CN108559184B - 环保型三元乙丙橡胶颗粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种环保型三元乙丙橡胶颗粒及其制备方法，涉及塑胶跑道填充颗粒物技术领域，主要由按质量份数计的如下原料制备而成：三元乙丙橡胶组合物100份，填充剂50‑80份，活化剂1‑3份，环保促进剂1‑3份，硫化剂1‑5份，补强剂5‑10份，颜料1‑3份，其中，三元乙丙橡胶组合物为三元乙丙橡胶、丙烯腈改性三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的混合物，且三者的质量比为(1‑3)：(1‑3)：(1‑3)，优选为1:2:2，缓解了现有三元乙丙橡胶一般都拉伸强度、耐磨强度和弹性均较小的技术问题，达到了提高拉伸强度、耐磨强度、硬度和弹性，显著延长使用寿命，降低了塑胶跑道的维护成本的技术效果。

Description

环保型三元乙丙橡胶颗粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑胶跑道填充颗粒物技术领域，尤其是涉及一种环保型三元乙丙橡胶颗粒及其制备方法。
背景技术
塑胶跑道是指用具有橡胶性质的合成材料弹性体铺设的用于田径比赛的场地铺面面层，目前国内普遍采用以聚氨酯为铺装材料对跑道进行铺装，近几年出现了以环保水性丙烯酸树脂为铺装材料的塑胶跑道，但是不管何种铺装材料基本都采用橡胶颗粒进行填充。
现有的三元乙丙橡胶颗粒一般都是采用三元乙丙橡胶制备而成，其拉伸强度、耐磨强度、硬度和弹性均较小，使用2-3年即需要重新铺装，不仅增加了塑胶跑道的维护成本，而且浪费了大量的人力和物力。
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三元乙丙橡胶颗粒，以缓解现有三元乙丙橡胶一般都是采用三元乙丙橡胶制备而成，其拉伸强度、耐磨强度和弹性均较小，使用2-3年即需要重新铺装，部件增加了塑胶跑道的维护成本，而且浪费了大量的人力和物力的技术问题。
本发明提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒，主要由按质量份数计的如下原料制备而成：三元乙丙橡胶组合物100份，填充剂50-80份，活化剂1-3份，环保促进剂1-3份，硫化剂1-5份，补强剂5-10份，颜料1-3份，其中，三元乙丙橡胶组合物为三元乙丙橡胶、丙烯腈改性三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的混合物，且三者的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)，优选为1:2:2。
进一步的，所述环保型三元乙丙橡胶颗粒主要由按质量分数计的如下原料制备而成：三元乙丙橡胶组合物100份，填充剂55-65份，活化剂1-3份，环保促进剂1-3份，硫化剂2-4份，补强剂5-10份，颜料1-3份，其中，三元乙丙橡胶组合物为三元乙丙橡胶、丙烯腈改性三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的混合物，且三者的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)，优选为1:2:2。
进一步的，所述补强剂选自石墨烯、碳纤维和碳纳米管中的至少一种；优选的，所述补强剂为石墨烯、碳纤维和碳纳米管的混合物，且三者的质量比为(1-2)：(1-2)：(1-2)，更优选为1:1:1。
进一步的，所述颜料为含活性强化合物的彩色母粒，所述含活性氢化合物的彩色母粒的制备方法，包括如下步骤：将含活性氢化合物加入颜料中，再加入彩色母粒载体，然后挤出造粒，即制得含活性氢化合物的彩色母粒，其中所述含活性氢化合物为聚醚多元醇或聚酯多元醇。
进一步的，所述丙烯腈改性三元乙丙橡胶的制备方法，包括如下步骤：先将三元乙丙橡胶溶解于甲苯溶液中，再加入丙烯腈和引发剂，在加热的条件下，生成丙烯腈改性三元乙丙橡胶，其中，丙烯腈与三元乙丙橡胶的质量比为3:(3-4)。
进一步的，所述丙烯酸改性三元乙丙橡胶的制备方法包括如下步骤：将丙烯酸、三元乙丙橡胶和引发剂混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，即制得丙烯酸改性三元乙丙橡胶，其中，丙烯酸与三元乙丙橡胶的质量比为1：(12-18)。
进一步的，所述填充剂选自碳酸钙、白炭黑、滑石粉、陶土和氧化锌中的至少一种；所述活化剂为有机活化剂和无机活化剂的混合物，所述有机活化剂为硬脂酸钠和/或硬脂酸钾，所述无机活化剂为氧化锌和/或氧化镁。
进一步的，所述环保促进剂选自N-环己基-2-苯噻唑基次磺酰胺、二苄基二硫代氨基甲酸锌、二硫化四苄基秋兰姆、二硫化二己内酰胺中的至少一种；所述硫化剂选自硫磺、过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧丙基苯、1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷中的至少一种。
本发明的目的之二在于提供一种环保型三元乙丙橡胶颗粒的制备方法，以缓解现有三元乙丙橡胶一般都是采用三元乙丙橡胶制备而成，其拉伸强度、耐磨强度和弹性均较小，使用2-3年即需要重新铺装，部件增加了塑胶跑道的维护成本，而且浪费了大量的人力和物力的技术问题。
本发明提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒的制备方法，包括如下步骤：
(a)将三元乙丙橡胶组合物、填充剂、活化剂、环保促进剂、硫化剂、补强剂和颜料混合均匀，依次进行混炼和精炼，得到精炼混合物；
(b)将精炼混合物挤出成片材，将片材进行硫化后进行造粒，即制得环保型三元乙丙橡胶颗粒。
进一步的，在步骤(a)中，混炼在密炼机中进行，精炼在开炼机中进行。
本发明提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒，通过三元乙丙橡胶组合物、填充剂、活化剂、环保促进剂、硫化剂和补强剂及颜料相互协同，制得的环保型三元乙丙橡胶颗粒的拉伸强度、耐磨强度、硬度和弹性均明显提高，使用寿命显著延长，能够高达5年以上，有效降低了塑胶跑道的维护成本，节约了大量的人力和物力。
本发明提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒的制备方法，工艺简单，操作方便，节约了大量的人力和物力，适合于工业化大生产。
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。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种环保型三元乙丙橡胶颗粒，主要由按质量份数计的如下原料制备而成：三元乙丙橡胶组合物100份，填充剂50-80份，活化剂1-3份，环保促进剂1-3份，硫化剂1-5份，补强剂5-10份，颜料1-3份，其中，三元乙丙橡胶组合物为三元乙丙橡胶、丙烯腈改性三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的混合物，且三者的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)，优选为1:2:2。
本发明提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒，通过三元乙丙橡胶组合物、填充剂、活化剂、环保促进剂、硫化剂和补强剂及颜料相互协同，制得的环保型三元乙丙橡胶颗粒的拉伸强度、耐磨强度、硬度和弹性均明显提高，使用寿命显著延长，能够高达5年以上，有效降低了塑胶跑道的维护成本，节约了大量的人力和物力。
在本发明中，填充剂的典型但非限制性的质量份数如为51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98或99份。
在本发明中，活化剂的典型但非限制性的质量份数如为1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9或3份。
在本发明中，环保促进剂的典型但非限制性的质量份数如为1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9或3份。
在本发明中，硫化剂的典型但非限制性的质量份数如为1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8或4.9份。
在本发明中，补强剂的典型但非限制性的质量份数如为5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8或9.9份。
在本发明中，颜料的典型但非限制性的质量份数如为1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8或2.9份。
在本发明中，当三元乙丙橡胶组合物为三元乙丙橡胶、丙烯腈改性三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的混合物，且三者的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)时，所制得的环保型三元乙丙橡胶颗粒的拉伸强度、耐磨强度、硬度和弹性均明显提高，综合性能更加优异，能够显著提高使用寿命，尤其是当三者的质量比为1:2:2时，所制得的环保型三元乙丙橡胶颗粒的拉伸强度、耐磨强度更高，弹性更好，综合性能更为优异。
在本发明的优选实施方式中，补强剂选自石墨烯、碳纤维和碳纳米管中的至少一种，优选的，所述补强剂为石墨烯、碳纤维和碳纳米管的混合物，且三者的质量比为(1-2)：(1-2)：(1-2)，更优选为1:1:1。
在本发明的优选实施方式中，石墨烯为改性石墨烯，其通过石墨烯与直链化合物在季铵盐的催化下制备而成，其中支链化合物的两端基分别为羟基和环氧基，直链化合物优选为C5-10的直链化合物。
通过在本发明提供的环保型三元乙丙橡胶中加入补强剂，提高了乙丙橡胶的交联密度，促进了乙丙橡胶分子硫化效率高，有效提高了三元乙丙橡胶颗粒的拉伸强度和耐磨强度，同时还使得弹性更好，综合性能更为优异，尤其是当补强剂为石墨烯、碳纤维和碳纳米管的混合物，且三者的质量比为(1-2)：(1-2)：(1-2)，更优选为1:1:1时，所制得的环保型三元乙丙橡胶的综合性能更佳。
在本发明的优选实施方式中，颜料为含活性氢化合物的彩色母粒，其制备方法，包括如下步骤：将含活性氢化合物加入颜料中，再加入彩色母粒载体，然后挤出造粒，即制得含活性氢化合物的彩色母粒，其中所述含活性氢化合物为聚醚多元醇或聚酯多元醇。
在本发明的优选实施方式中，母粒载体为树脂，优选为乙丙橡胶颗粒。
通过在本发明提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒中加入含活性氢化合物的彩色母粒，使得其能够与聚氨酯铺装材料进行化学反应，从而大幅提高三元乙丙橡胶颗粒与聚氨酯铺装材料的粘合力，使其与聚氨酯铺装材料结合的更稳定，使用效果更为优良。
在本发明的优选实施方式中，丙烯腈改性三元乙丙橡胶的制备方法，包括如下步骤：先将三元乙丙橡胶溶解于甲苯溶液中，再加入丙烯腈和引发剂，在加热的条件下，生成丙烯腈改性三元乙丙橡胶，其中，丙烯腈与三元乙丙橡胶的质量比为3:(3-4)。
在本发明的优选实施方式中，所采用的引发剂优选为过氧化苯甲酰，在制备过程中，进行接枝反应的温度优选为60-100℃，更优选为80℃。
当丙烯腈与三元乙丙橡胶的质量比为3:(3-4)时，接枝反应进行的最为充分，所制成的丙烯腈改性三元乙丙橡胶的综合性能最为优异。
在本发明的优选实施方式中，丙烯酸改性三元乙丙橡胶的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸、三元乙丙橡胶和引发剂混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，即制得丙烯酸改性三元乙丙橡胶，其中，丙烯酸与三元乙丙橡胶的质量比为1：(12-18)。
本发明采用的丙烯酸改性三元乙丙橡胶采用双螺杆挤出进行接枝，未采用有毒有害溶剂，简化了工艺过程，且所制成的丙烯酸改性三元乙丙橡胶具有优异的力学机械性能，尤其是当丙烯酸与三元乙丙橡胶的质量比为1：(12-18)，更优选为1:15时，所缩成的丙烯酸改性三元乙丙橡胶的综合性能最为优异。
在制备丙烯酸改性三元乙丙橡胶的过程中，优选加入硬脂酸钠作为活化剂，以促进改性反应的进行，提高丙烯酸接枝三元乙丙橡胶的效率。
在本发明的优选实施方式中，填充剂选自碳酸钙、白炭黑、滑石粉、陶土和氧化锌中的至少一种。
在本发明提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒中，通过加入填充剂一方面能够降低成本，另外一方面也能够提高力学机械性能。
在本发明的优选实施方式中，活化剂为有机活化剂和无机活化剂的混合物，所述有机活化剂为硬脂酸钠和/或硬脂酸钾，所述无机活化剂为氧化锌和/或氧化镁。
在本发明提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒中，通过加入有机活化剂和无机活化剂，能够有效增加三元乙丙橡胶与丙烯酸改性三元乙丙橡胶及丙烯腈三元乙丙橡胶之间的交联密度和硫化速度，使所制得的环保型三元乙丙橡胶颗粒具有更优异的力学机械性能和回弹性能。
在本发明的优选实施方式中，采用硬脂酸钠和/或硬酯酸钾作为有机活化剂，能够降低橡胶的粘度，改善工艺性能，提高橡胶的可塑性；同时有助于配合促进剂，起到第二促进剂的作用，加快硬化速度。
在本发明的优选实施方式中，采用氧化锌或氧化镁作为无机活性剂，主要起到流动性和抗氧能力，增加橡胶的拉伸强度和抗冲击例，其次是在硫化过程中作为活性剂与有机促进剂、硬脂酸、硫磺等的反应发生在氧化锌或氧化镁离子的表面，由于氧化锌或氧化镁对电子的亲合能大，吸附促进剂的能力强，在有机活化剂的作用生成可溶于胶料的促进剂锌盐或镁盐，从而提高其溶解度，并与胺或脂肪酸形成一种络合物，使促进剂更加活泼，硫化剂加入络合物中，通过诱导活化作用形成很强的硫化剂，在此过程中，氧化锌或氧化镁表面不断地发生反应，粒径不断减小，并消耗氧化锌或氧化镁直到胶料充分硫化，有助于三元乙丙橡胶与丙烯腈改性的三元乙丙橡胶及丙烯酸改性的三元乙丙橡胶之间交联固化。
在本发明的优选实施方式中，环保促进剂选自N-环己基-2-苯噻唑基次磺酰胺、二苄基二硫代氨基甲酸锌、二硫化四苄基秋兰姆、二硫化二己内酰胺中的至少一种。
通过采用N-环己基-2-苯噻唑基次磺酰胺、二苄基二硫代氨基甲酸锌、二硫化四苄基秋兰姆、二硫化二己内酰胺中的至少一种作为促进剂使用，使得促进剂中均不含N-亚硝胺，而N-亚硝胺是强致癌物，对人体肝脏表现为中毒性肝炎和腹水，本发明优选实施方式所采用的环保促进剂不含N-亚硝胺，具有良好的安全和环保型能。
在本发明的优选实施方式中，硫化剂选自硫磺、过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧丙基苯、1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷中的至少一种。
在本发明提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒中加入硫化剂，有助于提高橡胶体系的交联度，以保证橡胶良好的综合性能。
根据本发明的另一方面，本发明还提供了上述环保型三元乙丙橡胶颗粒的制备方法，包括如下步骤：
(a)将三元乙丙橡胶组合物、填充剂、活化剂、环保促进剂、硫化剂、补强剂和颜料混合均匀，依次进行混炼和精炼，得到精炼混合物；
(b)将精炼混合物挤出成片材，将片材进行硫化后进行造粒，即制得环保型三元乙丙橡胶颗粒。
本发明提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒的制备方法，工艺简单，操作方便，节约了大量的人力和物力，适合于工业化大生产。
在本发明提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒通过密炼和开炼进行二次精炼，有助于提高橡胶的交联程度，以保证硫化胶具有良好的拉伸强度、断裂伸长率等，以制备综合性能优异的硫化胶。
在本发明的优选实施方式中，在步骤(a)中，混炼在密炼机中进行，精炼在开炼机中进行。
本发明提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒所使用的促进剂中，不含N-亚硝胺，遇到炎热天气以及强紫外线照射时，减少释放毒气，有助于提高硫化胶的环保性能，另外采用有机促进剂与无机促进剂二者产生协同作用，有助于加速硫化橡胶的固化速度，同时，促进剂与硫化剂共同作用，进一步增强促进剂的促进作用。
下面结合实施例和对比例对本发明所描述的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本实施例提供了一种环保型三元乙丙橡胶颗粒，主要由按质量份数计的如下原料制备而成：三元乙丙橡胶组合物100份，碳酸钙50份，硬脂酸钠1份，氧化锌2份，N-环己基-2-苯噻唑基次磺酰胺1份，过氧化二异丙苯5份，石墨烯5份，普通彩色色母1份，其中，三元乙丙橡胶组合物为三元乙丙橡胶、丙烯腈改性三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的混合物，且三者的质量比为3：1：1，丙烯腈改性三元乙丙橡胶由丙烯腈与三元乙丙橡胶制备而成，且两者的质量比为1:1；丙烯酸改性三元乙丙橡胶由丙烯酸和三元乙丙橡胶制备而成，且两者的质量比为1:12，丙烯腈改性三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的方法如上所述，在此不再赘述。
实施例2
本实施例提供了一种环保型三元乙丙橡胶颗粒，主要由按质量份数计的如下原料制备而成：三元乙丙橡胶组合物100份，滑石粉80份，硬脂酸钾0.5份，氧化镁0.5份，二苄基二硫代氨基甲酸锌3份，双叔丁基过氧丙基苯1份，碳纤维10份，普通彩色色母3份，其中，三元乙丙橡胶组合物为三元乙丙橡胶、丙烯腈改性三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的混合物，且三者的质量比为3：1：1，丙烯腈改性三元乙丙橡胶由丙烯腈与三元乙丙橡胶制备而成，且两者的质量比为3:4；丙烯酸改性三元乙丙橡胶由丙烯酸和三元乙丙橡胶制备而成，且两者的质量比为1:18。
实施例3
本实施例提供了一种环保型三元乙丙橡胶颗粒，主要由按质量份数计的如下原料制备而成：三元乙丙橡胶组合物100份，白炭黑60份，硬脂酸钠1份，氧化锌1份，二硫化四苄基秋兰姆2份，1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷2份，碳纳米管7份，普通彩色色母2份，其中，三元乙丙橡胶组合物为三元乙丙橡胶、丙烯腈改性三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的混合物，且三者的质量比为1：2：2，丙烯腈改性三元乙丙橡胶由丙烯腈与三元乙丙橡胶制备而成，且两者的质量比为3:4；丙烯酸改性三元乙丙橡胶由丙烯酸和三元乙丙橡胶制备而成，且两者的质量比为1:15。
实施例4
本实施例与实施例3的不同之处在于，使用含氢化合物的彩色母粒替代普通彩色色母，所述含氢化合物为聚醚多元醇，在此不再赘述。
实施例5
本实施例与实施例4的不同之处在于，采用石墨烯、碳纤维和碳纳米管的混合物替代碳纳米管，且三者的质量比6:2:3。
实施例6
本实施例与实施例4的不同之处在于，采用石墨烯、碳纤维和碳纳米管的混合物替代碳纳米管，且三者的质量比3:2:3。
实施例7
本实施例与实施例4的不同之处在于，采用石墨烯、碳纤维和碳纳米管的混合物替代碳纳米管，且三者的质量比1:1:1。
实施例8
本实施例与实施例7的不同之处在于，丙烯腈改性三元乙丙橡胶由丙烯腈与三元乙丙橡胶制备而成，且两者的质量比为5:3。
实施例9
本实施例与实施例7的不同之处在于，丙烯腈改性三元乙丙橡胶由丙烯腈与三元乙丙橡胶制备而成，且两者的质量比为1:2。
实施例10
本实施例与实施例7的不同之处在于，丙烯酸改性三元乙丙橡胶由丙烯酸和三元乙丙橡胶制备而成，且两者的质量比为1:20。
实施例11
本实施例与实施例7的不同之处在于，丙烯酸改性三元乙丙橡胶由丙烯酸和三元乙丙橡胶制备而成，且两者的质量比为1:8。
上述实施例1-11提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒的制备方法，包括如下步骤：
(a)将三元乙丙橡胶组合物、填充剂、活化剂、环保促进剂、硫化剂、补强剂和颜料混合均匀，投入密炼机中混炼，混炼温度为125℃，时间为60min，混炼后再投入开炼机中进行精炼，精炼温度为65℃，时间为30min，得精炼混合物；
(b)将精炼混合物投入至挤出机中挤出片材，挤出机温度为120℃，然后投入硫化罐中进行硫化，硫化时间为30min，温度为160℃，压力为7MPa，硫化后出罐，室温冷却12小时后造粒分级，即制得环保型三元乙丙橡胶颗粒。
对比例1
本对比例提供了一种环保型三元乙丙橡胶颗粒，本对比例与实施例7的不同之处在于，白炭黑为20份，硬脂酸钠5份，氧化锌5份。
对比例2
本对比例提供了一种环保型三元乙丙橡胶颗粒，本对比例与实施例7的不同之处在于，白炭黑为100份，硬脂酸钠0.1份，氧化锌0.1份。
对比例3
本对比例提供了一种环保型三元乙丙橡胶颗粒，本对比例与实施例7的不同之处在于，未加入补强剂。
对比例4
本对比例与实施例7的不同之处在于，三元乙丙橡胶组合物为三元乙丙橡胶、丙烯腈改性三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的混合物，且三者的质量比为5:2:1。
对比例5
本对比例与实施例7的不同之处在于，三元乙丙橡胶组合物为三元乙丙橡胶和丙烯腈改性三元乙丙橡胶的混合物，且两者的质量比为1:2。
对比例6
本对比例与实施例7的不同之处在于，三元乙丙橡胶组合物为三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的混合物，且两者的质量比为1:2。
对比例7
本对比例与实施例7的不同之处在于，三元乙丙橡胶组合物为三元乙丙橡胶。
对比例8
本对比例与实施例7的不同之处在于，三元乙丙橡胶组合物为丙烯腈改性三元乙丙橡胶。
对比例9
本对比例与实施例7的不同之处在于，三元乙丙橡胶组合物为丙烯酸改性三元乙丙橡胶。
上述对比例1-9所提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒的制备方法与实施例7相同，在此不再赘述。
将实施例1-11及对比例1-9通过挤出机挤出的片材为待检测试样进行性能测试，结果如表1和表2所示：
表1环保型三元乙丙橡胶颗粒性能测试数据表(一)
拉伸强度(MPa) 断裂伸长率(％) 硬度(邵氏A) 密度(g/cm<sup>3</sup>)
实施例1 5.72 715 61 1.30
实施例2 5.71 717 62 1.26
实施例3 5.85 721 61 1.32
实施例4 5.96 724 60 1.32
实施例5 6.07 728 62 1.33
实施例6 6.12 731 62 1.34
实施例7 6.25 735 63 1.35
实施例8 5.23 682 62 1.36
实施例9 5.16 679 61 1.35
实施例10 5.24 686 62 1.34
实施例11 5.21 683 60 1.34
对比例1 4.86 482 75 1.42
对比例2 4.47 473 53 1.24
对比例3 4.72 574 52 1.33
对比例4 4.84 567 55 1.34
对比例5 4.67 542 56 1.36
对比例6 4.58 538 57 1.35
对比例7 4.28 521 56 1.32
对比例8 5.06 519 56 1.34
对比例9 4.92 520 55 1.33
表2环保型三元乙丙橡胶颗粒性能测试数据表(二)
Figure BDA0001545246420000141
Figure BDA0001545246420000151
从表1和表2可以看出，实施例1-11提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒的拉伸强度均高于5MPa，断裂伸长率高于680％，硬度在60-65之间，密度在1.3-1.35之间，且在经过老化和耐热试验后，拉伸强度、断裂伸长率和硬度均无明显变化，这说明本发明提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒不仅拉伸强度、耐磨强度、硬度和弹性非常优异，而且耐老化和耐热性能良好，能够显著延长使用寿命，降低塑胶跑道的维护成本。
通过实施例1-11与对比例1-9的对比可以看出，本发明提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒，通过三元乙丙橡胶组合物、填充剂、活化剂、环保促进剂、硫化剂和补强剂及颜料相互协同，制得的环保型三元乙丙橡胶颗粒的拉伸强度、耐磨强度、硬度和弹性均明显提高，使用寿命显著延长，能够高达5年以上，有效降低了塑胶跑道的维护成本，节约了大量的人力和物力。
通过实施例1-11与对比例1-2的对比可以看出，本发明提供的环保型三元乙丙橡胶颗粒，通过将三元乙丙橡胶组合物、填充剂、活化剂、环保促进剂、硫化剂和补强剂及颜料的质量配比限定在一定范围内，使得上述组分在制备橡胶的过程中最大程度的发挥协同作用，使得拉伸强度、耐磨强度、硬度、弹性、耐热性能和老化性能均明显提高，显著延长使用寿命，降低跑道的维护成本。
通过实施例1-11与对比例3的对比可以看出，通过加入补强剂，能够显著提高环保型三元乙丙橡胶颗粒的拉伸强度、耐磨强度、硬度、弹性、耐热性能和老化性能。
通过实施例1-11与对比例4-9的对比可以看出，通过选用三元乙丙橡胶、丙烯腈改性三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的混合物形成的三元乙丙橡胶组合物作为原料，使得所制备的环保型三元乙丙橡胶颗粒的拉伸强度、耐磨强度、硬度、弹性、耐热性能和老化性能显著提高。
通过实施例4与实施例3的对比可以看出，选用含氢化合物的彩色色母替代普通彩色色母，能够显著提高制备的环保型三元乙丙橡胶颗粒的拉伸强度、耐磨强度、硬度、弹性、耐热性能和老化性能。
通过实施例5-7与实施例4的对比可以看出，当补强剂为石墨烯、碳纤维和碳纳米管的混合物时，能够显著提高制备的环保型三元乙丙橡胶颗粒的拉伸强度、耐磨强度、硬度、弹性、耐热性能和老化性能。
通过实施例6-7与实施例5的对比可以看出，补强剂为石墨烯、碳纤维和碳纳米管的混合物，且三者的质量比为(1-2)：(1-2)：(1-2)时，制备的环保型三元乙丙橡胶颗粒的拉伸强度、耐磨强度、硬度、弹性、耐热性能和老化性能更为优异，尤其是当三者的质量比为1：1：1时，综合性能更佳。
通过实施例7与实施例8-9的对比可以看出，当制备丙烯腈改性三元乙丙橡胶时，丙烯腈与三元乙丙橡胶的质量比为3:(3-4)，制备的环保型三元乙丙橡胶颗粒的拉伸强度、耐磨强度、硬度、弹性、耐热性能和老化性能更为优异。
通过实施例7与实施例10-11的对比可以看出，当制备丙烯酸改性三元乙丙橡胶时，丙烯酸与三元乙丙橡胶的质量比为1：(12-18)，制备的环保型三元乙丙橡胶颗粒的拉伸强度、耐磨强度、硬度、弹性、耐热性能和老化性能更为优异。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (12)

1.一种环保型三元乙丙橡胶颗粒，其特征在于，主要由按质量份数计的如下原料制备而成：三元乙丙橡胶组合物100份，填充剂50-80份，活化剂1-3份，环保促进剂1-3份，硫化剂1-5份，补强剂5-10份，颜料1-3份，其中，三元乙丙橡胶组合物为三元乙丙橡胶、丙烯腈改性三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的混合物，且三者的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)；
所述丙烯腈改性三元乙丙橡胶的制备方法，包括如下步骤：先将三元乙丙橡胶溶解于甲苯溶液中，再加入丙烯腈和引发剂，在加热的条件下，生成丙烯腈改性三元乙丙橡胶，其中，丙烯腈与三元乙丙橡胶的质量比为3:(3-4)；
所述丙烯酸改性三元乙丙橡胶的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸、三元乙丙橡胶和引发剂混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，即制得丙烯酸改性三元乙丙橡胶，其中，丙烯酸与三元乙丙橡胶的质量比为1：(12-18)。
2.根据权利要求1所述的环保型三元乙丙橡胶颗粒，其特征在于，三元乙丙橡胶、丙烯腈改性三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的质量比为1:2:2。
3.根据权利要求1所述的环保型三元乙丙橡胶颗粒，其特征在于，主要由按质量份数计的如下原料制备而成：三元乙丙橡胶组合物100份，填充剂55-65份，活化剂1-3份，环保促进剂1-3份，硫化剂2-4份，补强剂5-10份，颜料1-3份，其中，三元乙丙橡胶组合物为三元乙丙橡胶、丙烯腈改性三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的混合物，且三者的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
4.根据权利要求3所述的环保型三元乙丙橡胶颗粒，其特征在于，三元乙丙橡胶、丙烯腈改性三元乙丙橡胶和丙烯酸改性三元乙丙橡胶的质量比为1:2:2。
5.根据权利要求1-4任一项所述的环保型三元乙丙橡胶颗粒，其特征在于，所述补强剂选自石墨烯、碳纤维和碳纳米管中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的环保型三元乙丙橡胶颗粒，其特征在于，所述补强剂为石墨烯、碳纤维和碳纳米管的混合物，且三者的质量比为(1-2)：(1-2)：(1-2)。
7.根据权利要求6所述的环保型三元乙丙橡胶颗粒，其特征在于，所述补强剂为石墨烯、碳纤维和碳纳米管的混合物，且三者的质量比为1:1:1。
8.根据权利要求1-4任一项所述的环保型三元乙丙橡胶颗粒，其特征在于，所述颜料为含活性氢化合物的彩色母粒，所述含活性氢化合物的彩色母粒的制备方法，包括如下步骤：将含活性氢化合物加入颜料中，再加入彩色母粒载体，然后挤出造粒，即制得含活性氢化合物的彩色母粒，其中所述含活性氢化合物为聚醚多元醇或聚酯多元醇。
9.根据权利要求1-4任一项所述的环保型三元乙丙橡胶颗粒，其特征在于，所述填充剂选自碳酸钙、白炭黑、滑石粉、陶土和氧化锌中的至少一种；所述活化剂为有机活化剂和无机活化剂的混合物，所述有机活化剂为硬脂酸钠和/或硬脂酸钾，所述无机活化剂为氧化锌和/或氧化镁。
10.根据权利要求1-4任一项所述的环保型三元乙丙橡胶颗粒，其特征在于，所述环保促进剂选自N-环己基-2-苯噻唑基次磺酰胺、二苄基二硫代氨基甲酸锌、二硫化四苄基秋兰姆、二硫化二己内酰胺中的至少一种；所述硫化剂选自硫磺、过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧丙基苯、1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷中的至少一种。
11.根据权利要求1-10任一项所述的环保型三元乙丙橡胶颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)将三元乙丙橡胶组合物、填充剂、活化剂、环保促进剂、硫化剂、补强剂和颜料混合均匀，依次进行混炼和精炼，得到精炼混合物；
(b)将精炼混合物挤出成片材，将片材进行硫化后进行造粒，即制得环保型三元乙丙橡胶颗粒。
12.根据权利要求11所述的环保型三元乙丙橡胶颗粒的制备方法，其特征在于，在步骤(a)中，混炼在密炼机中进行，精炼在开炼中进行。
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