塑胶跑道是由聚氨酯材料(PU)生产而成。20世纪60年代初由美国3M公司首次使用聚氨酯材料(PU)进行体育场地的铺装。经过70多年的发展,聚氨酯跑道已用于铺设高尔夫球场通道、儿童游乐场地、网球场、体育馆地面及田径场地。
目前大部分铺设的聚氨酯(PU)塑胶跑道属于混合型或溶剂型。不管是哪种类型,其基本原料都是聚醚多元醇和异氰酸酯,属于甲苯二异氰酸酯(TDI)体系,其基本配方即TDI(甲苯二异氰酸酯) MOCA(3,3′ 二氯4,4′ 二氨基二苯基甲烷) 重金属催化剂体系,致使所铺设成的塑胶跑道存在毒害和铺设成本过高的问题。聚氨酯塑胶跑道,其中异氰酸酯主要为甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)。TDI是聚氨酯工业生产的重要原料,在配方中加入TDI组分的聚氨酯跑道,为TDI聚氨酯跑道。在工业生产中,TDI在空气中允许浓度为0.2mg/m3[2]。
TDI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TDI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、MOCA(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。施工时,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3~7天完全固化。一般10天后交付使用。
TDI属于II级(高度危害)毒物,是可疑人体致癌物,国际运动跑道技术协会(IST)早在1994年就提出“不接受使用含TDI成分的聚氨酯系统的运动跑道”的建议。MOCA属于芳胺酯类化学品,毒性较大,能引发膀胱癌,以有机汞/铅或有机汞/锌复合催化剂为主的重金属催化体系危害人体,污染环境。
甲苯二异氰酸酯(TDI),挥发性高、毒性大,在国内已经被列为剧毒品,列入《剧毒化学品目录》,是可疑人体致癌物;其具有强烈的刺激性气味,在人体中具有积聚性和潜伏性,对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈刺激作用,长期接触甲苯二异氰酸酯(TDI)可引起慢性支气管炎。
由于TDI聚氨酯跑道内含有的重金属物质,会在使用过程中氧化污染环境。如铅经氧化后变成氧化铅,以粉尘的形式影响运动者的健康。铅多积聚在离地面1米左右的大气中,正好为儿童的呼吸带,对小学生的健康影响较大。这些重金属还会随雨水排入河流深入地下水污染水源,影响当地的环保生物链条。而重金属排放物污染水源,又通过植物链在人体内长期积累,影响人的新陈代谢,影响人的肝、肾功能。如集中填埋这种污染力会集中于某一地区,负面效应也将急剧增加。
环境污染引起的慢性中毒的潜伏期可以是几个月、几年甚至是几十年。由于慢性中毒的潜伏期长,病情具有进展不明显的特点,因此这种慢性侵害不易察觉,往往容易被人们忽视。TDI聚氨酯跑道中有毒有害化学物质的释放造成对人体的侵害,正是这样一个缓慢的过程。当吸入这些有毒有害化学物质后,会在人体内沉积逐渐积累,最终在会某一时刻显现出来
很多聚氨酯跑道在施工过程中添加溶剂。由于有机溶剂有挥发性,施工过程中会释放出有害气体,在高温的情况更加明显,对现场施工人员容易造成伤害。