CN108250524B - 环保型橡胶预制型跑道卷材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型橡胶预制型跑道卷材及其制备方法，涉及跑道卷材技术领域。该橡胶预制型跑道卷材主要由以下重量份的原料制得：乙丙橡胶30～60份、再生胶40～80份、LLDPE和HDPE共混物20～50份、纳米稀土氧化物1～30份、硫化剂5～10份、石蜡油6～12份、环烷油10～15份、氧化锌1～5份和填料50～200；其中，再生胶为丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合物，且两者重量比为2：(0.5～1)。本发明缓解了目前橡胶跑道卷材存在耐磨性、抗拉强度和弹性较差以及不环保的问题，本发明得到的橡胶预制型跑道卷材物理机械性能优秀，具有优异的拉伸强度和耐磨性，产品无有害物残留，回收利用再生胶降低成本，安全环保。

Description

环保型橡胶预制型跑道卷材及其制备方法
技术领域
本发明涉及跑道卷材技术领域，具体而言，涉及一种环保型橡胶预制型跑道卷材及其制备方法。
背景技术
塑胶跑道可以适用于各种体育馆所、田径场和其它室内外场地的铺装。预制型橡胶跑道按照功能一般分三层，耐磨柔韧面层、压力缓冲底层还有预制型橡胶跑道卷材和跑道基础的粘结层，面层的主要功能是增加运动者在运动时足底和地面的摩擦系数，传递压力，所以一般面层都是采用密实度高的橡胶卷材辊压出特定的细密防眩晕花纹，底层的主要功能是依靠自身的弹性特性吸收缓冲来自面层传递的压力，底层一般会结合惰性气体微发泡技术然后辊压出特殊的立体网状结构，运动场地的基础有两种一种是沥青混凝土基础，一种是水泥混凝土基础，预制型橡胶跑道就是将预制型橡胶跑道卷材用聚氨酯胶水粘接在跑道基础上。
现有技术中普遍的橡胶跑道材料部分以普通天然胶及合成胶(丁苯胶、顺丁橡胶)生产的预制型卷材，但是此类产品制备时需要耗费大量的胶料，制备工艺复杂，且部分材料重金属及有机挥发物超标，严重危害人体健康，目前市场上的橡胶跑道卷材存在耐久性差、使用寿命短，耐磨性、抗拉强度和弹性较差以及不环保的问题，不能完全满足高端体育馆所、田径场和其它室内外场地的铺装要求。
因此，开发一种原料配方更为合理、性能更加优良且更环保的预制型跑道卷材显得十分必要。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种环保型橡胶预制型跑道卷材，通过以乙丙橡胶、丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合再生胶、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物和纳米稀土氧化物为基础原料，并加入硫化剂、石蜡油、环烷油、氧化锌和填料制得橡胶预制型跑道卷材，通过各原料之间的协同配合，得到的橡胶预制型跑道卷材物理机械性能优秀，具有优异的拉伸强度和耐磨性，此外，产品无二氧化碳残留，不会二次污染环境，通过回收利用再生胶降低成本，安全环保。
本发明的目的之二在于提供一种环保型橡胶预制型跑道卷材的制备方法，该方法通过原料的密炼、压制和硫化制得，工艺简单、环保，适合大批量生产。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，主要由以下重量份的原料制得：
乙丙橡胶30～60份、再生胶40～80份、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物20～50份、纳米稀土氧化物1～30份、硫化剂5～10份、石蜡油6～12份、环烷油10～15份、氧化锌1～5份和填料50～200份；
其中，再生胶为丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合物，且丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的重量比为2：(0.5～1)；
线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物通过以下方式得到：将线性低密度聚乙烯碾磨粉碎后，与高密度聚乙烯以重量比为1:(0.5～0.8)的比例混合，并加入粘结剂进行旋转混合，得到线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物。
优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，环保型橡胶预制型跑道卷材主要由以下重量份的原料制得：
乙丙橡胶30～50份、再生胶50～80份、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物30～50份、纳米稀土氧化物5～20份、硫化剂5～8份、石蜡油8～12份、环烷油10～12份、氧化锌1～3份和填料80～150份；
其中，再生胶为丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合物，且丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的重量比为2：(0.6～1)。
优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，环保型橡胶预制型跑道卷材主要由以下重量份的原料制得：
乙丙橡胶40～50份、再生胶50～60份、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物30～40份、纳米稀土氧化物10～15份、硫化剂6～8份、石蜡油8～10份、环烷油10～12份、氧化锌1～3份和填料100～150份；
其中，再生胶为丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合物，且丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的重量比为2：(0.8～1)。
优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，线性低密度聚乙烯的分子量分布Mw/Mn为1.0～5.0，密度为0.915～0.930g/cm3；
优选地，线性低密度聚乙烯的分子量分布Mw/Mn为1.0～3.5，密度为0.915～0.920g/cm3；
线性低密度聚乙烯的分子量分布Mw/Mn为1.0～2.5，密度为0.915～0.918g/cm3。
优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，填料为纳米级碳酸钙和轻质碳酸钙的混合物；
纳米级碳酸钙和轻质碳酸钙的重量比为1：(2～5)；
优选地，纳米级碳酸钙和轻质碳酸钙的重量比为1：(2～4)；
优选地，纳米级碳酸钙和轻质碳酸钙的重量比为1：(2～3)。
进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述环保型橡胶预制型跑道卷材的原料中还包括：0.5～1重量份的碳纳米管；
优选地，所述环保型橡胶预制型跑道卷材的原料中还包括：0.8～1.5重量份的炭黑。
一种所述的环保型橡胶预制型跑道卷材的制备方法，包括以下步骤：
(a)将乙丙橡胶、再生胶、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物和石蜡油按比例进行加热共混和挤出，得到弹性体；
(b)将步骤(a)的弹性体与纳米稀土氧化物、硫化剂、环烷油、氧化锌、填料、任选的碳纳米管和任选的炭黑按比例进行加热共混、挤出和压花，得到片材；
(c)对片材进行硫化、冷却和卷曲，得到环保型橡胶预制型跑道卷材。
优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，步骤(a)中共混温度为120～180℃，共混时间为6～10min；
优选地，步骤(a)中共混温度为140～180℃；
优选地，步骤(a)中共混温度为160～180℃。
优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，步骤(b)中共混温度为100～140℃，共混时间为4～8min；
优选地，步骤(b)中共混温度为100～130℃；
优选地，步骤(b)中共混温度为100～120℃。
优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，步骤(c)中硫化采用三阶段进行加热，第一阶段加热温度为200～220℃，第一阶段加热持续时间为10～15min；第二阶段加热温度为160～180℃，第二阶段加热持续时间为10～15min；第三阶段加热温度为120～150℃，第三阶段加热持续时间为10～15min。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的环保型橡胶预制型跑道卷材以30～60份的乙丙橡胶作为基础原料主体，掺用丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合物，通过乙丙橡胶以及丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的配合使用，不但降低成本，不仅回收利用再生废料，安全环保，而且通过合理配合使用提高产品的综合性能。
(2)本发明线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物通过将线性低密度聚乙烯粉碎后与高密度聚乙烯混合，由于线性低密度聚乙烯密度较低，在粘结剂的作用下能够包裹于高密度聚乙烯表面，形成壳-核结构，环保型橡胶预制型跑道卷材通过加入通过该方式获得的线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物对乙丙橡胶和再生胶进行共混改性，产品能够获得优异的抗拉强度和耐磨性。
(3)本发明环保型橡胶预制型跑道卷材通过加入纳米稀土氧化物使橡胶分子链倾向于强烈地吸附在纳米稀土氧化物的表面上，增加了稀土粒子与橡胶的亲合性，提高了橡胶的强度，吸附于纳米稀土氧化物颗粒表面的橡胶分子链有一定的活动能力，在应力作用下，能够在稀土粒子表面产生滑动，使材料中的应力重新分布，避免了应力集中，提高了橡胶的力学性能，纳米稀土氧化物颗粒本身比橡胶耐磨，可降低体积磨损量，降低了磨粒磨损的作用，使添加了纳米稀土氧化物的硫化胶的耐磨性优异。
(4)本发明环保型橡胶预制型跑道卷材通过采用环烷油与石蜡油以比例相互配合使用，不仅能够充分与乙丙橡胶和再生橡胶互溶，而且与线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物具有很好的相容性，具有很好的填充效果，有利于提升卷材综合性能。
(5)本发明通过以乙丙橡胶、丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合再生胶、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物和纳米稀土氧化物为基础原料，并加入硫化剂、石蜡油、环烷油、氧化锌和填料制得橡胶预制型跑道卷材，通过各原料之间的协同配合，得到的橡胶预制型跑道卷材物理性能优秀，具有优异的拉伸强度和耐磨性。
(6)本发明的橡胶预制型跑道卷材无二氧化碳残留，不会二次污染环境，通过回收利用再生胶降低成本，安全环保，是一种原料配方合理、性能优良且环保的预制型跑道卷材，适用于竞赛、训练等运动场地及健身场地铺设。
(7)本发明卷材制备时先将乙丙橡胶、再生胶、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物和石蜡油加热共混和挤出，得到弹性体；再与纳米稀土氧化物、硫化剂、环烷油、氧化锌和填料加热共混、挤出，压型后得到片材，最后将片材硫化后得到橡胶预制型跑道卷材，通过原料的密炼、压制和硫化制得，工艺简单、环保，适合大批量生产。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。
根据本发明的第一个方面，提供了一种环保型橡胶预制型跑道卷材，主要由以下重量份的原料制得：
乙丙橡胶30～60份、再生胶40～80份、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物20～50份、纳米稀土氧化物1～30份、硫化剂5～10份、石蜡油6～12份、环烷油10～15份、氧化锌1～5份和填料50～200份；
其中，再生胶为丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合物，且丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的重量比为2：(0.5～1)；
线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物通过以下方式得到：将线性低密度聚乙烯碾磨粉碎后，与高密度聚乙烯以重量比为1:(0.5～0.8)的比例混合，并加入粘结剂进行旋转混合，得到线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物。
[乙丙橡胶]
本发明对乙丙橡胶的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的乙丙橡胶(EPR)即可，包括二元乙丙橡胶或三元乙丙橡胶，二元乙丙橡胶(EPM)为乙烯和丙烯的共聚物，三元乙丙橡胶(EPDM)为乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃第三单体的共聚物。本发明的乙丙橡胶可采用市售的二元乙丙橡胶或三元乙丙橡胶，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。
乙丙橡胶典型但非限制性的重量份数例如为30份、32份、34份、36份、38份、40份、42份、44份、46份、48、50份、52份、54份、56份、58份或60份。
[再生胶]
再生胶是以橡胶制品生产中已硫化的边角废料为原料加工成的、有一定可塑度、能重新使用的橡胶，再生过程一般是废胶在增塑剂(软化剂和活化剂)、氧、热和机械剪切的综合作用下使硫化橡胶的部分分子链和交联点断裂的过程，软化剂起膨胀和增塑作用，常用的有煤焦油、松焦油、石油系软化剂、裂化渣油，活化剂能缩短再生时间，减少软化剂用量。常用的活化剂为芳香族硫醇及其锌盐和芳香族二硫化物，再生胶生产过程包括粉碎、再生(脱硫)和精炼3个工序。
本发明的再生胶为丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合物，且丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的重量比为2：(0.5～1)。
丁腈再生胶是已硫化的丁腈橡胶制品经再生后得到的再生胶，具有优秀的粘结性能。氯化丁基再生胶是已硫化的氯化丁基橡胶制品再生后的再生胶，氯化丁基再生胶具有硫化速度快，能够与其他橡胶共硫化，硫化胶结构紧密等优点。
本发明丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的重量比例如为2：0.5、2：0.6、2：0.7、2：0.8、2：0.9或2：1。
通过采用重量比为2：(0.5～1)的丁腈再生胶和氯化丁基再生胶共混使用，使再生胶能够更好地与乙丙橡胶配合，从而获得高性能的橡胶产品。
本发明再生胶典型但非限制性的重量份数例如为40份、42份、44份、46份、48份、50份、52份、54份、56份、58份、60份、62份、64份、66份、68份、70份、72份、74份、76份、78份或80份。
[线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物]
线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物通过以下方式得到：将线性低密度聚乙烯碾磨粉碎后，与高密度聚乙烯以重量比为1:(0.5～0.8)的比例混合，并加入粘结剂进行旋转混合，得到线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物。
线性低密度聚乙烯(Linear low density polyethylene，LLDPE)，是以乙烯为主要原料，以1-丁烯或1-己烯为共聚单体，在催化剂作用下进行气相流化床聚合而成，密度处于0.915～0.935g/cm3之间，具有较高的软化温度和熔融温度，强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度和耐撕裂强度等性能。本发明的线性低密度聚乙烯采用本领域技术人员熟知的线性低密度聚乙烯即可，可以采用市售的线性低密度聚乙烯，优选选自LLDPE 7042粒料、7047粒料、7042粉、7047粉、天联9020粒料、9085粒料、1820粉或1875粉中的一种或几种。
高密度聚乙烯(High Density Polyethylene，HDPE)又称低压聚乙烯，是一种结晶度高、非极性面呈一定程度的半透明状。
本发明线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物通过特定方式获得：将线性低密度聚乙烯粉碎后与高密度聚乙烯混合，由于线性低密度聚乙烯密度较低，在粘结剂的作用下能够包裹于高密度聚乙烯表面，形成壳-核结构，环保型橡胶预制型跑道卷材通过加入通过该方式获得的线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物对乙丙橡胶和再生胶进行共混改性，产品能够获得优异的抗拉强度和耐磨性，比常规共混方式得到的LLDPE和HDPE共混物具有特别的优势。
在此方式中，线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的重量比为1:(0.5～0.8)，例如1：0.5、1：0.6、1：0.7或1：0.8。
线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物典型但非限制性的重量份数例如为20份、22份、24份、26份、28份、30份、32份、34份、36份、38份、40份、42份、44份、46份、48份或50份。
[纳米稀土氧化物]
纳米稀土氧化物指的是粒径达到纳米级的稀土氧化物，纳米稀土氧化物优选选自纳米氧化铈、纳米氧化镧、纳米氧化镨、纳米氧化钕、纳米氧化钇或纳米氧化铕中的一种或两种。
纳米稀土氧化物典型但非限制性的重量份数例如为1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、22份、24份、26份、28份或30份。
[硫化剂]
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。硫化剂优选选自硫磺、过氧化物或酚醛树脂中的一种或几种。
硫化剂典型但非限制性的重量份数例如为5份、6份、7份、8份、9份或10份。
[石蜡油]
石蜡油作为橡胶填充油具有低芳香烃含量和低挥发性，能够提高橡胶的氧化降解性能和防止老化收缩，有利于延长橡胶制品的使用寿命。
石蜡油典型但非限制性的重量份数例如为6份、7份、8份、9份、10份、11份或12份。
[环烷油]
环烷油作为另一种橡胶填充油具有高溶解力、优异的低温性能、与某些树脂和聚合物优良的兼容性以及与橡胶良好增塑和互溶性的优点，本发明的环烷油通过与石蜡油以比例相互配合使用，不仅能够与本发明的乙丙橡胶和再生橡胶互溶，而且与线性低密度聚乙烯具有很好的相容性，配合作为填充油使用具有很好的填充效果。
环烷油典型但非限制性的重量份数例如为10份、12份、13份、14份或15份。
[氧化锌]
氧化锌是天然胶乳的活化剂，也用作补强剂和着色剂，在本发明中具有多种功能，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，加快硫化速度，在胶料中分布均匀，与硫化氢的接触面积大，进行界面反应机遇较大，同时具有助催化作用。优选纳米氧化锌，粒径为10～80nm。
氧化锌典型但非限制性的重量份数例如为1份、2份、3份、4份或5份。
[填料]
本发明的填料采用本领域技术人员熟知的橡胶填料即可，填料优选选自陶土、煅烧陶土、白炭黑、炭黑、碳酸钙、滑石粉、云母、蒙脱土、高岭土、木素、硅灰石、硅藻土、玻璃珠、凹凸棒土、埃洛石或海泡中的一种或几种。
填料典型但非限制性的重量份数例如为50份、60份、70份、80份、90份、100份、110份、120份、130份、140份、150份、160份、170份、180份、190份或200份。
本发明所述的“主要由”，意指其除所述组分外，还可以包括其它组分，这些其它组分赋予橡胶预制型跑道卷材不同的特性。除此之外，本发明所述的“主要由”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。
例如，还优选添加防老剂、颜料、防霉剂、抗菌剂、阻燃剂和紫外线吸收剂等组分。
例如，优选添加0.3～1重量份的防老剂，防老剂优选选自防老剂2246、防老剂D、防老剂RD、防老剂124、防老剂MB、防老剂DNP或防老剂NBC中的一种或几种。
优选添加3～15重量份的颜料，颜料优选选自钦白、氧化铁或铬黄中的一种或几种。
本发明以30～60份的乙丙橡胶作为基础原料主体，掺用40～80份的再生胶，再生胶为重量比为2：(0.5～1)的丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合物，通过乙丙橡胶以及丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的配合使用，不但降低成本，而且回收利用再生废料，安全环保，通过合理配合使用提高产品的综合性能。本发明通过加入线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物对乙丙橡胶和再生胶进行共混改性，既保留了各组分橡胶配合使用带来的优良品质，又增强了产品的抗拉强度和耐磨性。其中，线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物通过先将线性低密度聚乙烯粉碎后再与高密度聚乙烯混合，由于线性低密度聚乙烯密度较低，在粘结剂的作用下能够包裹于高密度聚乙烯表面，形成壳-核结构，环保型橡胶预制型跑道卷材通过加入通过该方式获得的线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物对乙丙橡胶和再生胶进行共混改性，产品能够获得优异的抗拉强度和耐磨性，比常规共混方式得到的LLDPE和HDPE共混物效果更好。同时本发明通过加入1～30份的纳米稀土氧化物能够进一步提高最终产品的强度，由于纳米稀土氧化物的吸附补强作用，橡胶分子链倾向于强烈地吸附在纳米稀土氧化物的表面上，正是由于这种吸附作用，增加了稀土粒子与橡胶的亲合性，提高了橡胶的强度，吸附于纳米稀土氧化物颗粒表面的橡胶分子链有一定的活动能力，在应力作用下，能够在稀土粒子表面产生滑动，使材料中的应力重新分布，避免了应力集中，提高了橡胶的力学性能，纳米稀土氧化物颗粒本身比橡胶耐磨，可降低体积磨损量，降低了磨粒磨损的作用，使添加了纳米稀土氧化物的硫化胶的耐磨性优异。本发明通过以乙丙橡胶、丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合再生胶、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物和纳米稀土氧化物为基础原料，并加入硫化剂、石蜡油、环烷油、氧化锌和填料制得橡胶预制型跑道卷材，通过各原料之间的协同配合，得到的橡胶预制型跑道卷材物理性能优秀，具有优异的拉伸强度和耐磨性，同时无二氧化碳残留，不会二次污染环境，通过回收利用再生胶降低成本，安全环保，是一种原料配方合理、性能优良且环保的预制型跑道卷材，适用于竞赛、训练等运动场地及健身场地铺设，产品质量高。
在一种优选的实施方式中，环保型橡胶预制型跑道卷材主要由以下重量份的原料制得：乙丙橡胶30～50份、再生胶50～80份、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物30～50份、纳米稀土氧化物5～20份、硫化剂5～8份、石蜡油8～12份、环烷油10～12份、氧化锌1～3份和填料80～150份；
其中，再生胶为丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合物，且丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的重量比为2：(0.6～1)。
进一步优选，环保型橡胶预制型跑道卷材主要由以下重量份的原料制得：乙丙橡胶40～50份、再生胶50～60份、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物30～40份、纳米稀土氧化物10～15份、硫化剂6～8份、石蜡油8～10份、环烷油10～12份、氧化锌1～3份和填料100～150份；
其中，再生胶为丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合物，且丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的重量比为2：(0.8～1)。
通过进一步地优化各组分含量配比关系，可以进一步提高橡胶预制型跑道卷材的性能，特别是拉伸强度和耐磨性能。
在一种优选的实施方式中，线性低密度聚乙烯的分子量分布Mw/Mn为1.0～5.0，密度为0.915～0.930g/cm3；
优选地，线性低密度聚乙烯的分子量分布Mw/Mn为1.0～3.5，密度为0.915～0.920g/cm3；
线性低密度聚乙烯的分子量分布Mw/Mn为1.0～2.5，密度为0.915～0.918g/cm3。
分子量分布也称分布系数，Mw/Mn是指重均分子量与数均分子量的比值。
优选的线性低密度聚乙烯为EnableTM 20-10(1.0dg/min熔体指数，0.920g/cm3密度)、Exceed E-1327(0.927g/cm3密度)或Exceed 1018(1.0dg/min熔体指数，0.918g/cm3密度)，由ExxonMobil Chemical Co.获得的。
通过对选用的线性低密度聚乙烯的分子量和密度进行优化选择，能够进一步提升橡胶预制型跑道卷材的断裂拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性能。
在一种优选的实施方式中，填料为纳米级碳酸钙和轻质碳酸钙的混合物；
纳米级碳酸钙和轻质碳酸钙的重量比为1：(2～5)；
优选地，纳米级碳酸钙和轻质碳酸钙的重量比为1：(2～4)；
优选地，纳米级碳酸钙和轻质碳酸钙的重量比为1：(2～3)。
纳米级碳酸钙和轻质碳酸钙的重量比典型但非限制性的例如为1：2、1：3、1：4或1：5。
填料的选择跑道卷材的性能具有影响，通过在轻质碳酸钙中加入占轻质碳酸钙1/5～1/2的纳米碳酸钙，能够增加产品体积、降低产品成本，而且通过纳米碳酸钙的补强性能能够进一步增强橡胶预制型跑道卷材的断裂拉伸强度和耐磨性能。
在一种优选的实施方式中，环保型橡胶预制型跑道卷材的原料中还包括：0.5～1重量份的碳纳米管。
碳纳米管(CNTs)是由1层或多层石墨片按一定螺旋角卷曲而成的、直径为纳米级的无缝管状物质，仅由1层石墨片卷曲而成的称为单壁碳纳米管，由多层不同直径的单壁碳纳米管沿轴线套装而成的称为多壁碳纳米管。碳纳米管具有密度小、拉伸强度大、模量高和导电导热性好的优点。
碳纳米管典型但非限制性的重量份数例如为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份。
通过加入0.5～1重量份的碳纳米管，能够进一步增强橡胶预制型跑道卷材的物理机械性能，同时增强卷材的热稳定性和不透水性。
在一种优选的实施方式中，环保型橡胶预制型跑道卷材的原料中还包括：0.8～1.5重量份的炭黑。
炭黑是一种无定形碳，表面积非常大，能够对橡胶起到补强作用。
炭黑典型但非限制性的重量份数例如为0.8份、0.9份、1.0份、1.2份、1.4份或1.5份。
通过加入0.8～1.5重量份的炭黑，不仅能够进一步增强橡胶预制型跑道卷材的耐磨性，而且能够提升卷材的使用寿命。
优选同时加入碳纳米管和炭黑，能够进一步优化橡胶预制型跑道卷材的物理机械性能和综合性能。
根据本发明的第二个方面，提供了一种环保型橡胶预制型跑道卷材的制备方法，包括以下步骤：
(a)将乙丙橡胶、再生胶、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物和石蜡油按比例进行加热共混和挤出，得到弹性体；
(b)将步骤(a)的弹性体与纳米稀土氧化物、硫化剂、环烷油、氧化锌、填料、任选的碳纳米管和任选的炭黑按比例进行加热共混、挤出和压花，得到片材；
(c)对片材进行硫化、冷却和卷曲，得到环保型橡胶预制型跑道卷材。
环保型橡胶预制型跑道卷材的制备原料中的乙丙橡胶、再生胶、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物、石蜡油、纳米稀土氧化物、硫化剂、环烷油、氧化锌和填料的种类和来源与上述技术方案所述一致，在此不再赘述。
步骤(a)和步骤(b)的加热共混反应可以在本领域技术人员熟知的密炼机中进行，挤出过程可以在本领域技术人员熟知的挤出机中进行。
本发明卷材制备时先将乙丙橡胶、再生胶、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物和石蜡油加热共混和挤出，得到弹性体；再与纳米稀土氧化物、硫化剂、环烷油、氧化锌和填料加热共混、挤出，压型后得到片材，最后将片材硫化后得到橡胶预制型跑道卷材。本发明环保型橡胶预制型跑道卷材通过原料的密炼、压制和硫化制得，工艺简单、环保，适合大批量生产。
在一种优选的实施方式中，步骤(a)中共混温度为120～180℃，共混时间为6～10min；
优选地，步骤(a)中共混温度为140～180℃；
优选地，步骤(a)中共混温度为160～180℃。
步骤(a)共混温度例如为120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃或180℃，共混时间例如为6min、7min、8min、9min或10min。
在120～180℃的共混温度下能够使乙丙橡胶、再生胶和线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物充分复合，得到弹性体。
优选地，步骤(a)中挤出温度为185～200℃。
在一种优选的实施方式中，步骤(b)中共混温度为100～140℃，共混时间为4～8min；
优选地，步骤(b)中共混温度为100～130℃；
优选地，步骤(b)中共混温度为100～120℃。
步骤(b)共混温度例如为100℃、110℃、120℃、130℃或140℃，共混时间例如为4min、5min、6min、7min或8min。
在100～140℃的共混温度下能够使弹性体与其他原料充分混合反应，以获得性能优良的片材。
优选地，步骤(b)中挤出温度为120～150℃。
在一种优选的实施方式中，步骤(c)中硫化采用三阶段进行加热，第一阶段加热温度为200～220℃，例如200℃、210℃或220℃，第一阶段加热持续时间为10～15min，例如10min、11min、12min、13min、14min或15min；第二阶段加热温度为160～180℃，例如160℃、170℃或180℃，第二阶段加热持续时间为10～15min，例如10min、11min、12min、13min、14min或15min；第三阶段加热温度为120～150℃，例如120℃、130℃、140℃或150℃，第三阶段加热持续时间为10～15min，例如10min、11min、12min、13min、14min或15min。
采用三阶段加热硫化，能够使硫化更充分，得到的橡胶预制型跑道卷材成型效果好。
一种典型的环保型橡胶预制型跑道卷材的制备方法，包括以下步骤：
(a)将乙丙橡胶、再生胶、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物和石蜡油按配方比例投入密炼机进行混炼，密炼机温度为120～180℃，时间为6～10min，得到密炼物料，将密炼物料投入挤出机，挤出温度为185～200℃，模头温度为160～180℃，得到弹性体；
(b)将弹性体经过24～48h停放后再次加入密炼机中，加入配方比例的纳米稀土氧化物、硫化剂、环烷油、氧化锌、填料、任选的碳纳米管和任选的炭黑进行密炼，密炼机温度为100～140℃，时间为4～8min，密炼后物料进入挤出机，挤出温度为120～150℃，模头温度为130～160℃，挤出片状并压花，得到片材；
(c)片材进入热空气烘箱进行硫化，烘箱分三段：第一段温度为200～220℃，持续时间为10～15min；第二段温度为160～180℃，持续时间为10～15min；第三段温度为120～150℃，持续时间为10～15min；
(d)硫化后冷却，并对产品边缘进行切边处理，对卷材进行卷曲并包装，得到环保型橡胶预制型跑道卷材。
优选地，环保型橡胶预制型跑道卷材的厚度为8～13mm，适用于跑道、篮球场、网球场和羽毛球场等。
使用本发明的原料制备得到的环保型橡胶预制型跑道卷材的物理机械性能优秀，具有优异的拉伸强度和耐磨性，经试验，环保型橡胶预制型跑道卷材的断裂拉伸强度为2.6～3.0MPa，扯断伸长率为650～680％，阿克隆磨耗为0.315～0.383cm3/(1.61km)。
为了进一步了解本发明，下面结合具体实施例对本发明方法和效果做进一步详细的说明。本发明涉及的各原料均可通过商购获取。
实施例中的线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物通过下述方式得到：将线性低密度聚乙烯碾磨粉碎后，与高密度聚乙烯以重量比为1:0.6的比例混合，并加入聚氨酯胶水进行旋转混合，得到线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物，其中高密度聚乙烯采用的是市售的密度为0.950g/cm3的产品。
实施例1
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，由以下重量份的原料制得：三元乙丙橡胶30份、丁腈再生胶64份、氯化丁基再生胶16份、LLDPE和HDPE共混物(LLDPE为线性低密度聚乙烯7047)50份、纳米氧化铈1份、硫磺10份、石蜡油6份、环烷油15份、氧化锌1份和轻质碳酸钙200份。
其制备方法如下：
(1)将三元乙丙橡胶、丁腈再生胶、氯化丁基再生胶、LLDPE和HDPE共混物和石蜡油按配方比例投入密炼机进行混炼，密炼机温度为120℃，时间为10min，得到密炼物料，将密炼物料投入挤出机，挤出温度为185℃，模头温度为160℃，得到弹性体；
(2)将弹性体经过24h停放后再次加入密炼机中，加入配方比例的纳米氧化铈、硫磺、环烷油、氧化锌和碳酸钙进行密炼，密炼机温度为100℃，时间为8min，密炼后物料进入挤出机，挤出温度为120℃，模头温度为130℃，挤出片状并压花，得到片材；
(3)片材进入热空气烘箱进行硫化，烘箱分三段：第一段温度为220℃，持续时间为10min；第二段温度为180℃，持续时间为10min；第三段温度为150℃，持续时间为10min；
(4)硫化后冷却，并对产品边缘进行切边处理，对卷材进行卷曲并包装，得到13mm厚的环保型橡胶预制型跑道卷材。
实施例2
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，由以下重量份的原料制得：三元乙丙橡胶60份、丁腈再生胶30份、氯化丁基再生胶15份、LLDPE和HDPE共混物(LLDPE为线性低密度聚乙烯9020)20份、纳米氧化镧30份、硫磺5份、石蜡油12份、环烷油10份、氧化锌5份和硅藻土50份。
其制备方法如下：
(1)将三元乙丙橡胶、丁腈再生胶、氯化丁基再生胶、LLDPE和HDPE共混物和石蜡油按配方比例投入密炼机进行混炼，密炼机温度为180℃，时间为6min，得到密炼物料，将密炼物料投入挤出机，挤出温度为200℃，模头温度为180℃，得到弹性体；
(2)将弹性体经过48h停放后再次加入密炼机中，加入配方比例的纳米氧化镧、硫磺、环烷油、氧化锌和硅藻土进行密炼，密炼机温度为140℃，时间为4min，密炼后物料进入挤出机，挤出温度为150℃，模头温度为160℃，挤出片状并压花，得到片材；
(3)片材进入热空气烘箱进行硫化，烘箱分三段：第一段温度为200℃，持续时间为15min；第二段温度为160℃，持续时间为15min；第三段温度为120℃，持续时间为15min；
(4)硫化后冷却，并对产品边缘进行切边处理，对卷材进行卷曲并包装，得到13mm厚的环保型橡胶预制型跑道卷材。
实施例3
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，由以下重量份的原料制得：二元乙丙橡胶40份、丁腈再生胶36份、氯化丁基再生胶14份、LLDPE和HDPE共混物(LLDPE为线性低密度聚乙烯1820)40份、纳米氧化钕12份、硫磺8份、石蜡油9份、环烷油12份、氧化锌4份、蒙脱土100份和防老剂2246 0.5份。
其制备方法如下：
(1)将二元乙丙橡胶、丁腈再生胶、氯化丁基再生胶、LLDPE和HDPE共混物和石蜡油按配方比例投入密炼机进行混炼，密炼机温度为150℃，时间为8min，得到密炼物料，将密炼物料投入挤出机，挤出温度为190℃，模头温度为170℃，得到弹性体；
(2)将弹性体经过24h停放后再次加入密炼机中，加入配方比例的纳米氧化钕、硫磺、环烷油、氧化锌、蒙脱土和防老剂2246进行密炼，密炼机温度为120℃，时间为6min，密炼后物料进入挤出机，挤出温度为130℃，模头温度为140℃，挤出片状并压花，得到片材；
(3)片材进入热空气烘箱进行硫化，烘箱分三段：第一段温度为210℃，持续时间为12min；第二段温度为170℃，持续时间为12min；第三段温度为130℃，持续时间为12min；
(4)硫化后冷却，并对产品边缘进行切边处理，对卷材进行卷曲并包装，得到13mm厚的环保型橡胶预制型跑道卷材。
实施例4
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，由以下重量份的原料制得：三元乙丙橡胶50份、丁腈再生胶45份、氯化丁基再生胶15份、LLDPE和HDPE共混物(LLDPE为线性低密度聚乙烯Exceed E-1327(0.927g/cm3密度))30份、纳米氧化铈10份、酚醛树脂7份、石蜡油8份、环烷油14份、氧化锌2份、高岭土150份、防老剂2246 0.6份和氧化铁5份。
其制备方法如下：
(1)将三元乙丙橡胶、丁腈再生胶、氯化丁基再生胶、LLDPE和HDPE共混物和石蜡油按配方比例投入密炼机进行混炼，密炼机温度为160℃，时间为7min，得到密炼物料，将密炼物料投入挤出机，挤出温度为185℃，模头温度为175℃，得到弹性体；
(2)将弹性体经过24h停放后再次加入密炼机中，加入配方比例的纳米氧化铈、酚醛树脂、环烷油、氧化锌、高岭土、防老剂2246和氧化铁进行密炼，密炼机温度为110℃，时间为7min，密炼后物料进入挤出机，挤出温度为130℃，模头温度为140℃，挤出片状并压花，得到片材；
(3)片材进入热空气烘箱进行硫化，烘箱分三段：第一段温度为200℃，持续时间为14min；第二段温度为165℃，持续时间为14min；第三段温度为135℃，持续时间为12min；
(4)硫化后冷却，并对产品边缘进行切边处理，对卷材进行卷曲并包装，得到13mm厚的环保型橡胶预制型跑道卷材。
实施例5
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，由以下重量份的原料制得：三元乙丙橡胶45份、丁腈再生胶38份、氯化丁基再生胶17份、LLDPE和HDPE共混物(LLDPE为线性低密度聚乙烯EnableTM 20-10(0.920g/cm3密度))35份、纳米氧化铈15份、过氧化二异丙苯6份、石蜡油10份、环烷油13份、纳米氧化锌3份、碳酸钙130份、防老剂124 0.8份和氧化铁15份。
其制备方法如下：
(1)将三元乙丙橡胶、丁腈再生胶、氯化丁基再生胶、LLDPE和HDPE共混物和石蜡油按配方比例投入密炼机进行混炼，密炼机温度为140℃，时间为9min，得到密炼物料，将密炼物料投入挤出机，挤出温度为190℃，模头温度为170℃，得到弹性体；
(2)将弹性体经过24h停放后再次加入密炼机中，加入配方比例的纳米氧化铈、过氧化二异丙苯、环烷油、纳米氧化锌、碳酸钙、防老剂124和氧化铁进行密炼，密炼机温度为130℃，时间为5min，密炼后物料进入挤出机，挤出温度为140℃，模头温度为150℃，挤出片状并压花，得到片材；
(3)片材进入热空气烘箱进行硫化，烘箱分三段：第一段温度为210℃，持续时间为12min；第二段温度为170℃，持续时间为12min；第三段温度为150℃，持续时间为10min；
(4)硫化后冷却，并对产品边缘进行切边处理，对卷材进行卷曲并包装，得到13mm厚的环保型橡胶预制型跑道卷材。
实施例6
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中LLDPE和HDPE共混物中线性低密度聚乙烯采用ExxonMobil Chemical Co.生产的Exceed 1018，密度为0.918g/cm3，其余原料和制备步骤与实施例4相同。
实施例7
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中LLDPE和HDPE共混物中线性低密度聚乙烯采用ExxonMobil Chemical Co.生产的Exceed 1018，密度为0.918g/cm3，其余原料和制备步骤与实施例5相同。
实施例8
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中原料轻质碳酸钙200份替换为纳米级碳酸钙40份和轻质碳酸钙160份，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
实施例9
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，在实施例2原料的基础上加入1重量份的碳纳米管，制备时在步骤(2)中加入碳纳米管，其余原料和制备步骤与实施例2相同。
实施例10
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，在实施例2原料的基础上加入1重量份的炭黑，制备时在步骤(2)中加入炭黑，其余原料和制备步骤与实施例2相同。
实施例11
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，在实施例2原料的基础上加入1重量份的碳纳米管和1重量份的炭黑，制备时在步骤(2)中加入碳纳米管和炭黑，其余原料和制备步骤与实施例2相同。
对比例1
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中不含64份的丁腈再生胶，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例2
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中不含16份的氯化丁基再生胶，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例3
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中丁腈再生胶40份、氯化丁基再生胶40份，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例4
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中丁腈再生胶70份、氯化丁基再生胶10份，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例5
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中不含50份的LLDPE和HDPE共混物，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例6
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中不含1份的纳米氧化铈，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例7
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中不含12份的石蜡油，环烷油22份，制备方法步骤(1)采用12重量份环烷油，步骤(2)采用10重量份环烷油，其余原料和制备步骤与实施例2相同。
对比例8
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中不含10份的环烷油，石蜡油22份，制备方法步骤(1)采用12重量份石蜡油，步骤(2)采用10重量份石蜡油，其余原料和制备步骤与实施例2相同。
对比例9
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中不含4份的氧化锌，其余原料和制备步骤与实施例3相同。
对比例10
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中丁腈再生胶为15份，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例11
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中氯化丁基再生胶为30份，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例12
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中LLDPE和HDPE共混物为10份，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例13
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中LLDPE和HDPE共混物为60份，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例14
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中纳米氧化铈为0.5份，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例15
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中纳米氧化铈为50份，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例16
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中氧化锌为10份，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例17
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中轻质碳酸钙为30份，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例18
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中轻质碳酸钙为250份，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例19
一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其中线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物通过下述方式得到：将线性低密度聚乙烯与高密度聚乙烯以重量比为1:0.6的比例混合，碾磨粉碎，得到线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物，其中高密度聚乙烯采用的是市售的密度为0.950g/cm3的产品，其余原料和制备步骤与实施例1相同。
试验例
对实施例1～11及对比例1～18得到的环保型橡胶预制型跑道卷材进行断裂拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性测试，测试方法如下：
耐磨性测试：采用GB/T 1689-1998对实施例及对比例制得的橡胶预制型跑道卷材进行耐磨性测试；
拉伸强度和扯断伸长率测试：采用GB 6037-85对实施例及对比例制得的橡胶预制型跑道卷材进行拉伸强度测试。
测试结果如表1所示。
表1 实施例和对比例制得的橡胶预制型跑道卷材的性能测试结果
Figure BDA0001545187620000241
Figure BDA0001545187620000251
从表1中可以看出，本发明的橡胶预制型跑道卷材通过使用乙丙橡胶、丁腈再生胶、氯化丁基再生胶、LLDPE和HDPE共混物和纳米稀土氧化物为基础原料，并加入一定量的硫化剂、石蜡油、环烷油、氧化锌和填料制得安全环保、物理机械性能优秀的橡胶预制型跑道卷材，试验结果表明本发明的橡胶预制型跑道卷材具有优异的耐磨性、拉伸强度和扯断伸长率，断裂拉伸强度在2.6～3.0MPa，扯断伸长率在650～680％，阿克隆磨耗在0.315～0.383cm3/(1.61km)。
实施例6与实施例4相比，橡胶预制型跑道卷材的断裂拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性能有进一步的提高，可见LLDPE和HDPE共混物中采用密度为0.918g/cm3的线性低密度聚乙烯为原料制得的橡胶预制型跑道卷材的拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性能较采用LLDPE和HDPE共混物中密度为0.927g/cm3的线性低密度聚乙烯为原料制得的橡胶预制型跑道卷材的拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性能好。实施例7与实施例5相比，橡胶预制型跑道卷材的断裂拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性能有进一步的提高，可见采用LLDPE和HDPE共混物中密度为0.918g/cm3的线性低密度聚乙烯为原料制得的橡胶预制型跑道卷材的拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性能较采用LLDPE和HDPE共混物中密度为0.920g/cm3的线性低密度聚乙烯为原料制得的橡胶预制型跑道卷材的拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性能好。采用LLDPE和HDPE共混物中密度为0.927g/cm3的线性低密度聚乙烯获得的LLDPE和HDPE共混物制得到的卷材性能最佳。
实施例8与实施例1相比，轻质碳酸钙填料中增加了一定比例的纳米级碳酸钙，获得的橡胶预制型跑道卷材的断裂拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性能有进一步的提高，可见，通过增加纳米级碳酸钙，进一步优化了填料的补强性能，从而增强了橡胶预制型跑道卷材的物理机械强度和耐磨性。
实施例9与实施例2相比，加入了1重量份的碳纳米管，橡胶预制型跑道卷材的断裂拉伸强度和扯断伸长率有所提高，这是由于碳纳米管的加入能够进一步提升卷材的拉伸强度和伸长率。实施例10与实施例2相比，加入了1重量份的炭黑，橡胶预制型跑道卷材的断裂拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性均有所提高，可见炭黑的加入，进一步起到补强作用，进一步提升了卷材性能。实施例11与实施例2相比，同时加入了1重量份的碳纳米管和1重量份的炭黑，得到的橡胶预制型跑道卷材的断裂拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性较实施例9和实施例10能更进一步提升，性能更佳。
对比例1与实施例1相比，原料中不含有丁腈再生胶，对比例2与实施例1相比，原料中不含有氯化丁基再生胶，得到的橡胶预制型跑道卷材的断裂拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性有明显下降，可见通过乙丙橡胶与丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的相互配合，才能获得物理机械性能良好的橡胶跑道卷材。
对比例3与实施例1相比，丁腈再生胶与氯化丁基再生胶的比为1：1，对比例4与实施例1相比，丁腈再生胶与氯化丁基再生胶的比为7：1，得到的橡胶预制型跑道卷材的断裂拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性有明显下降，可见丁腈再生胶与氯化丁基再生胶的比例对于橡胶预制型跑道卷材的拉伸强度和耐磨性能具有重要影响，丁腈再生胶比例过大，对卷材的拉伸强度和耐磨性能起到负面影响。
对比例5与实施例1相比，原料中不含有LLDPE和HDPE共混物，对比例6与实施例1相比，原料中不含有纳米稀土氧化物，橡胶预制型跑道卷材的断裂拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性有明显下降，可见LLDPE和HDPE共混物和纳米稀土氧化物的加入对于改善卷材的物理机械性能和耐磨性能有着重要的作用。
对比例7与实施例2相比，原料中不含有石蜡油，对比例8与实施例2相比，原料中不含有环烷油，橡胶预制型跑道卷材的断裂拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性有所下降，可见石蜡油和环烷油配合使用对于提高卷材的物理机械性能和耐磨性能有着重要的作用。
对比例9与实施例3相比，原料中不含有氧化锌，橡胶预制型跑道卷材的断裂拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性有所下降，可见氧化锌的加入可以促使卷材获得高拉伸强度、伸长率和高耐磨性。
对比例10与实施例1相比，丁腈再生胶含量少，丁腈再生胶和氯化丁基再生胶含量少，对比例11与实施例1相比，氯化丁基再生胶含量多，丁腈再生胶和氯化丁基再生胶含量多，橡胶预制型跑道卷材的断裂拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性有所下降，可见两种再生胶含量多少对于最终卷材的性能有重要影响，通过特定的再生胶含量与其他原料配合，才能够获得较好的性能。
对比例12与实施例1相比，LLDPE和HDPE共混物含量过少，对比例13与实施例1相比，LLDPE和HDPE共混物过多，卷材不能获得较好的性能。对比例14与实施例1相比，纳米氧化铈含量过少，对比例15与实施例1相比，纳米氧化铈含量过多，卷材不能获得较好的性能。可见，通过特定含量的LLDPE和HDPE共混物和特定含量的纳米氧化铈与其他原料配合，才能够获得较好的性能。
对比例16与实施例1相比，卷材拉伸和耐磨性能有所下降，可见氧化锌的含量过多，对卷材的性能起到负面作用。对比例17与实施例1相比，轻质碳酸钙填料含量过少，对比例18与实施例1相比，轻质碳酸钙填料含量过多，卷材不能获得较好的性能。可见，通过特定含量的填料，才能获得较佳的拉伸和耐磨性能。
对比例19与实施例1相比，线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物采用常规的碾磨共混法，效果不如采用本发明方式得到的线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物的效果好，且最终得到的卷材耐磨性和拉伸强度明显下降了。这是由于本发明线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物通过将线性低密度聚乙烯粉碎后与高密度聚乙烯混合，由于线性低密度聚乙烯密度较低，在粘结剂的作用下能够包裹于高密度聚乙烯表面，形成壳-核结构，环保型橡胶预制型跑道卷材通过加入通过该方式获得的线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物对乙丙橡胶和再生胶进行共混改性，产品获得了优异的抗拉强度和耐磨性。
综上所述，本发明的环保橡胶跑道卷材通过以乙丙橡胶、丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合再生胶、LLDPE和HDPE共混物和纳米稀土氧化物为基础原料，并加入硫化剂、石蜡油、环烷油、氧化锌和填料制得橡胶预制型跑道卷材，通过各原料之间的协同配合，得到的橡胶预制型跑道卷材物理机械性能优秀，具有优异的拉伸强度和耐磨性，能满足高性能要求。
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，在不背离本发明的精神和范围的情况下可作出许多其它的更改和修改。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变化和修改。

Claims (19)

1.一种环保型橡胶预制型跑道卷材，其特征在于，主要由以下重量份的原料制得：
乙丙橡胶30～60份、再生胶40～80份、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物20～50份、纳米稀土氧化物1～30份、硫化剂5～10份、石蜡油6～12份、环烷油10～15份、氧化锌1～5份和填料50～200份；
其中，再生胶为丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合物，且丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的重量比为2：(0.5～1)；
线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物通过以下方式得到：将线性低密度聚乙烯碾磨粉碎后，与高密度聚乙烯以重量比为1:(0.5～0.8)的比例混合，并加入粘结剂进行旋转混合，得到线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物。
2.按照权利要求1所述的环保型橡胶预制型跑道卷材，其特征在于，主要由以下重量份的原料制得：
乙丙橡胶30～50份、再生胶50～80份、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物30～50份、纳米稀土氧化物5～20份、硫化剂5～8份、石蜡油8～12份、环烷油10～12份、氧化锌1～3份和填料80～150份；
其中，再生胶为丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合物，且丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的重量比为2：(0.6～1)。
3.按照权利要求1所述的环保型橡胶预制型跑道卷材，其特征在于，主要由以下重量份的原料制得：
乙丙橡胶40～50份、再生胶50～60份、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物30～40份、纳米稀土氧化物10～15份、硫化剂6～8份、石蜡油8～10份、环烷油10～12份、氧化锌1～3份和填料100～150份；
其中，再生胶为丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的混合物，且丁腈再生胶和氯化丁基再生胶的重量比为2：(0.8～1)。
4.按照权利要求1-3任一项所述的环保型橡胶预制型跑道卷材，其特征在于，线性低密度聚乙烯的分子量分布Mw/Mn为1.0～5.0，密度为0.915～0.930g/cm3。
5.按照权利要求4所述的环保型橡胶预制型跑道卷材，其特征在于，线性低密度聚乙烯的分子量分布Mw/Mn为1.0～3.5，密度为0.915～0.920g/cm3。
6.按照权利要求4所述的环保型橡胶预制型跑道卷材，其特征在于，线性低密度聚乙烯的分子量分布Mw/Mn为1.0～2.5，密度为0.915～0.918g/cm3。
7.按照权利要求1-3任一项所述的环保型橡胶预制型跑道卷材，其特征在于，填料为纳米级碳酸钙和轻质碳酸钙的混合物；
纳米级碳酸钙和轻质碳酸钙的重量比为1：(2～5)。
8.按照权利要求7所述的环保型橡胶预制型跑道卷材，其特征在于，纳米级碳酸钙和轻质碳酸钙的重量比为1：(2～4)。
9.按照权利要求8所述的环保型橡胶预制型跑道卷材，其特征在于，纳米级碳酸钙和轻质碳酸钙的重量比为1：(2～3)。
10.按照权利要求1-3任一项所述的环保型橡胶预制型跑道卷材，其特征在于，所述环保型橡胶预制型跑道卷材的原料中还包括：0.5～1重量份的碳纳米管。
11.按照权利要求10所述的环保型橡胶预制型跑道卷材，其特征在于，所述环保型橡胶预制型跑道卷材的原料中还包括：0.8～1.5重量份的炭黑。
12.一种权利要求1-11任一项所述的环保型橡胶预制型跑道卷材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)将乙丙橡胶、再生胶、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混物和石蜡油按比例进行加热共混和挤出，得到弹性体；
(b)将步骤(a)的弹性体与纳米稀土氧化物、硫化剂、环烷油、氧化锌、填料、任选的碳纳米管和任选的炭黑按比例进行加热共混、挤出和压花，得到片材；
(c)对片材进行硫化、冷却和卷曲，得到环保型橡胶预制型跑道卷材。
13.按照权利要求12所述的环保型橡胶预制型跑道卷材的制备方法，其特征在于，步骤(a)中共混温度为120～180℃，共混时间为6～10min。
14.按照权利要求13所述的环保型橡胶预制型跑道卷材的制备方法，其特征在于，步骤(a)中共混温度为140～180℃。
15.按照权利要求14所述的环保型橡胶预制型跑道卷材的制备方法，其特征在于，步骤(a)中共混温度为160～180℃。
16.按照权利要求12所述的环保型橡胶预制型跑道卷材的制备方法，其特征在于，步骤(b)中共混温度为100～140℃，共混时间为4～8min。
17.按照权利要求16所述的环保型橡胶预制型跑道卷材的制备方法，其特征在于，步骤(b)中共混温度为100～130℃。
18.按照权利要求17所述的环保型橡胶预制型跑道卷材的制备方法，其特征在于，步骤(b)中共混温度为100～120℃。
19.按照权利要求12所述的环保型橡胶预制型跑道卷材的制备方法，其特征在于，步骤(c)中硫化采用三阶段进行加热，第一阶段加热温度为200～220℃，第一阶段加热持续时间为10～15min；第二阶段加热温度为160～180℃，第二阶段加热持续时间为10～15min；第三阶段加热温度为120～150℃，第三阶段加热持续时间为10～15min。
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