一种预制型TPU塑胶跑道、制备方法及施工方法 |
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申请号 | CN202210857108.7 | 申请日 | 2022-07-20 | 公开(公告)号 | CN115075087B | 公开(公告)日 | 2024-01-12 |
申请人 | 山东扬名新材料技术有限公司; | 发明人 | 李自升; 韦尚金; 周志民; | ||||
摘要 | 本 发明 提出了一种预制型TPU塑胶跑道、制备方法及施工方法,属于聚 氨 酯技术领域。所述跑道从底到面的结构依次为:丁基双面胶、聚氨酯网格布、改性ETPU聚氨酯发泡颗粒和STP单组份湿 固化 聚氨酯复合层、TPU凹凸聚氨酯网格面。本发明制得的预制型TPU塑胶跑道维护简便,维修成本低;阻燃、绝缘、 隔音 性能好,防火、安全性能高;无毒、无害,符合环保要求。 | ||||||
权利要求 | 1.一种预制型TPU塑胶跑道,所述跑道从底到面的结构依次为:丁基双面胶、聚氨酯网格布、改性ETPU聚氨酯发泡颗粒和STP单组份湿固化聚氨酯复合层、TPU凹凸聚氨酯网格面,其特征在于,所述改性ETPU聚氨酯发泡颗粒的制备方法如下: |
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说明书全文 | 一种预制型TPU塑胶跑道、制备方法及施工方法技术领域背景技术[0002] TPU材料是Thermoplastic Urethane的简称,中文名称为热塑性聚氨酯弹性体。TPU是由二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)等二异氰酸酯类分子和大分子多元醇、低分子多元醇(扩链剂)共同反应聚合而成的高分子材料。它的分子结构是由二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)和扩链剂反应得到的刚性嵌段以及二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)等二异氰酸酯分子和大分子多元醇反应得到的柔性链段交替构成的。TPU是一种新型的环保材料,各项性能优异,凡是PVC和PU能使用到的地方,TPU都能使用,可以说是替代PVC和PU的最理想的材料。被国际上称为绿色环保材料。 [0003] TPU的主要特性有: [0004] 1、硬度范围广:通过改变TPU各反应组分的配比,可以得到不同硬度的产品,而且随着硬度的增加,其产品仍保持良好的弹性和耐磨性。 [0005] 2、机械强度高:TPU制品的承载能力、抗冲击性及减震性能突出。 [0007] 4、加工性能好:TPU可采用常见的热塑性材料的加工方法进行加工,如注塑、挤出、压延等等。同时,TPU与某些高分子材料共同加工能够得到性能互补的聚合物合金。耐油、耐水、耐霉菌。再生利用性好。 [0008] E‑TPU(Enhanced Thermoplastic Polyurethanes)聚氨酯热塑性发泡颗粒是通过改变TPU(热塑性聚氨酯弹性体)结构重组得到的高回弹泡沫颗粒的新型TPU发泡材料,由无数个弹性十足的重量很轻的TPU发泡小球集结在一起的一种新型高分子材料。 [0009] 具有以下特点:1、卓越的回弹性、高弹力;2、优异的耐磨性、耐油性表现良好、超常的拉伸强度、保温耐寒性;3、优异的抗老化耐候性,保证物理性能和结构长期保持;4、冲击吸收能力强,具有极佳的缓冲性,保护运动员的关节和韧带。 [0011] 丁基密封橡胶带的优势是: [0012] 1.丁基胶带具有可靠的应用性能,防水性、密封性、耐高低温性和尺寸的稳定性都是非常好的。一年四季都能使用,适用温度‑40℃至90℃;施工后起到切断外部气、液介质的作用,获得优良的密封效果。 [0013] 2.丁基胶带具有优异的机械性能,它的抗拉强度高,弹性、延伸回性能好,对于界面形变和开裂的适应性都是很强的,就算是遇到了地动,丁基胶带的外形几乎没有太大的变化,使用性能也是很好的。 [0014] 3.丁基胶带具有优良的耐化学性,耐候性以及耐腐蚀性。 [0015] 4.丁基橡胶对各种金属,非金属材料等发挥长期牢固的粘着力,所以,通常都被用来粘合物品,其粘合密封作用。 [0016] 5.胶带是一种经久耐用的半固态产品,在很长一段时间内不会硬化、开裂和耐变老。 [0017] 6.施工方便快捷:施工简单,无需等待,粘接一次,粘接表面干净,施工十分方便。 [0018] 7.施工环境要求低,环境温度40‑80℃,湿度在百分之八十以下,可正常使用,对环境适应性强,非常适合华南和东北地区。 [0019] 8.维护可靠,工艺简单。防水修补只需在漏水处,采用大朗防水技术的一侧基带即可,施工简单、安稳可靠。 [0020] 9.施工维护费用低,胶带只需粘接,操作简单易懂。 [0021] 目前预制型塑胶跑道具有以下缺点:耐候性差,表面使用一段时间后起粉,掉粉,物理性能使用一段时间后降低,回弹和冲击吸收下降,影响运动效果,预制卷材和基础容易发生脱落。 发明内容[0022] 本发明的目的在于提出一种预制型TPU塑胶跑道、制备方法及施工方法,维护简便,维修成本低;阻燃、绝缘、隔音性能好,防火、安全性能高;无毒、无害,符合环保要求。 [0023] 本发明的技术方案是这样实现的: [0024] 本发明提供一种预制型TPU塑胶跑道,所述跑道从底到面的结构依次为:丁基双面胶、聚氨酯网格布、改性ETPU聚氨酯发泡颗粒和STP单组份湿固化聚氨酯复合层、TPU凹凸聚氨酯网格面。 [0025] 作为本发明的进一步改进,所述改性ETPU聚氨酯发泡颗粒的制备方法如下: [0028] S3.将聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀,加入步骤S2制得的改性纤维素粉,搅拌混合均匀,加热发泡,制粒,得到改性ETPU聚氨酯发泡颗粒。 [0029] 作为本发明的进一步改进,步骤S1中所述抽提温度为50‑70℃,时间为3‑5h,所述加热反应温度为70‑80℃,时间为2‑5h,所述加热处理温度为80‑100℃,时间为1‑3h;所述木块、次氯酸钠和乙酸的质量比为20:(7‑12):(5‑10);所述碱液为5‑10wt%的NaOH溶液或KOH溶液。 [0030] 作为本发明的进一步改进,步骤S2中所述催化剂溶液为pH值为6‑6.5的Tris‑HCl溶液,所述木纤维素粉、微晶纤维素、催化剂溶液和多巴胺盐酸盐的质量比为5‑10:3‑7:0.5‑1:10‑15;所述加热温度为35‑40℃,时间为3‑5h。 [0031] 作为本发明的进一步改进,所述木纤维素粉、微晶纤维素的质量比为7:5。 [0032] 作为本发明的进一步改进,步骤S3中所述聚醚多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、改性纤维素粉的质量比为1‑1.1:1:0.1‑0.2;所述加热发泡温度为40‑50℃,时间为3‑5h。 [0033] 本发明进一步保护一种上述预制型TPU塑胶跑道的制备方法,包括以下步骤: [0034] (1)将TPU凹凸聚氨酯网格面卷材裁剪成正方形,平铺于模板中; [0035] (2)将TPU凹凸聚氨酯网格面卷材凹凸面朝下,镜面朝上,把搅拌均匀的STP全单组份湿固化聚氨酯弹性体摊铺在TPU凹凸聚氨酯网格面上,摊铺好后,趁STP未干,均匀抛洒改性ETPU聚氨酯发泡颗粒; [0036] (3)当第一道STP单组份湿固化聚氨酯固化好后,重复步骤(2),上第二道STP单组份湿固化聚氨酯,均匀抛洒改性ETPU聚氨酯发泡颗粒,摊铺平整后,趁未干,平铺一层聚氨酯网格布,网格布嵌在STP单组份湿固化聚氨酯中; [0037] (4)待STP单组份湿固化聚氨酯固化好后,在最上边平铺一层丁基双面胶; [0038] (5)脱模包装,运输到施工场地。 [0039] 作为本发明的进一步改进,所述第一道STP单组份湿固化聚氨酯厚度在2‑4mm,所述第二道STP单组份湿固化聚氨酯厚度在5‑10mm。 [0040] 作为本发明的进一步改进,所述TPU凹凸聚氨酯网格面卷材裁剪成1000mm*1000mm‑1500mm*1500mm的正方形。 [0041] 本发明进一步保护一种上述预制型TPU塑胶跑道的施工方法,包括以下步骤: [0042] (1)基础处理:清除基础容易脱落,松软的部分; [0043] (2)沥青基础:上沥青底涂; [0045] (4)跑道的铺装:撕开预制型TPU塑胶跑道的底部丁基胶面,依次压实于基础上,两块板之间用丁基双面胶连接,块与块之间间隙≤1mm; [0046] (5)画线:预制型TPU塑胶跑道铺装好后,直接画线。 [0047] 本发明具有如下有益效果:本发明制备了一种改性ETPU聚氨酯发泡颗粒,经过改性纤维素粉增强聚氨酯制得,制得的改性ETPU聚氨酯发泡颗粒的力学性能明显提高,本发明通过提取木块中的木纤维素与微晶纤维素复配得到的混合物表面包裹聚多巴胺改性,加入聚氨酯基质中,能明显提高改性纤维素粉与聚氨酯的相容性,从而显著提高改性ETPU聚氨酯发泡颗粒的弹性、延展性、机械性能等。 [0048] 本发明提供一种新型预制型TPU聚氨酯塑胶跑道,具有如下性能特点: [0049] 它含有摩擦面层、吸震底层和设置在吸震底层与地基之间的胶粘剂层,产品在设计过程中充分考虑了运动员的生物力学需要:立体网状的内部结构,使跑道具有优良的弹力、强度、韧性及减震效果,有效减少了运动员的肌肉疲劳和微损伤; [0050] 成型产品由具有凹凸图案的上、下两层复合而成,上层为彩色复合TPU聚氨酯,具有长久抵御紫外光及多变气候、气象条件影响的性能,凹凸图案面层设计,具有优良的防滑、抗尖钉、抗磨损、抗反光作用。下层为红色聚氨酯弹性材料ETPU复合而成,利用ETPU优异的回弹力受到撞击的瞬间所产生的反弹力传导给运动员,从而有效地降低了运动时所受到的冲击。 [0051] 底层为丁基橡胶胶水,在最大限度地增加跑道材料与基面的锚固密实程度。 [0052] 该预制型TPU聚氨酯塑胶跑道不含橡胶颗粒,无脱粒产生,非常适合频繁使用。 [0053] 减震效果好,反弹性能优;粘着力好,抗尖钉能力强;防滑、耐磨性能好,即使是雨天性能也不受影响;具有非凡的抗老化、抗紫外光能力,颜色持久稳定亚光表面,无反射光,无眩目感;预制成型,安装方便;全天候使用,使用寿命长;维护简便,维修成本低;阻燃、绝缘、隔音性m能好,防火、安全性能高;无毒、无害,符合环保要求。附图说明 [0054] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0055] 图1为本发明预制型TPU塑胶跑道的结构示意图; [0056] 其中,1.TPU凹凸聚氨酯网格面;2.STP单组份湿固化聚氨酯;3.改性ETPU聚氨酯发泡颗粒;4.聚氨酯网格;5.丁基双面胶。 具体实施方式[0057] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。 [0058] 实施例1 [0059] 如图1,一种预制型TPU塑胶跑道,所述跑道从底到面的结构依次为:丁基双面胶5、聚氨酯网格布4、改性ETPU聚氨酯发泡颗粒3和STP单组份湿固化聚氨酯2复合层、TPU凹凸聚氨酯网格面1。 [0060] 改性ETPU聚氨酯发泡颗粒的制备方法如下: [0061] S1.将20重量份木块恒温水浴50℃温度下抽提3h后,加入100重量份水中,加入7重量份次氯酸钠和5重量份乙酸溶液,加热至70℃反应2h,过滤,然后加入5wt%的NaOH溶液或KOH溶液中加热至80℃处理1h,过滤,洗涤,干燥,球磨,得到木纤维素粉; [0062] S2.将5重量份步骤S1制得的木纤维素粉和3重量份微晶纤维素混合均匀,加入50重量份水中,加入0.5重量份pH值为6的Tris‑HCl溶液和10重量份多巴胺盐酸盐,加热至35℃反应3h,离心,干燥,得到改性纤维素粉; [0063] S3.将10重量份聚醚多元醇和10重量份二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀,加入1重量份步骤S2制得的改性纤维素粉,搅拌混合均匀,加热至40℃发泡3h,制粒,得到改性ETPU聚氨酯发泡颗粒。 [0064] 预制型TPU塑胶跑道的制备方法,包括以下步骤: [0065] (1)将TPU凹凸聚氨酯网格面卷材裁剪成1000mm*1000mm的正方形,平铺于模板中; [0066] (2)将TPU凹凸聚氨酯网格面卷材凹凸面朝下,镜面朝上,把搅拌均匀的STP全单组份湿固化聚氨酯弹性体摊铺在TPU凹凸聚氨酯网格面上,摊铺好后,趁STP未干,均匀抛洒改性ETPU聚氨酯发泡颗粒,得到第一道STP单组份湿固化聚氨酯,厚度在2m; [0067] (3)当第一道STP单组份湿固化聚氨酯固化好后,重复步骤(2),上第二道STP单组份湿固化聚氨酯,厚度在5mm,均匀抛洒改性ETPU聚氨酯发泡颗粒,摊铺平整后,趁未干,平铺一层聚氨酯网格布,网格布嵌在STP单组份湿固化聚氨酯中; [0068] (4)待STP单组份湿固化聚氨酯固化好后,在最上边平铺一层丁基双面胶; [0069] (5)脱模包装,运输到施工场地。 [0070] 预制型TPU塑胶跑道的施工方法,包括以下步骤: [0071] (1)基础处理:清除基础容易脱落,松软的部分; [0072] (2)沥青基础:上沥青底涂; [0073] (3)水泥基础:上一遍无溶剂水泥底涂强化; [0074] (4)跑道的铺装:撕开预制型TPU塑胶跑道的底部丁基胶面,依次压实于基础上,两块板之间用丁基双面胶连接,块与块之间间隙≤1mm; [0075] (5)画线:预制型TPU塑胶跑道铺装好后,直接画线。 [0076] 实施例2 [0077] 如图1,一种预制型TPU塑胶跑道,所述跑道从底到面的结构依次为:丁基双面胶5、聚氨酯网格布4、改性ETPU聚氨酯发泡颗粒3和STP单组份湿固化聚氨酯2复合层、TPU凹凸聚氨酯网格面1。 [0078] 改性ETPU聚氨酯发泡颗粒的制备方法如下: [0079] S1.将20重量份木块恒温水浴70℃温度下抽提5h后,加入100重量份水中,加入12重量份次氯酸钠和10重量份乙酸溶液,加热至80℃反应5h,过滤,然后加入10wt%的NaOH溶液或KOH溶液中加热至100℃处理3h,过滤,洗涤,干燥,球磨,得到木纤维素粉; [0080] S2.将10重量份步骤S1制得的木纤维素粉和7重量份微晶纤维素混合均匀,加入50重量份水中,加入1重量份pH值为6.5的Tris‑HCl溶液和15重量份多巴胺盐酸盐,加热至40℃反应5h,离心,干燥,得到改性纤维素粉; [0081] S3.将11重量份聚醚多元醇和10重量份二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀,加入2重量份步骤S2制得的改性纤维素粉,搅拌混合均匀,加热至50℃发泡5h,制粒,得到改性ETPU聚氨酯发泡颗粒。 [0082] 预制型TPU塑胶跑道的制备方法,包括以下步骤: [0083] (1)将TPU凹凸聚氨酯网格面卷材裁剪成1500mm*1500mm的正方形,平铺于模板中; [0084] (2)将TPU凹凸聚氨酯网格面卷材凹凸面朝下,镜面朝上,把搅拌均匀的STP全单组份湿固化聚氨酯弹性体摊铺在TPU凹凸聚氨酯网格面上,摊铺好后,趁STP未干,均匀抛洒改性ETPU聚氨酯发泡颗粒,得到第一道STP单组份湿固化聚氨酯,厚度在4mm; [0085] (3)当第一道STP单组份湿固化聚氨酯固化好后,重复步骤(2),上第二道STP单组份湿固化聚氨酯,厚度在10mm,均匀抛洒改性ETPU聚氨酯发泡颗粒,摊铺平整后,趁未干,平铺一层聚氨酯网格布,网格布嵌在STP单组份湿固化聚氨酯中; [0086] (4)待STP单组份湿固化聚氨酯固化好后,在最上边平铺一层丁基双面胶; [0087] (5)脱模包装,运输到施工场地。 [0088] 预制型TPU塑胶跑道的施工方法,包括以下步骤: [0089] (1)基础处理:清除基础容易脱落,松软的部分; [0090] (2)沥青基础:上沥青底涂; [0091] (3)水泥基础:上一遍无溶剂水泥底涂强化; [0092] (4)跑道的铺装:撕开预制型TPU塑胶跑道的底部丁基胶面,依次压实于基础上,两块板之间用丁基双面胶连接,块与块之间间隙≤1mm; [0093] (5)画线:预制型TPU塑胶跑道铺装好后,直接画线。 [0094] 实施例3 [0095] 如图1,一种预制型TPU塑胶跑道,所述跑道从底到面的结构依次为:丁基双面胶5、聚氨酯网格布4、改性ETPU聚氨酯发泡颗粒3和STP单组份湿固化聚氨酯2复合层、TPU凹凸聚氨酯网格面1。 [0096] 改性ETPU聚氨酯发泡颗粒的制备方法如下: [0097] S1.将20重量份木块恒温水浴60℃温度下抽提4h后,加入100重量份水中,加入10重量份次氯酸钠和7重量份乙酸溶液,加热至75℃反应3.5h,过滤,然后加入7wt%的NaOH溶液或KOH溶液中加热至90℃处理2h,过滤,洗涤,干燥,球磨,得到木纤维素粉; [0098] S2.将7重量份步骤S1制得的木纤维素粉和5重量份微晶纤维素混合均匀,加入50重量份水中,加入0.7重量份pH值为6.5的Tris‑HCl溶液和12重量份多巴胺盐酸盐,加热至37℃反应4h,离心,干燥,得到改性纤维素粉; [0099] S3.将10.5重量份聚醚多元醇和10重量份二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀,加入1.5重量份步骤S2制得的改性纤维素粉,搅拌混合均匀,加热至45℃发泡4h,制粒,得到改性ETPU聚氨酯发泡颗粒。 [0100] 预制型TPU塑胶跑道的制备方法,包括以下步骤: [0101] (1)将TPU凹凸聚氨酯网格面卷材裁剪成1200mm*1200mm的正方形,平铺于模板中; [0102] (2)将TPU凹凸聚氨酯网格面卷材凹凸面朝下,镜面朝上,把搅拌均匀的STP全单组份湿固化聚氨酯弹性体摊铺在TPU凹凸聚氨酯网格面上,摊铺好后,趁STP未干,均匀抛洒改性ETPU聚氨酯发泡颗粒,得到第一道STP单组份湿固化聚氨酯,厚度在3mm; [0103] (3)当第一道STP单组份湿固化聚氨酯固化好后,重复步骤(2),上第二道STP单组份湿固化聚氨酯,厚度在7mm,均匀抛洒改性ETPU聚氨酯发泡颗粒,摊铺平整后,趁未干,平铺一层聚氨酯网格布,网格布嵌在STP单组份湿固化聚氨酯中; [0104] (4)待STP单组份湿固化聚氨酯固化好后,在最上边平铺一层丁基双面胶; [0105] (5)脱模包装,运输到施工场地。 [0106] 预制型TPU塑胶跑道的施工方法,包括以下步骤: [0107] (1)基础处理:清除基础容易脱落,松软的部分; [0108] (2)沥青基础:上沥青底涂; [0109] (3)水泥基础:上一遍无溶剂水泥底涂强化; [0110] (4)跑道的铺装:撕开预制型TPU塑胶跑道的底部丁基胶面,依次压实于基础上,两块板之间用丁基双面胶连接,块与块之间间隙≤1mm; [0111] (5)画线:预制型TPU塑胶跑道铺装好后,直接画线。 [0112] 对比例1 [0113] 与实施例3相比,采用普通ETPU聚氨酯发泡颗粒替代改性ETPU聚氨酯发泡颗粒,其他条件均不改变。 [0114] 对比例2 [0115] 与实施例3相比,改性ETPU聚氨酯发泡颗粒的制备中,未添加微晶纤维素,其他条件均不改变。 [0116] 改性ETPU聚氨酯发泡颗粒的制备方法如下: [0117] S1.将20重量份木块恒温水浴60℃温度下抽提4h后,加入100重量份水中,加入10重量份次氯酸钠和7重量份乙酸溶液,加热至75℃反应3.5h,过滤,然后加入7wt%的NaOH溶液或KOH溶液中加热至90℃处理2h,过滤,洗涤,干燥,球磨,得到木纤维素粉; [0118] S2.将12重量份步骤S1制得的木纤维素粉加入50重量份水中,加入0.7重量份pH值为6.5的Tris‑HCl溶液和12重量份多巴胺盐酸盐,加热至37℃反应4h,离心,干燥,得到改性纤维素粉; [0119] S3.将10.5重量份聚醚多元醇和10重量份二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀,加入1.5重量份步骤S2制得的改性纤维素粉,搅拌混合均匀,加热至45℃发泡4h,制粒,得到改性ETPU聚氨酯发泡颗粒。 [0120] 对比例3 [0121] 与实施例3相比,改性ETPU聚氨酯发泡颗粒的制备中,未添加木纤维素粉,其他条件均不改变。 [0122] 改性ETPU聚氨酯发泡颗粒的制备方法如下: [0123] S1.将12重量份微晶纤维素混合均匀,加入50重量份水中,加入0.7重量份pH值为6.5的Tris‑HCl溶液和12重量份多巴胺盐酸盐,加热至37℃反应4h,离心,干燥,得到改性纤维素粉; [0124] S2.将10.5重量份聚醚多元醇和10重量份二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀,加入1.5重量份步骤S1制得的改性纤维素粉,搅拌混合均匀,加热至45℃发泡4h,制粒,得到改性ETPU聚氨酯发泡颗粒。 [0125] 测试例1 [0126] 将本发明实施例1‑3和对比例1‑3制得的预制型TPU塑胶跑道进行性能测试,结果见表1。检测标准参考GB36246‑2018。 [0127] 表1 [0128] [0129] 经检测:本发明实施例1‑3制得的预制型TPU塑胶跑道物理化学性能完全符合GB36246‑2018的要求。 [0130] 测试例2 [0131] 将本发明实施例1‑3和对比例1‑3制得的预制型TPU塑胶跑道进行耐老化性能测试,结果见表2。 [0132] 耐老化性能的检测:按GB/T16422.2‑2014的规定进行氙灯辐照实验,500小时后测拉伸强度,拉断延长率。 [0133] 表2 [0134]组别 拉伸强度(MPa) 拉伸伸长率(%) 标准要求 ≥0.4 ≥40 实施例1 1.4 90 实施例2 1.5 102 实施例3 1.7 110 对比例1 0.4 40 对比例2 0.6 65 对比例3 0.5 50 [0135] 经检测:本发明实施例1‑3制得的预制型TPU塑胶跑具有较好的耐老化性能。 [0136] 测试例3 [0137] 将本发明实施例3制得的预制型TPU塑胶跑道进行化学性能的检测,结果见表3。 [0138] 表3 [0139] [0140] 由上表可知,该制得的预制型TPU塑胶跑道各项化学指标均合格。 |