過氧化物無壓硫化乙丙橡膠預製型跑道卷材及其製備方法與流程
2023-07-14 22:49:36 1
本發明涉及一種跑道卷材，特別是過氧化物無壓硫化乙丙橡膠預製型跑道卷材，本發明還涉及該跑道卷材的製備方法。
背景技術：
乙丙橡膠是以乙烯和丙烯為主要單體的共聚物，分為二元乙丙橡膠（乙烯和丙烯共聚物）和三元乙丙橡膠（乙烯、丙烯及少量第三單體共聚物）。乙丙橡膠主要用於電纜、膠帶、膠板、汽車密封件等產品。目前市場上體育跑道主要是聚氨酯膠水與普通的橡膠顆粒混合後現場攤鋪為主，部分使用以普通天然膠及合成膠（丁苯膠、順丁橡膠）生產的預製型卷材。此類產品重金屬及有機揮發物（苯、二甲苯、芳烴類）都嚴重超標，嚴重危害鍛鍊者的身體健康。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種清潔環保、性能優越、耐老化壽命長的過氧化物無壓硫化乙丙橡膠預製型跑道卷材。
本發明所要解決的另一處技術問題是提供了一種如以上技術方案所述的過氧化物無壓硫化乙丙橡膠預製型跑道卷材的製備方法，該方法可以較好地解決過氧化物在加熱過程中，在無壓常態下接觸空氣的熱氧化問題。
本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。本發明是一種過氧化物無壓硫化乙丙橡膠預製型跑道卷材，其特點是，該跑道卷材由以下重量配比的材料製成：
二元乙丙橡膠或者三元乙丙橡膠 28-32
過氧化物硫化劑 1.0－1.2
納米級碳酸鈣 24－26
輕質碳酸鈣 25－27
石蠟油 7－9
聚乙烯蠟 2.3－2.5
氧化鋅 0.9－1.1
防老劑 0.3－0.5
顏料 1-6.5。
本發明所述的過氧化物無壓硫化乙丙橡膠預製型跑道卷材，其進一步優選的技術方案是，該跑道卷材由以下重量配比的材料製成：
二元乙丙橡膠 30
過氧化物硫化劑 1.2
納米級碳酸鈣 25
輕質碳酸鈣 26
石蠟油 8
聚乙烯蠟 2.4
氧化鋅 1
防老劑2246 0.4
氧化鐵紅 6。
本發明所述的過氧化物無壓硫化乙丙橡膠預製型跑道卷材，其進一步優選的技術方案是，該跑道卷材由以下重量配比的材料製成：
三元乙丙橡膠 30
過氧化物硫化劑 1
納米級碳酸鈣 25
輕質碳酸鈣 26
石蠟油 8
聚乙烯蠟 2.4
氧化鋅 1
防老劑2246 0.4
氧化鐵紅 6。
本發明所述的過氧化物無壓硫化乙丙橡膠預製型跑道卷材，其進一步優選的技術方案是：所述的過氧化物硫化劑可以為現有技術中常用的過氧化物硫化劑，特別優選1，1-二叔丁基過氧基-3，3，5-三甲基環己烷。
本發明還公開了一種過氧化物無壓硫化乙丙橡膠預製型跑道卷材的製備方法，其特點是，其步驟如下：
（1）按所述重量配比取除過氧化物硫化劑外的各原料投入密煉機進行混煉，密煉機溫度為90℃-120℃，時間為6-8分鐘，得密煉物料；
（2）密煉物料投入擠出機，擠出溫度為125℃-135℃，模頭溫度為95℃-105℃，連續出片經冷卻得出乙丙橡膠混合精煉膠；
（3）將乙丙橡膠混合精煉膠經過24-48小時停放後再次放入密煉機中密煉，密煉溫度為100℃－110℃,混煉3-4分鐘後加入過氧化物硫化劑；2-3分鐘後進入擠出機，擠出溫度為105℃-110℃，模頭溫度為130℃－140℃，擠出為片狀；經過雙輥壓延機壓成型；
（4）壓延後的片材，從流水線進入半封閉通道，並在通道中噴塗甲基乙烯基矽橡膠溶液，噴塗厚度為10-20微米；所述的甲基乙烯基矽橡膠溶液的組成為：甲基乙烯基矽橡膠10-20%，其餘為溶劑汽油；噴塗後片材經過風乾形成一層甲基乙烯基矽橡膠保護膜；
（5）將片材經輸送線進入熱空氣烘箱進行硫化；烘箱分三段：第一段溫度為190℃－210℃，持續時間9－11分鐘；第二段溫度為155℃－165℃，持續時間9－11分鐘；第三段溫度為145℃－155℃，持續時間9－11分鐘；
（6）冷卻，對產品邊緣進行切邊處理；捲曲包裝，即得過氧化物無壓硫化乙丙橡膠跑道卷材成品。
本發明所述的過氧化物無壓硫化乙丙橡膠預製型跑道卷材的製備方法技術方案中，進一步優選的技術特徵是：
1、步驟（1）中：密煉機溫度為100-110℃，時間為7分鐘。
2、步驟（2）中：將密煉物料投入擠出機，擠出溫度為130℃，模頭溫度為100℃，連續出片經冷卻得出乙丙橡膠混合精煉膠。
3、步驟（3）中：將乙丙橡膠混合精煉膠經過36小時停放後再次放入密煉機中密煉，密煉溫度為100℃－110℃,混煉3-4分鐘後加入過氧化物硫化劑；2-3分鐘後進入擠出機，擠出溫度為105℃-110℃，模頭溫度為135℃，擠出為片狀；經過雙輥壓延機壓成型。
4、步驟（4）中：所述的甲基乙烯基矽橡膠溶液的組成為：甲基乙烯基矽橡膠15%，其餘為溶劑汽油。
5、步驟（5）中：將片材經輸送線進入熱空氣烘箱進行硫化；烘箱分三段：第一段溫度為200℃，持續時間10分鐘；第二段溫度為160℃，持續時間10分鐘；第三段溫度為150℃，持續時間10分鐘。整個輸送過程持續30分鐘。
3、步驟（3）中：經過雙輥壓延機壓成型，形成面層為亂石花紋狀的片材；步驟（4）中：所述的甲基乙烯基矽橡膠溶液的製法是，將原料放入打漿機內攪拌5－7小時，即得；步驟（6）中：冷卻採用風冷，且風冷的輸送速度與硫化的輸送速度相同。
本發明乙丙橡膠預製型跑道卷材，特別是用過氧化物作硫化劑，所述的過氧化物無壓硫化乙丙橡膠跑道卷材具有很好的自潔環保性，無二硫化碳的殘留，不會二次汙染環境，拉伸強度較普通產品提高3倍以上，耐天然老化性能可提高2倍以上。本產品適用於競賽、訓練等運動場地及健身場地鋪設。本發明所公開的預製型跑道卷材的製備方法，在動態無壓力控制的條件下生產出預製型跑道卷材。製備過程中，該片材與外接含氧空氣隔絕，而達到使過氧化物在臨界150℃溫度硫化時與外接氧氣隔絕，從而保證該產品不氧化、不降解。
具體實施方式
以下進一步描述本發明的具體技術方案，以便於本領域的技術人員進一步地理解本發明，而不構成對其權利的限制。
實施例1，一種過氧化物無壓硫化乙丙橡膠預製型跑道卷材，該跑道卷材由以下重量配比的材料製成：
二元乙丙橡膠或者三元乙丙橡膠 28
過氧化物硫化劑 1.0
納米級碳酸鈣 24
輕質碳酸鈣 25
石蠟油 7
聚乙烯蠟 2.3
氧化鋅 0.9
防老劑 0.3
顏料 1。
其製備方法步驟如下：
（1）按所述重量配比取除過氧化物硫化劑外的各原料投入密煉機進行混煉，密煉機溫度為90℃，時間為6分鐘，得密煉物料；
（2）密煉物料投入擠出機，擠出溫度為125℃，模頭溫度為95℃，連續出片經冷卻得出乙丙橡膠混合精煉膠；
（3）將乙丙橡膠混合精煉膠經過24小時停放後再次放入密煉機中密煉，密煉溫度為100℃,混煉3分鐘後加入過氧化物硫化劑；2分鐘後進入擠出機，擠出溫度為105℃，模頭溫度為130℃，擠出為片狀；經過雙輥壓延機壓成型；
（4）壓延後的片材，從流水線進入半封閉通道，並在通道中噴塗甲基乙烯基矽橡膠溶液，噴塗厚度為10微米；所述的甲基乙烯基矽橡膠溶液的組成為：甲基乙烯基矽橡膠10%，其餘為溶劑汽油；噴塗後片材經過風乾形成一層甲基乙烯基矽橡膠保護膜；
（5）將片材經輸送線進入熱空氣烘箱進行硫化；烘箱分三段：第一段溫度為190℃，持續時間9分鐘；第二段溫度為155℃，持續時間9分鐘；第三段溫度為145℃，持續時間9分鐘；
（6）冷卻，對產品邊緣進行切邊處理；捲曲包裝，即得過氧化物無壓硫化乙丙橡膠跑道卷材成品。
實施例2，一種過氧化物無壓硫化乙丙橡膠預製型跑道卷材，該跑道卷材由以下重量配比的材料製成：
二元乙丙橡膠或者三元乙丙橡膠 32
過氧化物硫化劑 1.2
納米級碳酸鈣 26
輕質碳酸鈣 27
石蠟油 9
聚乙烯蠟 2.5
氧化鋅 1.1
防老劑 0.5
顏料 6.5。
其製備方法步驟如下：
（1）按所述重量配比取除過氧化物硫化劑外的各原料投入密煉機進行混煉，密煉機溫度為120℃，時間為8分鐘，得密煉物料；
（2）密煉物料投入擠出機，擠出溫度為135℃，模頭溫度為105℃，連續出片經冷卻得出乙丙橡膠混合精煉膠；
（3）將乙丙橡膠混合精煉膠經過48小時停放後再次放入密煉機中密煉，密煉溫度為110℃,混煉4分鐘後加入過氧化物硫化劑； 3分鐘後進入擠出機，擠出溫度為110℃，模頭溫度為140℃，擠出為片狀；經過雙輥壓延機壓成型；
（4）壓延後的片材，從流水線進入半封閉通道，並在通道中噴塗甲基乙烯基矽橡膠溶液，噴塗厚度為20微米；所述的甲基乙烯基矽橡膠溶液的組成為：甲基乙烯基矽橡膠20%，其餘為溶劑汽油；噴塗後片材經過風乾形成一層甲基乙烯基矽橡膠保護膜；
（5）將片材經輸送線進入熱空氣烘箱進行硫化；烘箱分三段：第一段溫度為210℃，持續時間11分鐘；第二段溫度為165℃，持續時間11分鐘；第三段溫度為155℃，持續時間11分鐘；
（6）冷卻，對產品邊緣進行切邊處理；捲曲包裝，即得過氧化物無壓硫化乙丙橡膠跑道卷材成品。
實施例3，一種過氧化物無壓硫化乙丙橡膠預製型跑道卷材，該跑道卷材由以下重量配比的材料製成：
二元乙丙橡膠 30
過氧化物硫化劑 1.2
納米級碳酸鈣 25
輕質碳酸鈣 26
石蠟油 8
聚乙烯蠟 2.4
氧化鋅 1
防老劑2246 0.4
氧化鐵紅 6；
其製備方法步驟如下：
（1）按所述重量配比取除過氧化物硫化劑外的各原料投入密煉機進行混煉，密煉機溫度為100℃，時間為7分鐘，得密煉物料；
（2）密煉物料投入擠出機，擠出溫度為130℃，模頭溫度為100℃，連續出片經冷卻得出乙丙橡膠混合精煉膠；
（3）將乙丙橡膠混合精煉膠經過36小時停放後再次放入密煉機中密煉，密煉溫度為105℃,混煉3分鐘後加入過氧化物硫化劑；2分鐘後進入擠出機，擠出溫度為108℃，模頭溫度為135℃，擠出為片狀；經過雙輥壓延機壓成型；
（4）壓延後的片材，從流水線進入半封閉通道，並在通道中噴塗甲基乙烯基矽橡膠溶液，噴塗厚度為15微米；所述的甲基乙烯基矽橡膠溶液的組成為：甲基乙烯基矽橡膠15%，其餘為溶劑汽油；噴塗後片材經過風乾形成一層甲基乙烯基矽橡膠保護膜；
（5）將片材經輸送線進入熱空氣烘箱進行硫化；烘箱分三段：第一段溫度為200℃，持續時間10分鐘；第二段溫度為160℃，持續時間10分鐘；第三段溫度為150℃，持續時間10分鐘。整個輸送過程持續30分鐘；
（6）冷卻，對產品邊緣進行切邊處理；捲曲包裝，即得過氧化物無壓硫化乙丙橡膠跑道卷材成品；
所述的過氧化物硫化劑為1，1-二叔丁基過氧基-3，3，5-三甲基環己烷。
實施例4，一種過氧化物無壓硫化乙丙橡膠預製型跑道卷材，該跑道卷材由以下重量配比的材料製成：
三元乙丙橡膠 30
過氧化物硫化劑 1
納米級碳酸鈣 25
輕質碳酸鈣 26
石蠟油 8
聚乙烯蠟 2.4
氧化鋅 1
防老劑2246 0.4
氧化鐵紅 6。
其製備方法步驟如下：
（1）按所述重量配比取除過氧化物硫化劑外的各原料投入密煉機進行混煉，密煉機溫度為110℃，時間為7分鐘，得密煉物料；
（2）密煉物料投入擠出機，擠出溫度為130℃，模頭溫度為100℃，連續出片經冷卻得出乙丙橡膠混合精煉膠；
（3）將乙丙橡膠混合精煉膠經過36小時停放後再次放入密煉機中密煉，密煉溫度為105℃,混煉4分鐘後加入過氧化物硫化劑； 3分鐘後進入擠出機，擠出溫度為106℃，模頭溫度為135℃，擠出為片狀；經過雙輥壓延機壓成型；
（4）壓延後的片材，從流水線進入半封閉通道，並在通道中噴塗甲基乙烯基矽橡膠溶液，噴塗厚度為18微米；所述的甲基乙烯基矽橡膠溶液的組成為：甲基乙烯基矽橡膠15%，其餘為溶劑汽油；噴塗後片材經過風乾形成一層甲基乙烯基矽橡膠保護膜；
（5）將片材經輸送線進入熱空氣烘箱進行硫化；烘箱分三段：第一段溫度為200℃，持續時間10分鐘；第二段溫度為160℃，持續時間10分鐘；第三段溫度為150℃，持續時間10分鐘。整個輸送過程持續30分鐘；
（6）冷卻，對產品邊緣進行切邊處理；捲曲包裝，即得過氧化物無壓硫化乙丙橡膠跑道卷材成品；
所述的過氧化物硫化劑為1，1-二叔丁基過氧基-3，3，5-三甲基環己烷。
本實施例步驟（3）中：經過雙輥壓延機壓成型，形成面層為亂石花紋狀的片材；步驟（4）中：所述的甲基乙烯基矽橡膠溶液的製法是，將原料放入打漿機內攪拌6小時，即得；步驟（6）中：冷卻採用風冷，且風冷的輸送速度與硫化的輸送速度相同。
取本實施案例所得的橡膠跑道卷材，按照常規檢測方法進行物理性能測試結果如下：
拉伸強度： 3.0 Mpa
斷裂伸長率： 500%
衝擊吸收： 48%
垂直形變： 1.8mm
抗滑值： 50 BPN20℃
回彈值： 23%
壓縮復原率： 97%。
取本實施案例所得的橡膠跑道卷材，按照常規檢測方法進行化學指標試，結果如下：
重金屬（鉛、鎘、鉻、汞）： 均未檢出
苯： 未檢出
甲苯和二甲苯： 未檢出
甲苯二異氰酸酯： 未檢出。