CN103804739A - 一种废胶粉地砖及其制备方法 - Google Patents

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本发明公开了一种废胶粉地砖及其制备方法，废胶粉地砖按重量百分含量计包括以下组分：废胶粉55%~92%，浅度硫化橡胶粘合剂7%~40%；其中浅度硫化橡胶粘合剂，以重量百分含量计包括以下组分：橡胶3%～24%，硫化剂0.2%～3%，石油重馏分油75%～96%。制备方法包括如下内容：将熔化状态的浅度硫化橡胶粘合剂与废胶粉搅拌均匀，填入到地砖模具中，然后养生，降温，拆卸模具，得到废胶粉地砖。本发明废胶粉地砖具有自我修复功能，材料成本低，制备过程不受操作时间限制。

Description

一种废胶粉地砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种道路地面铺筑用的废胶粉地砖及其制备方法。
背景技术
为了改善以往的水泥、炉渣等材料制成的道路地砖铺成的路面使用性能，人们开始采用废胶粉来生产道路地砖。废胶粉制成的道路地砖铺成的路面，具有橡胶的柔韧性，脚感舒适，可减小人体跌倒引起的创伤。与聚氨酯塑胶地面材料相比，废胶粉是一种较为廉价的人体友好型道路地面材料。
KR100172473公开了一种人体友好型道路地砖，采用了乳胶粘合剂和硫化剂配合来粘合砖体材料。KR1020060080112公开了一种废胶粉地砖，采用聚氨酯作胶粘剂来粘合废胶粉、颜料等材料，该地砖具有高弹性和耐久性。
CN101029156A公开了一种EVA弹性橡胶砖及其制备方法，它是以发泡废EVA颗粒和废橡胶颗粒为主要原料，配以聚氨酯作胶粘剂，再添加防老剂和着色剂。该橡胶砖弹性好，材料成本低。CN1696232A公开了一种用于橡胶地砖的聚氨酯胶粘剂的配制方法，该方法配制的用于橡胶地砖的聚氨酯胶粘剂的特点是无污染、施工方便、属于一种符合环保要求的胶粘剂。
上述废胶粉地砖制备技术中，所用的粘合剂属于反应型粘合剂，其有限的反应固化时间，对物料混兑、模具填充等固化成型之前的操作带来时间上的限制。此外，这些粘结剂成本较高，一定程度地影响着废胶粉道路地砖的性价比。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种废胶粉地砖及其制备方法。本发明废胶粉地砖具有自我修复功能，材料成本低，制备过程不受操作时间限制。
本发明的废胶粉地砖，废胶粉地砖按重量百分含量计包括以下组分：废胶粉55%~92%，浅度硫化橡胶粘合剂7%~40%。
本发明所述的废胶粉的粒径为2~100目。
本发明所述的浅度硫化橡胶粘合剂，以重量百分含量计包括以下组分：橡胶3%～24%，硫化剂0.2%～3%，石油重馏分油75%～96%。
所述的橡胶是指自粘性和互粘性较强的未硫化的生胶，选自丁苯橡胶（SBR）、天然橡胶（NR）、顺丁橡胶（BR）或异戊橡胶（IR）中的一种或几种。
所述的硫化剂为硫磺类硫化剂、过氧化物硫化剂或金属氧化物硫化剂中的一种或几种，来源于硫磺、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、ZnO、MgO或PbO中的一种或几种。
所述的石油重馏分油是馏程在450~650℃内任意馏分油中的一种或混合物。
所述的浅度硫化橡胶粘合剂中可以根据需要添加硫化促进剂，硫化促进剂为噻唑类、秋兰姆类、二硫代氨基甲酸盐等促进剂中的一种或几种，如二硫醇基苯并噻唑（ZMBT）、二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）和二甲基二硫代氨基甲酸锌等，其加入量占浅度硫化橡胶粘合剂质量的0.2%~2%。
所述的浅度硫化橡胶粘合剂的制备方法，包括如下内容：将橡胶、硫化剂加入到石油重馏分油中，反应得到浅度硫化橡胶粘合剂。其中，反应过程采用搅拌、剪切、研磨或螺杆挤出等方式，反应时间20~120分钟，反应温度150~180℃。优选橡胶颗粒在石油重馏分油中的最大粒径在5μm以下时，再加入硫化剂。
本发明的废胶粉地砖中还可以根据需要加入纤维、彩色颗粒料或颜料等材料中的一种或几种，加入量占废胶粉地砖质量的0.5%~30%。废胶粉地砖中各组分的质量百分含量之和为100%。
本发明废胶粉地砖的制备方法，包括如下内容：将熔化状态的浅度硫化橡胶粘合剂与废胶粉搅拌均匀，填入到地砖模具中，然后养生，降温，拆卸模具，得到废胶粉地砖。
其中，浅度硫化橡胶粘合剂的熔化温度为120~180℃，养生温度为120~180℃，养生时间为0.5~4小时。
本发明的废胶粉地砖可以应用于人行道、操场、球场和体育娱乐场所等地面铺筑，也可用于幼儿活动场馆、老年活动中心等场所的地面铺筑，这种地面砖铺成的地面可以减缓人体不慎跌倒时的创伤，是一种人体友好型地面材料。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明废胶粉地砖使用的浅度硫化橡胶粘合剂，在低于80℃的较低温度下，粘合剂中的橡胶分子链通过硫化剂的帮助形成一定数量的交联键而失去流动性，呈现为凝胶特性；同时，分布于浅度硫化橡胶三维网状结构中的石油重馏分油也在低于80℃的较低温度下呈现为凝胶特性。两者在较低温度下的凝胶特性，使得被其粘合的废胶粉等材料能够保持模具赋予的形状。而在150～180℃的较高温度条件下，由于粘合剂中大量的石油重馏分油的分子热运动，导致硫化剂与橡胶之间的化学键断开，三维网状结构暂时消失，使得粘合剂恢复为热可塑性，呈现为可以流动的状态，方便了其与废胶粉等材料的拌合操作。
2、本发明的废胶粉地砖的物料拌合操作不受以往技术中粘合剂反应时间的限制，物料的拌合工艺条件缓和，易于操作。此外，粘合剂中的石油重馏分油具有蠕变迁移性能，当地砖在自然气候条件下的使用过程中产生轻微裂痕的时候，充满在粘合剂浅度硫化橡胶三维网状结构中的石油重馏分油将会向裂痕处迁移，粘合裂痕，对地砖具有一定的修复功能。
3、本发明所采用的浅度硫化橡胶与石油重馏分组成粘合剂与传统的聚氨酯粘合剂相比，价格低廉，大大降低了生产道路地砖的成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不因此限制本发明。其中的百分数为质量百分数。
实施例1
取19.8%的SBR橡胶块，将其切碎至粒径约为1cm的橡胶颗粒后，将其放入79.2%的馏程为510~600℃的石油重馏分油中，在180℃条件下搅拌均匀后，将物料降温到160℃加入1%的硫磺类硫化剂（升华硫含量>98.5%）和促进剂TMTD（与硫化剂质量比为2:3）搅拌均匀后，在160℃条件下恒温1小时，得到浅度硫化橡胶粘合剂。
将16.7%的粘合剂加热到180℃熔化状态，与83.3%的180℃的废胶粉（20目）搅拌均匀，填入内部涂有隔离剂的已经预热至180℃的模具内（内部尺寸为长50cm、宽50cm、深8cm），填实、刮平后，盖上25公斤的压实盖（已经预热至180℃并涂有隔离剂），放入180℃环境箱内养生1小时后，取出降至室温后，拆开模具，得到地砖产品。该橡胶地砖可承受至少40公斤/cm2的压力。
实施例2
将19.9%的丁苯橡胶块和79.9%的馏程为480~540℃石油重馏分油的加热到160±2℃，加入到双螺杆挤出机，挤出机温度控制在160±2℃，经挤出机绞碎挤出的橡胶混合物在160±2℃条件下，加入0.2%的过氧化二异丙苯和ZnO（过氧化二异丙苯和ZnO的质量比为1:1），搅拌均匀后，恒温1小时，即得到浅度硫化橡胶粘合剂。
将20%的粘合剂、78%的废胶粉（80目）和2%的纤维物料（纤维物料用量以粘合剂和废胶粉总重量为基准）在170℃条件下，搅拌混合均匀，填入涂有隔离剂的170℃的模具内（内部尺寸为长40cm、宽30cm、深12cm），填实、刮平后，盖上15公斤的压实盖（已经预热至170℃并涂有隔离剂），放入170℃环境箱内养生1小时后，取出降至室温，拆开模具，得到地砖产品。该橡胶地砖可承受至少50公斤/cm2的压力。

Claims (12)

1.一种废胶粉地砖，其特征在于：废胶粉地砖按重量百分含量计包括以下组分：废胶粉55%~92%，浅度硫化橡胶粘合剂7%~40%；其中浅度硫化橡胶粘合剂，以重量百分含量计包括以下组分：橡胶3%～24%，硫化剂0.2%～3%，石油重馏分油75%～96%。
2.按照权利要求1所述的废胶粉地砖，其特征在于：所述的废胶粉的粒径为2~100目。
3.按照权利要求1所述的废胶粉地砖，其特征在于：所述的橡胶为自粘性和互粘性较强的未硫化的生胶，选自丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶或异戊橡胶中的一种或几种。
4.按照权利要求1所述的废胶粉地砖，其特征在于：所述的硫化剂为硫磺硫化剂、过氧化物硫化剂或金属氧化物硫化剂中的一种或几种，来源于硫磺、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、ZnO、MgO或PbO中的一种或几种。
5.按照权利要求1所述的废胶粉地砖，其特征在于：所述的石油重馏分油是指馏程在450~650℃内任意馏分油中的一种或混合物。
6.按照权利要求1所述的废胶粉地砖，其特征在于：所述的浅度硫化橡胶粘合剂中添加硫化促进剂，硫化促进剂为噻唑类促进剂、秋兰姆类促进剂、二硫代氨基甲酸盐促进剂中的一种或几种，其加入量占浅度硫化橡胶粘合剂质量的0.2%~2%。
7.按照权利要求1所述的废胶粉地砖，其特征在于：所述的浅度硫化橡胶粘合剂的制备方法，包括如下内容：将橡胶、硫化剂加入到石油重馏分油中，反应得到浅度硫化橡胶粘合剂。
8.按照权利要求7所述的废胶粉地砖，其特征在于：反应过程采用搅拌、剪切、研磨或螺杆挤出，反应时间20~120分钟，反应温度150~180℃。
9.按照权利要求7所述的废胶粉地砖，其特征在于：橡胶颗粒在石油重馏分油中的最大粒径在5μm以下时，再加入硫化剂。
10.按照权利要求1所述的废胶粉地砖，其特征在于：废胶粉地砖中加入纤维、彩色颗粒料或颜料中的一种或几种，加入量占废胶粉地砖质量的0.5%~30%。
11.一种权利要求1所述的废胶粉地砖的制备方法，其特征在于包括如下内容：将熔化状态的浅度硫化橡胶粘合剂与废胶粉搅拌均匀，填入到地砖模具中，然后养生，降温，拆卸模具，得到废胶粉地砖。
12.按照权利要求11所述的废胶粉地砖，其特征在于：浅度硫化橡胶粘合剂的熔化温度为120~180℃，养生温度为120~180℃，养生时间为0.5~4小时。
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