CN109054347A - 一种塑胶跑道用颗粒及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种质轻环保的塑胶跑道用颗粒及制备方法，使用TPU或TPEE为主要材料，与其他橡胶或塑料共混后得到新的弹性体材料，将其压片成型后再粉碎，得到形状不规则的颗粒，对所得颗粒进行超临界发泡，得到微孔塑胶颗粒，可用于跑道面层或底层。此种颗粒质轻，环保，具有较好的弹性和舒适度，并且可以通过调控颗粒的密度做到不同场地的需求，可广泛用于塑胶跑道及娱乐休闲场地的铺设。
Description
技术领域
本发明涉及塑胶地面技术领域，属于高分子材料领域，主要涉及一种发泡的塑胶跑道颗粒。
背景技术
塑胶跑道又称全天候田径运动跑道，它由聚氨酯预聚体、混合聚醚、废轮胎橡胶、EPDM橡胶粒或PU颗粒、颜料、助剂、填料组成。塑胶跑道具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适当、物理性能稳定的特性，有利于运动员速度和技术的发挥，有效地提高运动成绩，降低摔伤率。目前的塑胶地面主要有聚氨酯类、天然橡胶类、三元乙丙橡胶类等。今年来随着ETPU的发展，ETPU在塑胶跑道领域也应用广泛起来，比较典型的就是都佰城公司的产品，有完全ETPU颗粒粘结作为跑道底层缓冲层的，有橡胶缓冲层中间夹有一层ETPU颗粒的复合形式的，还有将少量ETPU颗粒与橡胶颗粒混合在一起制成的透水型缓冲层。这些都是将ETPU用于缓冲层的，目前用于面层的还较少。本人之前也开发了许多塑胶跑道颗粒，都是以橡胶为主要材料，专利201610861613.3和201610861896.1以氯化聚乙烯、三元乙丙等橡胶为主要原料，制备了微孔发泡草坪颗粒和跑道用塑胶颗粒。TPU相比橡胶来说具有更好的弹性，更易进行超临界发泡，但是橡胶在老化和耐磨方面又具有优点，因此一种新的共混弹性体发泡塑胶颗粒将会具有更好的应用前景。
发明内容
本发明提供一种质轻环保的塑胶跑道用颗粒及制备方法，使用TPU或TPEE为主要材料，与其他橡胶或塑料共混后得到新的弹性体材料，粉碎后，对其进行超临界发泡，得到塑胶颗粒，可用于跑道面层或底层。
为实现上述目的，本发明提供一种质轻环保的塑胶跑道用颗粒及制备方法。
其中，配方为TPU或TPEE 55-95份，其他橡胶或塑料组分占5-45份，聚合物总和为100份，防老剂0.1-5份，填料0-50份，颜料2-8份，硫化剂0.1-5份、促进剂0.1-6份，制备步骤如下：
(1)共混物弹性体颗粒的制备：密炼机的温度设定为170-200℃，先将TPU或者TPEE投入密炼机中，待扭矩平稳后依次将另一组份聚合物、防老剂、填料、颜料等加入密炼机中混炼均匀，最后将硫化剂、促进剂加入，混炼均匀后出料，下片，得到共混物弹性体材料；将共混物弹性体材料在180-190℃的平板硫化机上压片，然后将片材放入粉碎机中粉碎，得到形状不规则的颗粒，颗粒大小为1-3mm；
(2)塑胶颗粒的超临界发泡：将粉碎得到的颗粒放入超临界反应釜中，反应釜中加入水及其他助发泡剂，之后通入CO2或者N2，到压力为7-10Mpa，然后反应釜升温，待温度升至90-150℃时，停止加热，打开反应釜下端的排料口阀门，快速泄压，喷出，得到超临界发泡的塑胶颗粒，之后将发泡后粒子风干，待用；
(3)面层：将超临界发泡颗粒通过胶水粘接成面层，面层厚度为4-6mm；
(4)底层：可以将发泡颗粒通过胶水粘接成底层，也可以采用蒸汽成型的方式得到跑到底层，底层厚度为9-13mm。
其中，所述配方中其他橡胶或塑料可以为CPE、EVA，POE、SEBS、PE中的一种或多种；所述防老剂为紫外线吸收剂UV-9和防老剂264；所述填料为滑石粉，碳酸钙、赤泥中的任一种；所述硫化剂为过氧化物硫化剂DCP、BIPB、双二五中的任一种；所述促进剂为TAIC、HVA-2中的任一种。
其中，所述制备步骤(1)中，共混物弹性体材料在密炼机中制备完成后，还可以将共混物弹性体材料放入挤出机中，挤出成板材，然后将板材放入粉碎机中粉碎，得到形状不规则的颗粒；
其中，所述发泡颗粒，密度大于0.4g/cm3的颗粒可用于跑道面层，密度小于0.5g/cm3的颗粒可用于跑道底层。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.使用本发明所得到的塑胶颗粒具有无毒、环保、无污染的优点；
2.与现有产品相比，具有质量轻、弹性好、舒适度高等优点；
3.本发明制备方法，可以通过发泡温度、压力的调控得到不同密度的发泡颗粒，用于不同场地需求。
具体实施方式
实施例1
密炼机的温度设定为185℃，将TPU 55份投入密炼机中，密炼2min，然后加入氯化聚乙烯45份，之后依次加入防老剂246 1.5份，滑石粉10份、绿色颜料5份在密炼机中混炼均匀，最后将硫化剂BIPB 0.5份、促进剂TAIC 1份加入密炼机中，混炼30s后出料，下片，得到共混物弹性体材料；将共混物弹性体材料在180-190℃的平板硫化机上压片，然后将片材放入粉碎机中粉碎，得到形状不规则的颗粒；将颗粒放入超临界反应釜中，反应釜中加入水及助发泡剂SDS，之后通入N2，到压力为9Mpa后停止加压，然后反应釜慢慢升温至130℃，饱和30min后，停止加热，打开反应釜下端的排料口阀门，快速泄压，喷出，得到超临界发泡的塑胶颗粒，之后将发泡后粒子风干，测得发泡颗粒的密度为0.56g/cm3；我们将此密度的颗粒用于跑道面层，将发泡颗粒通过胶水粘接成4mm的跑道面层。
实施例2
密炼机的温度设定为185℃，将TPU 60份投入密炼机中，密炼2min，然后加入EVA40份，之后依次加入防老剂246 1.5份，滑石粉10份、铁红色颜料5份在密炼机中混炼均匀，最后将硫化剂DCP 0.5份、促进剂HVA-2 0.5份加入密炼机中，混炼30s后出料，下片，得到共混物弹性体材料；将共混物弹性体材料在190℃的平板硫化机上压片，然后将片材放入粉碎机中粉碎，得到形状不规则的颗粒；将颗粒放入超临界反应釜中，反应釜中加入水及助发泡剂SDS，之后通入CO2，到压力为7Mpa后停止加压，然后反应釜慢慢升温至110℃，饱和15min后，停止加热，打开反应釜下端的排料口阀门，快速泄压，喷出，得到超临界发泡的塑胶颗粒，之后将发泡后粒子风干，测得发泡颗粒的密度为0.32g/cm3；我们将此密度的颗粒用于跑道底层，将发泡颗粒通过胶水粘接成8mm的跑道底层。
实施例3
密炼机的温度设定为190℃，将TPEE 60份投入密炼机中，密炼2min，然后加入POE40份，之后依次加入防老剂246 1.5份，赤泥15份、铁红色颜料3份在密炼机中混炼均匀，最后将硫化剂双二五0.5份、促进剂TAIC 0.8份加入密炼机中，混炼30s后出料，下片，得到共混物弹性体材料；将共混物弹性体材料投入挤出机中，挤出板材，然后将板材放入粉碎机中粉碎，得到形状不规则的颗粒；将颗粒放入超临界反应釜中，反应釜中加入水，之后通入CO2，到压力为8Mpa后停止加压，然后反应釜慢慢升温至115℃，饱和20min后，停止加热，打开反应釜下端的排料口阀门，快速泄压，喷出，得到超临界发泡的塑胶颗粒，之后将发泡后粒子风干，测得发泡颗粒的密度为0.18g/cm3；我们可以将此密度的颗粒和实施例2所得的颗粒混合后用于跑道底层，将发泡颗粒通过胶水粘接成8mm的跑道底层。
最后应说明的是：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依然可以对前述各实施例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范围。
Claims (4)
1.一种塑胶跑道用颗粒及制备方法，其特征在于，配方为：TPU或TPEE 55-95份，其他橡胶或塑料组分占5-45份，聚合物总和为100份，防老剂0.1-5份，填料0-50份，颜料2-8份，硫化剂0.1-5份、促进剂0.1-6份，制备步骤如下：
(1)共混物弹性体颗粒的制备：密炼机的温度设定为170-200℃，先将TPU或者TPEE投入密炼机中，待扭矩平稳后依次将另一组份聚合物、防老剂、填料、颜料等加入密炼机中混炼均匀，最后将硫化剂、促进剂加入，混炼均匀后出料，下片，得到共混物弹性体材料；将共混物弹性体材料在180-190℃的平板硫化机上压片，然后将片材放入粉碎机中粉碎，得到形状不规则的颗粒，颗粒直径为1-3mm；
(2)塑胶颗粒的超临界发泡：将粉碎得到的颗粒放入超临界反应釜中，反应釜中加入水及其他助发泡剂，之后通入CO2或者N2，到压力为7-10Mpa，然后反应釜升温，待温度升至90-150℃时，停止加热，打开反应釜下端的排料口阀门，快速泄压，喷出，得到超临界发泡的塑胶颗粒，之后将发泡后粒子风干，待用；
(3)面层：将超临界发泡颗粒通过胶水粘接成面层，面层厚度为4-6mm；
(4)底层：可以将发泡颗粒通过胶水粘接成底层，也可以采用蒸汽成型的方式得到跑到底层，底层厚度为9-13mm。
2.根据权利要求1所述的一种塑胶跑道用颗粒及制备方法，其特征在于，所述配方中其他橡胶或塑料可以为CPE、EVA，POE、SEBS、PE中的一种或多种；所述防老剂为紫外线吸收剂UV-9和防老剂264；所述填料为滑石粉，碳酸钙、赤泥中的任一种；所述硫化剂为过氧化物硫化剂DCP、BIPB、双二五中的任一种；所述促进剂为TAIC、HVA-2中的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种塑胶跑道用颗粒及制备方法，其特征在于，所述制备步骤(1)中，共混物弹性体材料在密炼机中制备完成后，还可以将共混物弹性体材料放入挤出机中，挤出成板材，然后将板材放入粉碎机中粉碎，得到形状不规则的颗粒。
4.根据权利要求1所述的一种塑胶跑道用颗粒及制备方法，其特征在于，所述发泡颗粒，密度大于0.4g/cm3的颗粒可用于跑道面层，密度小于0.5g/cm3的颗粒可用于跑道底层。
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