CN108162521A - 一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材及其制备方法，本发明释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材包括面层和底层，所述面层和底层分别采用特定成分和用量的原料制备得到，所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材具有优异的弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能，同时能够释放负离子，安全环保。本发明释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法工艺简单，能耗低，可采用常压硫化工艺，能够在流水线上连续生产，生产效率高，同时能够保证所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的品质。

Description

一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材及其制备方法
技术领域
本发明涉及运动器材技术领域，具体而言，涉及一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材及其制备方法。
背景技术
随着人们整体生活水平提高，橡胶跑道在我国日益普及使用，对于保障人民身体健康、发展国家体育事业具有重要的现实意义。
相关技术中，橡胶跑道产品机械性能有限，弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能低，不能满足更高的使用需求，同时部分材料重金属及有机挥发物超标，严重危害人体健康，不能满足环保要求。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材，所述的释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材具有优异的弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能，同时能够释放负离子，安全环保。
本发明的第二目的在于提供一种所述的释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法，该方法工艺简单，能耗低，可采用常压硫化工艺，能够在流水线上连续生产，生产效率高，同时能够保证所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的品质。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材，所述释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材包括面层和底层；
其中所述面层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶5-12份、顺丁橡胶3-10份、乙丙橡胶3-9份、负离子剂1-10份、胶粉20-40份、白炭黑5-15份、硅酸铝3-8份、防老剂0.5-2份、环烷油2-5份、紫外线吸收剂0.2-0.5份、氧化钙2-7份、聚乙二醇0.5-2份、氧化锌1-2.5份、硬脂酸0.2-0.8份、硫化促进剂0.5-1份、硫化剂0.3-0.9份、氧化镁0.4-1.2份、着色剂1-2.5份和发泡剂0.2-0.8份；
所述底层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶3-10份、丁苯橡胶3-8份、异戊橡胶3-8份、胶粉20-50份、高岭土5-10份、活性钙5-10份、碳酸钙10-20份、氧化钙1.5-4份、丙烯酸树脂1-3份、环烷油5-13份、氧化锌0.5-1.4份、硬脂酸0.15-0.4份、硫化促进剂0.4-0.9份、硫化剂0.2-0.7份和发泡剂0.6-1.6份。
本发明释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材包括面层和底层，所述面层和底层分别采用特定成分和用量的原料制备得到，所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材具有优异的弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能，同时能够释放负离子，安全环保。
优选地，所述面层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶7-10份、顺丁橡胶5-8份、乙丙橡胶5-7份、负离子剂3-8份、胶粉25-35份、白炭黑9-12份、硅酸铝4-7份、防老剂1-1.5份、环烷油3-4份、紫外线吸收剂0.3-0.4份、氧化钙3-6份、聚乙二醇1-1.5份、氧化锌1.5-2份、硬脂酸0.4-0.6份、硫化促进剂0.6-0.9份、硫化剂0.4-0.8份、氧化镁0.6-1份、着色剂1.5-2份和发泡剂0.4-0.6份。
进一步优选地，所述面层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶8.5份、顺丁橡胶6.5份、乙丙橡胶6份、负离子剂5.5份、胶粉32份、白炭黑11份、硅酸铝5.5份、防老剂1.2份、环烷油3.5份、紫外线吸收剂0.35份、氧化钙4.5份、聚乙二醇1.2份、氧化锌1.8份、硬脂酸0.5份、硫化促进剂0.75份、硫化剂0.6份、氧化镁0.8份、着色剂1.7份和发泡剂0.5份。
优选地，所述底层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶5-9份、丁苯橡胶4-7份、异戊橡胶4-7份、胶粉25-45份、高岭土6-9份、活性钙6-9份、碳酸钙12-18份、氧化钙2-3.5份、丙烯酸树脂1.5-2.5份、环烷油7-11份、氧化锌0.7-1.2份、硬脂酸0.2-0.35份、硫化促进剂0.5-0.8份、硫化剂0.3-0.6份和发泡剂0.8-1.4份。
进一步优选地，所述底层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶7份、丁苯橡胶5.5份、异戊橡胶5.5份、胶粉35份、高岭土7.5份、活性钙7.5份、碳酸钙15份、氧化钙2.8份、丙烯酸树脂1.9份、环烷油8.8份、氧化锌0.95份、硬脂酸0.27份、硫化促进剂0.66份、硫化剂0.45份和发泡剂1.07份。
可选地，所述乙丙橡胶包括二元乙丙橡胶和/或三元乙丙橡胶，优选包括三元乙丙橡胶。
可选地，所述着色剂包括无机着色剂中的一种或多种，优选包括氧化铁红和/或钛青绿。
可选地，所述硫化剂包括硫单质或含硫物化合质中的一种或多种，优选为硫磺。
可选地，所述丙烯酸树脂包括RS树脂，优选包括RS-80树脂。
可选地，所述硫化促进剂包括CZ硫化促进剂、BZ硫化促进剂、NA-22硫化促进剂、M硫化促进剂、DM硫化促进剂和TS硫化促进剂中的一种或多种。
优选地，所述面层中所使用的硫化促进剂包括CZ硫化促进剂、BZ硫化促进剂和NA-22硫化促进剂中的一种或多种，优选包括CZ硫化促进剂、BZ硫化促进剂和NA-22硫化促进剂。
可选地，所述CZ硫化促进剂、BZ硫化促进剂和NA-22硫化促进剂的质量比为1-2：1-2：1-2，优选为1：1：1。
优选地，所述底层中所使用的硫化促进剂包括M硫化促进剂、DM硫化促进剂和TS硫化促进剂中的一种或多种，优选包括M硫化促进剂、DM硫化促进剂和TS硫化促进剂。
可选地，所述M硫化促进剂、DM硫化促进剂和TS硫化促进剂的质量比为1-2：1-2：1-2，优选为1：1：1。
可选地，所述发泡剂包括无机发泡剂和有机发泡剂中的一种或多种，优选包括尿素和/或发泡剂H。
上述的一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法，包括如下步骤：
a.按比例分别取除硫化促进剂、硫化剂和发泡剂外的面层原料和底层原料，分别混炼，开炼，加入硫化促进剂、硫化剂和发泡剂后捣炼，分别得到面层半成品胶料和底层半成品胶料；
b.将面层半成品胶料和底层半成品胶料配合挤出，得到成型胶料；
c.将成型胶料硫化；
d.冷却定型，得到释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材。
本发明释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法工艺简单，能耗低，可采用常压硫化工艺，能够在流水线上连续生产，生产效率高，同时能够保证所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的品质。
可选地，所述混炼温度为80-100℃，优选为85-95℃，进一步优选为90℃。
可选地，所述混炼的时间为5-15min，优选为8-12min，进一步优选为10min。
可选地，所述捣炼的温度为40-60℃，优选为45-55℃，进一步优选为50℃。
可选地，所述捣炼的时间为5-15min，优选为8-12min，进一步优选为10min。
可选地，所述挤出的速度为1-5m/min，优选为2-4m/min，进一步优选为3m/min。
可选地，所述挤出的温度为100-110℃，优选为102-108℃，进一步优选为105℃。
可选地，所述硫化包括微波硫化和/或热风硫化，优选在微波硫化后进行热风硫化。
可选地，所述微波硫化的温度为120-130℃，优选为122-128℃，进一步优选为125℃。
可选地，所述微波硫化的时间为10-20min，优选为12-18min，进一步优选为15min。
可选地，所述热风硫化的温度为140-180℃，优选为150-170℃，进一步优选为160℃。
可选地，所述热风硫化的时间为10-20min，优选为12-18min，进一步优选为15min。
可选地，将成型胶料压花后再进行硫化。
可选地，所述冷却定型采用风冷方式。
可选地，将所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材裁切、截断、覆膜、卷曲。
可选地，所述覆膜包括在释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材上覆盖塑料膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材包括面层和底层，所述面层和底层分别采用特定成分和用量的原料制备得到，所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材具有优异的弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能，同时能够释放负离子，安全环保。本发明释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法工艺简单，能耗低，可采用常压硫化工艺，能够在流水线上连续生产，生产效率高，同时能够保证所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的品质。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明具体实施方式中提供了一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材，所述释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材包括面层和底层；
其中所述面层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶5-12份、顺丁橡胶3-10份、乙丙橡胶3-9份、负离子剂1-10份、胶粉20-40份、白炭黑5-15份、硅酸铝3-8份、防老剂0.5-2份、环烷油2-5份、紫外线吸收剂0.2-0.5份、氧化钙2-7份、聚乙二醇0.5-2份、氧化锌1-2.5份、硬脂酸0.2-0.8份、硫化促进剂0.5-1份、硫化剂0.3-0.9份、氧化镁0.4-1.2份、着色剂1-2.5份和发泡剂0.2-0.8份；
所述底层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶3-10份、丁苯橡胶3-8份、异戊橡胶3-8份、胶粉20-50份、高岭土5-10份、活性钙5-10份、碳酸钙10-20份、氧化钙1.5-4份、丙烯酸树脂1-3份、环烷油5-13份、氧化锌0.5-1.4份、硬脂酸0.15-0.4份、硫化促进剂0.4-0.9份、硫化剂0.2-0.7份和发泡剂0.6-1.6份。
本发明释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材包括面层和底层，所述面层和底层分别采用特定成分和用量的原料制备得到，所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材具有优异的弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能，同时能够释放负离子，安全环保。
优选地，所述面层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶7-10份、顺丁橡胶5-8份、乙丙橡胶5-7份、负离子剂3-8份、胶粉25-35份、白炭黑9-12份、硅酸铝4-7份、防老剂1-1.5份、环烷油3-4份、紫外线吸收剂0.3-0.4份、氧化钙3-6份、聚乙二醇1-1.5份、氧化锌1.5-2份、硬脂酸0.4-0.6份、硫化促进剂0.6-0.9份、硫化剂0.4-0.8份、氧化镁0.6-1份、着色剂1.5-2份和发泡剂0.4-0.6份。
进一步优选地，所述面层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶8.5份、顺丁橡胶6.5份、乙丙橡胶6份、负离子剂5.5份、胶粉32份、白炭黑11份、硅酸铝5.5份、防老剂1.2份、环烷油3.5份、紫外线吸收剂0.35份、氧化钙4.5份、聚乙二醇1.2份、氧化锌1.8份、硬脂酸0.5份、硫化促进剂0.75份、硫化剂0.6份、氧化镁0.8份、着色剂1.7份和发泡剂0.5份。
优选地，所述底层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶5-9份、丁苯橡胶4-7份、异戊橡胶4-7份、胶粉25-45份、高岭土6-9份、活性钙6-9份、碳酸钙12-18份、氧化钙2-3.5份、丙烯酸树脂1.5-2.5份、环烷油7-11份、氧化锌0.7-1.2份、硬脂酸0.2-0.35份、硫化促进剂0.5-0.8份、硫化剂0.3-0.6份和发泡剂0.8-1.4份。
进一步优选地，所述底层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶7份、丁苯橡胶5.5份、异戊橡胶5.5份、胶粉35份、高岭土7.5份、活性钙7.5份、碳酸钙15份、氧化钙2.8份、丙烯酸树脂1.9份、环烷油8.8份、氧化锌0.95份、硬脂酸0.27份、硫化促进剂0.66份、硫化剂0.45份和发泡剂1.07份。
采用特定面层和底层原料用量，有助于进一步提高所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能。
天然橡胶(NR)是一种以顺-1，4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，其成分中91％～94％是橡胶烃(顺-1，4-聚异戊二烯)，其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。天然橡胶是应用最广的通用橡胶。本发明具体实施方式中采用市售天然橡胶原料。
顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称，其分子式为(C4H6)n。顺丁橡胶是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶，其顺式结构含量在95％以上。本发明顺丁橡胶可采用市售的顺丁橡胶原料，也可以采用本领域常规方法制备得到的顺丁橡胶原料。
乙丙橡胶是以乙烯、丙烯为主要单体的合成橡胶，依据分子链中单体组成的不同，有二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶之分，前者为乙烯和丙烯的共聚物，以EPM表示，后者为乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃第三单体的共聚物，以EPDM表示。两者统称为乙丙橡胶，即ethylene propylene rubber(EPR)。本发明乙丙橡胶可采用市售的二元乙丙橡胶或三元乙丙橡胶原料，也可以采用本领域常规方法制备得到的二元乙丙橡胶或三元乙丙橡胶原料。
原子或原子团失去或获得电子后所形成的带电粒子叫离子，负离子是指带一个或多个负电荷的离子，亦称“阴离子”。作为评价空气质量重要指标的空气负离子，其浓度是空气质量好坏的关键，其具有调节人体生理的功效，对人体健康具有极大的促进作用，被誉为“空气维生素”、“生长素”。如：可使人的精神振奋，工作效率提高，还可改善睡眠，有明显的镇静和催眠作用；能激活肌体多种酶，促进新陈代谢；容易吸附细菌，使其发生结构改变和能量转移，导致细菌病变而死亡。
本发明具体实施方式中采用采用的负离子剂为市售纳米负离子粉，其成分如下所示：
本发明在面层原料中添加纳米负离子粉，虽然硫化后橡胶的线形大分子通过化学交联而构成三维网状结构，使负离子的释放过程受到抑制，但是释放负离子含量仍很高。
能释放负离子的健康环保释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的空气净化功能，是通过橡胶跑道的光合作用，形成光电效应，使空气电离产生被称为“空气中的维生素”的负离子，可以还原来自大气的污染物质，包括氮氧化合物、活性氧(氧自由基)等，中和带正电的空气细菌、灰尘、烟雾微粒等，从而达到净化空气的目的。
由于橡胶跑道能持续释放负离子，具有净化空气、消除人体疲劳、促进人体健康的作用，对跑道上的运动员，保持精力充沛有极大的帮助作用。此外，还具有抑菌、除菌作用，并具有明显的除臭功能，让运动环境空气淸新。
胶粉是指废旧橡胶制品经粉碎加工处理而得到的粉末状橡胶材料。本发明具体实施方式中采用市售胶粉原料。
白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑用在彩色橡胶制品中以替代炭黑进行补强，满足白色或半透明产品的需要。白炭黑同时具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能。本发明具体实施方式中采用市售白炭黑原料。
硅酸铝(英语：aluminium silicate或英语：aluminosilicate)是一种硅酸盐，其化学式为Al2SiO5,由于多数硅酸盐的结构非常复杂，常不写成盐的形式而是写成金属各自的氧化物的形式，故硅酸铝常被写作Al2O3·SiO2。硅酸铝的密度为2.8到2.9克/立方厘米，折射率为1.56，其莫氏硬度与矿石类型，含水量有关系，在4.5到7.5之间变化。能够提高橡胶制品的机械强度。本发明具体实施方式中采用市售硅酸铝原料。
防老剂指能防止或抑制诸如氧、热、光、臭氧、机械应力、重金属离子等因素破坏制品性能、延长制品储存和使用寿命的配合剂。本发明可采用的防老剂包括2246防老剂和/或MB防老剂。本发明具体实施方式中采用市售防老剂原料。
环烷油属于操作油(加工油、填充油)之类，是以环烷烃为主要成分的石油馏分。酸值<0.15mgKOH/g。流动点-40～-12℃。饱和烃含量87.55％～9 3.86％，芳烃含量6.14％～11.96％，沥青质含量0～0.49％。环烷油作为橡胶填充油具有高溶解力、优异的低温性能、能够充分保证各原料的兼容性以及增塑和互溶性。本发明具体实施方式中采用市售环烷油原料。
紫外线吸收剂是一种光稳定剂，能吸收阳光及荧光光源中的紫外线部分，而本身又不发生变化。本发明具体实施方式中采用市售紫外线吸收剂原料。
氧化钙添加在橡胶中作干燥剂(消泡剂),橡胶制品在高温常压条件下连续硫化,由于配合剂中的水分作用其成品常产生气泡,添加氧化钙能够使橡胶制品在硫化时不产生多余不规则气泡。本发明具体实施方式中采用市售氧化钙原料。
聚乙二醇在橡胶里面的作用主要是中和填料酸性,加快硫化速度和交联密度,具有良好的水溶性,并与许多有机物组份有良好的相溶性,具有优良的润滑性、保湿性、分散性、还能做抗静电剂及柔软剂。本发明具体实施方式中采用市售聚乙二醇原料。
氧化锌是活化剂，也用作补强剂和着色剂，作为橡胶的补强剂能够使橡胶具有良好的耐腐蚀性、抗撕裂性和弹性，作为橡胶硫化工艺的促进剂、活化剂，能够加快硫化速度。本发明具体实施方式中采用市售氧化锌原料。
硬脂酸具有软化和增塑作用，能够作为外部润滑剂，有利于原料的充分扩散，能够和氧化锌或碱性促进剂反应可促进其活性，还是主要的硫化促进助剂，可起到第二促进剂的作用，可使硬化加速。本发明具体实施方式中采用市售硬脂酸原料。
硫化促进剂是能促进硫化作用的物质。可缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量和提高橡胶的物理机械性能等。本发明具体实施方式中采用市售硫化促进剂原料。
硫化剂是能在一定条件下使橡胶发生硫化的物质，硫化是使橡胶线性分子结构通过硫化剂“架桥”而变成立体网状机构，从而使橡胶的机械物理性能得到明显的改善，采用本领域技术人员熟知的硫化剂即可。本发明硫化剂包括硫单质或含硫物化合质中的一种或多种，优选为硫磺。本发明具体实施方式中采用市售硫化剂原料。
氧化镁是橡胶反应过程的促进剂，能够加快硫化速度。本发明具体实施方式中采用市售氧化镁原料。
发泡剂是使对象物质成孔的物质，能够是橡胶制品得到发泡结构，充分提高所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的弹性和机械性能。所述发泡剂可采用无机发泡剂和有机发泡剂中的一种或多种，优选包括尿素和/或发泡剂H。本发明具体实施方式中采用市售发泡剂原料。
丁苯橡胶(SBR)，又称聚苯乙烯丁二烯共聚物。其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用。本发明丁苯橡胶可采用市售的丁苯橡胶原料，也可以采用本领域常规方法制备得到的丁苯橡胶原料。
异戊橡胶一种用于轮胎生产的高性能橡胶，英文Polyisoprene rubber。以其稳定的化学性质被广泛运用于轮胎制造行业之中。它具有很好的弹性、耐寒性(玻化温度-68℃)及很高的拉伸强度。在耐氧化和多次变形条件下耐切口撕裂比天然橡胶高，但加工性能如混炼、压延等比天然橡胶稍差。本发明异戊橡胶可采用市售的异戊橡胶原料，也可以采用本领域常规方法制备得到的异戊橡胶原料。
高岭土具有补强作用，能够有效提高橡胶制品的机械强度。本发明具体实施方式中采用市售高岭土原料。
活性钙粒径分布范围窄、吸水量下降、吸油值降低、与树脂亲和性好，有利于提高制品的抗拉、抗压、耐磨性能。在橡胶工业中可以改善分散性能和制品脱模性能，增加制品的表面光洁度和曲挠性，也能改善制品的加工性能和物理机械性能。本发明具体实施方式中采用市售活性钙原料。
碳酸钙具有补强、填充、调色、改善加工艺和制品的性能，可使橡胶易混炼、易分散，混炼后胶质柔软，橡胶表面光滑；可使制品的延伸性、抗张强度、撕裂强度等有本质的提高。本发明具体实施方式中采用市售碳酸钙原料。
丙烯酸树脂能够在硫化过程中发生树脂化反应，获得理想的粘接效果。本发明具体实施方式中采用市售丙烯酸树脂原料。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述着色剂包括无机着色剂中的一种或多种，优选包括氧化铁红和/或钛青绿。
采用特定原料成分，能够充分提高所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能，同时保证所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材安全环保。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述丙烯酸树脂包括RS树脂，优选包括RS-80树脂。
采用特定原料成分，有助于进一步提高所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述硫化促进剂包括CZ硫化促进剂、BZ硫化促进剂、NA-22硫化促进剂、M硫化促进剂、DM硫化促进剂和TS硫化促进剂中的一种或多种。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述面层中所使用的硫化促进剂包括CZ硫化促进剂、BZ硫化促进剂和NA-22硫化促进剂中的一种或多种，优选包括CZ硫化促进剂、BZ硫化促进剂和NA-22硫化促进剂。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述CZ硫化促进剂、BZ硫化促进剂和NA-22硫化促进剂的质量比为1-2：1-2：1-2，优选为1：1：1。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述底层中所使用的硫化促进剂包括M硫化促进剂、DM硫化促进剂和TS硫化促进剂中的一种或多种，优选包括M硫化促进剂、DM硫化促进剂和TS硫化促进剂。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述M硫化促进剂、DM硫化促进剂和TS硫化促进剂的质量比为1-2：1-2：1-2，优选为1：1：1。
采用特定的硫化促进剂组成及用量比例，有助于充分促进硫化过程的均匀进行，充分提高所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能。
上述的一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法，包括如下步骤：
a.按比例分别取除硫化促进剂、硫化剂和发泡剂外的面层原料和底层原料，分别混炼，开炼，加入硫化促进剂、硫化剂和发泡剂后捣炼，分别得到面层半成品胶料和底层半成品胶料；
b.将面层半成品胶料和底层半成品胶料配合挤出，得到成型胶料；
c.将成型胶料硫化；
d.冷却定型，得到释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材。
本发明释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法工艺简单，能耗低，可采用常压硫化工艺，能够在流水线上连续生产，生产效率高，同时能够保证所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的品质。
采用先混炼，再开炼、捣炼的工艺，有助于各原料充分混合均匀，充分保证所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述混炼温度为80-100℃，优选为85-95℃，进一步优选为90℃。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述混炼的时间为5-15min，优选为8-12min，进一步优选为10min。
采用特定混炼温度和时间，有助于各原料充分混合均匀，充分保证所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述捣炼的温度为40-60℃，优选为45-55℃，进一步优选为50℃。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述捣炼的时间为5-15min，优选为8-12min，进一步优选为10min。
采用特定捣炼温度和时间，有助于各原料充分混合均匀，充分保证所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述挤出的速度为1-5m/min，优选为2-4m/min，进一步优选为3m/min。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述挤出的温度为100-110℃，优选为102-108℃，进一步优选为105℃。
采用特定挤出速度和温度，有助于保持物料的均匀稳定，充分保证所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述硫化包括微波硫化和/或热风硫化，优选在微波硫化后进行热风硫化。
采用特定硫化方式，有助于促进硫化过程的充分进行，充分保证所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的机械性能。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述微波硫化的温度为120-130℃，优选为122-128℃，进一步优选为125℃。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述微波硫化的时间为10-20min，优选为12-18min，进一步优选为15min。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述热风硫化的温度为140-180℃，优选为150-170℃，进一步优选为160℃。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述热风硫化的时间为10-20min，优选为12-18min，进一步优选为15min。
采用特定硫化温度和时间，有助于进一步促进硫化过程的充分进行，同时促进发泡过程的充分进行，充分保证所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的机械性能。
本发明一种优选的具体实施方式中，将成型胶料压花后再进行硫化。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述冷却定型采用风冷方式。
本发明一种优选的具体实施方式中，将所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材裁切、截断、覆膜、卷曲。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述覆膜包括在释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材上覆盖塑料膜。
本发明面层和底层厚度，以及所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的整体厚度可以根据需要进行调整。
实施例1
一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法，
所述释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材包括面层和底层；
其中所述面层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶5份、顺丁橡胶3份、三元乙丙橡胶3份、负离子粉1份、胶粉20份、白炭黑5份、硅酸铝3份、2246防老剂0.5份、环烷油2份、UV-9紫外线吸收剂0.2份、氧化钙2份、聚乙二醇0.5份、氧化锌1份、硬脂酸0.2份、CZ硫化促进剂0.5份、硫磺0.3份、氧化镁0.4份、氧化铁红1份和发泡剂H0.2份；
所述底层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶3份、丁苯橡胶3份、异戊橡胶3份、胶粉20份、高岭土5份、活性钙5份、碳酸钙10份、氧化钙1.5份、RS-80丙烯酸树脂1份、环烷油5份、氧化锌0.5份、硬脂酸0.15份、M硫化促进剂0.4份、硫磺0.2份和发泡剂H0.6份。
包括如下步骤：
先用切胶机将生胶切片，按所述重量配比分别取面层和底层各原料(硫化促进剂、硫磺、发泡剂H除外)混合后投入密炼机混炼，混炼温度为80℃左右，混炼的时间为15min,排胶，倒入斗式提升机，将胶料自动送到开炼机上，投入开炼机进行降温，当胶料温度降为至40℃时，将硫化促进剂、硫磺、发泡剂H分别投入再进行捣炼，捣炼时间为15min，捣炼均匀后，压出厚为10mm左右的胶片。送至冷却机，经水槽泠却后，自动送入风冷线吹干冷却胶片，并将胶片纵向裁切成不同宽度的胶条。通过摆臂带动摆胶箱摆动胶条，以使胶片达到叠放的效果，在胶条达到要求后，自动将胶条横向截断。备用。
将面层料和底层料精炼后的半成品胶条，分别通过传送带送至喂料口，通过调速器与挤出机匹配。
将半成品胶条连续不断地通过双复合挤出机喂料口，经过螺杆旋转均匀向前推进，以达到成型前的胶料供应，挤出速度为1m/min，挤出温度为100℃。
将双复合挤出机挤出的不同颜色的胶料，通过内复合机头流道复合在一起，使之形成双色的宽度为1200mm左右和厚度为13mm左右(面层厚度为4mm左右,底层厚度为9mm左右)的成型胶片。
由复合模具挤出的双色胶片，通过裁边机二片旋转刀片裁出所需片材的宽度。
将裁边机流出成型的橡胶胶片，通过输送传送机连续自动送入二辊压花机。通过调整二辊压花机二辊间距，连续辊压出所需要的花形，通过更换花型辊筒可得到不同的各款式花型。
将二辊压花机压花成形型的胶片，连续自动送入微波硫化炉连续硫化，微波硫化温度控制在120℃，微波硫化时间为20min，使橡胶内部得到充分硫化，防止外焦里嫩的作用。
将微波硫化炉硫化后的胶片，连续自动送入热风硫化炉，调节各节热风硫化炉温度为140℃，热风硫化时间为20min，通过风机实现热量循环，起到渗透橡胶各部位，使其连续硫化成型达到最终理想橡胶制品。
将硫化成型橡胶胶片制品，连续自动送入风冷装置,把硫化好的制品所带有的热量充分排除，使制品充分冷却、定型，得到一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材。
将经过风冷装置充分冷却、定型橡胶胶片产品，连续自动送入裁边装置，把产品多余的边料裁掉，最终获得两边整齐，符合要求的尺寸宽度的制品。
将裁边整齐的橡胶胶片，连续自动送至裁断装置、覆膜装置和双工位卷取机，根据要求的制品长度，通过PLC程序控制，进行在线连续定尺裁断，并连续自动在橡胶制品上展开塑料薄膜,把覆盖好塑料薄膜的橡胶制品在线成卷，至使得到最终制品，便于运输及储存。
实施例2
一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法，采用实施例1所述方法，区别在于：
所述面层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶12份、顺丁橡胶10份、三元乙丙橡胶9份、负离子粉10份、胶粉40份、白炭黑15份、硅酸铝8份、MB防老剂2份、环烷油5份、UV-9紫外线吸收剂0.5份、氧化钙7份、聚乙二醇2份、氧化锌2.5份、硬脂酸0.8份、CZ硫化促进剂1份、硫磺0.9份、氧化镁1.2份、氧化铁红2.5份和发泡剂H0.8份；
所述底层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶10份、丁苯橡胶8份、异戊橡胶8份、胶粉50份、高岭土10份、活性钙10份、碳酸钙20份、氧化钙4份、RS-80丙烯酸树脂3份、环烷油13份、氧化锌1.4份、硬脂酸0.4份、M硫化促进剂0.9份、硫磺0.7份和发泡剂H1.6份；
混炼温度为100℃左右，混炼的时间为5min；
捣炼温度为60℃，捣炼时间为5min；
挤出速度为5m/min，挤出温度为110℃；
微波硫化温度控制在130℃，微波硫化时间为10min；
热风硫化温度控制在180℃，热风硫化时间为10min。
实施例3
一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法，采用实施例1所述方法，区别在于：
所述面层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶7份、顺丁橡胶5份、三元乙丙橡胶5份、负离子粉3份、胶粉25份、白炭黑9份、硅酸铝4份、2246防老剂0.5份、MB防老剂0.5份、环烷油3份、UV-9紫外线吸收剂0.3份、氧化钙3份、聚乙二醇1份、氧化锌1.5份、硬脂酸0.4份、BZ硫化促进剂0.3份、NA-22硫化促进剂0.3份、硫磺0.4份、氧化镁0.6份、钛青绿1.5份和发泡剂H0.4份；
所述底层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶5份、丁苯橡胶4份、异戊橡胶4份、胶粉25份、高岭土6份、活性钙6份、碳酸钙12份、氧化钙2份、RS-80丙烯酸树脂1.5份、环烷油7份、氧化锌0.7份、硬脂酸0.2份、DM硫化促进剂0.3份、TS硫化促进剂0.2份、硫磺0.3份和发泡剂H0.8份。
混炼温度为85℃左右，混炼的时间为12min；
捣炼温度为45℃，捣炼时间为12min；
挤出速度为2m/min，挤出温度为102℃；
微波硫化温度控制在122℃，微波硫化时间为18min；
热风硫化温度控制在150℃，热风硫化时间为18min。
实施例4
一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法，采用实施例1所述方法，区别在于：
所述面层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶10份、顺丁橡胶8份、三元乙丙橡胶7份、负离子粉8份、胶粉35份、白炭黑12份、硅酸铝7份、2246防老剂0.7份、MB防老剂0.8份、环烷油4份、UV-9紫外线吸收剂0.4份、氧化钙6份、聚乙二醇1.5份、氧化锌2份、硬脂酸0.6份、BZ硫化促进剂0.5份、NA-22硫化促进剂0.4份、硫磺0.8份、氧化镁1份、氧化铁红2份和发泡剂H0.6份；
所述底层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶9份、丁苯橡胶7份、异戊橡胶7份、胶粉45份、高岭土9份、活性钙9份、碳酸钙18份、氧化钙3.5份、RS-80丙烯酸树脂2.5份、环烷油11份、氧化锌1.2份、硬脂酸0.35份、DM硫化促进剂0.4份、TS硫化促进剂0.4份、硫磺0.6份和发泡剂H1.4份。
混炼温度为95℃，混炼的时间为8min；
捣炼温度为55℃，捣炼时间为8min；
挤出速度为4m/min，挤出温度为108℃；
微波硫化温度控制在128℃，微波硫化时间为12min；
热风硫化温度控制在170℃，热风硫化时间为12min。
实施例5
一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法，采用实施例1所述方法，区别在于：
所述面层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶8.5份、顺丁橡胶6.5份、三元乙丙橡胶6份、负离子粉5.5份、胶粉32份、白炭黑11份、硅酸铝5.5份、2246防老剂0.6份、MB防老剂0.6份、环烷油3.5份、UV-9紫外线吸收剂0.35份、氧化钙4.5份、聚乙二醇1.2份、氧化锌1.8份、硬脂酸0.5份、CZ硫化促进剂0.25份、BZ硫化促进剂0.25份、NA-22硫化促进剂0.25份、硫磺0.6份、氧化镁0.8份、氧化铁红1.7份和发泡剂H0.5份；
所述底层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶7份、丁苯橡胶5.5份、异戊橡胶5.5份、胶粉35份、高岭土7.5份、活性钙7.5份、碳酸钙15份、氧化钙2.8份、RS-80丙烯酸树脂1.9份、环烷油8.8份、氧化锌0.95份、硬脂酸0.27份、M硫化促进剂0.22份、DM硫化促进剂0.22份、TS硫化促进剂0.22份、硫磺0.45份和发泡剂H1.07份。
混炼温度为90℃，混炼的时间为10min；
捣炼温度为50℃，捣炼时间为10min；
挤出速度为3m/min，挤出温度为105℃；
微波硫化温度控制在125℃，微波硫化时间为15min；
热风硫化温度控制在160℃，热风硫化时间为15min。
对比例1-5
依次分别采用实施例1-5所述的原料、用量及方法，制备得到一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材，区别在于，对比例1-5均不使用负离子粉。
对本发明各实施例和对比例所得的释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材进行性能测试，测试结果如下：
表1 本发明释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材性能测试结果
表2 本发明释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材安全性测试结果
通过表1和表2可以看出，本发明释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材具有优异的弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能，能够达到国际田联标准，安全环保。此外，使用了负离子粉，能够释放负离子，在负离子微孔发泡橡胶跑道卷材面层表面检测负离子浓度能够达到3200个/cm3以上，在距负离子微孔发泡橡胶跑道卷材面层表面2m高处检测负离子浓度能够达到1600个/cm3以上，有益人体健康。同时，负离子粉的使用，还进一步提高了所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的弹性、抗拉强度、耐老化性能和耐臭氧性能，具有协同增效作用，起到了意料不到的技术效果。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

Claims (10)

1.一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材，其特征在于，所述释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材包括面层和底层；
其中所述面层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶5-12份、顺丁橡胶3-10份、乙丙橡胶3-9份、负离子剂1-10份、胶粉20-40份、白炭黑5-15份、硅酸铝3-8份、防老剂0.5-2份、环烷油2-5份、紫外线吸收剂0.2-0.5份、氧化钙2-7份、聚乙二醇0.5-2份、氧化锌1-2.5份、硬脂酸0.2-0.8份、硫化促进剂0.5-1份、硫化剂0.3-0.9份、氧化镁0.4-1.2份、着色剂1-2.5份和发泡剂0.2-0.8份；
所述底层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶3-10份、丁苯橡胶3-8份、异戊橡胶3-8份、胶粉20-50份、高岭土5-10份、活性钙5-10份、碳酸钙10-20份、氧化钙1.5-4份、丙烯酸树脂1-3份、环烷油5-13份、氧化锌0.5-1.4份、硬脂酸0.15-0.4份、硫化促进剂0.4-0.9份、硫化剂0.2-0.7份和发泡剂0.6-1.6份。
2.根据权利要求1所述的一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材，其特征在于，所述面层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶7-10份、顺丁橡胶5-8份、乙丙橡胶5-7份、负离子剂3-8份、胶粉25-35份、白炭黑9-12份、硅酸铝4-7份、防老剂1-1.5份、环烷油3-4份、紫外线吸收剂0.3-0.4份、氧化钙3-6份、聚乙二醇1-1.5份、氧化锌1.5-2份、硬脂酸0.4-0.6份、硫化促进剂0.6-0.9份、硫化剂0.4-0.8份、氧化镁0.6-1份、着色剂1.5-2份和发泡剂0.4-0.6份；
优选地，所述面层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶8.5份、顺丁橡胶6.5份、乙丙橡胶6份、负离子剂5.5份、胶粉32份、白炭黑11份、硅酸铝5.5份、防老剂1.2份、环烷油3.5份、紫外线吸收剂0.35份、氧化钙4.5份、聚乙二醇1.2份、氧化锌1.8份、硬脂酸0.5份、硫化促进剂0.75份、硫化剂0.6份、氧化镁0.8份、着色剂1.7份和发泡剂0.5份。
3.根据权利要求1所述的一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材，其特征在于，所述底层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶5-9份、丁苯橡胶4-7份、异戊橡胶4-7份、胶粉25-45份、高岭土6-9份、活性钙6-9份、碳酸钙12-18份、氧化钙2-3.5份、丙烯酸树脂1.5-2.5份、环烷油7-11份、氧化锌0.7-1.2份、硬脂酸0.2-0.35份、硫化促进剂0.5-0.8份、硫化剂0.3-0.6份和发泡剂0.8-1.4份；
优选地，所述底层主要由以下质量份数的成分制备得到：
天然橡胶7份、丁苯橡胶5.5份、异戊橡胶5.5份、胶粉35份、高岭土7.5份、活性钙7.5份、碳酸钙15份、氧化钙2.8份、丙烯酸树脂1.9份、环烷油8.8份、氧化锌0.95份、硬脂酸0.27份、硫化促进剂0.66份、硫化剂0.45份和发泡剂1.07份。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材，其特征在于，所述乙丙橡胶包括二元乙丙橡胶和/或三元乙丙橡胶，优选包括三元乙丙橡胶；
可选地，所述着色剂包括无机着色剂中的一种或多种，优选包括氧化铁红和/或钛青绿；
可选地，所述硫化剂包括硫单质或含硫物化合质中的一种或多种，优选为硫磺；
可选地，所述丙烯酸树脂包括RS树脂，优选包括RS-80树脂；
可选地，所述硫化促进剂包括CZ硫化促进剂、BZ硫化促进剂、NA-22硫化促进剂、M硫化促进剂、DM硫化促进剂和TS硫化促进剂中的一种或多种；
优选地，所述面层中所使用的硫化促进剂包括CZ硫化促进剂、BZ硫化促进剂和NA-22硫化促进剂中的一种或多种，优选包括CZ硫化促进剂、BZ硫化促进剂和NA-22硫化促进剂；
可选地，所述CZ硫化促进剂、BZ硫化促进剂和NA-22硫化促进剂的质量比为1-2：1-2：1-2，优选为1：1：1；
优选地，所述底层中所使用的硫化促进剂包括M硫化促进剂、DM硫化促进剂和TS硫化促进剂中的一种或多种，优选包括M硫化促进剂、DM硫化促进剂和TS硫化促进剂；
可选地，所述M硫化促进剂、DM硫化促进剂和TS硫化促进剂的质量比为1-2：1-2：1-2，优选为1：1：1；
可选地，所述发泡剂包括无机发泡剂和有机发泡剂中的一种或多种，优选包括尿素和/或发泡剂H。
5.如权利要求1-4任一所述的一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.按比例分别取除硫化促进剂、硫化剂和发泡剂外的面层原料和底层原料，分别混炼，开炼，加入硫化促进剂、硫化剂和发泡剂后捣炼，分别得到面层半成品胶料和底层半成品胶料；
b.将面层半成品胶料和底层半成品胶料配合挤出，得到成型胶料；
c.将成型胶料硫化；
d.冷却定型，得到释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材。
6.根据权利要求5所述的一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法，其特征在于，所述混炼温度为80-100℃，优选为85-95℃，进一步优选为90℃；
可选地，所述混炼的时间为5-15min，优选为8-12min，进一步优选为10min；
可选地，所述捣炼的温度为40-60℃，优选为45-55℃，进一步优选为50℃；
可选地，所述捣炼的时间为5-15min，优选为8-12min，进一步优选为10min。
7.根据权利要求5所述的一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法，其特征在于，所述挤出的速度为1-5m/min，优选为2-4m/min，进一步优选为3m/min；
可选地，所述挤出的温度为100-110℃，优选为102-108℃，进一步优选为105℃。
8.根据权利要求5所述的一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法，其特征在于，所述硫化包括微波硫化和/或热风硫化，优选在微波硫化后进行热风硫化；
可选地，所述微波硫化的温度为120-130℃，优选为122-128℃，进一步优选为125℃；
可选地，所述微波硫化的时间为10-20min，优选为12-18min，进一步优选为15min；
可选地，所述热风硫化的温度为140-180℃，优选为150-170℃，进一步优选为160℃；
可选地，所述热风硫化的时间为10-20min，优选为12-18min，进一步优选为15min。
9.根据权利要求5所述的一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法，其特征在于，将成型胶料压花后再进行硫化；
可选地，所述冷却定型采用风冷方式。
10.根据权利要求5所述的一种释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材的制备方法，其特征在于，将所得释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材裁切、截断、覆膜、卷曲；
可选地，所述覆膜包括在释放负离子微孔发泡橡胶跑道卷材上覆盖塑料膜。
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