CN112852028B - 一种运动地板用热塑性弹性体组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种运动地板用热塑性弹性体组合物及其制备方法，该运动地板用热塑性弹性体组合物的组成成分包括如下重量份数原料：顺丁橡胶粉90‑110份、天然橡胶粉60‑80份、聚氯乙烯树脂40‑60份、环氧树脂40‑50份、聚苯乙烯60‑70份、滑石粉20‑30份、白炭黑20‑30份、苯二醇40‑60份、苯40‑60份、硫化活性剂20‑30份、硫化促进剂15‑25份、橡胶助剂15‑25份、硅烷偶联剂10‑20份、稳定剂10‑20份、增塑剂10‑20份、交联剂15‑25份、硫化剂15‑25份。本发明中，所得运动地板用热塑性弹性体组合物具有良好的弹性、抗裂性、减震性、弹性、控油性、抗收缩性等性能，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及运动场地地板技术领域，具体涉及一种运动地板用热塑性弹性体组合物及其制备方法。
背景技术
运动地板是采用聚氯乙烯材料专门为运动场地开发的一种地板，具体来说就是以聚氯乙烯及其共聚树脂为主要原料，加入填料、增塑剂、稳定剂、着色剂等辅料，在片状连续基材上，经涂敷工艺或经压延、挤出或挤压工艺生产而成的一种地板。
在公开号CN107974024B的中国发明专利中公开了一种热塑性弹性体组合物及其制备方法和应用，所述组合物包括以下重量份的原料组分：SEPS和/或SEEPS，75-120份；乙烯-辛烯嵌段共聚烯烃，65-102份；石蜡油，80-150份；马来酸酐接枝丁二烯，66-120份；马来酸酐接枝聚丙烯，66-135份；橡胶粉末，120-175份；硅酮粉，45-66份；碳酸钙，25-58份；PP颗粒30-50份；占所述热塑性弹性体组合物总重量3％-8％的DCP母粒；以及占所述热塑性弹性体组合物总重量1.9％-10％的TMPTMA。采用该热塑性弹性体制备的地板耐湿滑、耐磨和耐候性能高的优点。
但发明人认为：由上述热塑性弹性体组合物制备的运动场地地板存在抗形变性能差、抗开裂性能差等缺陷，使得运动场地地板的使用寿命大大缩短。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种运动地板用热塑性弹性体组合物及其制备方法，该运动地板具有优良的抗形变、抗开裂、弹性、减震等性能。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种运动地板用热塑性弹性体组合物，该弹性体组合物的组成成分包括如下重量份数原料：
顺丁橡胶粉90-110份、天然橡胶粉60-80份、聚氯乙烯树脂40-60份、环氧树脂40-50份、聚苯乙烯60-70份、滑石粉20-30份、白炭黑20-30份、苯二醇40-60份、苯40-60份、硫化活性剂20-30份、硫化促进剂15-25份、橡胶助剂15-25份、硅烷偶联剂10-20份、稳定剂10-20份、增塑剂10-20份、交联剂15-25份、硫化剂15-25份。
优选的，该弹性体组合物的组成成分包括如下重量份数原料：
顺丁橡胶粉100份、天然橡胶粉70份、聚氯乙烯树脂50份、环氧树脂45份、聚苯乙烯65份、滑石粉25份、白炭黑25份、苯二醇50份、苯50份、硫化活性剂25份、硫化促进剂20份、橡胶助剂20份、硅烷偶联剂15份、稳定剂15份、增塑剂15份、交联剂20份、硫化剂20份。
优选的，所述硫化活性剂为硬脂酸。
优选的，所述硫化促进剂为氧化锌。
优选的，所述橡胶助剂为硫酚类化合物、烷基酚二硫化物或芳烃二硫化物中的一种。
一种运动地板用热塑性弹性体组合物的制备方法包括如下几个步骤：
(1)按比例称取苯二醇、苯和顺丁橡胶粉，混合均匀，抽提至溶液无色，将溶液在80℃条件下干燥，经微波辐射处理后，密封保存，得微波改性的顺丁橡胶粉；
(2)按比例称取天然橡胶粉、硫化活性剂、硫化促进剂、滑石粉和硫化剂，混合均匀后投入开炼机，在温度为140-150℃，压力为10MPa的条件下，混炼1-2h得混合胶A，备用；
(3)按比例称取橡胶助剂和交联剂，与微波改性的顺丁橡胶粉混合均匀后投入开炼机，在温度为45-50℃，压力为5MPa的条件下，混炼45-55min得混合胶B，备用；
(4)按比例称取聚氯乙烯树脂、环氧树脂、聚苯乙烯、白炭黑、硅烷偶联剂、稳定剂和增塑剂，与混合胶A和混合胶B混合均匀后投入开炼机，混炼得共混物片材，即为所得。
优选的，所述步骤(1)中的微波辐射处理时间为30～300s。
优选的，所述步骤(4)中的混炼温度为170～180℃，混炼时间为1-2h。
本发明的有益效果为：
微波辐射使顺丁橡胶粉中的部分交联键断裂、表面氧化而使含氧基团增多，从而使顺丁橡胶粉表面活化，增强了聚苯乙烯与微波辐射后的顺丁橡胶粉之间的相容性，从而增强了聚苯乙烯与微波辐射后的顺丁橡胶粉之间的结合力，以此使得两组分间的粒子间距减小，产生短而密的银纹，这样使得银纹与银纹或粒子间相遇概率增大，用于制备运动地板用热塑性弹性体组合物，使得弹性体组合物的韧性增强，降低了运动地板表面发生瓦变的概率。
天然橡胶粉和滑石粉混合后，滑石粉的阻隔作用限制了天然橡胶粉的活动性，滑石粉对天然橡胶粉在力学性能上的作用是使其分子链取向，以此提高了运动地板用热塑性弹性体组合物的拉伸强度、扯断裂强度和力学稳定性，有利于延长运动地板的使用寿命。
顺丁橡胶粉的分子链线型程度较高且分子量分布较窄，分子链结构较为规整，从而导致其分子链能够进入白炭黑的纳米微孔中，形成一种“互锁结构”，顺丁橡胶粉与白炭黑相互配合用于制备运动地板用热塑性弹性体组合物，以此增强了弹性体组合物的弹性、减震、耐磨以及抗收缩等力学性能。
在硫化活性剂和交联剂的配合作用下，顺丁橡胶分子和天然橡胶分子逐步形成三维分子网络，用于制备运动地板用热塑性弹性体组合物，降低了弹性体组合物在油类中的溶解量，交联的分子链较长伸展良好，吸油倍率逐步增加，以此提高了弹性体组合物的吸油性能，降低了运动地板的出油率。
采用硬脂酸作为硫化活性剂，能够降低树脂和橡胶与加工设备之间体系中其他分子间的摩擦，改善其成型时的流动性和脱模性，促进反应的进行。
橡胶助剂为硫酚类化合物、烷基酚二硫化物、芳烃二硫化物中的一种，能够提高生胶塑性、缩短塑炼时间。硫化促进剂亦称橡胶促进剂或促进剂，能够降低硫化温度、减少硫化剂用量、缩短硫化时间并改善硫化胶的性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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1：
一种运动地板用热塑性弹性体组合物，该弹性体组合物的组成成分包括如下重量份数原料：
顺丁橡胶粉90份、天然橡胶粉60份、聚氯乙烯树脂40份、环氧树脂40份、聚苯乙烯60份、滑石粉20份、白炭黑20份、苯二醇40份、苯40份、硬脂酸20份、氧化锌15份、硫酚类化合物15份、硅烷偶联剂10份、稳定剂10份、增塑剂10份、交联剂15份、硫化剂15份。
一种运动地板用热塑性弹性体组合物的制备方法，包括如下几个步骤：
(1)按比例称取苯二醇、苯和顺丁橡胶粉，混合均匀，抽提至溶液无色，将溶液在80℃条件下干燥，经微波辐射处理30s后，密封保存，得微波改性的顺丁橡胶粉；
(2)按比例称取天然橡胶粉、硬脂酸、氧化锌、滑石粉和硫化剂，混合均匀后投入开炼机，在温度为140℃，压力为10MPa的条件下，混炼1h得混合胶A，备用；
(3)按比例称取硫酚类化合物和交联剂，与微波改性的顺丁橡胶粉混合均匀后投入开炼机，在温度为45℃，压力为5MPa的条件下，混炼45min得混合胶B，备用；
(4)按比例称取聚氯乙烯树脂、环氧树脂、聚苯乙烯、白炭黑、硅烷偶联剂、稳定剂和增塑剂，与混合胶A和混合胶B混合均匀后投入开炼机，在170℃条件下混炼1h得共混物片材，即为所得。
实施例2：
一种运动地板用热塑性弹性体组合物，该弹性体组合物的组成成分包括如下重量份数原料：
顺丁橡胶粉110份、天然橡胶粉80份、聚氯乙烯树脂60份、环氧树脂50份、聚苯乙烯70份、滑石粉30份、白炭黑30份、苯二醇60份、苯60份、硬脂酸30份、氧化锌25份、烷基酚二硫化物25份、硅烷偶联剂20份、稳定剂20份、增塑剂20份、交联剂25份、硫化剂25份。
一种运动地板用热塑性弹性体组合物的制备方法，包括如下几个步骤：
(1)按比例称取苯二醇、苯和顺丁橡胶粉，混合均匀，抽提至溶液无色，将溶液在80℃条件下干燥，经微波辐射处理300s后，密封保存，得微波改性的顺丁橡胶粉；
(2)按比例称取天然橡胶粉、硬脂酸、氧化锌、滑石粉和硫化剂，混合均匀后投入开炼机，在温度为150℃，压力为10MPa的条件下，混炼2h得混合胶A，备用；
(3)按比例称取烷基酚二硫化物和交联剂，与微波改性的顺丁橡胶粉混合均匀后投入开炼机，在温度为50℃，压力为5MPa的条件下，混炼55min得混合胶B，备用；
(4)按比例称取聚氯乙烯树脂、环氧树脂、聚苯乙烯、白炭黑、硅烷偶联剂、稳定剂和增塑剂，与混合胶A和混合胶B混合均匀后投入开炼机，在180℃条件下混炼2h得共混物片材，即为所得。
实施例3：
一种运动地板用热塑性弹性体组合物，该弹性体组合物的组成成分包括如下重量份数原料：
顺丁橡胶粉100份、天然橡胶粉70份、聚氯乙烯树脂50份、环氧树脂45份、聚苯乙烯65份、滑石粉25份、白炭黑25份、苯二醇50份、苯50份、硬脂酸25份、氧化锌20份、烷基酚二硫化物20份、硅烷偶联剂15份、稳定剂15份、增塑剂15份、交联剂20份、硫化剂20份。
一种运动地板用热塑性弹性体组合物的制备方法，包括如下几个步骤：
(1)按比例称取苯二醇、苯和顺丁橡胶粉，混合均匀，抽提至溶液无色，将溶液在80℃条件下干燥，经微波辐射处理50s后，密封保存，得微波改性的顺丁橡胶粉；
(2)按比例称取天然橡胶粉、硬脂酸、氧化锌、滑石粉和硫化剂，混合均匀后投入开炼机，在温度为145℃，压力为10MPa的条件下，混炼1.5h得混合胶A，备用；
(3)按比例称取烷基酚二硫化物和交联剂，与微波改性的顺丁橡胶粉混合均匀后投入开炼机，在温度为47.5℃，压力为5MPa的条件下，混炼50min得混合胶B，备用；
(4)按比例称取聚氯乙烯树脂、环氧树脂、聚苯乙烯、白炭黑、硅烷偶联剂、稳定剂和增塑剂，与混合胶A和混合胶B混合均匀后投入开炼机，在175℃条件下混炼1.5h得共混物片材，即为所得。
实施例4：
一种运动地板用热塑性弹性体组合物，该弹性体组合物的组成成分包括如下重量份数原料：
顺丁橡胶粉95份、天然橡胶粉65份、聚氯乙烯树脂45份、环氧树脂45份、聚苯乙烯65份、滑石粉25份、白炭黑25份、苯二醇45份、苯45份、硬脂酸25份、氧化锌18份、芳烃二硫化物20份、硅烷偶联剂17份、稳定剂17份、增塑剂17份、交联剂20份、硫化剂20份。
一种运动地板用热塑性弹性体组合物的制备方法，包括如下几个步骤：
(1)按比例称取苯二醇、苯和顺丁橡胶粉，混合均匀，抽提至溶液无色，将溶液在80℃条件下干燥，经微波辐射处理100s后，密封保存，得微波改性的顺丁橡胶粉；
(2)按比例称取天然橡胶粉、硬脂酸、氧化锌、滑石粉和硫化剂，混合均匀后投入开炼机，在温度为142℃，压力为10MPa的条件下，混炼1h得混合胶A，备用；
(3)按比例称取芳烃二硫化物和交联剂，与微波改性的顺丁橡胶粉混合均匀后投入开炼机，在温度为47℃，压力为5MPa的条件下，混炼52min得混合胶B，备用；
(4)按比例称取聚氯乙烯树脂、环氧树脂、聚苯乙烯、白炭黑、硅烷偶联剂、稳定剂和增塑剂，与混合胶A和混合胶B混合均匀后投入开炼机，在174℃条件下混炼2h得共混物片材，即为所得。
实施例5：
一种运动地板用热塑性弹性体组合物，该弹性体组合物的组成成分包括如下重量份数原料：
顺丁橡胶粉105份、天然橡胶粉75份、聚氯乙烯树脂55份、环氧树脂48份、聚苯乙烯68份、滑石粉26份、白炭黑26份、苯二醇57份、苯50份、硬脂酸27份、氧化锌22份、芳烃二硫化物22份、硅烷偶联剂17份、稳定剂17份、增塑剂17份、交联剂22份、硫化剂22份。
一种运动地板用热塑性弹性体组合物的制备方法，包括如下几个步骤：
(1)按比例称取苯二醇、苯和顺丁橡胶粉，混合均匀，抽提至溶液无色，将溶液在80℃条件下干燥，经微波辐射处理200s后，密封保存，得微波改性的顺丁橡胶粉；
(2)按比例称取天然橡胶粉、硬脂酸、氧化锌、滑石粉和硫化剂，混合均匀后投入开炼机，在温度为148℃，压力为10MPa的条件下，混炼1h得混合胶A，备用；
(3)按比例称取芳烃二硫化物和交联剂，与微波改性的顺丁橡胶粉混合均匀后投入开炼机，在温度为48℃，压力为5MPa的条件下，混炼50min得混合胶B，备用；
(4)按比例称取聚氯乙烯树脂、环氧树脂、聚苯乙烯、白炭黑、硅烷偶联剂、稳定剂和增塑剂，与混合胶A和混合胶B混合均匀后投入开炼机，在172℃条件下混炼1h得共混物片材，即为所得。
对比例1：
本对比例与实施例3之间的区别仅在于，未添加聚苯乙烯。
对比例2：
本对比例与实施例3之间的区别仅在于，未添加滑石粉。
对比例3：
本对比例与实施例3之间的区别仅在于，未添加白炭黑。
对比例4：
本对比例与实施例3之间的区别仅在于，未添加苯二醇和苯。
对比例5：
本对比例与实施例3之间的区别仅在于，未添加硬脂酸。
对比例6：
本对比例与实施例3之间的区别仅在于，未添加氧化锌。
对比例7：
本对比例与实施例3之间的区别仅在于，未添加烷基酚二硫化物。
对比例8：
本对比例与实施例3之间的区别仅在于，未添加顺丁橡胶粉。
对比例9：
本对比例与实施例3之间的区别仅在于，步骤(1)中未进行微波辐射处理。
将上述实施例1-5、对比例1-9所得弹性体组合物进行性能测试，
测得弹性体组合物中的弹性体组合物总酚含量、黏度、自由脂肪酸比例，结果参见表1。
表1实施例1-3、对比例1-9所得弹性体组合物的性能参数
由表1可以看出，实施例1-5所得的运动地板用热塑性弹性体组合物的硬度、弹性、拉伸强度和抗断裂性能均优于对比例1-9所得运动地板用热塑性弹性体组合物。
本发明中，微波辐射使顺丁橡胶粉中的部分交联键断裂、表面氧化而使含氧基团增多，从而使顺丁橡胶粉表面活化，增强了聚苯乙烯与微波辐射后的顺丁橡胶粉之间的相容性，从而增强了聚苯乙烯与微波辐射后的顺丁橡胶粉之间的结合力，以此使得两组分间的粒子间距减小，产生短而密的银纹，这样使得银纹与银纹或粒子间相遇概率增大，用于制备运动地板用热塑性弹性体组合物，使得弹性体组合物的韧性增强，降低了运动地板表面发生瓦变的概率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然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精神和范围。
Claims (7)
1.一种运动地板用热塑性弹性体组合物，其特征在于，该弹性体组合物的组成成分包括如下重量份数原料：
顺丁橡胶粉90-110份、天然橡胶粉60-80份、聚氯乙烯树脂40-60份、环氧树脂40-50份、聚苯乙烯60-70份、滑石粉20-30份、白炭黑20-30份、苯二醇40-60份、苯40-60份、硫化活性剂20-30份、硫化促进剂15-25份、橡胶助剂15-25份、硅烷偶联剂10-20份、稳定剂10-20份、增塑剂10-20份、交联剂15-25份、硫化剂15-25份；
运动地板用热塑性弹性体组合物的制备方法，包括如下几个步骤：
(1)按比例称取苯二醇、苯和顺丁橡胶粉，混合均匀，抽提至溶液无色，将溶液在80℃条件下干燥，经微波辐射处理后，密封保存，得微波改性的顺丁橡胶粉；
(2)按比例称取天然橡胶粉、硫化活性剂、硫化促进剂、滑石粉和硫化剂，混合均匀后投入开炼机，在温度为140-150℃，压力为10MPa的条件下，混炼1-2h得混合胶A，备用；
(3)按比例称取橡胶助剂和交联剂，与微波改性的顺丁橡胶粉混合均匀后投入开炼机，在温度为45-50℃，压力为5MPa的条件下，混炼45-55min得混合胶B，备用；
(4)按比例称取聚氯乙烯树脂、环氧树脂、聚苯乙烯、白炭黑、硅烷偶联剂、稳定剂和增塑剂，与混合胶A和混合胶B混合均匀后投入开炼机，混炼得共混物片材，即为所得。
2.根据权利要求1所述的运动地板用热塑性弹性体组合物，其特征在于，该弹性体组合物的组成成分包括如下重量份数原料：
顺丁橡胶粉100份、天然橡胶粉70份、聚氯乙烯树脂50份、环氧树脂45份、聚苯乙烯65份、滑石粉25份、白炭黑25份、苯二醇50份、苯50份、硫化活性剂25份、硫化促进剂20份、橡胶助剂20份、硅烷偶联剂15份、稳定剂15份、增塑剂15份、交联剂20份、硫化剂20份。
3.根据权利要求1所述的运动地板用热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述硫化活性剂为硬脂酸。
4.根据权利要求1所述的运动地板用热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述硫化促进剂为氧化锌。
5.根据权利要求1所述的运动地板用热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述橡胶助剂为硫酚类化合物、烷基酚二硫化物或芳烃二硫化物中的一种。
6.根据权利要求1所述的运动地板用热塑性弹性体组合物，其特征在于，运动地板用热塑性弹性体组合物的制备方法中步骤(1)中的微波辐射处理时间为30～300s。
7.根据权利要求1所述的运动地板用热塑性弹性体组合物，其特征在于，运动地板用热塑性弹性体组合物的制备方法中步骤(4)中的混炼温度为170～180℃，混炼时间为1-2h。
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2021
- 2021-01-15 CN CN202110057814.9A patent/CN112852028B/zh active Active
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