本發(fā)明涉及高分子聚合物領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及環(huán)保塑膠跑道材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
塑膠跑道又稱全天候田徑運(yùn)動跑道，由聚氨酯預(yù)聚體、混合聚醚、廢輪胎橡膠、EPDM橡膠?；騊U顆粒、顏料、助劑、填料組成。塑膠跑道具有平整度好、抗壓強(qiáng)度高、硬度彈性適當(dāng)、物理性能穩(wěn)定的特性，有利于運(yùn)動員速度和技術(shù)的發(fā)揮，有效地提高運(yùn)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(rèn)的最佳全天候室外運(yùn)動場地坪材料。聚氨酯塑膠材料的施工過程中最怕水、膠漿在初步固化前碰到一滴水珠就會產(chǎn)生一個大的氣泡，因此施工人員在高溫條件下作業(yè)要準(zhǔn)備毛巾擦汗。鋪膠面時一定掌握天氣情況并要做好防止突降陣雨的應(yīng)急措施。鋪膠時間要避開早晨大氣中和地面濕度較大的時候，即使在天氣晴朗的正常工作日，一般最好在上午九點(diǎn)以后正式鋪設(shè)，塑膠跑道鋪設(shè)。膠面的實(shí)鋪厚度是指從膠底至表層膠粒的中心，一般從兩方面控制。首先通過立模進(jìn)行厚度尺寸的預(yù)檢，對基層局部高出的地方進(jìn)行修砍或錘擊進(jìn)行夯低。如果高出不多，可采用平刮尺上加卡具離模刮漿來保證厚度，第11屆亞運(yùn)會北郊比賽場塑膠跑道主賽區(qū)為保證厚度，誤差控制為正差，故平均厚度在14MM以上。防止膠面鋪筑后局部發(fā)生起泡脫殼，對于基層密實(shí)度要嚴(yán)格控制，防止瀝青基礎(chǔ)層自身嵌擠不實(shí)，脫殼脫層，致使粘結(jié)力差，表面氣化，膠面被拉斷?；鶎用軐?shí)度不夠的 地方，可以采用鉆頭打孔，灌膠(橡膠釘)的方法進(jìn)行加固。為保證平整度、坡度，模條釘好后，用水平儀進(jìn)行模擬校正，基層個別高的地方，先加以整平，個別低的地方，用膠填平。被柴油污染和腐蝕的基礎(chǔ)部位堅(jiān)決挖掉，用膠填平。
近十多年間塑膠跑道在我國得到迅速發(fā)展，范圍已由原先的體育部門，擴(kuò)大到大、中、小學(xué)，成為我國大、中、小學(xué)深受歡迎的田徑運(yùn)動場。塑膠跑道膠粘劑伴隨著塑膠跑道的快速發(fā)展而得到廣泛研究與生產(chǎn)，目前市面上已經(jīng)存在很多種類的塑膠跑道用聚氨酯材料，不過由于不同的原料選擇，配方設(shè)計(jì)和合成工藝，使得這些材料之間的性能存在較大的差異，還有很大一部分使用會對施工者和使用者造成風(fēng)險，造成環(huán)境污染。由于塑膠跑道是采用單組份聚氨酯膠粘劑與彈性橡膠顆粒結(jié)合而成，需具有透氣功能，使得其在高溫下地基產(chǎn)生的蒸汽不能很快的散發(fā)出去，讓蒸汽壓力無法聚集，產(chǎn)生鼓泡現(xiàn)象。因此需要一種環(huán)保無毒，揮發(fā)性有機(jī)物含量低，粘結(jié)強(qiáng)度高，剝離強(qiáng)度高，機(jī)械性能好，表干時間和固化時間短，耐磨性好，耐候性、防水性佳，不易老化的跑道材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種環(huán)保跑道材料。
本發(fā)明目的在于提供一種環(huán)保跑道材料的制備方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供了一種式I聚合物。
本發(fā)明的另一目的在于提供了一種式I聚合物的制備方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案：
一種環(huán)保跑道材料，其含有75～85重量份的聚合物，1～3重量份的填料，1～2重量份的促進(jìn)劑，0.5～0.8重量份的防老劑，2～5重量份的油脂，3～6重量份的聚醚多元醇，0.05～0.1重量份的抗氧化劑，0.05～0.1 重量份的紫外線吸收劑。
優(yōu)選地，85重量份的聚合物，3重量份的填料，2重量份的促進(jìn)劑，0.5重量份的防老劑，2重量份的油脂，3重量份的聚醚多元醇，0.05重量份的抗氧化劑，0.1重量份的紫外線吸收劑。
優(yōu)選地，75重量份的聚合物，1重量份的填料，1重量份的促進(jìn)劑，0.5重量份的防老劑，5重量份的油脂，6重量份的聚醚多元醇，0.1重量份的抗氧化劑，0.08重量份的紫外線吸收劑。
更優(yōu)選地，80重量份的聚合物，2重量份的填料，1重量份的促進(jìn)劑，0.5重量份的防老劑，2重量份的油脂，6重量份的聚醚多元醇，0.1重量份的抗氧化劑，0.1重量份的紫外線吸收劑。
所述聚合物為如下所示的式I聚合物，其中Mw為2.88×105，Mn為0.75×105，分子量分布指數(shù)為3.84：
優(yōu)選地，所述填料選自滑石粉、碳酸鎂、石英粉、陶土、碳酸鈣或高嶺土中的一種或多種；所述促進(jìn)劑選自N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺；所述防老劑選自4.4’-雙(2.2-二甲基芐基)二苯胺、防老劑264或防老劑D中的一種或多種；所述油脂選自氨基硅油；所述聚醚多元醇選自DL-1000、DL-2000、DL-4000或MN-3050中的一種或多種；所述抗氧化劑選自抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑164、抗氧劑DNP、抗氧劑DLTP、抗氧劑TNP、抗氧劑TPP、抗氧劑MB中的一種或多種；所述 紫外線吸收劑選自鄰羥基苯甲酸苯酯、2，4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’-羥基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、單苯甲酸間苯二酚酯、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亞磷酸酯、4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶、2，4，6-三(2’正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪、六甲基磷酰三胺中的一種或多種。
更優(yōu)選地，所述填料選自滑石粉；所述促進(jìn)劑選自N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺；所述防老劑選自4.4’-雙(2.2-二甲基芐基)二苯胺；所述油脂選自氨基硅油；所述聚醚多元醇選自DL-1000；所述抗氧化劑選自抗氧劑1010；所述紫外線吸收劑選自鄰羥基苯甲酸苯酯。
更優(yōu)選地，所述填料選自碳酸鈣；所述促進(jìn)劑選自N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺；所述防老劑選自防老劑264；所述油脂選自氨基硅油；所述聚醚多元醇選自DL-2000；所述抗氧化劑選自抗氧劑168；所述紫外線吸收劑選自2，4-二羥基二苯甲酮。
最優(yōu)選地，所述填料選自石英粉；所述促進(jìn)劑選自N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺；所述防老劑選自防老劑D；所述油脂選自氨基硅油；所述聚醚多元醇選自MN-3050；所述抗氧化劑選自抗氧劑TNP；所述紫外線吸收劑選自單苯甲酸間苯二酚酯。
優(yōu)選地，所述跑道材料是通過下述方法制備得到的：
(1)將75～85重量份的聚合物，1～2重量份的促進(jìn)劑，2～5重量份的油脂，3～6重量份的聚醚多元醇，0.05～0.1重量份的抗氧化劑，0.05～0.1重量份的紫外線吸收劑充分混合，攪拌均勻，升溫至90-100℃；
(2)加入1～3重量份的填料和0.5～0.8重量份的防老劑，攪拌均勻；
(3)用膠體磨對上述物料進(jìn)行研磨至粒徑400目以下；
(4)繼續(xù)升溫至100-110℃,真空度在0.06MPa以下脫水4小時。
所述的跑道材料的制備方法，其包括下述步驟：
(1)將75～85重量份的聚合物，1～2重量份的促進(jìn)劑，2～5重量份 的油脂，3～6重量份的聚醚多元醇，0.05～0.1重量份的抗氧化劑，0.05～0.1重量份的紫外線吸收劑充分混合，攪拌均勻，升溫至90-100℃；
(2)加入1～3重量份的填料和0.5～0.8重量份的防老劑，攪拌均勻；
(3)用膠體磨對上述物料進(jìn)行研磨至粒徑400目以下；
(4)繼續(xù)升溫至100-110℃,真空度在0.06MPa以下脫水4小時。
本發(fā)明所述的聚合物，如式I聚合物所示：其中Mw為2.88×105，Mn為0.75×105，分子量分布指數(shù)為3.84：
所述的式I聚合物，其是通過下述方法制備得到的：
(1)將2-(N,N-二甲基氨基酯基)-3,6-二氟-8-(1’-萘基)-萘15.0mmol、4,4’-二氯苯砜、1-(2,5-二羥基苯甲?；?芘，置于反應(yīng)容器中混合；
(2)油浴加熱至150℃，分水4小時，繼續(xù)升溫至190℃，反應(yīng)過夜；
(3)將步驟(2)的反應(yīng)液緩慢倒入去離子水中，得到白色條狀聚合物，換水，恒溫80℃，水煮三次，每次6小時，烘干，再在100℃真空干燥24小時后得到式I聚合物。
所述的式I聚合物的制備方法，其包括下述步驟：
(1)將2-(N,N-二甲基氨基酯基)-3,6-二氟-8-(1’-萘基)-萘15.0mmol、4,4’-二氯苯砜、1-(2,5-二羥基苯甲酰基)芘，置于反應(yīng)容器中混合；
(2)油浴加熱至150℃，分水4小時，繼續(xù)升溫至190℃，反應(yīng)過夜；
(3)將步驟(2)的反應(yīng)液緩慢倒入去離子水中，得到白色條狀聚合物，換水，恒溫80℃，水煮三次，每次6小時，烘干，再在100℃真空干燥 24小時后得到式I聚合物。
所述的式I聚合物可用于工程方面。
附圖說明
圖1為本發(fā)明跑道的截面圖；
1-底層；2-基層；3-面層；4-集水槽；5-排水孔；6-排水管。
實(shí)施例
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明實(shí)施例所述方法僅僅是用于說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明的限制，在本發(fā)明的構(gòu)思前提下對本發(fā)明制備方法的簡單改進(jìn)都屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。如無特別說明實(shí)施例中用到的所有原料購自上海藥明康德新藥開發(fā)有限公司，溶劑均購自Sigma Biochemical and Organic Compounds for Research and Diagnostic Clinical Reagents公司。
實(shí)施例1：式I聚合物的制備
在氮?dú)夥諊?，?-(N,N-二甲基氨基酯基)-3,6-二氟-8-(1’-萘基)-萘15.0mmol、4,4’-二氯苯砜8.0mmol、1-(2,5-二羥基苯甲酰基)芘25mmol，無水碳酸鉀30mmol，N,N-二甲基乙酰胺60ml，甲苯30ml置于反應(yīng)容器中混合，油浴加熱至150℃，分水4小時，蒸出甲苯，繼續(xù)升溫至190℃，反應(yīng)過夜。將反應(yīng)液緩慢倒入500ml去離子水中，得到白色條狀聚合物，換水，恒溫80℃，水煮三次，每次6小時，烘干，再在100℃真空干燥24小時后得到白色纖維狀式I聚合物，產(chǎn)率91.8％。其中Mw為2.88×105，Mn為0.75×105，分子量分布指數(shù)為3.84。
1HNMR(300MHz,DMSO),δ:8.90(q,H,CH)；8.37(q,H,CH)；8.14(d,2H,2CH)；7.96(q,2H,2CH)；7.85(m,H,CH)；7.84(m,4H,4CH)；7.81(d,2H,2CH)；7.77(s,1H,CH)；7.74(s,1H,CH)；7.70(s,1H,CH)；7.66(d,2H,2CH)；7.56(s,2H,2CH)；7.54(s,H,CH)；7.51(d,2H,2CH)；7.49(d,H,CH)；7.45(d,2H,2CH)；7.43(d,H,CH)；7.28(d,2H,2CH)；7.00(d,2H,2CH)；6.90(q,H,CH)；6.57(d,2H)；6.24(d,H,CH)；6.09(t,2H)；5.80(m,2H)；5.16(s,2H,CH2)；3.66(d,4H,2CH2)；3.27(s,6H,2CH3)；2.63(d,4H,2CH2).
實(shí)施例2：式I聚合物的毒性試驗(yàn)：
發(fā)明的由式I表示的聚合物的PPARδ活性通過轉(zhuǎn)染檢測確認(rèn)。另外，對于PPAR亞型PPARα和PPARγ的選擇性也進(jìn)行檢驗(yàn)。通過MTT檢測測試細(xì)胞毒性，通過動物實(shí)驗(yàn)研究體內(nèi)活性。
本檢測中使用的是CV-1細(xì)胞。將所述細(xì)胞接種至含有添加有10％FBS、DBS(非特異性牛血清，經(jīng)脫脂)和1％青霉素/鏈霉素的DMEM的96孔板中，并在37℃、5％CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)按照接種、轉(zhuǎn)染、樣品施用和確認(rèn)的步驟進(jìn)行。具體地說，將CV-1細(xì)胞接種至96孔板(5000個細(xì)胞/孔)，24小時后轉(zhuǎn)染。將全長PPAR質(zhì)粒DNA、因具有熒光素酶活性而可以確認(rèn)PPAR活性的報告DNA、提供有關(guān)轉(zhuǎn)染效率信息的β-半乳糖苷酶DNA和轉(zhuǎn)染試劑用于轉(zhuǎn)染。將樣品溶解在二甲亞砜(DMSO)中，通過介質(zhì)將其以不同濃度施用到細(xì)胞中。在培養(yǎng)箱中培 養(yǎng)細(xì)胞24小時后，通過使用裂解緩沖液使細(xì)胞裂解。使用光度計(jì)和酶標(biāo)儀測量熒光素酶活性和β-半乳糖苷酶活性。使用β-半乳糖苷酶的值修正獲得的熒光素酶的值。利用這些值繪制圖形，并計(jì)算出EC50。
由此可見本發(fā)明的聚合物對于PPARδ具有高選擇性。
執(zhí)行MTT檢測是為了測試本發(fā)明的聚合物的細(xì)胞毒性。MTT是溶于水的黃色物質(zhì)，但是當(dāng)其被引入活細(xì)胞中時會通過線粒體中的脫氫酶變成紫色不溶的晶體。在將MTT溶解在二甲亞砜中后可以通過測量OD550確認(rèn)細(xì)胞毒性。實(shí)驗(yàn)如下進(jìn)行。
將CV-1細(xì)胞接種于96孔板中(5000個細(xì)胞/孔)。在37℃、5％CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)所述細(xì)胞24小時，并對其施用不同濃度的樣品。然后，再次將所述細(xì)胞培養(yǎng)24小時，向其中加入MTT試劑。培養(yǎng)15分鐘后，生成的紫色晶體溶解在二甲亞砜中。使用酶標(biāo)儀測量光密度，以確認(rèn)細(xì)胞毒性。
結(jié)果，由式I表示的聚合物被確認(rèn)對于PPAR不具有細(xì)胞毒性，即使在其濃度為EC50值的100倍～1000倍時亦如此。
實(shí)施例3：跑道材料的制備
(1)將85千克的式I聚合物，2千克的N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺，2千克的氨基硅油，3千克的DL-1000，0.05千克的抗氧劑1010，0.1千克的鄰羥基苯甲酸苯酯充分混合，攪拌均勻，升溫至約90℃；
(2)加入3千克的滑石粉和0.5千克的4.4’-雙(2.2-二甲基芐基)二苯胺，攪拌均勻；
(3)用膠體磨對上述物料進(jìn)行研磨至粒徑400目以下；
(4)繼續(xù)升溫至約100℃，真空度在0.06MPa以下脫水4小時。
實(shí)施例4：跑道材料的制備
(1)將75千克的式I聚合物，1千克的N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺，5千克的氨基硅油，6千克的DL-2000，0.1千克的抗氧劑168，0.08千克的2，4-二羥基二苯甲酮充分混合，攪拌均勻，升溫至95℃；
(2)加入1千克的碳酸鈣和0.5千克的防老劑264，攪拌均勻；
(3)用膠體磨對上述物料進(jìn)行研磨至粒徑400目以下；
(4)繼續(xù)升溫至約110℃，真空度在0.06MPa以下脫水4小時。
實(shí)施例5：跑道材料的制備
(1)將80千克的式I聚合物，1千克的N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺，2千克的氨基硅油，6千克的MN-3050，0.1千克的抗氧劑TNP，0.1千克的單苯甲酸間苯二酚酯充分混合，攪拌均勻，升溫至90℃；
(2)加入2千克的石英粉和0.5千克的防老劑D，攪拌均勻；
(3)用膠體磨對上述物料進(jìn)行研磨至粒徑400目以下；
(4)繼續(xù)升溫至100℃，真空度在0.06MPa以下脫水4小時。
性能測試實(shí)施例：
將實(shí)施例3-5制備得到的材料按照GB/T14833-2011所述的方法進(jìn)行檢測，材料的VOC揮發(fā)性直接采用扇聞法進(jìn)行測試，檢測結(jié)果如下：
通過扇聞法可以直觀的感受到，本發(fā)明制備得到的材料不刺鼻，基本無味，因此本發(fā)明具有更低的VOC排放，顯示出了更優(yōu)異的環(huán)保性能。
從上表可以看出，本發(fā)明所述用于跑道的材料完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。
跑道制備實(shí)施例：
一種環(huán)保跑道，其包括底層1、基層2和面層3，底層1上設(shè)置有集水槽4，集水槽4的底部設(shè)置有多個排水孔5，排水孔5上安裝有排水管6，排水管6延伸至土壤內(nèi)部。所述面層3由上述環(huán)保跑道材料制成，環(huán)保跑道材料壓制成菱形塊，拼接而成，每塊菱形塊邊緣有5mm的排水縫。底層1為土壤層，其上設(shè)置有基層2，基層2為混凝土結(jié)構(gòu)，基層2上設(shè)置有面層3，基層2和面層3之間可設(shè)置防滑層。
在使用時，首先對底層1施工，預(yù)留集水槽4和排水孔5，同時在排水孔內(nèi)裝入排水管。集水槽4內(nèi)科填充鵝卵石，在將鋼絲網(wǎng)蓋在集水槽4上，并與底層1的頂部保持水平，然后鋪設(shè)基層2和面層3。