于制備塑膠跑道聚氨酯材料的預聚體。MDI的蒸氣壓低(25℃約l.33×l013Pa)，對人的健康危害小。在與聚醚多元醇加聚反應過程中，MDI較之TDI反應更為完全。由于MDI的兩個-NC0基團距離較遠，且周圍無取代基，故它的兩個-NCO的活性都較大，即使其中一個-NC0參加了反應，由于本不很明顯的誘導效應消失，加以分子長大，使剩下的-NC0活性有所下降，總的來說活性仍較大。MDI型聚氯酯預聚體比TDI預聚體有較大反應活性，在加聚合成反應過程中能反應完全。因此，所制備的聚氨酯塑膠跑道更安全。
在B組份中，氯代棕櫚油甲酯是一種增塑劑，具有較高的機械性能、優(yōu)異的凝膠能力，耐皂性和低的遷移性。MOCA作為化工用品，代表3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷，作為環(huán)保塑膠跑道材料制備過程中的擴鏈劑，擴鏈劑與MDI反應，生成聚氨酯鏈的硬段，決定了聚氨酯的拉伸強度、撕裂強度的大小。隨著擴鏈劑用量的增加，制品的硬度和機械強度增加。與醇類擴鏈劑相比，采用芳香族胺類擴鏈劑，由于苯環(huán)的引入，增加了硬段的剛性，賦予了制品更好的機械性能。氯化鐵紅為顏料。滑石粉為填料。
本申請所提供的環(huán)保塑膠跑道材料彈性適當、摩擦力大、機械性能良好、無毒無味、安全環(huán)保。
優(yōu)選的，所述的環(huán)保塑膠跑道材料，包括組分A、組分B和固化劑，且組分A與組分B的質量比為：1:(3.5～4.5)，所述固化劑的質量為所述組分A與所述組分B質量和的0.2％～0.4％；
其中，組分A中，按照重量份計，主要由以下組分制成：聚醚二元醇510～530份，液化MDI 190～210份，MDI 190～210份和氯代棕櫚油甲酯260～280份；
組分B中，按照重量份計，主要由以下組分制成：聚醚二元醇290～310份，聚醚三元醇190～210份，MOCA 45～55份，氯代棕櫚油甲酯430～470份，氯化鐵紅20～30份和滑石粉70～80份。
優(yōu)選的，所述固化劑含有鉍和鋅，優(yōu)選的固化劑為DY-20。
固化劑DY-20為有機鉍催化劑。
優(yōu)選的，在所述組分A和所述組分B中，所述聚醚二元醇為聚醚N220。
優(yōu)選的，在所述組分A中，所述液化MDI為液化MDI-100LL。
優(yōu)選的，在所述組分B中，所述聚醚三元醇為聚醚330N。
如上所述的環(huán)保塑膠跑道材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)、制備組分A：攪拌聚醚二元醇后，加入液化MDI，升溫進行反應，反應結束后加入MDI，混勻后降溫并加入氯代棕櫚油甲酯，混勻得到組分A；
(2)、制備組分B：將聚醚二元醇、MOCA和氯化鐵紅混勻后研磨，然后依次加入聚醚三元醇、氯代棕櫚油甲酯和滑石粉，升溫進行反應，得到組分B；
(3)、將步驟(1)中制得的組分A和步驟(2)中制得的組分B按照一定質量比混合后，加入固化劑，攪拌定型，即可得到環(huán)保塑膠跑道材料。
本申請所提供的塑膠跑道的制備方法，為分別制備組分A、B，然后將組分A、B混合后加入固化劑進行反應可以得到環(huán)保塑膠跑道材料。
優(yōu)選的，在步驟(1)中，所述攪拌的時間為10～20分鐘。
優(yōu)選的，在步驟(1)中，所述升溫進行反應為：升溫至80～85℃，反應2～2.5小時，所述降溫為降溫至70～75℃。
優(yōu)選的，在步驟(2)中，所述反應的溫度為78～83℃，所述反應的時間為1.5～2.0小時。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：
1)、本申請所提供的環(huán)保塑膠跑道材料，具有彈性適當、摩擦力大、機械性能良好、無毒無味、安全環(huán)保等優(yōu)點。
2)、本申請所提供的環(huán)保塑膠跑道材料的制備方法，分別制備組分A和組分B，將組分A、組分B和固化劑以特定比例混合后，即可得到環(huán)保塑膠跑道材料，具有操作簡單、方便生產等優(yōu)點。
具體實施方式
下面將結合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應視為限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產品。
實施例1
本實施例所提供的環(huán)保塑膠跑道材料的制備方法，具體包括以下步驟：
(1)、制備組分A：將500kg聚醚二元醇攪拌10分鐘后，加入180kg液化MDI，升溫至80～85℃，進行自由反應，從升溫至80℃開始計時2小時反應結束后加入180kg MDI，混勻后降溫至70℃并加入250kg氯代棕櫚油甲酯，混勻得到組分A；
(2)、制備組分B：將280kg聚醚二元醇、40kgMOCA和20kg氯化鐵紅混勻后研磨，然后依次加入180kg聚醚三元醇、400kg氯代棕櫚油甲酯和70kg滑石粉，升溫78℃進行1.5小時抽真空反應，得到組分B；
(3)、將步驟(1)中制得的組分A和步驟(2)中制得的組分B按照一質量比為1:3進行混合后，加入組分A與組分B質量和的0.1％的固化劑，攪拌定型，即可得到環(huán)保塑膠跑道材料。
實施例2
(1)、制備組分A：將540kg聚醚N220攪拌20分鐘后，加入220kg液化MDI-100LL，升溫至80～85℃，進行自由反應，從升溫至80℃開始計時2.5小時反應結束后加入220kg MDI50，混勻后降溫至75℃并加入290kg氯代棕櫚油甲酯，混勻得到組分A；
(2)、制備組分B：將320kg聚醚N220、60kgMOCA和30kg氯化鐵紅混勻后研磨，然后依次加入220kg聚醚330N、500kg氯代棕櫚油甲酯和80kg滑石粉，升溫83℃進行2.0小時抽真空反應，得到組分B；
(3)、將步驟(1)中制得的組分A和步驟(2)中制得的組分B按照一質量比為1:(3～5)進行混合后，加入組分A與組分B質量和的0.1％～0.5％的固化劑DY-20，攪拌定型，即可得到環(huán)保塑膠跑道材料。
實施例3
(1)、制備組分A：將520kg聚醚N220攪拌15分鐘后，加入200kg液化MDI-100LL，升溫至80～85℃，進行自由反應，從升溫至80℃開始計時2小時反應結束后加入200kg MDI50，混勻后降溫至70℃并加入250kg氯代棕櫚油甲酯，混勻得到組分A；
(2)、制備組分B：將300kg聚醚N220、50kgMOCA和25kg氯化鐵紅混勻后研磨，然后依次加入200kg聚醚330N、450kg氯代棕櫚油甲酯和75kg滑石粉，升溫80℃進行2.0小時抽真空反應，得到組分B；
(3)、將步驟(1)中制得的組分A和步驟(2)中制得的組分B按照一質量比為1:4進行混合后，加入組分A與組分B質量和的0.3％的固化劑DY-20，攪拌定型，即可得到環(huán)保塑膠跑道材料。
實驗例1塑膠跑道材料機械性能測試
對本申請中實施例1～3所提供的環(huán)保塑膠跑道材料進行機械性能測試，并與TDI型跑道材料(對比例1)進行對比。結果如表1所示。
其中TDI型跑道漿料的A組分配方為：聚氧化丙烯三醇(Mn＝3000)14份，聚氧化丙烯二醇(Mn＝2000)38份，MOCA 5份，陶土31.4份，鐵紅5份，白炭黑2份，鄰苯二甲酸(2-乙基酯)3份，乙酸苯汞0.3份，2-乙基己酸鉛0.3份，UV-327 0.5份，抗氧劑1010 0.5份；B組分配方為：聚氧化丙烯三醇(Mn＝3000)30份，TDI-80 11.1份；A、B組分的質量比為9：4。
表1環(huán)保塑膠跑道材料機械性能測試
實驗結果表明，在相同硬度下，本申請所提供的環(huán)保塑膠跑道材料的拉伸強度、撕裂強度、伸長率比對比例的要高。
實驗例2環(huán)保塑膠跑道材料環(huán)保性能測試
對本申請中實施例1～3所提供的環(huán)保塑膠跑道材料進行環(huán)保性能測試，采用GB/T 14833-2011檢測笨、甲苯和二甲苯、游離甲苯二異氰酸酯(TDI)以及重金屬的含量。測試結果如表2所示。
表2環(huán)保塑膠跑道材料環(huán)保性能測試結果
實驗結果表明，本申請所提供的環(huán)保塑膠跑道材料，安全、環(huán)保、無毒無味。
綜上所述，本申請所提供的環(huán)保塑膠跑道材料，具有彈性適當、摩擦力大、機械性能良好、無毒無味、安全環(huán)保等優(yōu)點。本申請所提供的環(huán)保塑膠跑道材料的制備方法，分別制備組分A和組分B，將組分A、組分B和固化劑以特定比例混合后，即可得到環(huán)保塑膠跑道材料，具有操作簡單、方便生產等優(yōu)點。
盡管已用具體實施例來說明和描述了本發(fā)明，然而應意識到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以作出許多其它的更改和修改。因此，這意味著在所附權利要求中包括屬于本發(fā)明范圍內的所有這些變化和修改。