CN106751030A - 一种体育场地用的环保型塑胶浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种体育场地用的环保型塑胶浆料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶30～50份、氯丁橡胶15～25份、聚氨酯预聚体20～40份、聚氯乙烯树脂10～20份、环氧丙烯酸酯10～20份、氧化锌2～6份、水杨酸1～3份、氯化石蜡3～8份、填料18～30份、颜料3～8份、助剂1～3份。本发明提出的一种体育场地用的环保型塑胶浆料，其具有高弹性、高舒适性的优点，具有良好的耐老化、耐天候、耐臭氧、耐热和耐酸碱性能，稳定性好，其制备方法简单，制备成本低，所得浆料安全环保，响应了国家倡导的环保要求，其使用方法简单，使用环境要求低，可广泛应用于各大中小学校操场跑道及其他体育场地。

Description

一种体育场地用的环保型塑胶浆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及合成材料技术领域，尤其涉及一种体育场地用的环保型塑胶浆料及其制备方法。
背景技术
塑胶跑道又称全天候田径运动跑道，它由聚氨酯预聚体、混合聚醚、废轮胎橡胶、EPDM橡胶粒或PU颗粒、颜料、助剂、填料组成。塑胶跑道具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适当、物理性能稳定的特性，有利于运动员速度和技术的发挥，有效地提高运动成绩，降低摔伤率。塑胶跑道是由聚氨酯橡胶等材料组成的，具有一定的弹性和色彩，具有一定的抗紫外线能力和耐老化力是国际上公认的最佳全天候室外运动场地坪材料。随着人们生活水平的不断提高，运动、健身成为了生活中重要的组成部分，塑胶跑道以其独特的高弹性、舒适性等优点，得到了广泛的应用。近年来大量学校因升级改造，使用塑胶跑道替代原有操场材料，然而，有部分省市却被相继爆出学校发生“毒跑道”事件，造成部分学生流鼻血、过敏、头晕、恶心等症状。由于缺乏有效监管，一些不良商家为逐本求利，采用有毒材料施工，引起了政府部分的高度重视。加之传统的聚氨酯浆料多为双组份体系，主要用TDI(80/20)作为合成聚氨酯跑道的异氰酸脂原料，它采购方便经济，有利于降低生产成本，但TDI属于II级(高度危害)毒物，是可疑人体致癌物，且在预聚体合成中游离TDI含量的控制难以达到要求。当前，国内市场上该类预聚体树脂中都含有质量分数3％左右未参与反应的游离TDI，这部分游离TDI挥发性较大，在生产过程中对操作人员毒害很大，在施工过程中对周围环境释放游离TDI浓度较高，污染环境。随着人们对自身及环境保护意识的不断增强，人们对体育场地用的环保型塑胶浆料的质量要求越来越高，环保型塑胶浆料的研究和开发前景广阔。基于上述陈述，本发明提出了一种体育场地用的环保型塑胶浆料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种体育场地用的环保型塑胶浆料及其制备方法。
一种体育场地用的环保型塑胶浆料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶30～50份、氯丁橡胶15～25份、聚氨酯预聚体20～40份、聚氯乙烯树脂10～20份、环氧丙烯酸酯10～20份、氧化锌2～6份、水杨酸1～3份、氯化石蜡3～8份、填料18～30份、颜料3～8份、助剂1～3份。
优选的，所述的一种体育场地用的环保型塑胶浆料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶35～45份、氯丁橡胶18～22份、聚氨酯预聚体25～35份、聚氯乙烯树脂12～18份、环氧丙烯酸酯12～18份、氧化锌3～5份、水杨酸1.5～2.5份、氯化石蜡4～7份、填料20～28份、颜料4～7份、助剂1.5～2.5份。
优选的，所述的一种体育场地用的环保型塑胶浆料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶40份、氯丁橡胶20份、聚氨酯预聚体30份、聚氯乙烯树脂15份、环氧丙烯酸酯15份、氧化锌4份、水杨酸2份、氯化石蜡5份、填料25份、颜料6份、助剂2份。
优选的，所述聚氨酯预聚体由纯二苯基甲烷二异氰酸酯和聚氧化丙烯二醇反应制得。
优选的，所述填料为碳酸钙粉、煤矸石粉和云母粉中的一种或任意组合。
优选的，所述助剂包括紫外线吸收剂、抗氧化剂、环保增塑剂和稳定剂，其中各组分的重量百分比为吸收剂20～30％、抗氧化剂20～30％、环保增塑剂20～30％、余量为稳定剂。
本发明还提出了一种体育场地用的环保型塑胶浆料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的氧化锌按质量比1.3～1.8:1分成两份，分别记作氧化锌A和氧化锌B，将所述比重的水杨酸按质量比1.1～1.5:1分成两份，分别记作水杨酸C和水杨酸D；
S2、将步骤S1中所得的氧化锌A和水杨酸C加入到三元乙丙橡胶中，将步骤S1中所得的氧化锌B和水杨酸D加入到氯丁橡胶中，分别升温至155～165℃和167～185℃保温硫化3～5h，然后均降温105～135℃，将硫化后的三元乙丙橡胶和氯丁橡胶合并，加入所述比重的填料，以330～550r/min的转速搅拌混合，混合均匀得混合胶料E；
S3、将所述比重的聚氨酯预聚体、聚氯乙烯树脂、环氧丙烯酸酯、氯化石蜡、颜料和助剂加入到步骤S2中所得的混合胶料E中，保持105～135℃不变，进行胶体研磨，研磨30～50min，混合均匀即得所需浆料；
S4、将步骤S3中所得浆料进行真空脱气处理后密封，检查密封性，合格即得。
本发明提出的一种体育场地用的环保型塑胶浆料，其具有高弹性、高舒适性的优点，具有良好的耐老化、耐天候、耐臭氧、耐热和耐酸碱性能，稳定性好，本发明还提出了一种体育场地用的环保型塑胶浆料的制备方法，采用对人体健康危害小的纯二苯基甲烷二异氰酸酯替代对人体呼吸系统有严重刺激的甲苯二异氰酸酯与聚氧化丙烯二醇反应制得聚氨酯预聚体，将三元乙丙橡胶和氯丁橡胶分别硫化后混合，然后与配方中其他原料和助剂进行互混后真空脱气封存即得，其制备方法简单，制备成本低，所得浆料安全环保，响应了国家倡导的环保要求，其使用方法简单，使用环境要求低，可广泛应用于各大中小学校操场跑道及其他体育场地。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种体育场地用的环保型塑胶浆料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶45份、氯丁橡胶18份、聚氨酯预聚体30份、聚氯乙烯树脂15份、环氧丙烯酸酯18份、氧化锌4份、水杨酸2份、氯化石蜡4份、云母粉20份、颜料8份、助剂2.5份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的氧化锌按质量比1.5:1分成两份，分别记作氧化锌A和氧化锌B，将所述比重的水杨酸按质量比1.2:1分成两份，分别记作水杨酸C和水杨酸D；
S2、将步骤S1中所得的氧化锌A和水杨酸C加入到三元乙丙橡胶中，将步骤S1中所得的氧化锌B和水杨酸D加入到氯丁橡胶中，分别升温至158℃和175℃保温硫化4h，然后均降温120℃，将硫化后的三元乙丙橡胶和氯丁橡胶合并，加入所述比重的云母粉，以400r/min的转速搅拌混合，混合均匀得混合胶料E；
S3、将所述比重的聚氨酯预聚体、聚氯乙烯树脂、环氧丙烯酸酯、氯化石蜡、颜料和助剂加入到步骤S2中所得的混合胶料E中，保持120℃不变，进行胶体研磨，研磨45min，混合均匀即得所需浆料；
S4、将步骤S3中所得浆料进行真空脱气处理后密封，检查密封性，合格即得。
实施例二
本发明提出的一种体育场地用的环保型塑胶浆料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶30份、氯丁橡胶25份、聚氨酯预聚体20份、聚氯乙烯树脂20份、环氧丙烯酸酯10份、氧化锌3份、水杨酸1.5份、氯化石蜡8份、碳酸钙粉18份、颜料5份、助剂1份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的氧化锌按质量比1.3:1分成两份，分别记作氧化锌A和氧化锌B，将所述比重的水杨酸按质量比1.1:1分成两份，分别记作水杨酸C和水杨酸D；
S2、将步骤S1中所得的氧化锌A和水杨酸C加入到三元乙丙橡胶中，将步骤S1中所得的氧化锌B和水杨酸D加入到氯丁橡胶中，分别升温至165℃和185℃保温硫化3h，然后均降温115℃，将硫化后的三元乙丙橡胶和氯丁橡胶合并，加入所述比重的碳酸钙粉，以380r/min的转速搅拌混合，混合均匀得混合胶料E；
S3、将所述比重的聚氨酯预聚体、聚氯乙烯树脂、环氧丙烯酸酯、氯化石蜡、颜料和助剂加入到步骤S2中所得的混合胶料E中，保持115℃不变，进行胶体研磨，研磨30min，混合均匀即得所需浆料；
S4、将步骤S3中所得浆料进行真空脱气处理后密封，检查密封性，合格即得。
实施例三
本发明提出的一种体育场地用的环保型塑胶浆料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶50份、氯丁橡胶15份、聚氨酯预聚体35份、聚氯乙烯树脂18份、环氧丙烯酸酯12份、氧化锌5份、水杨酸3份、氯化石蜡5份、煤矸石粉30份、颜料3份、助剂1.5份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的氧化锌按质量比1.6:1分成两份，分别记作氧化锌A和氧化锌B，将所述比重的水杨酸按质量比1.5:1分成两份，分别记作水杨酸C和水杨酸D；
S2、将步骤S1中所得的氧化锌A和水杨酸C加入到三元乙丙橡胶中，将步骤S1中所得的氧化锌B和水杨酸D加入到氯丁橡胶中，分别升温至155℃和167℃保温硫化5h，然后均降温130℃，将硫化后的三元乙丙橡胶和氯丁橡胶合并，加入所述比重的煤矸石粉，以500r/min的转速搅拌混合，混合均匀得混合胶料E；
S3、将所述比重的聚氨酯预聚体、聚氯乙烯树脂、环氧丙烯酸酯、氯化石蜡、颜料和助剂加入到步骤S2中所得的混合胶料E中，保持130℃不变，进行胶体研磨，研磨35min，混合均匀即得所需浆料；
S4、将步骤S3中所得浆料进行真空脱气处理后密封，检查密封性，合格即得。
实施例四
本发明提出的一种体育场地用的环保型塑胶浆料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶35份、氯丁橡胶20份、聚氨酯预聚体25份、聚氯乙烯树脂12份、环氧丙烯酸酯15份、氧化锌2份、水杨酸1份、氯化石蜡3份、云母粉25份、颜料6份、助剂3份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的氧化锌按质量比1.8:1分成两份，分别记作氧化锌A和氧化锌B，将所述比重的水杨酸按质量比1.3:1分成两份，分别记作水杨酸C和水杨酸D；
S2、将步骤S1中所得的氧化锌A和水杨酸C加入到三元乙丙橡胶中，将步骤S1中所得的氧化锌B和水杨酸D加入到氯丁橡胶中，分别升温至160℃和170℃保温硫化4.5h，然后均降温105℃，将硫化后的三元乙丙橡胶和氯丁橡胶合并，加入所述比重的云母粉，以450r/min的转速搅拌混合，混合均匀得混合胶料E；
S3、将所述比重的聚氨酯预聚体、聚氯乙烯树脂、环氧丙烯酸酯、氯化石蜡、颜料和助剂加入到步骤S2中所得的混合胶料E中，保持105℃不变，进行胶体研磨，研磨50min，混合均匀即得所需浆料；
S4、将步骤S3中所得浆料进行真空脱气处理后密封，检查密封性，合格即得。
实施例五
本发明提出的一种体育场地用的环保型塑胶浆料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶40份、氯丁橡胶22份、聚氨酯预聚体40份、聚氯乙烯树脂10份、环氧丙烯酸酯20份、氧化锌6份、水杨酸2.5份、氯化石蜡7份、煤矸石粉28份、颜料4份、助剂2份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的氧化锌按质量比1.4:1分成两份，分别记作氧化锌A和氧化锌B，将所述比重的水杨酸按质量比1.4:1分成两份，分别记作水杨酸C和水杨酸D；
S2、将步骤S1中所得的氧化锌A和水杨酸C加入到三元乙丙橡胶中，将步骤S1中所得的氧化锌B和水杨酸D加入到氯丁橡胶中，分别升温至162℃和180℃保温硫化3.5h，然后均降温135℃，将硫化后的三元乙丙橡胶和氯丁橡胶合并，加入所述比重的煤矸石粉，以550r/min的转速搅拌混合，混合均匀得混合胶料E；
S3、将所述比重的聚氨酯预聚体、聚氯乙烯树脂、环氧丙烯酸酯、氯化石蜡、颜料和助剂加入到步骤S2中所得的混合胶料E中，保持135℃不变，进行胶体研磨，研磨40min，混合均匀即得所需浆料；
S4、将步骤S3中所得浆料进行真空脱气处理后密封，检查密封性，合格即得。
分别测试本发明实施例一～五中制备的体育场地用的环保型塑胶浆料的力学性能，得出如下结果：
实施例 一 二 三 四 五
拉伸强度(MPa) 1.7 2.9 2.2 3.1 2.8
断裂伸长率(％) 125 146 137 155 128
回弹率(％) 34 37 32 29 30
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种体育场地用的环保型塑胶浆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶30～50份、氯丁橡胶15～25份、聚氨酯预聚体20～40份、聚氯乙烯树脂10～20份、环氧丙烯酸酯10～20份、氧化锌2～6份、水杨酸1～3份、氯化石蜡3～8份、填料18～30份、颜料3～8份、助剂1～3份。
2.根据权利要求1所述的一种体育场地用的环保型塑胶浆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶35～45份、氯丁橡胶18～22份、聚氨酯预聚体25～35份、聚氯乙烯树脂12～18份、环氧丙烯酸酯12～18份、氧化锌3～5份、水杨酸1.5～2.5份、氯化石蜡4～7份、填料20～28份、颜料4～7份、助剂1.5～2.5份。
3.根据权利要求1所述的一种体育场地用的环保型塑胶浆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶40份、氯丁橡胶20份、聚氨酯预聚体30份、聚氯乙烯树脂15份、环氧丙烯酸酯15份、氧化锌4份、水杨酸2份、氯化石蜡5份、填料25份、颜料6份、助剂2份。
4.根据权利要求1所述的一种体育场地用的环保型塑胶浆料，其特征在于，所述聚氨酯预聚体由纯二苯基甲烷二异氰酸酯和聚氧化丙烯二醇反应制得。
5.根据权利要求1所述的一种体育场地用的环保型塑胶浆料，其特征在于，所述填料为碳酸钙粉、煤矸石粉和云母粉中的一种或任意组合。
6.根据权利要求1所述的一种体育场地用的环保型塑胶浆料，其特征在于，所述助剂包括紫外线吸收剂、抗氧化剂、环保增塑剂和稳定剂，其中各组分的重量百分比为吸收剂20～30％、抗氧化剂20～30％、环保增塑剂20～30％、余量为稳定剂。
7.一种体育场地用的环保型塑胶浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将所述比重的氧化锌按质量比1.3～1.8:1分成两份，分别记作氧化锌A和氧化锌B，将所述比重的水杨酸按质量比1.1～1.5:1分成两份，分别记作水杨酸C和水杨酸D；
S2、将步骤S1中所得的氧化锌A和水杨酸C加入到三元乙丙橡胶中，将步骤S1中所得的氧化锌B和水杨酸D加入到氯丁橡胶中，分别升温至155～165℃和167～185℃保温硫化3～5h，然后均降温105～135℃，将硫化后的三元乙丙橡胶和氯丁橡胶合并，加入所述比重的填料，以330～550r/min的转速搅拌混合，混合均匀得混合胶料E；
S3、将所述比重的聚氨酯预聚体、聚氯乙烯树脂、环氧丙烯酸酯、氯化石蜡、颜料和助剂加入到步骤S2中所得的混合胶料E中，保持105～135℃不变，进行胶体研磨，研磨30～50min，混合均匀即得所需浆料；
S4、将步骤S3中所得浆料进行真空脱气处理后密封，检查密封性，合格即得。
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