CN113831579A - 一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，包括：步骤1，按照配方量将橡胶颗粒、天然橡胶、聚乙烯、改性聚醚由聚醚多元醇混炼均匀；然后依次加入增塑剂、填充剂、发泡剂、碳酸钠、无机填料、活性剂以及增色料混炼均匀后，薄通至少五次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为20～30小时；步骤2，将步骤1制得的混炼胶投至开炼机中，进行精炼，5～10min后将混炼胶压片；步骤3，冷却；步骤4，经粉碎机破碎，得到不规则颗粒。本发明制备跑道颗粒的工艺流程简单，操作方便，且制作的颗粒具有高弹性，抗拉伸性能好，耐磨性、耐候性和耐老化性能好。
Description
技术领域
本发明属于塑胶跑道技术领域，特别是涉及一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法。
背景技术
塑胶跑道一般需具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适当、物理性能稳定的特性。但是，运动者在塑胶跑道上运动的时候，也会对塑胶跑道施加一定的冲击力，如果塑胶跑道弹性不够，就会对运动者造成较大的反冲击了，容易运动者受伤；如果要通过加厚塑胶跑道的厚度来提高塑胶跑道的弹性，又容易造成塑胶跑道局部凹陷，影响塑胶跑道的使用寿命。儿童在塑胶跑道上玩耍的过程中，往往会出现摔倒的状况，而现有的塑胶跑道弹性较差，存在一定的安全隐患。因此需要研发一种环保、耐用的塑胶跑道颗粒来保证塑胶跑道的弹性。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，本发明制备跑道颗粒的工艺流程简单，操作方便，且制作的颗粒具有高弹性，抗拉伸性能好，耐磨性、耐候性和耐老化性能好，本发明制作的颗粒未经过硫化，所以，无毒无味儿环保，在使用过程中能很好地满足实际使用需求，为使用者带来很大的便利。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，所述高弹环保塑胶跑道颗粒由如下重量份的各原料制成：橡胶颗粒50～60份、天然橡胶50～60份、聚乙烯10～20份、改性聚醚由聚醚多元醇2～8份、增塑剂1～5份、填充剂1～10份、发泡剂4～8份、碳酸钠1～3份、无机填料1～2份、活性剂1～2份以及增色料1～2份；
高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法包括：
步骤1，按照配方量将橡胶颗粒、天然橡胶、聚乙烯、改性聚醚由聚醚多元醇混炼均匀；然后依次加入增塑剂、填充剂、发泡剂、碳酸钠、无机填料、活性剂以及增色料混炼均匀后，薄通至少五次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为20～30小时；
步骤2，将步骤1制得的混炼胶投至开炼机中，进行精炼，5～10min后将混炼胶压片；
步骤3，冷却；
步骤4，经粉碎机破碎，得到不规则颗粒。
进一步地说，所述增塑剂至少包括硬脂酸、硬脂酸锌以及环烷油中的一种。
进一步地说，所述填充剂为氧化石墨烯，所述氧化石墨烯以重量份数计包括以下组分：氧化石墨烯10～20份和碳酸钙1～2份；所述氧化石墨烯的制备方法为首先将氧化石墨烯加入到环烷油中进行研磨，在120℃下反应2小时；然后再将碳酸钙与无水乙醇混合搅拌均匀后加入到环烷油中，于160℃下反应5小时，最后经过洗涤、干燥、粉碎制得氧化石墨烯。
进一步地说，所述改性聚醚由聚醚多元醇与重量为所述聚醚多元醇1/3～1/2的酸度值为15～20的酸性树脂，在100～120℃下反应1～3h制得。
进一步地说，所述发泡剂包括AC发泡剂、OBSH发泡剂中的一种。
进一步地说，所述碳酸钠为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种或多种。
进一步地说，所述无机填料采用陶土、滑石粉、云母粉、石棉粉、重质碳酸钙中的一种。
进一步地说，所述活性剂为纳米氧化锌。
进一步地说，所述增色料为酞青绿或酞青兰或永固黄或氧化铁红。
进一步地说，所述粉碎机包括：输入装置、动力装置、破碎装置和输出装置；所述动力装置包括：第一动力单元、第二动力单元和第三动力单元，所述输入装置与所述破碎装置连接，所述破碎装置还与所述输出装置连接，所述动力装置分别为所述输入装置、破碎装置和输出装置提供运行动力，而且所述第一动力单元连接所述输入装置，所述第二动力单元连接所述破碎装置，所述第三动力单元连接所述输出装置，当经粉碎机破碎时，所述第一动力单元为所述输入装置提供运行动力，使得冷却后的混炼胶压片输入所述破碎装置，然后由所述第二动力单元为所述破碎装置提供运行动力，使得所述破碎装置针对冷却后的混炼胶压片按照设置标准进行破碎处理，获得破碎的颗粒，接着再由所述输出装置在所述第三动力单元的作用下将所述破碎的颗粒移出所述粉碎机；
所述破碎装置包括：造型设计单元、识别控制单元和破碎处理单元；所述造型设计单元用于获取破碎处理后目标颗粒的形状和大小设置信息，所述识别控制单元用于识别所述目标颗粒的形状和大小设置信息，并根据识别结果生成破碎处理单元控制指令，所述破碎处理单元用于根据所述破碎处理单元控制指令进行破碎处理得到目标颗粒。
本发明的有益效果：
1.增塑剂分子插进到聚合物分子链之间，削弱了聚合物分子链之间的应力，增加聚合物分子链的移动性，降低聚合物分子链的结晶度，从而使聚合物的塑性增加。增塑剂通过降低分子间作用力，使得加入的其它组分更好的与生胶浸润并分散均匀，从而能够改善混炼工艺，并且能够提高塑胶的机械性能；
2.氧化石墨烯中经过碳酸钙改性，使得碳酸钙与氧化石墨烯表面的羟基发生反应，消除或减少表面的硅醇基，使得氧化石墨烯具有疏水性，可以提高氧化石墨烯的分散性。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1：一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，所述高弹环保塑胶跑道颗粒由如下重量份的各原料制成：橡胶颗粒53份、天然橡胶58份、聚乙烯10份、改性聚醚由聚醚多元醇6份、增塑剂1份、填充剂3份、发泡剂7份、碳酸钠1份、无机填料2份、活性剂1份以及增色料2份；
高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法包括：
步骤1，按照配方量将橡胶颗粒、天然橡胶、聚乙烯、改性聚醚由聚醚多元醇混炼均匀；然后依次加入增塑剂、填充剂、发泡剂、碳酸钠、无机填料、活性剂以及增色料混炼均匀后，薄通至少五次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为25小时；
步骤2，将步骤1制得的混炼胶投至开炼机中，进行精炼，5min后将混炼胶压片；
步骤3，冷却；
步骤4，经粉碎机破碎，得到不规则颗粒。
实施例2：一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，所述高弹环保塑胶跑道颗粒由如下重量份的各原料制成：橡胶颗粒55份、天然橡胶52份、聚乙烯12份、改性聚醚由聚醚多元醇4份、增塑剂2份、填充剂1份、发泡剂8份、碳酸钠3份、无机填料1份、活性剂2份以及增色料1份；
高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法包括：
步骤1，按照配方量将橡胶颗粒、天然橡胶、聚乙烯、改性聚醚由聚醚多元醇混炼均匀；然后依次加入增塑剂、填充剂、发泡剂、碳酸钠、无机填料、活性剂以及增色料混炼均匀后，薄通至少五次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为20小时；
步骤2，将步骤1制得的混炼胶投至开炼机中，进行精炼，6min后将混炼胶压片；
步骤3，冷却；
步骤4，经粉碎机破碎，得到不规则颗粒。
实施例3：一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，所述高弹环保塑胶跑道颗粒由如下重量份的各原料制成：橡胶颗粒50份、天然橡胶60份、聚乙烯14份、改性聚醚由聚醚多元醇2份、增塑剂3份、填充剂5份、发泡剂4份、碳酸钠2份、无机填料1份、活性剂1份以及增色料1份；
高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法包括：
步骤1，按照配方量将橡胶颗粒、天然橡胶、聚乙烯、改性聚醚由聚醚多元醇混炼均匀；然后依次加入增塑剂、填充剂、发泡剂、碳酸钠、无机填料、活性剂以及增色料混炼均匀后，薄通至少五次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为27小时；
步骤2，将步骤1制得的混炼胶投至开炼机中，进行精炼，7min后将混炼胶压片；
步骤3，冷却；
步骤4，经粉碎机破碎，得到不规则颗粒。
实施例4：一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，所述高弹环保塑胶跑道颗粒由如下重量份的各原料制成：橡胶颗粒58份、天然橡胶54份、聚乙烯16份、改性聚醚由聚醚多元醇8份、增塑剂4份、填充剂7份、发泡剂5份、碳酸钠3份、无机填料2份、活性剂1份以及增色料2份；
高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法包括：
步骤1，按照配方量将橡胶颗粒、天然橡胶、聚乙烯、改性聚醚由聚醚多元醇混炼均匀；然后依次加入增塑剂、填充剂、发泡剂、碳酸钠、无机填料、活性剂以及增色料混炼均匀后，薄通至少五次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为22小时；
步骤2，将步骤1制得的混炼胶投至开炼机中，进行精炼，8min后将混炼胶压片；
步骤3，冷却；
步骤4，经粉碎机破碎，得到不规则颗粒。
实施例5：一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，所述高弹环保塑胶跑道颗粒由如下重量份的各原料制成：橡胶颗粒60份、天然橡胶57份、聚乙烯18份、改性聚醚由聚醚多元醇7份、增塑剂5份、填充剂9份、发泡剂6份、碳酸钠1份、无机填料1份、活性剂2份以及增色料2份；
高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法包括：
步骤1，按照配方量将橡胶颗粒、天然橡胶、聚乙烯、改性聚醚由聚醚多元醇混炼均匀；然后依次加入增塑剂、填充剂、发泡剂、碳酸钠、无机填料、活性剂以及增色料混炼均匀后，薄通至少五次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为30小时；
步骤2，将步骤1制得的混炼胶投至开炼机中，进行精炼，9min后将混炼胶压片；
步骤3，冷却；
步骤4，经粉碎机破碎，得到不规则颗粒。
实施例6：一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，所述高弹环保塑胶跑道颗粒由如下重量份的各原料制成：橡胶颗粒54份、天然橡胶51份、聚乙烯20份、改性聚醚由聚醚多元醇5份、增塑剂2份、填充剂10份、发泡剂8份、碳酸钠2份、无机填料1份、活性剂2份以及增色料2份；
高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法包括：
步骤1，按照配方量将橡胶颗粒、天然橡胶、聚乙烯、改性聚醚由聚醚多元醇混炼均匀；然后依次加入增塑剂、填充剂、发泡剂、碳酸钠、无机填料、活性剂以及增色料混炼均匀后，薄通至少五次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为28小时；
步骤2，将步骤1制得的混炼胶投至开炼机中，进行精炼，10min后将混炼胶压片；
步骤3，冷却；
步骤4，经粉碎机破碎，得到不规则颗粒。
实施例1～实施例6制备的塑胶颗粒进行如下性能测试：
拉伸性能测试：按照GB/T528-2009进行测试；
密度测试：按照GB/T6343-2009进行测试；
硬度测试：按照GB/T23651-2009进行测试。
实施例1～实施例6制备的塑胶颗粒的性能检测结果如下：
基于实施例1～实施例6，在步骤4中，经粉碎机破碎，得到不规则颗粒时，粉碎机包括：输入装置、动力装置、破碎装置和输出装置；动力装置包括：第一动力单元、第二动力单元和第三动力单元，输入装置与破碎装置连接，破碎装置还与输出装置连接，动力装置分别为输入装置、破碎装置和输出装置提供运行动力，而且第一动力单元连接输入装置，第二动力单元连接破碎装置，第三动力单元连接输出装置，当经粉碎机破碎时，第一动力单元为输入装置提供运行动力，使得冷却后的混炼胶压片输入破碎装置，然后由第二动力单元为破碎装置提供运行动力，使得破碎装置针对冷却后的混炼胶压片按照设置标准进行破碎处理，获得破碎的颗粒，接着再由输出装置在第三动力单元的作用下将破碎的颗粒移出粉碎机；其中，破碎装置包括：造型设计单元、识别控制单元和破碎处理单元；造型设计单元用于获取破碎处理后目标颗粒的形状和大小设置信息，目标颗粒的形状是不规则形状，识别控制单元用于识别目标颗粒的形状和大小设置信息，并根据识别结果生成破碎处理单元控制指令，破碎处理单元用于根据破碎处理单元控制指令进行破碎处理得到目标颗粒。通过第一动力单元、第二动力单元和第三动力单元分别为输入装置、破碎装置和输出装置提供运行动力能够更好的协作，避免同时运行时提供的运行不足，影响粉碎机的使用，同时还能够提高粉碎机的使用寿命，而且，破碎处理单元能够针对破碎处理的造型进行自行设置，不仅方便使用，还能够提高用户的满意度，通过冷却后的混炼胶压片输入破碎装置能够使得破碎装置在进行破碎时使得混炼胶压片能够有固定形态，方便破碎，降低破碎的困难度，此外，破碎颗粒是不规则形状能够使得由破碎颗粒得到的高弹环保塑胶跑道具有一定的粗糙程度，避免高弹环保塑胶跑道太滑导致摔伤。
此外，在破碎机使用过程中还针对动力装置进行监测，实时获取动力装置运行的声音信息，然后在动力装置提供运行动力过程中实时获取运行声音信息，并通过如下公式进行异常判断：
上述公式中，pi表示第i时刻实时获取运行声音信息的判断值，ri为第i时刻实时获取运行声音信息，max{R}为动力装置正常提供运行动力的声音周期信息中最大上限，min{R}为动力装置正常提供运行动力的声音周期信息中最小下限；在这里声音信息可以是声音大小也可以是其它声音的属性信息；
其中，W表示判断结果，y为预设阈值，在这里取0.5，
当判断结果W＝a时，表示无异常，当判断结果W＝b时，表示存在异常，需要及时进行检修。
从而在出现异常状况时能够及时发现，避免粉碎机进行无效破碎处理，进而提高破碎处理的有效性，并且在计算判断值时，根据动力装置正常提供运行动力的声音周期信息对实时获取运行声音信息进行判断计算，从而使得得到判断值能够体现实时获取运行声音信息与动力装置正常提供运行动力的声音周期信息之间的关系，进而能够客观反映对第i时刻实时获取运行声音信息的判断，此外，通过
能够直观得到判断结果。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，其特征在于：包括：
步骤1，按照配方量将橡胶颗粒、天然橡胶、聚乙烯、改性聚醚由聚醚多元醇混炼均匀；然后依次加入增塑剂、填充剂、发泡剂、碳酸钠、无机填料、活性剂以及增色料混炼均匀后，薄通至少五次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为20～30小时；
步骤2，将步骤1制得的混炼胶投至开炼机中，进行精炼，5～10min后将混炼胶压片；
步骤3，冷却；
步骤4，经粉碎机破碎，得到不规则颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，其特征在于：所述增塑剂至少包括硬脂酸、硬脂酸锌以及环烷油中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，其特征在于：所述填充剂为氧化石墨烯，所述氧化石墨烯以重量份数计包括以下组分：氧化石墨烯10～20份和碳酸钙1～2份；所述氧化石墨烯的制备方法为首先将氧化石墨烯加入到环烷油中进行研磨，在120℃下反应2小时；然后再将碳酸钙与无水乙醇混合搅拌均匀后加入到环烷油中，于160℃下反应5小时，最后经过洗涤、干燥、粉碎制得氧化石墨烯。
4.根据权利要求3所述的一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，其特征在于：所述改性聚醚由聚醚多元醇与重量为所述聚醚多元醇1/3～1/2的酸度值为15～20的酸性树脂，在100～120℃下反应1～3h制得。
5.根据权利要求1所述的一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，其特征在于：所述发泡剂包括AC发泡剂、OBSH发泡剂中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，其特征在于：所述碳酸钠为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，其特征在于：所述无机填料采用陶土、滑石粉、云母粉、石棉粉、重质碳酸钙中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，其特征在于：所述活性剂为纳米氧化锌。
9.根据权利要求1所述的一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，其特征在于：所述增色料为酞青绿或酞青兰或永固黄或氧化铁红。
10.根据权利要求1所述的一种高弹环保塑胶跑道颗粒的制备方法，其特征在于：所述粉碎机包括：输入装置、动力装置、破碎装置和输出装置；所述动力装置包括：第一动力单元、第二动力单元和第三动力单元，所述输入装置与所述破碎装置连接，所述破碎装置还与所述输出装置连接，所述动力装置分别为所述输入装置、破碎装置和输出装置提供运行动力，而且所述第一动力单元连接所述输入装置，所述第二动力单元连接所述破碎装置，所述第三动力单元连接所述输出装置，当经粉碎机破碎时，所述第一动力单元为所述输入装置提供运行动力，使得冷却后的混炼胶压片输入所述破碎装置，然后由所述第二动力单元为所述破碎装置提供运行动力，使得所述破碎装置针对冷却后的混炼胶压片按照设置标准进行破碎处理，获得破碎的颗粒，接着再由所述输出装置在所述第三动力单元的作用下将所述破碎的颗粒移出所述粉碎机；
所述破碎装置包括：造型设计单元、识别控制单元和破碎处理单元；所述造型设计单元用于获取破碎处理后目标颗粒的形状和大小设置信息，所述识别控制单元用于识别所述目标颗粒的形状和大小设置信息，并根据识别结果生成破碎处理单元控制指令，所述破碎处理单元用于根据所述破碎处理单元控制指令进行破碎处理得到目标颗粒。
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