
运动场地建设时通常会用到跑道胶水、跑道弹性层、跑道面漆、硅PU弹性层等材料,这些材料按组分分类,通常分为单组分、双组分两大类。其中,跑道胶水、硅PU弹性层通常是单组份的材料(现在新国标要求球场厚度达到8mm,所以双组分的硅PU材料因为能够厚涂,现在已经逐渐替代单组份的硅PU弹性层材料)。而跑道弹性层、跑道面漆通常都是双组分的。
聚氨酯双组分材料和单组份材料固化的方式是不一样的。

聚氨酯双组分材料中,其中一个组分(甲组份)是异氰酸酯预聚体(通常是MDI或TDI的预聚体),其端基带有活性的异氰酸酯(-NCO); 另一个组分(乙组份)是聚醚多元醇、增塑剂、填料、扩链剂、色浆等组成的端羟基组分, 含有活性的羟基及部分胺基(-OH, -NH)。两个组分混合后,活性的羟基(-OH)、胺基(-NH)分别和活性的异氰酸酯(-NCO)发生氨基反应和脲基反应,最后交联固化,生成固态的弹性体。
双组分材料首先要重视甲乙组分的配比。甲组和乙组必须要保持一个比列,不同厂家由于配方设计不一样,这个比列也不一样。如果添加乙组比列超过厂家设计的配方要求,乙组所含多余的羟基就不能被反应掉,表现在外观就是弹性层发软、发粘、没有强度;如果添加乙组比列低于厂家设计的配方要求,甲组所含多余的异氰酸酯基团不能被全部反应掉,则这些多余的活泼异氰酸酯会继续同空气中水分反应,一边反应一边放出二氧化碳气体,直到反应完全,表现在外观就是弹性层发泡、鼓包。
双组分材料最害怕水。因为环境中如果有水(颗粒带入的水分、配方中乙组份水分没有除干净、空气湿度超过80%、下雨等因素),这些水就会和乙组份里的羟基竞争,抢着与甲组份里的异氰酸酯反应,结果就导致部分乙组分里的羟基不能被异氰酸酯反应掉,得到的结果就是上面说的,弹性层发软、发粘、没有强度!而且更糟糕的是,那些抢先与异氰酸酯反应的水分也带来坏的结果,就是就是弹性层发泡、鼓包!两个坏的结果同时出现了!所以双组分材料在生产时必须要彻底除去填料及其他材料带入的水分,现场施工时,甲乙组分需要准确配置,且必须密切关注不要带入水分!
温度是影响双组分材料固化的关键因素。双组分材料的固化,除了以上讲的甲乙配比、是否有水分干扰两个因素外,另一个重要影响是温度。所有的聚氨酯材料,不管是单组份还是双组分,固化都受温度影响,温度越高,反应越快,温度越低,反应越慢!厂家在配方设计时,通常首先设定基础配方,再通过调整催干剂的添加量来改变固化时间。任一个聚氨酯材料配方,当温度低导致反应速度太慢时,都可以添加催干剂加快反应速度。但是当温度高反应速度太快时,目前科学界还没有发明有效的慢干剂,添加进去减慢反应速度(酸类添加剂效果不明显)。中国地域广大,在春夏之交和秋冬之交时,南方气温20-30度,北方气温0-10度,温差剧烈,同样配方的材料发到南北两个地方,反应速度会完全不一样,南方施工的师傅可能会投诉反应太快,来不及施工!而北方的师傅可能会投诉固化太慢,几天上不了人!所以厂家在设计配方时,要么设定2个配方,按不同区域发夏天配方(适合高温地区施工,在低温时会明显固化太慢甚至不干)或冬天配方(适合低温区域施工,在高温时会反应太快太剧烈),但这样也有问题,比如,发到低温区的冬用配方的材料,结果由于工期耽误,施工时间拖到了夏季,这时温度上升,已经是夏天了,这些冬用配方的材料开桶使用时,施工师傅就会投诉:太快了,来不及施工!!所以很多成熟的厂家不再搞冬用夏用配方,只生产一个夏用配方,到了温度低时,添加催干剂就好了!
以广州腾威科技股份有限公司的材料举例,跑道弹性层M9、双组分硅PU弹性层M8、跑道面漆S-9、自结纹面漆S-10等都属于双组分聚氨酯材料。这些材料在施工时,必须严格考虑以上讨论的三个因素:配比、水汽、温度!!
配比:就是要严格按照厂家要求的配比配料混合!
水汽:搅拌混合及现场摊铺及后续固化时间段里面,需要密切关注和杜绝水分介入:地基含水是否过高?会否8小时内有雨有雪?工人施工时是否有汗水滴落?混入的颗粒是否含水汽?其他外加材料是否会含水?。。。(特别提醒:施工现场材料要雨布遮蔽,长时间储存的材料一定要存放室内(否则水汽入侵甲组份,导致甲组份固化失效!!)
温度:温度低于15度时,必须添加适量的催干剂,以加快反应速度!尽量避免气温超过30度时施工(比如夏天的中午时段)!夏天施工的材料必须保存在阴凉处,避免材料暴晒导致温度升高(夏天户外材料会被晒到50-60度,温度太高!)

那么,单组份材料是怎么固化的?
康体材料中,单组份材料主要是跑道胶水和单组份硅PU弹性层,他们主要成分就是聚醚多元醇和MDI(部分厂家用TDI)反应得到的异氰酸酯预聚体,当然,为了降低成本和达到一定的功能(比如提高阻燃、提高强度、提高弹性…),里面还会添加很多配方物料, 通常单组份胶水里面会添加氯化石蜡或氯代棕榈油甲酯,单组份硅PU弹性层除了添加氯化石蜡或氯代棕榈油甲酯,还要大量添加填料。决定它固化效果的最主要2个因素是:水和温度!
水才是单组份材料的乙组分:异氰酸酯预聚体参与反应固化的基团就是异氰酸酯,它在施工现场被刮涂在场地后,是依靠与水反应而固化的。水与异氰酸酯反应生成聚脲结构,同时放出二氧化碳。如果水汽不足,这个反应就很慢,因为异氰酸酯预聚体里面大部分异氰酸酯得不到水,没有反应掉。比如,当地的天气干燥(湿度<55%)时,空气中水含量很低(此环境中人的皮肤也会失去很多水分,具体表现为嘴唇干燥、皮肤瘙痒,一抓一条白皮屑印痕),铺装地面的单组份跑道胶水或单组份硅PU弹性层很难捕捉到水分子,那么它就很难固化。那么,在气候湿润的地区(华南、东南通常长年气候湿润,干燥天气很少)单组份材料不会出现水分不够固化不了的情况。气候干燥的地区通常在西北、华北地区,这些地区施工单组份材料时,必须特别注意观察当地的湿度(现在很多天气预报APP都能查到),当发现施工期间湿度很低(<55%)时,必须采取措施:1,人工提供水分,及通过混料时提高颗粒的湿度、添加部分水分,摊铺好的场地适度喷洒水分等办法供给水分。2,添加催干剂。添加催干剂不是温度低时才需要吗?为什么水分不够也要添加催干剂?原理是这样的:添加催干剂后,异氰酸酯和水的反应速度会加快,那么,尽管空气中提供的水分子不多,但是现在异氰酸酯和水反应的速度加快了,有水分子接触到它,马上就被抓住、反应掉了。而没有催干剂时,异氰酸酯反应很慢,通常要很多水分子包围住一个异氰酸酯,它才“慢理斯条”的挑一个和它抱得最紧的水分子反应。添加催干剂后这家伙工作效率完全不一样了。
前面提到,单组份材料和水反应固化,过程中会有二氧化碳气体产生!这对单组份硅PU材料是很关键的。由于单组份硅PU弹性层固化后是不透气的,那么,当该材料表面固化后(水分子体积小,能够通过,而二氧化碳分子体积大,不能通过!),下层的单组份异氰酸酯继续和水反应,产生的二氧化碳不能逸出,就会产生鼓包!所以单组份硅PU材料施工厚度不建议超过2mm. (现在单组份硅PU也有厂家可以做到一次施工厚度超过6mm,怎么做到的?这里面有诀窍,就不在这里讨论了)。
温度同样是影响单组份固化的关键因素:温度对单组份材料的影响和双组分材料没有两样,一视同仁:温度越高,反应越快,温度越低,反应越慢!所以和双组分材料处理一样,很多成熟的厂家生产的单组份材料也不搞冬用夏用配方,只生产一个夏用配方,到了温度低时,添加催干剂就好了!

以广州腾威科技股份有限公司的材料举例,1#跑道底用胶水、2#跑道面用胶水、3#跑道胶水、T2、T3单组分硅PU弹性层、T-003D底胶界面剂等都属于单组分聚氨酯材料。这些材料在施工时,必须严格考虑以上二个因素:水汽、温度!!
水汽:水是免费的乙组分,没有乙组分就不能固化!施工现场要勤查天气预报,当发现气候干燥时,要采用人工添加水分、添加催干剂(二个措施可以单独采用,也可综合采用)的措施,以提高固化速度。另外一个措施就是,不要推荐单组份硅PU材料,而是推荐双组分硅PU材料,能够避免单组份弹性层在干燥地区不能干透的毛病;当发现湿度太高或在水汽太潮湿的地区施工单组份硅PU时,要考虑薄刮、搅拌时不要混入水,尽量降低鼓包。当然,跑道胶水混颗粒的透气型跑道不用担心鼓包的问题,它是透气的,二氧化碳能轻易逸出。
温度:温度低于15度时,必须添加适量的催干剂,以加快反应速度!尽量避免气温超过30度时施工(比如夏天的中午时段)!夏天施工的材料必须保存在阴凉处,避免材料暴晒导致温度升高(夏天户外材料会被晒到50-60度,温度太高!)单组份硅PU弹性层在高温施工还有一个弊端,就是大量鼓包!因为水和异氰酸酯反应太快,产生的二氧化碳大量集聚无法逸出,会产生大量气泡。夏天高温天气时,单组份硅PU材料施工时间尽量选下午傍晚时分,施工以后环境温度继续保持相对低位,晚上固化就不会产生气泡。

广州腾威科技股份有限公司成立于2008年,是一家集研发、生产、销售于一体的国家高新技术企业、全国首家专业开发生产绿色环保的运动场馆地面材料、海绵城市及市政路面防滑铺装材料、新型商业地坪材料的新三板挂牌上市企业,公司股票简称【腾威科技】,股票代码【872575】。
腾威科技战略定位:以创新研发为动力、坚持“优质产品+有价值的服务”驱动细分市场的拓展,谋求横向和纵向的多元化发展,将“腾威科技”打造成在环保运动场馆地材、海绵城市及市政路面防滑铺装材料、新型商业地坪材料领域的领军品牌。
公司自2009年起即通过ISO质量、环境、职业健康安全体系认证;公司产品获得通过国家各类权威检测认证,包括:
中国环境友好产品认证(CEC认证)
中国环境标志产品认证(绿色十环认证)
中国环保产品认证(CQC认证)
国际田联IAAF认证
国际网联ITF认证
交通部批量生产合格认证
知识产权贯标认证
我们荣任:
国家高新技术企业
中国体育地材绿色生产企业联盟发起人单位之一
全国工商联绿道建设专业委员会副主任单位
全国工商联城市基础设施商会常务理事单位
广东省体育设施制造商协会副会长单位
广东地坪协会副会长单位
广东省制造业协会副会长单位
广东省产业发展促进会副会长单位
广东省2015、2016、2017重合同守信用企业
《体育设施设备标准实用手册》参编单位
《上海团标》参编单位
公司重视创新:
3项发明专利
19项实用新颖专利
20项新的专利获国家知识产权局受理
广州腾威科技股份有限公司与遍及全国各地的客户保持着紧密的合作关系。10年来,公司全体同仁怀着“专业、专注、诚实、创新”的共同理念,风雨同舟、携手共进、不断提升我们的产品品质和服务效率,“绿色环保、腾威智造!”是我们的奉献、骄傲和理念!欢迎各界朋友合作共赢!
广州腾威科技股份有限公司
总机:020-8298 9388
传真:020-8298 9399
网址:www.gztonwell.com
邮箱:tonwell@gztonwell.com
公司总部:广州市增城区永宁街誉山国际融景一路10号B6栋5楼
生产基地:惠州市腾威新材料有限公司
地址:惠州市博罗县湖镇响水埔头腾威工业园


