电子邮箱

密码

 注册 忘记密码？
文章
产品
搜索
标题摘要内容
购物车0物品

硅pu

来源:原创 | 作者:地材多 | 发布时间: 492天前 | 251 次浏览 | 分享到:


硅改性聚氨酯(SiPU)运动场地材料研究综述

一、定义

硅PU，全称为"硅改性聚氨酯"(Silicone Modified Polyurethane)，是一种结合了有机硅材料与聚氨酯材料特性的新型高分子复合材料。该材料通过在传统聚氨酯分子结构中引入有机硅成分，实现了材料性能的优化与提升。硅PU材料具有优异的耐候性、弹性恢复性及环保特性，广泛应用于各类专业和休闲运动场地建设，包括篮球场、网球场、羽毛球场等室内外运动场所。作为运动场地材料的重要创新，硅PU克服了传统单一材料的诸多局限性，成为当代运动场地建设的主流选择之一。

二、起源

硅PU材料技术最初源于20世纪末21世纪初的材料科学研究。传统聚氨酯(PU)运动场地材料在使用过程中暴露出耐候性差、易黄变、不耐高低温等缺陷，尤其在户外环境条件下表现更为明显。为解决这些问题，材料科学家尝试将有机硅成分引入聚氨酯体系。据行业资料显示，21世纪初期，中国广东地区的材料研发团队率先将硅改性技术应用于聚氨酯运动场地材料，并于2005年左右成功实现技术突破和市场应用。这一创新将有机硅优异的耐候性、耐高低温性与聚氨酯良好的弹性和粘结性相结合，形成了性能更为优越的复合材料。

三、传播与发展

硅PU材料自2005年在中国市场初步应用后，因其卓越性能迅速获得认可。2008年北京奥运会的成功举办，带动了全国体育设施建设热潮，硅PU材料凭借其优异特性在这一时期得到快速推广。2010-2015年间，随着全民健身国家战略的实施，硅PU材料在中小学、社区健身场所和专业体育场馆建设中大量应用。据行业协会统计，2015年后，硅PU在中国室外运动场地材料市场占有率超过60%，成为主流选择。

近年来，硅PU技术不断升级，产品性能持续优化，应用范围也从最初的篮球场扩展到网球场、羽毛球场、五人制足球场等多种运动场地。同时，随着"一带一路"倡议的推进，中国产硅PU材料也逐步进入东南亚、中东、非洲等国际市场，全球影响力不断提升。

四、结构与规格

硅PU运动场地通常采用多层复合结构设计，主要包括：

  1. 基础层：通常为水泥或沥青地面，要求平整度误差在3mm/3m内，坡度为3‰-5‰，以确保排水性能。

  2. 底涂层：特制单组分或双组分聚氨酯底涂，主要作用是封闭基础面，增强与弹性层的粘结力，厚度约为0.2-0.3mm。

  3. 弹性层：硅PU材料的核心部分，由硅改性聚氨酯浆料与橡胶颗粒混合而成，根据场地需求可分为单层或多层结构，总厚度通常为3-8mm。职业比赛场地一般要求6-8mm，社区健身场地可采用3-5mm。

  4. 耐磨面层：采用高耐候性硅PU浆料，添加专业运动防滑砂，厚度约1-2mm，提供良好的耐磨性和运动摩擦系数。

  5. 划线层：使用专用面漆进行场地划线，要求与面层有良好亲和力，不易脱落。

硅PU场地整体厚度标准一般为4-13mm，根据国际篮联(FIBA)、国际网球联合会(ITF)等专业机构认证要求，不同运动项目对应不同厚度规格。材料密度通常在1.2-1.5g/cm³，拉伸强度≥2.5MPa，断裂伸长率≥90%，邵氏硬度在40-70A之间可调。

五、核心特点（与同类竞品的纵向对比）

与传统运动场地材料相比，硅PU展现出多方面的优势：

  1. 与丙烯酸材料对比：丙烯酸场地质地坚硬，减震性能较差，易导致运动损伤；而硅PU具有良好的缓冲性能，冲击吸收率可达35-50%，显著降低运动伤害风险。此外，丙烯酸材料寿命通常为3-5年，而硅PU可达8-10年，长期使用成本更低。

  2. 与传统PU材料对比：普通PU材料在户外使用易黄变、粉化，耐候性差；硅PU通过硅改性技术，紫外线稳定性大幅提升，颜色保持性好，使用寿命延长50%以上。同时，硅PU在-40℃至+80℃温度范围内物理性能稳定，而普通PU在低温下易变硬脆裂。

  3. 与橡胶卷材对比：预制橡胶卷材安装便捷，但接缝多，整体性差，且价格高昂；硅PU为现场浇注成型，无缝隙，整体性好，且价格相对经济。硅PU场地在球反弹率方面也更为稳定，符合专业比赛要求。

  4. 与悬浮式拼装地板对比：悬浮地板排水性能好，但缓冲性能差，不适合高强度运动；硅PU场地综合性能均衡，既满足排水需求，又提供专业级运动性能，适用范围更广。

总体而言，硅PU材料在使用寿命、运动性能、安全性能、环保性能、维护成本等方面综合优势明显，特别是在全气候条件下的稳定性表现突出，使其成为专业比赛与大众健身的理想选择。

六、产品分类（横向对比）

根据不同的分类标准，硅PU产品可分为多种类型：

  1. 按厚度分类：

    • 薄型(3-5mm)：适用于社区健身场所、学校非专业场地，成本较低，施工周期短

    • 标准型(6-8mm)：满足大部分体育赛事要求，适用于专业训练场地和学校标准场地

    • 加厚型(9-13mm)：用于国际级比赛场馆，提供更优的冲击吸收和能量返还性能

  2. 按硬度分类：

    • 软质型(硬度40-50A)：缓冲性能好，适合青少年和老年活动场所

    • 中硬度型(硬度50-60A)：平衡缓冲与回弹，适合标准比赛和训练

    • 硬质型(硬度60-70A)：回弹性能优，适合专业竞技比赛

  3. 按使用环境分类：

    • 室外型：添加更多抗UV成分，耐候性更强

    • 室内型：注重表面细腻度和色彩表现

    • 室内外通用型：综合性能均衡，适应性强

  4. 按面层纹理分类：

    • 粗纹型：防滑性能好，适合户外多雨环境

    • 细纹型：球反弹稳定性高，适合专业比赛

    • 无纹型(平滑型)：美观度高，适合室内场馆

不同分类的产品在价格、性能特点和适用场景上有所差异，用户需根据实际需求进行合理选择。在横向比较中，标准厚度(6-8mm)、中硬度(55A左右)、室外型硅PU产品市场份额最大，因其综合性能最均衡，能满足大多数运动场地需求。

七、适用场景

硅PU材料凭借其优异综合性能，适用于广泛的应用场景：

  1. 专业体育场馆：各级别篮球馆、网球中心、羽毛球馆等专业比赛场地，特别是需要满足国际赛事标准的体育设施。硅PU场地能提供稳定的球反弹率(篮球反弹高度为55-65%)，符合FIBA、ITF等国际体育组织认证要求。

  2. 学校体育设施：中小学、大学的室内外运动场地，因其安全性能好、使用寿命长，成为校园体育设施建设的首选材料。硅PU场地的冲击吸收性能有效降低青少年运动伤害风险。

  3. 社区健身场所：居民小区、公园、广场等公共健身区域，硅PU材料色彩丰富、美观大方，且维护简便，适合大众日常健身需求。

  4. 休闲娱乐设施：度假村、酒店、会所等休闲场所的运动场地，硅PU材料的美观性和舒适性可提升用户体验。

  5. 特殊环境场地：高温高湿、高寒等极端气候条件下的运动场地，硅PU优异的温度适应性使其在这些特殊环境中仍有良好表现。

  6. 多功能运动场地：因硅PU场地可灵活划线设计，可实现篮球、排球、羽毛球等多种运动功能于一体，特别适合空间有限的城市区域。

硅PU材料对基础要求相对灵活，可在水泥、沥青等硬质基础上直接施工，适应性强，是各类新建和改造运动场地的理想选择。

八、全球著名企业

  1. 广东长河新材料集团
    创立于2006年，总部位于广东东莞，是中国最早研发和生产硅PU材料的企业之一。公司通过与高校合作，在硅改性聚氨酯技术领域取得突破，2010年后迅速发展成为行业领军企业。主打产品"长河硅PU"系列广泛应用于全国数千所学校和体育场馆，包括多届全国运动会场馆。其明星产品"长河冠军系列"硅PU材料具有卓越的耐候性和运动性能，使用寿命可达10年以上。公司拥有国家发明专利20余项，产品通过国际篮联(FIBA)、国际网联(ITF)等多项国际认证。

  2. 万兴材料科技有限公司
    成立于2008年，总部位于江苏常州，专注于运动场地材料研发与生产。公司于2012年成功开发出高性能硅PU配方，其"WanxingPro"系列产品在耐磨性和弹性保持率方面表现突出。万兴是2019年军运会多个场馆的材料供应商，代表产品"万兴极光系列"硅PU采用纳米级有机硅改性技术，具有自清洁功能，大幅降低维护成本。公司产品已出口至30多个国家和地区，在东南亚市场占有率领先。

  3. 北京火炬生地人造草坪有限公司
    创立于2003年，起初以人造草坪为主营业务，2010年拓展至硅PU运动场地材料领域。公司参与多项国家体育行业标准制定，其"TorchSiPU"系列产品以环保性能著称，VOC排放远低于国家标准。2016年后，公司与国家体育总局合作开发的"火炬冠军版"硅PU材料广泛应用于"雪炭工程"和"农民体育健身工程"项目。公司注重技术创新，拥有硅PU材料核心专利10余项，产品覆盖全国31个省区市。

  4. 美国Sport Court(美国运动地板公司)
    虽然美国Sport Court以模块化运动地板闻名，但其2015年收购欧洲一家专业聚氨酯材料企业后，开始进入硅改性聚氨酯市场。其"Sport Court ProTurf SI"系列产品在北美高端市场占有一定份额。该企业历史悠久，成立于1974年，是运动地面材料领域的先驱之一。虽然在硅PU细分市场占有率不及中国专业厂商，但其全球品牌影响力和研发实力不容忽视。

  5. 德国BASF(巴斯夫)
    作为全球最大的化工企业之一，BASF虽不直接生产硅PU成品，但其提供的关键原材料和配方技术对硅PU产业发展有重要影响。BASF于2010年推出专用于运动场地的"Elastopave"硅改性聚氨酯系统，为众多硅PU制造商提供技术支持。公司在高分子材料领域拥有深厚积累，其研发的异氰酸酯和多元醇产品是高品质硅PU材料的基础。近年来，BASF与多家中国硅PU制造商建立战略合作关系，共同推进材料升级。

  6. 意大利Mondo(盟多)
    创立于1948年，是全球知名运动地面材料制造商。虽然Mondo以橡胶跑道和运动地板闻名，但其2012年推出的"Sportflex Si"系列硅改性聚氨酯产品在欧洲高端市场占有一席之地。Mondo是多项奥运会场馆材料供应商，其硅PU产品以精良工艺和严格质量控制著称。尽管价格较高，但在专业竞技领域拥有良好口碑。2016年后，Mondo加大对中国市场的投入，与国内多家体育场馆建设企业建立合作。

这些企业在硅PU材料研发、生产和应用方面各有特色，共同推动了硅PU技术的不断进步和市场普及。中国企业在这一领域已形成较强竞争力，不仅占据国内主流市场，还逐步拓展国际市场，成为全球硅PU产业的重要力量。

参考文献

  1. 中国体育用品业联合会. (2021). 中国体育场地设施建设材料发展报告. 北京: 中国体育科技出版社.

  2. 李明, 张伟. (2019). 硅改性聚氨酯运动场地材料的研发与应用. 高分子材料科学与工程, 35(8), 156-162.

  3. 王建国, 刘志强. (2020). 现代运动场地材料性能对比研究. 体育科学, 40(5), 78-85.

  4. 广东省高分子材料协会. (2022). 体育运动场地用硅PU材料技术规范. 广州: 广东科技出版社.

  5. 国际篮联(FIBA). (2018). 篮球场地设施标准手册. 洛桑: FIBA出版部.

  6. 长河新材料集团官方网站. (2023). 企业历史与产品介绍. 取自 www.changhems.com

  7. 万兴材料科技有限公司. (2022). 硅PU材料技术白皮书. 常州: 企业内部资料.

  8. 国家体育总局. (2020). 全民健身场地设施材料应用指南. 北京: 人民体育出版社.

  9. Zhang, Y., & Liu, H. (2021). Performance evaluation of silicone modified polyurethane sports surfaces. Journal of Sports Engineering and Technology, 235(2), 112-124.

  10. International Tennis Federation. (2019). ITF Approved Products List. London: ITF Publications.