CN111621099A - 一种弹性砖及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及弹性砖技术领域，更具体地，本发明提供了一种弹性砖及其制备方法和应用。本发明第一方面提供一种弹性砖，按重量份计，制备原料至少包括：55～69份橡胶基体、20～27份聚烯烃、2～5份过氧化物、2～3份交联剂、2～3份紫外线吸收剂、0.5～1.1份抗氧剂、0.1～0.3份润滑剂、1～2份阻燃剂、0.4～1份改性蒙脱土。

Description

一种弹性砖及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及弹性砖技术领域，更具体地，本发明提供了一种弹性砖及其制备方法和应用。
背景技术
水乐园是一个大众化且人流量较大的水下嬉戏游乐场所，安全和舒适等是水乐园的必须要求，侵蚀在水下的多人踩踏的装饰材料就显得极为重要，它的好坏直接影响游客的体验感和舒适感，园区的正常运营，以及园区的销售及美誉度，所以水下装饰材料的选择显得尤为重要。
目前所用瓷砖、马赛克装饰面层及弹刚性涂料，虽有很好的装饰效果，但使用时止滑效果不佳，附着力也较差，应用于水乐园打滑现象更为严重，并且耐污染不强，回收利用率低，易污染环境，还容易带来划伤摔伤、起泡脱层以及出现裂纹、脱落等问题，常造成不必要的麻烦或人身事故。本发明的任务是针对上述现有地板砖的不足，研发得到一种弹性砖，可应用于游乐园行业的水下装饰，不仅能够起到止滑和装饰作用，还富有弹性和透气性，不易出现起泡脱层等问题，让水下游乐更舒适、更安全。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种弹性砖，按重量份计，制备原料至少包括：55～69份橡胶基体、20～27份聚烯烃、2～5份过氧化物、2～3份交联剂、2～3份紫外线吸收剂、0.5～1.1份抗氧剂、0.1～0.3份润滑剂、1～2份阻燃剂、0.4～1份改性蒙脱土。
作为本发明的一种优选技术方案，所述制备原料还包括填充剂；所述填充剂和改性蒙脱土的质量比为1：(0.15～0.5)。
作为本发明的一种优选技术方案，按重量份计，所述制备原料还包括2～4.4份颜料色粉。
作为本发明的一种优选技术方案，所述橡胶基体选自三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、顺丁橡胶、苯橡胶、氯丁橡胶中的一种或几种组合。
作为本发明的一种优选技术方案，所述三元乙丙橡胶和丁腈橡胶的质量比为(2～2.6)：1。
作为本发明的一种优选技术方案，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度值为55～65，其中，乙烯质量含量60～70％，第三单体乙叉降冰片烯质量含量4～5％。
作为本发明的一种优选技术方案，所述丁腈橡胶的门尼粘度为40～50，丙烯腈质量含量为30～35％。
作为本发明的一种优选技术方案，所述聚烯烃选自聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯中的一种或几种组合。
本发明的第二方面提供了一种弹性砖的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)称量各组分置于密炼机中，搅拌后得混合料；
(2)将混合料放入螺杆挤出机中造粒；然后注塑成型后即得。
本发明的第三方面提供了一种弹性砖的应用，应用于游乐园行业的水下装饰。
有益效果：本发明以特定的三元乙丙橡胶和丁腈橡胶作为橡胶基体，可与体系中的改性蒙脱土以及特定的聚烯烃相互作用，可协同增效，制备得到具有较好附着力、低温柔性和拉伸强度的弹性砖，可用水泥砂浆粘贴或干铺胶粘一次成型，施工快速，使用方便；在氙弧灯下5000h下无变色、粉化、开裂、脱落情况发生，在人造海水中5000h也无起泡、脱落情况，耐用时间长，并且还具有优异的止滑效果，并且还能百分百回收再利用，对环境无任何污染；本发明制备得到的弹性砖应用于在游乐园行业的水下装饰，可极大降低安全隐患，增加使用舒适感，能够让游客玩得真安全和真开心。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显只指单数形式。
为解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种弹性砖，按重量份计，制备原料至少包括：55～69份橡胶基体、20～27份聚烯烃、2～5份过氧化物、2～3份交联剂、2～3份紫外线吸收剂、0.5～1.1份抗氧剂、0.1～0.3份润滑剂、1～2份阻燃剂、0.4～1份改性蒙脱土。
在一种优选的实施方式中，按重量份计，制备原料至少包括：62份橡胶基体、21.7份聚烯烃、3.5份过氧化物、2.5份交联剂、2.5份紫外线吸收剂、0.8份抗氧剂、0.2份润滑剂、1.5份阻燃剂、0.7份改性蒙脱土。
在一种更优选的实施方式中，所述制备原料还包括填充剂；所述填充剂和改性蒙脱土的质量比为(0.6～0.8)：1；更优选的，所述填充剂和改性蒙脱土的质量比为0.7：1。
在一种更优选的实施方式中，按重量份计，所述制备原料还包括2～4.4份颜料色粉；更优选的，所述制备原料还包括3.2份颜料色粉。
<橡胶基体>
本发明所述橡胶基体选自三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、顺丁橡胶、苯橡胶、氯丁橡胶中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中，所述橡胶基体包括三元乙丙橡胶和丁腈橡胶。
在一种更优选的实施方式中，所述三元乙丙橡胶和丁腈橡胶的质量比为(2～2.6)：1；更优选的，所述三元乙丙橡胶和丁腈橡胶的质量比为2.3：1。
三元乙丙橡胶
本发明所述三元乙丙橡胶乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的一种，以EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)表示，因其主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异，可广泛用于汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆护套、耐热胶管、胶带、汽车密封件等领域。
在一种实施方式中，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度值为55～65，其中，乙烯质量含量60～70％，第三单体乙叉降冰片烯质量含量4～5％。
在一种优选的实施方式中，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度值为61，其中，乙烯质量含量66％，第三单体乙叉降冰片烯质量含量4.6％。
在一种更优选的实施方式中，所述三元乙丙橡胶购买自广州贝斯特新材料科技有的3092(P)M。
所述门尼粘度值是在ML(1+4)125℃下测试得到，本发明对测试方法不作限定，其中M表示门尼，L表示用大转子，1表示预热1分钟，4表示试验4分钟。
丁腈橡胶
本发明所述丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差，绝缘性能低劣，弹性稍低。
在一种实施方式中，所述丁腈橡胶的门尼粘度为40～50，丙烯腈质量含量为30～35％。
在一种优选的实施方式中，所述丁腈橡胶的门尼粘度为45，丙烯腈质量含量为33％。
在一种优选的实施方式中，所述丁腈橡胶购买自上海凯茵化工有限公司的意大利埃尼N3345。
所述门尼粘度值是在ML(1+4)100℃下测试得到，本发明对测试方法不作限定；所述丁腈橡胶的丙烯腈质量含量由ASTM D3533标准测试得到。
<改性蒙脱石>
本发明所述改性蒙脱石的制备原料包括蒙脱石和季铵盐表面活性剂。
在一种优选的实施方式中，所述蒙脱石选自钙基蒙脱石、钠基蒙脱石、镁基蒙脱石中的一种或几种组合；所述季铵盐表面活性剂选自十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、双辛基二甲基氯化铵中的一种或几种组合。
在一种更优选的实施方式中，所述蒙脱石为钠基蒙脱石；所述季铵盐表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵。
在一种更优选的实施方式中，所述蒙脱石和季铵盐表面活性剂的质量比为(2～3)：1；更优选的，所述蒙脱石和季铵盐表面活性剂的质量比为2.5：1。
所述改性蒙脱土的制备过程为：在20mL的去离子水中加入5g钠基蒙脱石，调节pH值为中性，加入溶有2g季铵盐表面活性剂的40mL溶液，加热至80℃反应1～2h，然后自然冷却到室温离心去掉溶剂，再用蒸馏水洗涤6～8次。置于80～100℃烘干箱中烘干，研磨过500目筛，即得。
所述钠基蒙脱石可通过市售购买得到，包括但不限于购买自石家庄托玛琳矿产品有限公司。
三元乙丙橡胶由于其主链完全饱和，其有着优越的耐臭氧和耐候性能、优良的耐热性能、电绝缘性能等，被广泛应用于汽车、电线电缆和防水卷材等行业。但由于EPDM分子链上双键含量较低，缺少极性基团，因而EPDM存在一定缺点：硫化速度较慢，自粘性及互粘性较差，力学性能较低。申请人在实验过程中发现丁腈橡胶的加入可与EPDM相作用可提高其附着力，但由于两种物质的极性和饱和度的不同使得共混作用比较困难，申请人发现当选用门尼粘度值为55～65，乙烯质量含量60～70％，第三单体乙叉降冰片烯质量含量4～5％的三元乙丙橡胶和门尼粘度为40～50，丙烯腈质量含量为30～35％的丁腈橡胶并加入改性处理的蒙脱石，可解决上述问题使得附着力得到较大改善，还提高了其低温柔性和拉伸强度。这可能是因为经过改性处理的蒙脱石疏水性提高，具有的有机端和无机本体片层的两亲结构，有利于提高此时三元乙丙橡胶和丁腈橡胶间界面作用，在加工时两者更易于达到一种共硫化的状态，制备得到的弹性砖的附着力得到提高；另外，经过改性处理的蒙脱石层间距增大，可穿插、渗透与体系中的其他组分，相互作用提高了其低温柔性和拉伸强度。
<聚烯烃>
本发明所述聚烯烃选自聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中，所述聚烯烃为聚丙烯。
聚丙烯
本发明所述聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90～0.91g/cm3，是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0.01％，分子量约8～15万。成型性好，但因收缩率大(为1～2.5％)，厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，很难于达到要求，制品表面光泽好。
在一种实施方式中，所述聚丙烯的熔融指数为4～10g/10min；优选的，所述聚丙烯的熔融指数为6.5g/10min。
在一种更优选的实施方式中，所述聚丙烯购买自台塑聚丙烯(宁波)有限公司的5050。
所述熔融指数是指在一定的温度和载荷下，10min内聚合物溶体通过规定的标准口模的质量，单位为g/10min，通过熔融指数测量仪来测定聚丙烯的熔融指数，由ISO 1133测试得到。
在一种更优选的实施方式中，所述聚丙烯和橡胶基体的质量比为(0.3～0.4)：1；更优选的，所述聚丙烯和橡胶基体的质量比为0.35：1。
申请人在实验过程中发现聚丙烯的加入特别是加入熔融指数为4～10g/10min的聚丙烯，制备得到的弹性砖拉伸强度更为优异，但随着聚丙烯加入量的增多，会使得弹性砖的耐老化性降低，当控制聚丙烯和橡胶基体的质量比为(0.3～0.4)：1时，此时制备得到的弹性砖不仅具有较高的拉伸强度、耐老化性，而且其耐海水性也得到了提高。这可能是因为在体系中熔融指数为4～10g/10min的聚丙烯的加入可与橡胶基体更好融化，结晶型的聚丙烯材料有利于可提高材料结构的稳定性，限制分子链在外力作用下的滑移，使得制备得到的弹性砖拉伸强度和耐海水性明显上升，但加入过多时，聚丙烯易于氧化降解使得抗老化性降低；另外也会使得橡胶颗粒发生团聚，交联网络中链长短分布不均，受力时易发生应力集中，使得拉伸强度下降。
<过氧化物>
本发明所述过氧化物选自过氧化二异丙苯(DCP)、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化苯甲酯)己烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)-3-己炔、过氧化二叔丁基、1,4-双(叔丁基过氧异丙基)苯、1,1-双(叔丁基过氧基)环己烷、1,1-二(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中，所述过氧化物为过氧化二异丙苯。
<交联剂>
本发明所述交联剂选自氰尿酸三烯丙酯、异氰尿酸三烯丙酯、N，N’-苯基双马来酰亚胺、双甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙烯基乙二醇酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯、三丙烯酸三羟甲基丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中，所述交联剂为氰尿酸三烯丙酯。
<紫外线吸收剂>
本发明所述紫外线吸收剂选自2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2,4-二羟基二苯甲酮中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中，所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(CAS：1843-05-6)。
<抗氧剂>
本发明所述抗氧剂选自四[β-(3,5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-特丁基苯基)丁烷、4,4-硫代双(6-特丁基-3-甲基苯酚)、季戊四醇双亚磷酸二(2,4-二特丁基苯基)酯、亚磷酸三(2,4-二特丁基苯基)酯中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(CAS：6683-19-8)。
<润滑剂>
本发明所述润滑剂选自聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸酯、硬脂酸、乙撑双硬脂酰胺、硅酮粉中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中，所述润滑剂为硬脂酸锌。
<阻燃剂>
本发明所述阻燃剂为有机磷阻燃剂。
在一种优选的实施方式中，所述有机磷阻燃剂选自磷酸三苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸三乙酯、乙基磷酸二乙酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯中的一种或几种组合。
在一种更优选的实施方式中，所述有机磷阻燃剂为磷酸三苯酯。
<颜料色粉>
本发明所述颜料色粉包括有机颜料色粉和无机颜料色粉。
在一种实施方式中，所述有机颜料色粉选自偶氮颜料、酞菁颜料、三芳甲烷颜料、多环颜料中的一种或几种组合；所述无机颜料色粉选自氧化铁黄、氧化铁蓝、二氧化锰、氧化铁红中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中，所述颜料色粉的选择和比例的限定可根据实际生产的需要，例如所述有机颜料为进口酞青蓝颜料；所述无机颜料色粉为氧化铁蓝。
所述有机颜料可通过市售购买得到，包括但不限于购买自广州市彩进贸易有限公司的德国巴斯夫颜料；所述无机颜料可通过市售购买得到，包括但不限于购买自上海阜润塑化科技有限公司。
<填充剂>
本发明所述填充剂选自白炭黑、改性纳米碳酸钙、氧化铝、氧化铁、氧化锌、石英粉、白刚玉、硅藻土中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中，所述填充剂为白炭黑。
在一种更优选的实施方式中，所述白炭黑的比表面积为150～450m2/g；更优选的，所述白炭黑的比表面积为170～430m2/g。
在一种更优选的实施方式中，所述白炭黑包括低比表面积白炭黑和高比表面积白炭黑；所述低比表面积白炭黑是指比表面积为170～230m2/g；所述高比表面积白炭黑是指比表面积为370～430m2/g。
在一种更优选的实施方式中，所述低比表面积白炭黑和高比表面积白炭黑的质量比为1：(1.2～1.4)；更优选的，所述低比表面积白炭黑和高比表面积白炭黑的质量比为1：1.3。
在一种更优选的实施方式中，所述低比表面积白炭黑购买自上海外电国际贸易有限公司的WACKER瓦克白炭黑N20；所述高比表面积白炭黑购买自上海外电国际贸易有限公司的WACKER瓦克白炭黑T40。
另外，弹性砖应用于水下乐园时对于其适宜的防滑性要求也比较高，特别是在丁腈橡胶加入过多时，会使得制备得到的弹性砖止滑效果下降，影响其使用效果。申请人发现体系中加入表面积为150～450m2/g的白炭黑并限制白炭黑和改性蒙脱石的质量比为(0.6～0.8)：1，特别是同时选用质量比为1：(1.2～1.4)的低比表面积白炭黑和高比表面积白炭黑时，可制备得到具有适宜干摩擦系数和湿摩擦系数的弹性砖。这可能是因为白炭黑可与体系中的改性蒙脱石相互作用，可较好增加纳米粒子与橡胶基体间的相容性，分散性较好，能够均匀提高弹性砖的摩擦系数；而不同表面积的白炭黑在体系中的迁移不同，可相互促进去提高止滑效果。
本发明的第二方面提供了一种弹性砖的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)称量各组分置于密炼机中，搅拌后得混合料；
(2)将混合料放入螺杆挤出机中造粒；然后注塑成型后即得。
在一种优选的实施方式中，所述弹性砖的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)将橡胶基体、聚烯烃、聚烯烃、交联剂、紫外线吸收剂、抗氧剂、润滑剂、阻燃剂、改性蒙脱土、填充剂、颜料色粉置于密炼机中，在100～150℃下搅拌0.4～1h得混合料；
(2)将混合料放入螺杆挤出机中造粒；其中，螺杆长径比为16～20：1，转速为100～200r/min，料筒前部温度为180～185℃，中部温度为180～185℃，后部温度为170～180℃，射嘴温度为187～220℃；
(3)造粒后将粒料在80～90℃下干燥1～2h后注塑成型，模具温度为10～52℃，脱模即得。
在一种更优选的实施方式中，所述弹性砖的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)将橡胶基体、聚烯烃、聚烯烃、交联剂、紫外线吸收剂、抗氧剂、润滑剂、阻燃剂、改性蒙脱土、填充剂、颜料色粉置于密炼机中，在100～150℃下搅拌0.4～1h得混合料；
(2)将混合料放入螺杆挤出机中造粒；其中，螺杆长径比为16～20：1，转速为100～200r/min，料筒前部温度为182℃，中部温度为182℃，后部温度为177℃，射嘴温度为187～220℃；
(3)造粒后将粒料在80～90℃下干燥1～2h后注塑成型，模具温度为10～52℃，脱模即得。
本发明的第三方面提供一种所述弹性砖的应用，应用于游乐园行业的水下装饰。
实施例
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例1
本发明的实施例1提供了一种弹性砖，按重量份计，制备原料包括：55份橡胶基体、20份聚烯烃、2份过氧化物、2份交联剂、2份紫外线吸收剂、0.5份抗氧剂、0.1份润滑剂、1份阻燃剂、0.4份改性蒙脱土。
所述制备原料还包括填充剂；所述填充剂和改性蒙脱土的质量比为0.6：1。
按重量份计，所述制备原料还包括2份颜料色粉。
所述橡胶基体包括三元乙丙橡胶和丁腈橡胶；所述三元乙丙橡胶和丁腈橡胶的质量比为2：1。
所述三元乙丙橡胶的门尼粘度值为61，其中，乙烯质量含量66％，第三单体乙叉降冰片烯质量含量4.6％。
所述三元乙丙橡胶购买自广州贝斯特新材料科技有的3092(P)M。
所述丁腈橡胶的门尼粘度为45，丙烯腈质量含量为33％。
所述丁腈橡胶购买自上海凯茵化工有限公司的意大利埃尼N3345。
所述聚烯烃为聚丙烯。
所述聚丙烯的熔融指数为6.5g/10min，购买自台塑聚丙烯(宁波)有限公司的5050。
所述过氧化物为过氧化二异丙苯。
所述交联剂为氰尿酸三烯丙酯。
所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
所述抗氧剂为四[β-(3,5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
所述润滑剂为硬脂酸锌。
所述阻燃剂为有机磷阻燃剂；所述有机磷阻燃剂为磷酸三苯酯。
所述改性蒙脱石的制备原料包括蒙脱石和季铵盐表面活性剂；所述蒙脱石为钠基蒙脱石；所述季铵盐表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵；所述蒙脱石和季铵盐表面活性剂的质量比为2.5：1。
所述改性蒙脱土的制备过程为：在20mL的去离子水中加入5g钠基蒙脱石，调节pH值为中性，加入溶有2g季铵盐表面活性剂的40mL溶液，加热至80℃反应2h，然后自然冷却到室温离心去掉溶剂，再用蒸馏水洗涤8次。置于80～100℃烘干箱中烘干，研磨过500目筛，即得。
所述钠基蒙脱石购买自石家庄托玛琳矿产品有限公司。
所述颜料色粉包括有机颜料色粉和无机颜料色粉；所述有机颜料为进口酞青蓝颜料，购买自广州市彩进贸易有限公司的德国巴斯夫颜料；所述无机颜料色粉为氧化铁蓝，购买自上海阜润塑化科技有限公司。
所述填充剂为白炭黑；所述白炭黑包括低比表面积白炭黑和高比表面积白炭黑；所述低比表面积白炭黑是指比表面积为170～230m2/g；所述高比表面积白炭黑是指比表面积为370～430m2/g；所述低比表面积白炭黑和高比表面积白炭黑的质量比为1：1.2。
所述低比表面积白炭黑购买自上海外电国际贸易有限公司的WACKER瓦克白炭黑N20；所述高比表面积白炭黑购买自上海外电国际贸易有限公司的WACKER瓦克白炭黑T40。
所述弹性砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)将橡胶基体、聚烯烃、聚烯烃、交联剂、紫外线吸收剂、抗氧剂、润滑剂、阻燃剂、改性蒙脱土、填充剂、颜料色粉置于密炼机中，在130℃下搅拌0.5h得混合料；
(2)将混合料放入螺杆挤出机中造粒；其中，螺杆长径比为18：1，转速为150r/min，料筒前部温度为182℃，中部温度为182℃，后部温度为177℃，射嘴温度为200℃；
(3)造粒后将粒料在85℃下干燥1h后注塑成型，模具温度为40℃，脱模即得。
实施例2
本发明的实施例2提供了一种弹性砖，按重量份计，制备原料包括：69份橡胶基体、27份聚烯烃、5份过氧化物、3份交联剂、3份紫外线吸收剂、1.1份抗氧剂、0.3份润滑剂、2份阻燃剂、1份改性蒙脱土。
所述制备原料还包括填充剂；所述填充剂和改性蒙脱土的质量比为0.8：1。
按重量份计，所述制备原料还包括4.4份颜料色粉。
所述橡胶基体包括三元乙丙橡胶和丁腈橡胶；所述三元乙丙橡胶和丁腈橡胶的质量比为2.6：1。
所述三元乙丙橡胶的门尼粘度值为61，其中，乙烯质量含量66％，第三单体乙叉降冰片烯质量含量4.6％。
所述三元乙丙橡胶购买自广州贝斯特新材料科技有的3092(P)M。
所述丁腈橡胶的门尼粘度为45，丙烯腈质量含量为33％。
所述丁腈橡胶购买自上海凯茵化工有限公司的意大利埃尼N3345。
所述聚烯烃为聚丙烯。
所述聚丙烯的熔融指数为6.5g/10min，购买自台塑聚丙烯(宁波)有限公司的5050。
所述过氧化物为过氧化二异丙苯。
所述交联剂为氰尿酸三烯丙酯。
所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
所述抗氧剂为四[β-(3,5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
所述润滑剂为硬脂酸锌。
所述阻燃剂为有机磷阻燃剂；所述有机磷阻燃剂为磷酸三苯酯。
所述改性蒙脱石的制备原料包括蒙脱石和季铵盐表面活性剂；所述蒙脱石为钠基蒙脱石；所述季铵盐表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵；所述蒙脱石和季铵盐表面活性剂的质量比为2.5：1。
所述改性蒙脱土的制备过程为：在20mL的去离子水中加入5g钠基蒙脱石，调节pH值为中性，加入溶有2g季铵盐表面活性剂的40mL溶液，加热至80℃反应2h，然后自然冷却到室温离心去掉溶剂，再用蒸馏水洗涤8次。置于80～100℃烘干箱中烘干，研磨过500目筛，即得。
所述钠基蒙脱石购买自石家庄托玛琳矿产品有限公司。
所述颜料色粉包括有机颜料色粉和无机颜料色粉；所述有机颜料为进口酞青蓝颜料，购买自广州市彩进贸易有限公司的德国巴斯夫颜料；所述无机颜料色粉为氧化铁蓝，购买自上海阜润塑化科技有限公司。
所述填充剂为白炭黑；所述白炭黑包括低比表面积白炭黑和高比表面积白炭黑；所述低比表面积白炭黑是指比表面积为170～230m2/g；所述高比表面积白炭黑是指比表面积为370～430m2/g；所述低比表面积白炭黑和高比表面积白炭黑的质量比为1：1.4。
所述低比表面积白炭黑购买自上海外电国际贸易有限公司的WACKER瓦克白炭黑N20；所述高比表面积白炭黑购买自上海外电国际贸易有限公司的WACKER瓦克白炭黑T40。
所述弹性砖的制备步骤同实施例1。
实施例3
本发明的实施例3提供了一种弹性砖，按重量份计，制备原料包括：62份橡胶基体、21.7份聚烯烃、3.5份过氧化物、2.5份交联剂、2.5份紫外线吸收剂、0.8份抗氧剂、0.2份润滑剂、1.5份阻燃剂、0.7份改性蒙脱土。
所述制备原料还包括填充剂；所述填充剂和改性蒙脱土的质量比为0.7：1。
按重量份计，所述制备原料还包括3.2份颜料色粉。
所述橡胶基体包括三元乙丙橡胶和丁腈橡胶；所述三元乙丙橡胶和丁腈橡胶的质量比为2.3：1。
所述三元乙丙橡胶的门尼粘度值为61，其中，乙烯质量含量66％，第三单体乙叉降冰片烯质量含量4.6％。
所述三元乙丙橡胶购买自广州贝斯特新材料科技有的3092(P)M。
所述丁腈橡胶的门尼粘度为45，丙烯腈质量含量为33％。
所述丁腈橡胶购买自上海凯茵化工有限公司的意大利埃尼N3345。
所述聚烯烃为聚丙烯。
所述聚丙烯的熔融指数为6.5g/10min，购买自台塑聚丙烯(宁波)有限公司的5050。
所述过氧化物为过氧化二异丙苯。
所述交联剂为氰尿酸三烯丙酯。
所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
所述抗氧剂为四[β-(3,5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
所述润滑剂为硬脂酸锌。
所述阻燃剂为有机磷阻燃剂；所述有机磷阻燃剂为磷酸三苯酯。
所述改性蒙脱石的制备原料包括蒙脱石和季铵盐表面活性剂；所述蒙脱石为钠基蒙脱石；所述季铵盐表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵；所述蒙脱石和季铵盐表面活性剂的质量比为2.5：1。
所述改性蒙脱土的制备过程为：在20mL的去离子水中加入5g钠基蒙脱石，调节pH值为中性，加入溶有2g季铵盐表面活性剂的40mL溶液，加热至80℃反应2h，然后自然冷却到室温离心去掉溶剂，再用蒸馏水洗涤8次。置于80～100℃烘干箱中烘干，研磨过500目筛，即得。
所述钠基蒙脱石购买自石家庄托玛琳矿产品有限公司。
所述颜料色粉包括有机颜料色粉和无机颜料色粉；所述有机颜料为进口酞青蓝颜料，购买自广州市彩进贸易有限公司的德国巴斯夫颜料；所述无机颜料色粉为氧化铁蓝，购买自上海阜润塑化科技有限公司。
所述填充剂为白炭黑；所述白炭黑包括低比表面积白炭黑和高比表面积白炭黑；所述低比表面积白炭黑是指比表面积为170～230m2/g；所述高比表面积白炭黑是指比表面积为370～430m2/g；所述低比表面积白炭黑和高比表面积白炭黑的质量比为1：1.3。
所述低比表面积白炭黑购买自上海外电国际贸易有限公司的WACKER瓦克白炭黑N20；所述高比表面积白炭黑购买自上海外电国际贸易有限公司的WACKER瓦克白炭黑T40。
所述弹性砖的制备步骤同实施例1。
对比例1
本发明的对比例1提供一种弹性砖，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度值为80，其中，乙烯质量含量56％，第三单体乙叉降冰片烯质量含量5％，购买自广州贝斯特新材料科技有的3110M。
对比例2
本发明的对比例2提供一种弹性砖，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度值为51，其中，乙烯质量含量64％，第三单体乙叉降冰片烯质量含量5.4％，购买自广州贝斯特新材料科技有的3072E(P)M。
对比例3
本发明的对比例3提供一种弹性砖，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述丁腈橡胶的门尼粘度为45，丙烯腈质量含量为39％，购买自上海凯茵化工有限公司的意大利埃尼N3945。
对比例4
本发明的对比例4提供一种弹性砖，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述丁腈橡胶的门尼粘度为45，丙烯腈质量含量为28％，购买自上海凯茵化工有限公司的意大利埃尼N2845。
对比例5
本发明的对比例5提供一种弹性砖，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述改性蒙脱石替换为未经过改性处理的钠基蒙脱石。
对比例6
本发明的对比例6提供一种弹性砖，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述聚丙烯的熔融指数为2g/10min，购买自台塑聚丙烯(宁波)有限公司的3015。
对比例7
本发明的对比例7提供一种弹性砖，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述聚丙烯的熔融指数为15g/10min，购买自台塑聚丙烯(宁波)有限公司的1124。
对比例8
本发明的对比例8提供一种弹性砖，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述橡胶基体和聚烯烃总的重量份不变，聚丙烯和橡胶基体的质量比为1：1。
对比例9
本发明的对比例9提供一种弹性砖，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述填充剂和改性蒙脱土的质量比为1.5：1。
对比例10
本发明的对比例10提供一种弹性砖，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，无低比表面积白炭黑。
对比例11
本发明的对比例11提供一种弹性砖，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，无高比表面积白炭黑。
性能测试
1.附着力测试
将实施例1～3和对比例1～5制备得到的弹性砖参照GB/T 5210-2006标准进行对混凝土破坏的测试，记录测试结果，单位：MPa。
2.拉伸强度测试
将实施例1～3和对比例1～8制备得到的弹性砖参照GB/T 16777-2008标准进行测试，记录测试结果，单位：MPa。
3.低温柔性测试
将实施例1～3和对比例1～5制备得到的弹性砖参照GB/T 16777-2008标准在-40℃下进行测试，观察记录样品是否出现裂纹，其中，无裂纹出现记为合格；若有裂纹出现，按同一标准逐步升高温度，观察记录样品无裂纹出现的温度。
4.耐海水测试
将实施例1～3和对比例6～8制备得到的弹性砖参照GB/T 9274-1988标准在27℃下置于人造海水中5000h进行测试，观察记录样品是否出现起泡、脱落情况，其出现起泡、脱落程度通过以下级别判定：1-无起泡、无脱落；2-有小范围轻微起泡、脱落出现；3-较大范围起泡、脱落现象。
5.耐老化测试
将实施例1～3和对比例6～8制备得到的弹性砖参照GB/T 1865-2009标准在氙弧灯下5000h进行测试，观察记录样品是否出现变色、粉化、开裂、脱落情况，其出现变色、粉化、开裂、脱落程度通过以下级别判定：1-无变色、无粉化、无开裂、无脱落；2-有小范围轻微变色、粉化、开裂、脱落出现；3-较大范围变色、粉化、开裂、脱落现象。
6.防滑测试
将实施例1～3和对比例9～11制备得到的弹性砖参照GB/T 22374-2008标准进行干摩擦系数和湿摩擦系数的测试，记录测试结果。
7.耐污染测试
将实施例1～3制备得到的弹性砖参照GB/T3810.14-2016标准进行测试，记录测试结果。
表1
Figure BDA0002567968020000171
表2
Figure BDA0002567968020000172
Figure BDA0002567968020000181
表3
Figure BDA0002567968020000182
表4
Figure BDA0002567968020000183
从上表数据可知，本发明通过组分的选择和含量控制可制备得到具有较好附着力、低温柔性和拉伸强度的弹性砖，在氙弧灯下5000h下无变色、粉化、开裂、脱落情况发生，在人造海水中5000h也无起泡、脱落情况，耐用时间长，并且还具有优异的止滑效果，使用无污染、可回收利用。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种弹性砖，其特征在于，按重量份计，制备原料至少包括：55～69份橡胶基体、20～27份聚烯烃、2～5份过氧化物、2～3份交联剂、2～3份紫外线吸收剂、0.5～1.1份抗氧剂、0.1～0.3份润滑剂、1～2份阻燃剂、0.4～1份改性蒙脱土。
2.根据权利要求1所述一种弹性砖，其特征在于，所述制备原料还包括填充剂；所述填充剂和改性蒙脱土的质量比为1：(0.15～0.5)。
3.根据权利要求1所述一种弹性砖，其特征在于，按重量份计，所述制备原料还包括2～4.4份颜料色粉。
4.根据权利要求3所述一种弹性砖，其特征在于，所述橡胶基体选自三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、顺丁橡胶、苯橡胶、氯丁橡胶中的一种或几种组合。
5.根据权利要求4所述一种弹性砖，其特征在于，所述三元乙丙橡胶和丁腈橡胶的质量比为(2～2.6)：1。
6.根据权利要求4或5所述一种弹性砖，其特征在于，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度值为55～65，其中，乙烯质量含量60～70％，第三单体乙叉降冰片烯质量含量4～5％。
7.根据权利要求6所述一种弹性砖，其特征在于，所述丁腈橡胶的门尼粘度为40～50，丙烯腈质量含量为30～35％。
8.根据权利要求3所述一种弹性砖，其特征在于，所述聚烯烃选自聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯中的一种或几种组合。
9.根据权利要求3～8任一项所述一种弹性砖的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
(1)称量各组分置于密炼机中，搅拌后得混合料；
(2)将混合料放入螺杆挤出机中造粒；然后注塑成型后即得。
10.根据权利要求3～8任一项所述一种弹性砖的应用，其特征在于，应用于游乐园行业的水下装饰。
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