聚氨酯塑胶跑道的环境友好技术.docVIP

聚氨酯塑胶跑道的环境友好材料 陈凡 （大连海事大学环境科学与工程学院，2220113199） 摘 要：介绍了国内聚氨酯塑胶跑道的技术现状，讨论了其预聚体、扩链剂和增塑剂剂中的甲苯二异氰酸酯(TDI)、3,3?-二氯-4,4?-二氨基-二苯基甲烷(MOCA)、短链氯化石蜡(SCCP)带来的环境问题，以及对应环境友好材料的应用。 关键词：聚氨酯；塑胶跑道；环境友好材料 Environment-friendly technologies of Polyurethane CHEN Fan (Environmental Science and Engineering, Dalian Maritime University,2220113199) Abstract：The paper introduces the technical status of the domestic polyurethane plastic runway, and discuss environmental issues caused by toluene diisocyanate (TDI), 3,3- dichloro-4,4-diamino - diphenyl methane (MOCA), short chain chlorinated paraffins in its prepolymer, chain extender and solvent, as well as the corresponding application of environmental friendly materials. Key Words：polyurethane；plastic runway；environment-friendly materials 引言 塑胶跑道耐磨、防晒、抗老化、色彩鲜艳、易于维护保养、运动安全程度高而且能全天候应用。以天然橡胶为主要原料的橡胶预制跑道在环保及性能方面表现优秀，但其成本高昂，在国内应用广泛的是聚氨酯塑胶跑道。 一般聚氨酯塑胶跑道为多层结构，按施工顺序分为防水底漆、粘结层、黑胶粒基层、摩擦面胶层，相应材料有高渗透型防水底漆(BSF0401)、聚氨酯胶粘剂(PU Adhesives)、旧轮胎颗粒、聚氨酯浆料、EPDM橡胶颗粒等。 国家颁布了GB/T 148333-2011《合成材料跑道面层》作为塑胶跑道性能的技术标准，但是对于室外合成铺面材料的挥发性有毒有害气体量缺乏相应的环境标准限制。近年来聚氨酯塑胶跑道在教育系统中的应用频频出现环境问题，尤其是一些新建聚氨酯跑道在投入使用后产生有毒有害气体，威胁青少年身体健康。 聚氨酯浆料的传统组分和对应的环境友好材料 聚氨酯浆料的传统工艺由分装的A、B双组份按比例混合配制成。A组分：聚醚多元醇和TDI反应生成的预聚体；B组分：填料、MOCA型扩链剂、催化剂、氯化石蜡增塑剂、抗菌剂、防老剂、色料、溶剂等[1]。 2.1 TDI型预聚体和MDI型预聚体 根据国家标准GB5044—1985(职业接触毒物危害程度分级)，TDI属于Ⅱ级(高度危害)毒物，是可疑人体致癌物，TDI对眼、呼吸道粘膜和皮肤有刺激作用,并引起支气管哮喘和接触性皮炎。质量监督检验检疫总局GB18583-2001(室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量)中规定，聚氨酯类装饰材料中游离TDI低于0.7%。 二甲苯甲烷二异氰酸酯(MDI)相比TDI蒸汽压低、毒性小，无刺激性气味，对人体健康危害小。目前MDI体系已成为环境友好型聚氨酯塑胶跑道的主流[2]。 各项指标 TDI体系 MDI体系 主要原料 甲苯二异氰酸酯 二苯甲烷二异氰酸酯 原料性能 分子量M 172 250 20℃饱和蒸汽浓度 142 0.8 气味 有刺激性气味 无刺激性气味 毒性 含多种有毒有害物质 相对降低 中国国家标准 符合 符合 国际运动跑道技术协会 不推荐使用 推荐使用 国际田联标准 不符合 符合 表1 TDI体系和MDI体系运动面层性能指标对照 2.2 MOCA型扩链剂和AOMMT型扩链剂 MOCA与异氰酸酯的反应迅速，在聚氨酯浆料合成反应中一直是作为芳胺族二胺类扩链剂的首选。MOCA毒性较大，过量暴露会引发正铁血红蛋白的急性形成，使血红蛋白失去输送氧的能力，并刺激呼吸道黏膜产生病变。在动物的生物毒性试验中发现MOCA是膀胱癌的致癌物。 烷基醇胺插层的有机蒙脱土(AOMMT)相比MOCA，毒性低。而且形成的聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料相比一般的聚氨酯/无机填料复合材料具有更高的力学性能[3]。 2.3 SCCP型增塑剂和DOP型塑化剂 SCCP常用于代替主要塑化剂以降低成本，具有生物毒性，影响人类免疫系统和生殖系统。欧盟指令2002/