CN108178880B - 一种epdm微孔发泡橡胶颗粒及其制备方法 - Google Patents

一种epdm微孔发泡橡胶颗粒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种EPDM微孔发泡橡胶颗粒及其制备方法，以80‑110份三元乙丙胶、4‑8份促进剂、1‑3份硬脂酸、2‑5份加工助剂、80‑110份石蜡油、1‑4份防老剂、1‑2份硫磺、3‑6份氧化锌、4‑8份发泡剂、160‑220份补强填充剂和6‑15份钛白粉，经过密炼、挤出、硫化、切片和造粒制备出孔径分布均匀的EPDM微孔发泡橡胶颗粒，弹性好，密度小，适用于操场跑道等场合，既有良好的使用性能，又可以节约橡胶颗粒使用量，减少场地铺设成本。

Description

一种EPDM微孔发泡橡胶颗粒及其制备方法
技术领域
本发明属于橡胶技术领域，具体涉及一种EPDM微孔发泡橡胶颗粒及其制备方法。
背景技术
EPDM颗粒由合成橡胶制成，可以生产多种颜色，且以其优异的性能可抵抗紫外线照射和耐一般化学反应，特别是在有图案的施工时,更能显现EPDM彩色颗粒的优越性。主要用于体育场跑道、足球场、网球场、篮球场等运动场地，并广泛用于高速公路、高速铁路、医院、宾馆、幼儿园、养老院、公路、工厂等需要减震、减噪、防滑的场所，EPDM颗粒的以上适用场合对所述EPDM颗粒的弹性和力学性能均一性要求较高。
发明内容
本发明提供一种EPDM微孔发泡橡胶颗粒及其制备方法及其制备方法，得到的所述EPDM微孔发泡橡胶颗粒微孔分布均匀、密度小、弹性高、耐老化等优良性能。
本发明的技术方案为：
一种EPDM微孔发泡橡胶颗粒，包括以下重量份的原料制成：80-110份三元乙丙胶、4-8份促进剂、1-3份硬脂酸、2-5份加工助剂、80-110份石蜡油、1-4份防老剂、1-2份硫磺、3-6份氧化锌、4-8份发泡剂、160-220份补强填充剂和6-15份钛白粉。
所述EPDM微孔发泡橡胶颗粒通过以上原料的结合，产生的综合效果，得到了微孔的孔径均匀，大小适中且弹性好、强度均匀、密度小的EPDM微孔发泡橡胶颗粒产品。
进一步优选，所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒原料中的所述促进剂为促进剂M和/或促进剂PZ。所述促进剂M为2-巯醇基苯并噻唑；所述促进剂PZ为二甲基二硫代氨基甲酸锌。
进一步优选，所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒原料中的所述加工助剂为脂肪酸、脂肪醇和金属皂中的一种或几种。所述金属皂是由碱金属以外的金属氧化物或盐类与脂肪酸作用而生成的盐类。
进一步优选，所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒原料中的所述防老剂为防老剂MB或防老剂MB与防老剂DNP联合使用。所述防老剂MB为2-巯基苯并咪唑，所述防老剂DNP为N,N'-二(β-萘基)对苯二胺。
为了得到微孔分布均匀的所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒，进一步地，所述发泡剂为发泡剂H或发泡剂OBSH或发泡剂AC，以及碳酸氢钠。所述发泡剂H为N，N-二亚硝基五亚甲基四胺；所述发泡剂OBSH为4，4-氧代双本磺酰肼；所述发泡剂AC为偶氮二甲酰胺。
为了保证所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒的优良使用性能，提供相对适中的产品密度及弹性，进一步地，所述补强填充剂为高岭土和轻质碳酸钙。
进一步地，为使所述补强填充剂充分分散同时使所述EPDM微孔发泡橡胶颗粒的弹性更好，力学强度均一，使用寿命更长，所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒原料中还包括2-4重量份硅烷偶联剂。
为了满足不同场合和使用环境对所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒的颜色要求，进一步地，还包括1-10重量份颜料。所述颜料包括钛白粉、酞菁绿、铁红、镉红等。
进一步优选，基于保证使所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒补强填充效果最好，所述补强填充剂的粒度为50-200μm。
所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)密炼：将所述三元乙丙胶、补强填充剂、钛白粉密练10-15分钟；继续加入加工助剂、防老剂和石蜡油密练5-10分钟；继续加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、促进剂和发泡剂密练1-3分钟出料，得到混炼橡胶；
(2)挤出：将所述混炼橡胶挤出，控制挤出的温度为80-85℃，温度波动范围为3-5℃，得到挤出橡胶；
(3)硫化：将所述挤出橡胶经190-195℃硫化20-30分钟，得到硫化橡胶；
(4)切片：将所述硫化橡胶进行切片，得到橡胶片；
(5)造粒：将所述橡胶片经造粒，得到所述EPDM微孔发泡橡胶颗粒。
进一步地，为保证良好的硫化效果，同时保证微孔孔径大小适中，孔径分布均匀，所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒的制备方法中，所述硫化压力为0.2-0.8MPa。
进一步地，为使所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒的密炼后得到的混炼橡胶性能优良，可以保证步骤(2)的挤出工艺顺利进行，所述EPDM微孔发泡橡胶颗粒的制备方法，所述密练温度为75-80℃。
所述EPDM微孔发泡橡胶颗粒的微孔结构使它具有优良的弹性，在用做传统跑道颗粒时，发泡颗粒的颗粒的微孔回封存一部分空气形成一个个封闭的小气囊从而给运动员提供更好的弹性和抗冲击的能力能够使全塑型跑道的冲击吸收达到田联标准。作为人工草坪的铺设材料时，进行人工降水或自然降水后，环保弹性充草颗粒的微孔可以储存一部分水分，通过储存的水分蒸发有对运动场起到一定降温的作用，而且通过微孔里的水分增加自重防止从人造草里被雨水冲走，具有一定的经济价值。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种EPDM微孔发泡橡胶颗粒及其制备方法，以80-110份三元乙丙胶、4-8份促进剂、1-3份硬脂酸、2-5份加工助剂、80-110份石蜡油、1-4份防老剂、1-2份硫磺、3-6份氧化锌、4-8份发泡剂、160-220份补强填充剂和6-15份钛白粉，经过密炼、挤出、硫化、切片和造粒制备出孔径分布均匀的EPDM微孔发泡橡胶颗粒，弹性好，密度小，适用于操场跑道等场合，既有良好的使用性能，而且同样的体积下本发明所述EPDM微孔发泡橡胶颗粒的用量比传统橡胶颗粒少30％-50％左右，场地铺设成本节约20-25％。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
以下实施例均以1份为1kg。
实施例1
一种EPDM微孔发泡橡胶颗粒，包括以下重量份的原料制成：110份三元乙丙胶、4份促进剂M、3份硬脂酸、1份脂肪酸、1份金属皂、110份石蜡油、1份防老剂MB、2份硫磺、3份氧化锌、3份发泡剂H、1份碳酸氢钠、100份份高岭土、60份轻质碳酸钙和6份钛白粉。
高岭土和轻质碳酸钙的粒度为50-200μm。
所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)密炼：将所述三元乙丙胶、高岭土、轻质碳酸钙、钛白粉密练10分钟；继续加入脂肪酸、金属皂、防老剂和石蜡油密练10分钟；继续加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、促进剂M、发泡剂H和碳酸氢钠密练1分钟出料，得到混炼橡胶，整个密练过程温度控制为75℃；
(2)挤出：将所述混炼橡胶挤出，控制挤出的温度为80℃，温度波动范围为3-5℃，得到挤出橡胶；
(3)硫化：将所述挤出橡胶经190℃硫化30分钟，硫化压力为0.2MPa，得到硫化橡胶；
(4)切片：将所述硫化橡胶进行切片，得到橡胶片；
(5)造粒：将所述橡胶片经造粒，得到所述EPDM微孔发泡橡胶颗粒。
实施例2
一种EPDM微孔发泡橡胶颗粒，包括以下重量份的原料制成：80份三元乙丙胶、5份促进剂M、3份促进剂PZ、1份硬脂酸、5份脂肪醇、80份石蜡油、3份防老剂MB、1份防老剂DNP、1份硫磺、6份氧化锌、5份发泡剂OBSH、3份碳酸氢钠、150份高岭土、70份轻质碳酸钙、2份硅烷偶联剂、1份颜料和15份钛白粉。
高岭土和轻质碳酸钙的粒度为50-200μm。
所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)密炼：将所述三元乙丙胶、高岭土、轻质碳酸钙、硅烷偶联剂、颜料、钛白粉密练15分钟；继续加入脂肪醇、防老剂MB、防老剂DNP和石蜡油密练5分钟；继续加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、促进剂M、促进剂PZ、发泡剂OBSH和碳酸氢钠密练3分钟出料，得到混炼橡胶，整个密练过程温度控制为80℃；
(2)挤出：将所述混炼橡胶挤出，控制挤出的温度为85℃，温度波动范围为5℃，得到挤出橡胶；
(3)硫化：将所述挤出橡胶经195℃硫化20分钟，所述硫化压力为0.8MPa得到硫化橡胶；
(4)切片：将所述硫化橡胶进行切片，得到橡胶片；
(5)造粒：将所述橡胶片经造粒，得到所述EPDM微孔发泡橡胶颗粒。
实施例3
一种EPDM微孔发泡橡胶颗粒，包括以下重量份的原料制成：100份三元乙丙胶、5份促进剂PZ、1份硬脂酸、2份脂肪酸、2份脂肪醇和、1份金属皂、90份石蜡油、2份防老剂MB、1份防老剂DNP、1份硫磺、6份氧化锌、4份发泡剂AC、2份碳酸氢钠、90份高岭土、90份轻质碳酸钙、4份硅烷偶联剂、10份颜料和10份钛白粉。
高岭土和轻质碳酸钙的粒度为50-200μm。
所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)密炼：将所述三元乙丙胶、高岭土、轻质碳酸钙、硅烷偶联剂、颜料、钛白粉密练12分钟；继续加入脂肪酸、脂肪醇、金属皂、防老剂MB、防老剂DNP和石蜡油密练8分钟；继续加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、促进剂PZ、发泡剂AC和碳酸氢钠密练2分钟出料，得到混炼橡胶，整个密练过程温度控制为77℃；
(2)挤出：将所述混炼橡胶挤出，控制挤出的温度为82℃，温度波动范围为5℃，得到挤出橡胶；
(3)硫化：将所述挤出橡胶经193℃硫化25分钟，所述硫化压力为0.4MPa，得到硫化橡胶；
(4)切片：将所述硫化橡胶进行切片，得到橡胶片；
(5)造粒：将所述橡胶片经造粒，得到所述EPDM微孔发泡橡胶颗粒。
实验例
以实施例3得到的所述EPDM微孔发泡橡胶颗粒进行物理性能测试，结果如表1所示。
表1
项目 数值
密度/(g/cm<sup>3</sup>) 1.15-1.25
孔隙率/％ 60～70
微孔平均尺寸/μm 400～500
拉伸强度/MPa 1.5～2
断裂伸长率/％ 300～400
压缩永久变形率/％ 35～40
表1表明，本发明实施例3所得的EPDM微孔发泡橡胶颗粒具有良好的弹性，且密度小、孔隙率、微孔尺寸适中，符合国家标准。
表2
标准值 检测结果
多环芳烃(18种总和)(mg/kg) ≤50 3.1
苯并[a]芘(mg/kg) ≤1.0 未检出
可溶性铅(mg/kg) ≤30 3
可溶性镉(mg/kg) ≤10 未检出
可溶性铬(mg/kg) ≤10 未检出
可溶性汞(mg/kg) ≤2 未检出
表2为经SGS检测，实施例3所得的EPDM微孔发泡橡胶颗粒的化学成分符合国标、深圳标准、上海团标。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种EPDM微孔发泡橡胶颗粒，其特征在于，包括以下重量份的原料制成：80-110份三元乙丙胶、4-8份促进剂PZ、1-3份硬脂酸、2-5份加工助剂、80-110份石蜡油、1-4份防老剂、1-2份硫磺、3-6份氧化锌、4-8份发泡剂、160-220份补强填充剂和6-15份钛白粉；
所述加工助剂为脂肪酸、脂肪醇和金属皂中的一种或几种；
所述发泡剂为发泡剂H、发泡剂OBSH或发泡剂AC，以及碳酸氢钠；
所述补强填充剂为高岭土和轻质碳酸钙；
所述补强填充剂的粒度为50-200μm。
2.根据权利要求1所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒，其特征在于，还包括1-10重量份颜料。
3.根据权利要求1或2所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)密炼：将所述三元乙丙胶、补强填充剂和钛白粉密炼10-15分钟；继续加入加工助剂、防老剂和石蜡油密炼5-10分钟；继续加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、促进剂和发泡剂密炼1-3分钟出料，得到混炼橡胶；
(2)挤出：将所述混炼橡胶挤出，控制挤出的温度为80-85℃，温度波动范围为3-5℃，得到挤出橡胶；
(3)硫化：将所述挤出橡胶经190-195℃硫化20-30分钟，得到硫化橡胶；
(4)切片：将所述硫化橡胶进行切片，得到橡胶片；
(5)造粒：将所述橡胶片经造粒，得到所述EPDM微孔发泡橡胶颗粒。
4.根据权利要求3所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒的制备方法，其特征在于，所述硫化压力为0.2-0.8MPa。
5.根据权利要求4所述的EPDM微孔发泡橡胶颗粒的制备方法，其特征在于，所述密炼温度为75-80℃。
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