一種用於跑步機的橡膠質跑步帶及其製備方法與流程
2023-12-01 13:56:26
本發明涉及體育器材
技術領域：
，具體為一種用於跑步機的橡膠質跑步帶及其製備方法。
背景技術：
：隨著人們生活水平的提高，對健康的需求也隨之增高。跑步可以有效的提高心肺功能，改善健康狀況，是一種十分簡單方便的健身方式。但隨著人們生活節奏的加快，收到時間、交通等各方面的限制，普通的室外跑步已經無暇兼顧，因此健身房運動成為一種人們更加傾向的健康的運動方式，健身房中的跑步機數量有限，接受著各種各樣前來健身跑步的人們的使用，損壞率極高。其中，跑步機上的跑步帶磨損嚴重，甚至斷裂，普通的跑步機上的跑步帶是普通的橡膠材質，經受各類人群的經常踩踏，使用一段時間後便可能老化甚至斷裂，且普通橡膠的彈性以及柔韌性都不夠，影響使用。技術實現要素：為了解決上述問題，本發明的目的是提出一種用於跑步機的橡膠質跑步帶，以及一種用於跑步機的橡膠質跑步帶的製備方法，橡膠跑步帶使用了複合橡膠材質經過特有的方法製備而成，具有高彈性、高柔韌性和高耐磨性，且使用壽命長。本發明為了解決上述問題所採取的技術方案為：一種用於跑步機的橡膠質跑步帶，所述橡膠質跑步帶設置在跑步機上，所述橡膠質跑步帶由彈性複合橡膠製成，其中，按照重量份數，該彈性複合橡膠以60-70份丁腈橡膠、20-35份丁苯橡膠和15-20份氯丁橡膠為骨架，以15-35份sbs橡膠彈性體、5-15份聚烯烴彈性體、5-10份聚氨酯彈性體和5-8份空心玻璃微珠為基料，以5-8份氫氧化鎂、2-5份磷酸三丁酯、3-5份三嗪和1-3份三聚氰胺為輔料，以10-15份硅藻土、5-8份滑石粉、3-5份粒徑為150目的碳化矽微粉或碳化鋯微粉或氧化鋁微粉和3-5份改性二氧化鈦作為增強劑，並添加5-8份鈦酸偶聯劑、8-10份環氧大豆油和1-3份矽烷偶聯劑作為外加劑以及2-4份硫化劑bpo、1-2份硫磺和2-3份促進劑dm作為硫化劑混煉製成。所述改性二氧化鈦的製備方法為：將3-5份納米二氧化鈦添加到20-24份十二烷基苯磺酸鈉和10-13份月桂酸的混合液中，超聲分散22-26min得到溶液a，超聲功率為450-550w、超聲頻率25-28khz；將溶液a移入微波處理設備進行兩次微波處理後得到溶液b，第一次輻射7-10min，第一次輻射的功率為550-600w，第二次輻射1-4min，第二次輻射的功率為70-90w；將溶液b置於真空抽濾裝置中，通過40-70nm孔徑的抽濾膜進行真空抽濾15-18min後，乾燥、粉碎，得到改性二氧化鈦，真空壓強為55-58mpa。所述空心玻璃微珠經過膜鍍液鍍膜改性處理，其中，空心玻璃微珠與膜鍍液的重量比為3-4:100，按照重量份數，所述膜鍍液包括1-2份殼聚糖、2-3份冰醋酸、10-15份無水乙醇、3-5份三甲氧基氯矽烷和80-85份去離子水。所述空心玻璃微珠的改性方法如下：先將空心玻璃微珠依次置於3-8％的鹽酸溶液和無水乙醇中磁力攪拌30-60min，抽濾時用去離子水多次洗滌以除去空心玻璃微珠表面的油汙，烘乾備用；其次，將冰醋酸加入去離子水中磁力攪拌配置成稀醋酸溶液，再向稀醋酸溶液中加入殼聚糖，磁力攪拌至殼聚糖完全溶解後，再向溶液中緩慢加入三甲氧基氯矽烷和無水乙醇，磁力攪拌2-4h，在室溫下密閉陳化一天，製得鍍膜液；最後，將去汙後的空心玻璃微珠置入鍍膜液中，緩慢攪拌2-4h後抽濾，將所得的空心玻璃微珠在室溫下乾燥10-30min，再在乾燥箱中以180-200℃烘乾2h，即得改性空心玻璃微珠。一種用於跑步機的橡膠質跑步帶的製備方法，包括以下步驟：1)預熱密煉機至150-170℃，按照比例稱取各組分，將丁腈橡膠、丁苯橡膠和氯丁橡膠置入密煉機中以70-120rpm的攪拌速度混煉5-8min，得到混合物ⅰ，室溫下靜置至密煉機溫度為70-80℃時，向混合物ⅰ中依次加入sbs橡膠彈性體、聚烯烴彈性體、聚氨酯彈性體和空心玻璃微珠，以120-180rpm的攪拌速度混煉20-30min，得橡膠骨架，備用；2)向橡膠骨架中依次加入氫氧化鎂、磷酸三丁酯、三嗪和三聚氰以及鈦酸偶聯劑、環氧大豆油和矽烷偶聯劑，在150-170℃下以75-90rpm的攪拌速度混煉10-12min後，再依次加入硅藻土、滑石粉、粒徑為150目的碳化矽微粉或碳化鋯微粉或氧化鋁微粉和改性二氧化鈦，在160-165℃、50-65mpa下，以60-80rpm的攪拌速度混煉8-10min，得混合物ⅱ，備用；3)在75-90℃向混合物ⅱ中依次加入硫化劑bpo、硫磺和促進劑dm，以90-96rpm的攪拌速度混煉18-20min後，升溫至150-165℃，持續混煉8-10分鐘後降溫，即得橡膠質跑步帶。與現有技術相比，本發明具有一下有益效果：本發明所述的橡膠質跑步帶，採用了複合橡膠，其以丁腈橡膠、丁苯橡膠和氯丁橡膠作為橡膠主料，使彈性耐磨複合橡膠墊具備了優異的耐磨性能；而sbs橡膠彈性體、聚烯烴彈性體、聚氨酯彈性體和空心玻璃微珠的加入，使得橡膠主料具備了極佳的彈性和抗衝擊性。另外，對空心玻璃微珠的表面改性中，通過低表面能的物質對具有一定粘度的殼聚糖溶液進行表面修飾以增大其憎水性能，再對空心玻璃微珠進行表面處理，烘乾後得到的空心玻璃微珠表面具有憎水性能，使得橡膠主料具有了很好的耐潮抗水性能，在雨水天氣不吸水，乾燥極快，不影響實際實用；此外，在彈性耐磨複合橡膠墊受負荷時，空心玻璃微珠能夠吸收衝擊能量，進一步提高了橡膠墊的抗衝擊性能，同時還可以引發銀紋，終止裂縫擴展，在一定形態結構下引發基體的剪切屈服，從而消耗大量的衝擊能量，又能較好地傳遞所承受的外力，提高橡膠基體的壓縮強度、彎曲強度、抗衝擊強度即抗震緩衝性；此外，氫氧化鎂、磷酸三丁酯、三嗪和三聚氰胺之間在橡膠基體中形成阻燃體系，使得橡膠墊在提高抗氧化性能的同時，也提高了對煙霧、高溫油煙的抑制性能，大幅提高了橡膠墊的阻燃指標；此外，硅藻土、滑石粉、碳化矽微粉或碳化鋯微粉或氧化鋁微粉以及改性二氧化鈦作為增強劑加入，進一步增強了橡膠墊的耐磨耐腐性能和耐拉伸性能；另外，改性二氧化鈦是通過對二氧化鈦進行改性加工、改變其表面性能得到的，改性過程中，當表面活性劑與二氧化鈦表面接觸時，由於表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉是由親水的極性和憎水的非極性基團兩部分構成，且二氧化鈦表面含有大量極性基團，因此在微波的作用下，表面活性劑更加容易被吸附在二氧化鈦表面，而非極性基團則自由展露在二氧化鈦外側，從而得到改性二氧化鈦，改性二氧化鈦與橡膠分子具有良好的相容性，而且二氧化鈦的極性基團被非極性基團所取代後，其表面活性能大大降低，使改性二氧化鈦能夠穩定的分布在橡膠分子所構成的「網狀結構」中，因而在受到外界衝擊作用力時，橡膠分子能有效地將載荷轉移到高機械強度的改性二氧化鈦上，從而大大提高了本發明的強度和耐拉伸能力；鈦酸偶聯劑、環氧大豆油和矽烷偶聯劑的加入，增加了各原料的相容性，使上述添加的原料均勻分布在橡膠分子構成的「網狀結構」中，大大提高了橡膠墊的耐磨性能和彈性；硫化劑bpo、硫磺和促進劑dm作為硫化體系，具有硫化速度快、壓縮變形率低等特點，能夠在促進形成「網狀結構」的同時形成了一種「整體網絡效應」，從而增強本發明中橡膠質跑步帶的彈性和強度。具體實施方式下面結合具體實施例對本發明作詳細說明，本實施例以本發明技術方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程。實施例1一種用於跑步機的橡膠質跑步帶，所述橡膠質跑步帶設置在跑步機上，所述橡膠質跑步帶由彈性複合橡膠製成，其中，按照重量份數，該彈性複合橡膠以60份丁腈橡膠、20份丁苯橡膠和15份氯丁橡膠為骨架，以15份sbs橡膠彈性體、5份聚烯烴彈性體、5份聚氨酯彈性體和5份空心玻璃微珠為基料，以5份氫氧化鎂、2份磷酸三丁酯、3份三嗪和1份三聚氰胺為輔料，以10份硅藻土、5份滑石粉、3份粒徑為150目的碳化矽微粉或碳化鋯微粉或氧化鋁微粉和3份改性二氧化鈦作為增強劑，並添加5份鈦酸偶聯劑、8份環氧大豆油和1份矽烷偶聯劑作為外加劑以及2份硫化劑bpo、1份硫磺和2份促進劑dm作為硫化劑混煉製成。其中，所述改性二氧化鈦的製備方法為：將3份納米二氧化鈦添加到20份十二烷基苯磺酸鈉和10份月桂酸的混合液中，超聲分散22min得到溶液a，超聲功率為450w、超聲頻率25khz；將溶液a移入微波處理設備進行兩次微波處理後得到溶液b，第一次輻射7min，第一次輻射的功率為550w，第二次輻射1min，第二次輻射的功率為70w；將溶液b置於真空抽濾裝置中，通過40nm孔徑的抽濾膜進行真空抽濾15min後，乾燥、粉碎，得到改性二氧化鈦，真空壓強為55mpa。其中，所述空心玻璃微珠經過膜鍍液鍍膜改性處理，空心玻璃微珠與膜鍍液的重量比為3:100，按照重量份數，所述膜鍍液包括1份殼聚糖、2份冰醋酸、10份無水乙醇、3份三甲氧基氯矽烷和80份去離子水。其中，所述空心玻璃微珠的改性方法如下：先將空心玻璃微珠依次置於3％的鹽酸溶液和無水乙醇中磁力攪拌30min，抽濾時用去離子水多次洗滌以除去空心玻璃微珠表面的油汙，烘乾備用；其次，將冰醋酸加入去離子水中磁力攪拌配置成稀醋酸溶液，再向稀醋酸溶液中加入殼聚糖，磁力攪拌至殼聚糖完全溶解後，再向溶液中緩慢加入三甲氧基氯矽烷和無水乙醇，磁力攪拌2h，在室溫下密閉陳化一天，製得鍍膜液；最後，將去汙後的空心玻璃微珠置入鍍膜液中，緩慢攪拌2h後抽濾，將所得的空心玻璃微珠在室溫下乾燥10min，再在乾燥箱中以180℃烘乾2h，即得改性空心玻璃微珠。所述橡膠質跑步帶的製備方法包括以下步驟：1)預熱密煉機至150℃，按照比例稱取各組分，將丁腈橡膠、丁苯橡膠和氯丁橡膠置入密煉機中以70rpm的攪拌速度混煉5min，得到混合物ⅰ，室溫下靜置至密煉機溫度為70℃時，向混合物ⅰ中依次加入sbs橡膠彈性體、聚烯烴彈性體、聚氨酯彈性體和空心玻璃微珠，以120rpm的攪拌速度混煉20min，得橡膠骨架，備用；2)向橡膠骨架中依次加入氫氧化鎂、磷酸三丁酯、三嗪和三聚氰以及鈦酸偶聯劑、環氧大豆油和矽烷偶聯劑，在150℃下以75-rpm的攪拌速度混煉10min後，再依次加入硅藻土、滑石粉、粒徑為150目的碳化矽微粉或碳化鋯微粉或氧化鋁微粉和改性二氧化鈦，在160℃、50mpa下，以60rpm的攪拌速度混煉8min，得混合物ⅱ，備用；3)在75℃向混合物ⅱ中依次加入硫化劑bpo、硫磺和促進劑dm，以90rpm的攪拌速度混煉18min後，升溫至150℃，持續混煉8分鐘後降溫，即得橡膠質跑步帶。實施例2一種用於跑步機的橡膠質跑步帶，所述橡膠質跑步帶設置在跑步機上，所述橡膠質跑步帶由彈性複合橡膠製成，其中，按照重量份數，該彈性複合橡膠以70份丁腈橡膠、35份丁苯橡膠和20份氯丁橡膠為骨架，以35份sbs橡膠彈性體、15份聚烯烴彈性體、10份聚氨酯彈性體和8份空心玻璃微珠為基料，以8份氫氧化鎂、5份磷酸三丁酯、5份三嗪和3份三聚氰胺為輔料，以15份硅藻土、8份滑石粉、5份粒徑為150目的碳化矽微粉或碳化鋯微粉或氧化鋁微粉和5份改性二氧化鈦作為增強劑，並添加8份鈦酸偶聯劑、10份環氧大豆油和3份矽烷偶聯劑作為外加劑以及4份硫化劑bpo、2份硫磺和3份促進劑dm作為硫化劑混煉製成。其中，所述改性二氧化鈦的製備方法為：將5份納米二氧化鈦添加到24份十二烷基苯磺酸鈉和13份月桂酸的混合液中，超聲分散26min得到溶液a，超聲功率為550w、超聲頻率28khz；將溶液a移入微波處理設備進行兩次微波處理後得到溶液b，第一次輻射10min，第一次輻射的功率為600w，第二次輻射4min，第二次輻射的功率為90w；將溶液b置於真空抽濾裝置中，通過70nm孔徑的抽濾膜進行真空抽濾18min後，乾燥、粉碎，得到改性二氧化鈦，真空壓強為58mpa。其中，所述空心玻璃微珠經過膜鍍液鍍膜改性處理，空心玻璃微珠與膜鍍液的重量比為4:100，按照重量份數，所述膜鍍液包括2份殼聚糖、3份冰醋酸、15份無水乙醇、5份三甲氧基氯矽烷和85份去離子水。其中，所述空心玻璃微珠的改性方法如下：先將空心玻璃微珠依次置於3-8％的鹽酸溶液和無水乙醇中磁力攪拌60min，抽濾時用去離子水多次洗滌以除去空心玻璃微珠表面的油汙，烘乾備用；其次，將冰醋酸加入去離子水中磁力攪拌配置成稀醋酸溶液，再向稀醋酸溶液中加入殼聚糖，磁力攪拌至殼聚糖完全溶解後，再向溶液中緩慢加入三甲氧基氯矽烷和無水乙醇，磁力攪拌4h，在室溫下密閉陳化一天，製得鍍膜液；最後，將去汙後的空心玻璃微珠置入鍍膜液中，緩慢攪拌4h後抽濾，將所得的空心玻璃微珠在室溫下乾燥30min，再在乾燥箱中以200℃烘乾2h，即得改性空心玻璃微珠。所述橡膠質跑步帶的製備方法包括以下步驟：1)預熱密煉機至170℃，按照比例稱取各組分，將丁腈橡膠、丁苯橡膠和氯丁橡膠置入密煉機中以120rpm的攪拌速度混煉8min，得到混合物ⅰ，室溫下靜置至密煉機溫度為80℃時，向混合物ⅰ中依次加入sbs橡膠彈性體、聚烯烴彈性體、聚氨酯彈性體和空心玻璃微珠，以180rpm的攪拌速度混煉30min，得橡膠骨架，備用；2)向橡膠骨架中依次加入氫氧化鎂、磷酸三丁酯、三嗪和三聚氰以及鈦酸偶聯劑、環氧大豆油和矽烷偶聯劑，在170℃下以90rpm的攪拌速度混煉12min後，再依次加入硅藻土、滑石粉、粒徑為150目的碳化矽微粉或碳化鋯微粉或氧化鋁微粉和改性二氧化鈦，在165℃、65mpa下，以80rpm的攪拌速度混煉10min，得混合物ⅱ，備用；3)在90℃向混合物ⅱ中依次加入硫化劑bpo、硫磺和促進劑dm，以96rpm的攪拌速度混煉20min後，升溫至165℃，持續混煉10分鐘後降溫，即得橡膠質跑步帶。實施例3一種用於跑步機的橡膠質跑步帶，所述橡膠質跑步帶設置在跑步機上，所述橡膠質跑步帶由彈性複合橡膠製成，其中，按照重量份數，該彈性複合橡膠以65份丁腈橡膠、28份丁苯橡膠和18份氯丁橡膠為骨架，以25份sbs橡膠彈性體、10份聚烯烴彈性體、12份聚氨酯彈性體和7份空心玻璃微珠為基料，以7份氫氧化鎂、4份磷酸三丁酯、4份三嗪和2份三聚氰胺為輔料，以13份硅藻土、7份滑石粉、4份粒徑為150目的碳化矽微粉或碳化鋯微粉或氧化鋁微粉和4份改性二氧化鈦作為增強劑，並添加6份鈦酸偶聯劑、9份環氧大豆油和2份矽烷偶聯劑作為外加劑以及3份硫化劑bpo、1.5份硫磺和2.5份促進劑dm作為硫化劑混煉製成。所述改性二氧化鈦的製備方法為：將4份納米二氧化鈦添加到22份十二烷基苯磺酸鈉和12份月桂酸的混合液中，超聲分散24min得到溶液a，超聲功率為500w、超聲頻率26khz；將溶液a移入微波處理設備進行兩次微波處理後得到溶液b，第一次輻射9min，第一次輻射的功率為575w，第二次輻射3min，第二次輻射的功率為80w；將溶液b置於真空抽濾裝置中，通過65nm孔徑的抽濾膜進行真空抽濾16min後，乾燥、粉碎，得到改性二氧化鈦，真空壓強為57mpa。所述空心玻璃微珠經過膜鍍液鍍膜改性處理，其中，空心玻璃微珠與膜鍍液的重量比為3.5:100，按照重量份數，所述膜鍍液包括1.5份殼聚糖、2.5份冰醋酸、12.5份無水乙醇、4份三甲氧基氯矽烷和83份去離子水。所述空心玻璃微珠的改性方法如下：先將空心玻璃微珠依次置於6％的鹽酸溶液和無水乙醇中磁力攪拌45min，抽濾時用去離子水多次洗滌以除去空心玻璃微珠表面的油汙，烘乾備用；其次，將冰醋酸加入去離子水中磁力攪拌配置成稀醋酸溶液，再向稀醋酸溶液中加入殼聚糖，磁力攪拌至殼聚糖完全溶解後，再向溶液中緩慢加入三甲氧基氯矽烷和無水乙醇，磁力攪拌3h，在室溫下密閉陳化一天，製得鍍膜液；最後，將去汙後的空心玻璃微珠置入鍍膜液中，緩慢攪拌3h後抽濾，將所得的空心玻璃微珠在室溫下乾燥20min，再在乾燥箱中以190℃烘乾2h，即得改性空心玻璃微珠。所述橡膠質跑步帶的製備方法包括以下步驟：1)預熱密煉機至160℃，按照比例稱取各組分，將丁腈橡膠、丁苯橡膠和氯丁橡膠置入密煉機中以95rpm的攪拌速度混煉6min，得到混合物ⅰ，室溫下靜置至密煉機溫度為75℃時，向混合物ⅰ中依次加入sbs橡膠彈性體、聚烯烴彈性體、聚氨酯彈性體和空心玻璃微珠，以150rpm的攪拌速度混煉25min，得橡膠骨架，備用；2)向橡膠骨架中依次加入氫氧化鎂、磷酸三丁酯、三嗪和三聚氰以及鈦酸偶聯劑、環氧大豆油和矽烷偶聯劑，在160℃下以80rpm的攪拌速度混煉11min後，再依次加入硅藻土、滑石粉、粒徑為150目的碳化矽微粉或碳化鋯微粉或氧化鋁微粉和改性二氧化鈦，在163℃、58mpa下，以70rpm的攪拌速度混煉9min，得混合物ⅱ，備用；3)在80℃向混合物ⅱ中依次加入硫化劑bpo、硫磺和促進劑dm，以93rpm的攪拌速度混煉19min後，升溫至158℃，持續混煉9分鐘後降溫，即得橡膠質跑步帶。以下是上述實施例的實驗數據：實施例1實施例2實施例3摩擦係數0.310.270.29屈服拉伸應力(mpa)323537屈服拉伸應變(％)152143146老化係數0.890.930.91以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例描述如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述所述技術內容作出的些許更動或修飾均為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。當前第1頁12