体育场塑胶跑道材料的选择

　　体育场塑胶跑道材料的选择自1967年在加拿大召开的泛美运动会首次使用塑胶跑道起，并在1968年墨西哥奥运会上被正式采用，已有50年的历史。我国自1972年开始研制塑胶跑道面层，于1979年9月首次在北京体育馆室内田径场铺设。我国于1993年颁布并实施了国家标准GB/T14833-93。自80年代至今，每年平均月完成300多万平米的铺装面积，产品也经历了更新和换代的过程，生产塑胶跑道材料的厂家也由初期的3家增加到2006年的300多家。塑胶面层被广泛应用于学校和全民健身的体育场地中。塑胶跑道按成型工艺可分为两种。其中复合型按照固化成型的不同又分为：我国现有标准田径场地基本上多数采用混合型面层（图1）。随着国家经济水平的普遍提高，跑道面层的选用也逐步向环保型、预制型转化（图2）。上层硬度HRA40-45气垫效果下层硬度HRA45-50透气型塑胶面层上层为EPDM橡胶颗料下层为黑颗粒EPDM黑颗粒透气型塑胶面层EPDM颗粒与胶水混合成型透气型塑胶面层（疏水型）多用与普通非径赛场地使用，如中小学、幼儿园。黑颗粒聚氨酯塑胶跑道，不管是哪种类型，其基本原料都是聚醚聚氨酯塑胶跑道，不管是哪种类型，其基本原料都是聚醚多元醇和异氰酸酯。其中异氰酸酯主要为甲苯多元醇和异氰酸酯。其中异氰酸酯主要为甲苯22，，44--二异氰酸二异氰酸酯（TDITDI）。TDITDI是聚氨酯工业生产的重要原料，在配方中加是聚氨酯工业生产的重要原料，在配方中加入入TDITDI组分的聚氨酯跑道，为组分的聚氨酯跑道，为TDITDI聚氨酯跑道。聚氨酯跑道。TDITDI聚氨酯跑道生产工艺一般为双组分工艺，即在原料厂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按一定比例的TDITDI和聚醚多元醇反应，制得含异氰酸酯端基的和聚醚多元醇反应，制得含异氰酸酯端基的预聚体（甲组分）；以聚醚多元醇、预聚体（甲组分）；以聚醚多元醇、MOCAMOCA（邻苯二甲酸二辛（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。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，然后均匀地铺在基施工时半岛电竞，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，在室温下础地面上，刮平，在室温下33～～77天完全固化。一般天完全固化。一般1010天后交付天后交付使用。使用。自自20042004年起，社会各界对学校场地建设中铺设年起，社会各界对学校场地建设中铺设TDITDI聚氨酯聚氨酯跑道会释放有毒气体，影响师生健康一事十分关注，并引起跑道会释放有毒气体，影响师生健康一事十分关注，并引起国家教育部高度重视。教育部体卫艺司就“学校体育场地建国家教育部高度重视。教育部体卫艺司就“学校体育场地建设”召集有关专家进行专题研讨，与会者最终达成共识：我设”召集有关专家进行专题研讨，与会者最终达成共识：我国大中小学校要继续大力提倡铺设塑胶跑道，这是学校体育国大中小学校要继续大力提倡铺设塑胶跑道，这是学校体育发展的大势所趋，但同时要严格执行国家关于塑胶场地检测发展的大势所趋，但同时要严格执行国家关于塑胶场地检测和监测标准。和监测标准。针对目前可能存在的个别生产厂家在操作过程中的不规针对目前可能存在的个别生产厂家在操作过程中的不规范现象，专家呼吁在塑胶跑道铺设过程中，要严格执行国家范现象，专家呼吁在塑胶跑道铺设过程中，要严格执行国家质量监督检验检疫总局质量监督检验检疫总局20012001年年1212月月1010日发布的日发布的《《室内装饰装室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量》》和国家体育总局和国家体育总局20032003年年99月发布的月发布的《《人工材料体育场地使用要求及检验方法人工材料体育场地使用要求及检验方法第第11部分：室外合成面层田径场地部分：室外合成面层田径场地》》中对合成跑道施工过程中对合成跑道施工过程中产生的游离甲苯二异氰酸酯游离指标不超过中产生的游离甲苯二异氰酸酯游离指标不超过0.7%0.7%的一致规的一致规定。并要求实用方在场地竣工后应邀请国家权威专业检测机定。并要求实用方在场地竣工后应邀请国家权威专业检测机构对场地进行检测，环保不超标、场地体育工艺满足设计要构对场地进行检测，环保不超标、场地体育工艺满足设计要求的场地方可投入教学使用。求的场地方可投入教学使用。在聚氨酯工业中，经常使用的化学制品多是高活性甚至是在聚氨酯工业中，经常使用的化学制品多是高活性甚至是有害物质，在生产工艺过程中都要求有一定的防护措施。异氰有害物质，在生产工艺过程中都要求有一定的防护措施。异氰酸酯的毒性和其挥发度有关，室温下仅酸酯的毒性和其挥发度有关，室温下仅TDITDI和和HDIHDI有挥发性，其有挥发性，二异氰酸酯挥发性都很低，大气中的含量也很低，对健康影它二异氰酸酯挥发性都很低，大气中的含量也很低，对健康影响不大。但在响不大。但在TDITDI在加热时挥发性很大，远远超过空气中的允异在加热时挥发性很大，远远超过空气中的允异氰酸酯。国际卫生组织严格规定异氰酸酯聚合物中游离单体含氰酸酯。国际卫生组织严格规定异氰酸酯聚合物中游离单体含量必须控制在量必须控制在0.50.5％以下。％以下。在国家标准中，对游离在国家标准中，对游离TDITDI规定为油规定为油漆调配之后低于漆调配之后低于0.7%0.7%，因为国内，因为国内TDITDI聚合工业的水平问题，目前聚合工业的水平问题，目前与发达国家差距甚大，所以从保护民族工业的角度出发，国家与发达国家差距甚大，所以从保护民族工业的角度出发半岛综合体育半岛综合体育，国家制定的标准范围较宽。制定的标准范围较宽。第一，在第一，在2020时，时，TDITDI饱和蒸汽浓度为饱和蒸汽浓度为142mg/kg142mg/kg，炎热，炎热天气时聚氨酯跑道的地表温度在天气时聚氨酯跑道的地表温度在6060以上，会使场地空间以上，会使场地空间TDITDI挥发气体的浓度剧增。一个标准的田径场面积在挥发气体的浓度剧增。一个标准的田径场面积在1000010000左右，同时向大气中排放左右，同时向大气中排放TDITDI气体的总量不可小视。气体的总量不可小视。第二，人在剧烈运动时的呼吸量是安静时的第二，人在剧烈运动时的呼吸量是安静时的2020倍以上，倍以上，使肺通气量剧增，在短时间内可吸入大量气体，即使是吸入使肺通气量剧增，在短时间内可吸入大量气体，即使是吸入极低剂量的极低剂量的TDITDI挥发气体，由于新陈代谢的提高会加速有毒挥发气体，由于新陈代谢的提高会加速有毒气体在体内与血液的结合，从而影响运动者的健康。气体在体内与血液的结合，从而影响运动者的健康。第三，大部分企业不具备检验游离TDI的仪器，原材料来源渠道多，产品质量不易控制。在中国如此广大的地域里，进行如此大规模多点的、施工水平参差不齐、投入和功能各不相 同的学校体育场地施工，由哪些部门负责对现场施工材料进行 全程、全面而有效的施工检测，是一个棘手的问题，如果不从 根源上彻底解决材质问题，是很难达到监测目的的。 第四，游离TDI不超过0.7%的标准，忽略了对TDI聚氨酯跑 道组分中多种催化剂（含铅、汞、锡）、二元胺类扩链剂、有 机分子增塑剂、溶剂、橡胶配合剂和双苯溶剂等有毒有害化学 物质的监测。游离TDI可以在几年内挥发掉，但材料内有毒有 害化学物质对的侵害，以及对环境造成的不良影响，会在 相当长的时间内存在。 第五，聚氨酯跑道不仅含有多种有毒有害化学物质、摊 第五，聚氨酯跑道不仅含有多种有毒有害化学物质、摊 铺施工时公害严重，而且还因为在聚氨酯树脂组分中加入了抗 铺施工时公害严重，而且还因为在聚氨酯树脂组分中加入了抗 细菌、酵母、真菌的杀虫剂及高分子量的聚醚，以免受微生物 细菌、酵母、真菌的杀虫剂及高分子量的聚醚，以免受微生物 侵袭，致使 侵袭，致使TDI TDI聚氨酯跑道难于在自然条件下降解。 聚氨酯跑道难于在自然条件下降解。 铺设 铺设8000 8000平米的 平米的TDI TDI跑道胶面层大约需要 跑道胶面层大约需要140 140吨聚氨酯胶 吨聚氨酯胶 料，聚氨酯跑道设计寿命为 料，聚氨酯跑道设计寿命为88 至至10 10年。国内塑胶跑道市场容量 年。国内塑胶跑道市场容量 将达到 将达到2.15 2.15亿，其中 亿，其中10 10％已经铺设完成，仍然保有近 ％已经铺设完成，仍然保有近22亿 今后十年每年的社会需求平均达到今后十年每年的社会需求平均达到2000 2000多万 施工监理缺乏体育工艺意识，难以保证施工质量。TDI TDI聚氨酯跑道的铺设可根据投资的多少在原料 聚氨酯跑道的铺设可根据投资的多少在原料 上加以调整，对于投资低的 上加以调整，对于投资低的TDI TDI聚氨酯跑道可用多加 聚氨酯跑道可用多加 填料的方法进行施工，如将陶土的填量加大、掺入大 填料的方法进行施工，如将陶土的填量加大、掺入大 量胶粒等。这种低成本多配方的施工方法虽然可以降 量胶粒等。这种低成本多配方的施工方法虽然可以降 低造价，但它是以偷工减料的方式进行的。由于甲方 低造价，但它是以偷工减料的方式进行的。由于甲方 对铺设聚氨酯跑道技术的不甚了解，所以施工方会以 对铺设聚氨酯跑道技术的不甚了解，所以施工方会以 降低成本的方式进行施工。这必然使场地面层的寿命 降低成本的方式进行施工。这必然使场地面层的寿命 会大打折扣，一般 会大打折扣，一般22至至33年跑道就出现老化现象。这 年跑道就出现老化现象。这 样铺设完成的跑道气味重，使环保性能进一步降低。 样铺设完成的跑道气味重，使环保性能进一步降低。 44、对选择跑道面层材料的建议： 、对选择跑道面层材料的建议： 目前，国产的聚氨酯塑胶跑道由于技术原因，只能用 目前，国产的聚氨酯塑胶跑道由于技术原因，只能用TDI TDI 作为固化剂，因此国内铺设的合成跑道多属于 作为固化剂，因此国内铺设的合成跑道多属于TDI TDI体系。遇炎 体系。遇炎 热天气或紫外线强照射，跑道会加速释放出有害气体，游离 热天气或紫外线强照射，跑道会加速释放出有害气体，游离 TDI TDI含量越高，对运动员身体健康的危害就越大。 含量越高，对运动员身体健康的危害就越大。 TDI TDI聚氨酯跑道中游离 聚氨酯跑道中游离 TDI TDI的释放量，还与季节、 的释放量，还与季节、 地域有关。在我国南方的 地域有关。在我国南方的 大部分省市中铺设 大部分省市中铺设TDI TDI 聚氨酯跑道，其危害问题 聚氨酯跑道，其危害问题 将更为突出。 将更为突出。 研制和使用对危害较小的研制和使用对危害较小的MDI MDI合成面层材料，逐步淘 合成面层材料，逐步淘 汰汰TDI TDI体系。 体系。 研制不含研制不含NCO NCO基团、无溶剂、无臭味半岛电竞、无污染、低成本的 基团、无溶剂、无臭味、无污染、低成本的 水性聚氨酯跑道材料。 水性聚氨酯跑道材料。 大力推广使用环保预制型卷材。大力推广使用环保预制型卷材。 随着人们环保意识的不断增强和深化，对运动场地材料 随着人们环保意识的不断增强和深化，对运动场地材料 环保性能的要求越来越高，开发性能先进、绿色环保的换代升 环保性能的要求越来越高，开发性能先进、绿色环保的换代升 级产品成了必然。自 级产品成了必然。自1976 1976年以来，预制橡胶跑道产品就用于奥 年以来，预制橡胶跑道产品就用于奥 运会主赛场，更是引导着高水平田径比赛场地建设的潮流和主 运会主赛场，更是引导着高水平田径比赛场地建设的潮流和主 11、专业性能突出：、专业性能突出： 结合运动科学和材料科学，采用工厂预制工艺，能充分满 结合运动科学和材料科学，采用工厂预制工艺，能充分满