CN110092982A - 一种具备吸附功能的悬浮拼装地板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具备吸附功能的悬浮拼装地板,所述悬浮拼装地板的组分包括改性海泡石、SEBS、纳米填料和聚丙烯；其中，所述改性海泡石占所述悬浮安装底板的总质量的16～50％。其具备对空气中有害物质和水分的吸附功能，能够有效地实现室内空气的净化，尤其是实现对空气中所含VOC的吸附净化，具有极佳的环保意义。

Description

一种具备吸附功能的悬浮拼装地板
技术领域
本发明涉及环保及功能运动器材领域，具体涉及一种具备吸附功能的悬浮拼装地板。
背景技术
随着时代的更迭，物质生活水迅速提高，使得人们对高品质生活和健康的追求也与日俱增。为了全面提升国民体质和健康水平，我国开始提倡全民健身，体育锻炼也随之成为社会民众生活中的重要活动。作为体育运动的载体——体育场地，其地板材料的优劣不但决定了运动过程的体验度，同时也对运动过程中的人身安全有着举足轻重的保障作用。
改革开放初期，大多数民众所能接触和使用的体育运动场地，其地板多为泥土、水泥、煤渣为主的自然地面，极易造成运动损伤。随着经济的发展，体育场地的地板材料得以换代，以合成橡胶、涂料类等为代表的合成材料逐渐成为了主流的场地材料，一定程度上提高了场地的运动性、安全性和美观程度，但是这类合成材料具有一定的挥发气味，易造成环境污染和损害人体健康。2000年后，铺装型的地垫材料成为场地材料的主流，如预制橡胶、聚氨酯(PU)、聚丙乙烯(PVC)、人造草、复合型合成板材等类型地垫材料，又对场地的综合使用性能有一定提高，同时使用成本也得到了进一步降低，为全国范围内的运动场地地面升级起到了显著推进作用；但是，部分材料在环保和健康性能上仍未达到要求。因此，2002年后，悬浮式拼装运动地板进入我国，很快成为广受欢迎的新一代运动场地地板材料。
悬浮式拼装运动地板，又称拼装地板、悬浮拼装地板或组合式运动地板，最早出现在上世纪70年代的美国。其以聚丙烯(PP)我主要材料，具有悬浮式结构和加强型支撑脚结构，具有运动性能优异、拆装便捷、更换容易、无特殊气候要求的优点。其他材料的场地材料，其在环保、健康、舒适、耐用的多个方面均有明显提升，因此，被广泛用于包括篮球场、网球场、羽毛球场、乒乓球场等在内的多种运动场地，尤其更适合室外运动场的使用。
由于悬浮拼装地板的出现，使得室内运动场地的造价成本得到了大幅降低，这也使得民众到室内场地进行运动的占比也逐年提高。但是，相对与室外场地，室内场地的空气流通相对较差，空气质量相对较差，特别是新建成室内场地，装修引起的空气污染，如甲醛，不能得到及时有效的清洁，对人的身体损害较大；而效果显著的空气循环流通净化设备价格昂贵，这对室内场馆的投入和运营也会造成极大的负担。基于室内场馆已大面积使用悬浮拼装地板的应用场景，如果悬浮拼装地板具备对空气中的污染物具有吸附功能，则将成为针对室内场馆的有效且低成本的空气净化解决方案，从而便利和保障民众的运动生活。但是，现有的悬浮拼装地板，多针对PP的低温韧性差、不耐老化等缺陷进行改进，以进一步提高其机械和化学性能，但在其环保性能上并未做深入探索，因此，开发一种具备空气污染物吸附功能的悬浮拼装地板，具有极大的环保意义和经济价值。
发明内容
本发明提供了一种具备吸附功能的悬浮拼装地板，通过混入具有多孔结构的海泡石，并利用海泡石具备的优异吸附能力，以解决现有悬浮拼装地板不具备吸附能力、无法实现空气净化清洁功能的问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种具备吸附功能的悬浮拼装地板,所述悬浮拼装地板的组分包括改性海泡石、SEBS、纳米填料和聚丙烯；其中，所述改性海泡石占所述悬浮安装底板的总质量的16～50％。
其中，SEBS是指以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物，为热塑性弹性体的一种。
优选的，一种具备吸附功能的悬浮拼装地板,其按质量百分比计，包括改性海泡石16～50％、SEBS15～25％、纳米填料20～35％，余量为聚丙烯。
进一步优选的，其按质量百分比计，包括改性海泡石20～46％、SEBS18～22％、纳米填料25～30％，余量为聚丙烯。
更进一步优选的，其按质量百分比计，包括改性海泡石33％、SEBS20％、纳米填料28％，余量为聚丙烯。
进一步的，所述改性海泡石为经非极性改性后所得的海泡石粉。
更进一步的，所述海泡石的粒径为200～1000目。
再进一步的，所述海泡石的粒径为300～650目。
更进一步的，所述海泡石粉采用硅烷改性剂改性后得到所述改性海泡石。
其中，所述硅烷偶联剂为3-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的任一种，也可选用其他类型硅烷偶联剂，但改性后的有限次吸附试验效果较上述三种差。
具体的，以所述硅烷偶联剂为3-巯丙基三甲氧基硅烷为例，改性步骤为将天然海泡石粉碎并研磨至50目，过50筛后按天然海泡石粉末与水的质量比为1：25的比例放入去离子水中，然后搅拌均匀得海泡石悬浊液，然后将无水乙醇(无水乙醇与海泡石的质量比为1:2.3)和3-巯丙基三甲氧基硅烷(3-巯丙基三甲氧基硅烷与海泡石的质量比为1:4.7)相互混合均匀制成混合剂，最后将所得混合剂加入到前述所得海泡石悬浊液中并于室温下搅拌反应6h，反应结束后抽滤并使用去离子水充分洗净，80℃烘干后研磨，即得所述改性海泡石。此处所述天然海泡石硅烷的3-巯丙基三甲氧基硅烷改性方法，基本适用于γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷。但需要注意的是，当为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷时，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与所述天然海泡石之间的质量比为1：6.2；当为γ-氨丙基三乙氧基硅烷时，γ―氨丙基三乙氧基硅烷与所述天然海泡石之间的质量比为1：4.6。同时，根据前述，其他的硅烷偶联剂也可以使用上述方法制备本技术方案所述改性海泡石，这种情况下，对应硅烷偶联剂与所述天然海泡石之间的质量比在1：(4～6.5)按分子量的大小选取，分子量越大这比值越小。
进一步的，所述纳米材料为由无机粉料与PE材料共混改性所得纳米颗粒料。其采用中京科林产PO789型纳米塑料。
基于以上技术方案，本发明还有针对性提供了所述具有吸附功能的悬浮拼装地板的制备方法，该制备方法，具体包括以下步骤：
(1)混料：先将SEBS、纳米填料和聚丙烯，在600～800r/min的转速下搅拌5～7分钟至均匀后，再加入过筛后的粉末状的改性海泡石，再在1000～1300r/min的转速下搅拌12～16min至均匀，得到原料混合物；
(2)造板：将所得原料混合物，转入挤出机，在220～280℃的挤出温度和1300～1500bar注射压力下注入模具中，然后在模温42～58℃、保压压力1100～1200bar的条件下保压15～20s后，开模取出并冷却至常温后，即得悬浮安装底板。
综上所述，本发明相较于现有技术的有益效果是：
(1)本发明所提供的悬浮拼装地板具备对空气中有害物质和水分的吸附功能，能够有效地实现室内空气的净化，尤其是实现对空气中所含VOC的吸附净化，具有极佳的环保意义；
(2)通过特殊的非极性改性方法，改善了海泡石粉末在PP塑料体系中的共混注塑性能，同时还有效保留了海泡石粉末所独具的多孔吸附特性；
(3)通过悬浮拼装地板配方组分的开发，有效解决了PP材料对海泡石多孔结构的屏蔽，使得改性后的海泡石粉末在成型地板中能够发挥出可靠的吸附性能。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体的实施例对本发明作进一步的详细说明。
悬浮拼装地板及其制备
实施例1
本实施例所提供的悬浮拼装地板，按质量百分比计，包括改性海泡石50％、SEBS25％、纳米填料35％，余量为聚丙烯。
其中，所述SEBS为巴陵石化生产的YH-511型SEBS；
所述纳米填料中京科林生产的型号为PO789的新型无机填料；
所述聚丙烯为巴陵石化生产的150号PP；
所述改性海泡石的制备方法如下：
将天然海泡石粉碎并研磨至50目，过50筛后按天然海泡石粉末与水的质量比为1：25的比例放入去离子水中，然后搅拌均匀得海泡石悬浊液，然后将无水乙醇(无水乙醇与海泡石的质量比为1:2.3)和3-巯丙基三甲氧基硅烷(3-巯丙基三甲氧基硅烷与海泡石的质量比为1:4.7)相互混合均匀制成混合剂，最后将所得混合剂加入到前述所得海泡石悬浊液中并于室温下搅拌反应6h，反应结束后抽滤并使用去离子水充分洗净，80℃烘干后研磨至1000目，即得所述改性海泡石。
本实施例所提供的悬浮拼装地板的制备方法如下：
(1)混料：先将SEBS、纳米填料和聚丙烯，在800r/min的转速下搅拌7分钟至均匀后，再加入过筛后的粉末状的改性海泡石，再在1300r/min的转速下搅拌16min至均匀，得到原料混合物；
(2)造板：将所得原料混合物，转入挤出机，在280℃的挤出温度和1500bar注射压力下注入模具中，然后在模温58℃、保压压力1200bar的条件下保压15s后，开模取出并冷却至常温后，即得悬浮安装底板。
实施例2
本实施例所提供的悬浮拼装地板，按质量百分比计，包括改性海泡石16％、SEBS15％、纳米填料20％，余量为聚丙烯。
其中，所述SEBS为巴陵石化生产的YH-511型SEBS；
所述纳米填料中京科林生产的型号为PO789的新型无机填料；
所述聚丙烯为巴陵石化生产的150号PP；
所述改性海泡石的制备方法如下：
将天然海泡石粉碎并研磨至50目，过50筛后按天然海泡石粉末与水的质量比为1：25的比例放入去离子水中，然后搅拌均匀得海泡石悬浊液，然后将无水乙醇(无水乙醇与海泡石的质量比为1:2.3)和3-巯丙基三甲氧基硅烷(3-巯丙基三甲氧基硅烷与海泡石的质量比为1:4.7)相互混合均匀制成混合剂，最后将所得混合剂加入到前述所得海泡石悬浊液中并于室温下搅拌反应6h，反应结束后抽滤并使用去离子水充分洗净，80℃烘干后研磨至200目，即得所述改性海泡石。
本实施例所提供的悬浮拼装地板的制备方法如下：
(1)混料：先将SEBS、纳米填料和聚丙烯，在600r/min的转速下搅拌5分钟至均匀后，再加入过筛后的粉末状的改性海泡石，再在1000r/min的转速下搅拌12min至均匀，得到原料混合物；
(2)造板：将所得原料混合物，转入挤出机，在220℃的挤出温度和1300bar注射压力下注入模具中，然后在模温42℃、保压压力11000bar的条件下保压0s后，开模取出并冷却至常温后，即得悬浮安装底板。本实施例所制备得到的悬浮拼装地板的性能参数，经测试，如下表所示：
实施例3
本实施例所提供的悬浮拼装地板，按质量百分比计，包括改性海泡石46％、SEBS22％、纳米填料30％，余量为聚丙烯。
其中，所述SEBS为巴陵石化生产的YH-511型SEBS；
所述纳米填料中京科林生产的型号为PO789的新型无机填料；
所述聚丙烯为巴陵石化生产的150号PP；
所述改性海泡石的制备方法如下：
将天然海泡石粉碎并研磨至50目，过50筛后按天然海泡石粉末与水的质量比为1：25的比例放入去离子水中，然后搅拌均匀得海泡石悬浊液，然后将无水乙醇(无水乙醇与海泡石的质量比为1:2.3)和3-巯丙基三甲氧基硅烷(3-巯丙基三甲氧基硅烷与海泡石的质量比为1:4.7)相互混合均匀制成混合剂，最后将所得混合剂加入到前述所得海泡石悬浊液中并于室温下搅拌反应6h，反应结束后抽滤并使用去离子水充分洗净，80℃烘干后研磨至650目，即得所述改性海泡石。
本实施例所提供的悬浮拼装地板的制备方法如下：
(1)混料：先将SEBS、纳米填料和聚丙烯，在750r/min的转速下搅拌7分钟至均匀后，再加入过筛后的粉末状的改性海泡石，再在1200r/min的转速下搅拌15min至均匀，得到原料混合物；
(2)造板：将所得原料混合物，转入挤出机，在260℃的挤出温度和1450bar注射压力下注入模具中，然后在模温54℃、保压压力1200bar的条件下保压16s后，开模取出并冷却至常温后，即得悬浮安装底板。
实施例4
本实施例所提供的悬浮拼装地板，按质量百分比计，包括改性海泡石20％、SEBS18％、纳米填料25％，余量为聚丙烯。
其中，所述SEBS为巴陵石化生产的YH-511型SEBS；
所述纳米填料中京科林生产的型号为PO789的新型无机填料；
所述聚丙烯为巴陵石化生产的150号PP；
所述改性海泡石的制备方法如下：
将天然海泡石粉碎并研磨至50目，过50筛后按天然海泡石粉末与水的质量比为1：25的比例放入去离子水中，然后搅拌均匀得海泡石悬浊液，然后将无水乙醇(无水乙醇与海泡石的质量比为1:2.3)和3-巯丙基三甲氧基硅烷(3-巯丙基三甲氧基硅烷与海泡石的质量比为1:4.7)相互混合均匀制成混合剂，最后将所得混合剂加入到前述所得海泡石悬浊液中并于室温下搅拌反应6h，反应结束后抽滤并使用去离子水充分洗净，80℃烘干后研磨至300目，即得所述改性海泡石。
本实施例所提供的悬浮拼装地板的制备方法如下：
(1)混料：先将SEBS、纳米填料和聚丙烯，在650r/min的转速下搅拌5分钟至均匀后，再加入过筛后的粉末状的改性海泡石，再在1050r/min的转速下搅拌13min至均匀，得到原料混合物；
(2)造板：将所得原料混合物，转入挤出机，在240℃的挤出温度和1350bar注射压力下注入模具中，然后在模温46℃、保压压力1100bar的条件下保压18s后，开模取出并冷却至常温后，即得悬浮安装底板。
实施例5
本实施例所提供的悬浮拼装地板，按质量百分比计，包括改性海泡石33％、SEBS20％、纳米填料28％，余量为聚丙烯。
其中，所述SEBS为巴陵石化生产的YH-511型SEBS；
所述纳米填料中京科林生产的型号为PO789的新型无机填料；
所述聚丙烯为巴陵石化生产的150号PP；
所述改性海泡石的制备方法如下：
将天然海泡石粉碎并研磨至50目，过50筛后按天然海泡石粉末与水的质量比为1：25的比例放入去离子水中，然后搅拌均匀得海泡石悬浊液，然后将无水乙醇(无水乙醇与海泡石的质量比为1:2.3)和3-巯丙基三甲氧基硅烷(3-巯丙基三甲氧基硅烷与海泡石的质量比为1:4.7)相互混合均匀制成混合剂，最后将所得混合剂加入到前述所得海泡石悬浊液中并于室温下搅拌反应6h，反应结束后抽滤并使用去离子水充分洗净，80℃烘干后研磨至480目，即得所述改性海泡石。
本实施例所提供的悬浮拼装地板的制备方法如下：
(1)混料：先将SEBS、纳米填料和聚丙烯，在700r/min的转速下搅拌6分钟至均匀后，再加入过筛后的粉末状的改性海泡石，再在1150r/min的转速下搅拌14min至均匀，得到原料混合物；
(2)造板：将所得原料混合物，转入挤出机，在250℃的挤出温度和14000bar注射压力下注入模具中，然后在模温50℃、保压压力1150bar的条件下保压17s后，开模取出并冷却至常温后，即得悬浮安装底板。
实施例6
本实施例所提供的悬浮拼装地板，按质量百分比计，包括改性海泡石33％、SEBS20％、纳米填料28％，余量为聚丙烯。
其中，所述SEBS为巴陵石化生产的YH-511型SEBS；
所述纳米填料中京科林生产的型号为PO789的新型无机填料；
所述聚丙烯为巴陵石化生产的150号PP；
所述改性海泡石的制备方法如下：
将天然海泡石粉碎并研磨至50目，过50筛后按天然海泡石粉末与水的质量比为1：25的比例放入去离子水中，然后搅拌均匀得海泡石悬浊液，然后将无水乙醇(无水乙醇与海泡石的质量比为1:2.3)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与所述天然海泡石之间的质量比为1：6.2)相互混合均匀制成混合剂，最后将所得混合剂加入到前述所得海泡石悬浊液中并于室温下搅拌反应6h，反应结束后抽滤并使用去离子水充分洗净，80℃烘干后研磨至480目，即得所述改性海泡石。
本实施例所提供的悬浮拼装地板的制备方法如下：
(1)混料：先将SEBS、纳米填料和聚丙烯，在700r/min的转速下搅拌6分钟至均匀后，再加入过筛后的粉末状的改性海泡石，再在1150r/min的转速下搅拌14min至均匀，得到原料混合物；
(2)造板：将所得原料混合物，转入挤出机，在250℃的挤出温度和14000bar注射压力下注入模具中，然后在模温50℃、保压压力1150bar的条件下保压17s后，开模取出并冷却至常温后，即得悬浮安装底板。
实施例7
本实施例所提供的悬浮拼装地板，按质量百分比计，包括改性海泡石33％、SEBS20％、纳米填料28％，余量为聚丙烯。
其中，所述SEBS为巴陵石化生产的YH-511型SEBS；
所述纳米填料中京科林生产的型号为PO789的新型无机填料；
所述聚丙烯为巴陵石化生产的150号PP；
所述改性海泡石的制备方法如下：
将天然海泡石粉碎并研磨至50目，过50筛后按天然海泡石粉末与水的质量比为1：25的比例放入去离子水中，然后搅拌均匀得海泡石悬浊液，然后将无水乙醇(无水乙醇与海泡石的质量比为1:2.3)和γ―氨丙基三乙氧基硅烷(γ―氨丙基三乙氧基硅烷与所述天然海泡石之间的质量比为1：4.6)相互混合均匀制成混合剂，最后将所得混合剂加入到前述所得海泡石悬浊液中并于室温下搅拌反应6h，反应结束后抽滤并使用去离子水充分洗净，80℃烘干后研磨至480目，即得所述改性海泡石。
本实施例所提供的悬浮拼装地板的制备方法如下：
(1)混料：先将SEBS、纳米填料和聚丙烯，在700r/min的转速下搅拌6分钟至均匀后，再加入过筛后的粉末状的改性海泡石，再在1150r/min的转速下搅拌14min至均匀，得到原料混合物；
(2)造板：将所得原料混合物，转入挤出机，在250℃的挤出温度和14000bar注射压力下注入模具中，然后在模温50℃、保压压力1150bar的条件下保压17s后，开模取出并冷却至常温后，即得悬浮安装底板。
试验例1
将实施例1～5所得悬浮拼装地板，均按照以下方法进行吸附性试验，测试其对甲醛的吸附性能。
吸附性试验方法如下：
取一块悬浮地板在105℃下干燥1h,干燥冷却后用塑料薄膜密封。注一定量的甲醛溶液于加热套中的蒸发皿上,立即将舱门密封。打开循环风扇与加热套的加热开关,待甲醛溶液蒸发完后关闭加热套,平衡一定时间后,关闭循环风扇,采集舱内气体并测试其浓度,此浓度为初始浓度。从塑料薄膜中取出悬浮地板,并将其放在净化风机进风口,同时开启循环风扇和净化风机,分别在1h、2h、3h、4h、9h、24h后采集舱内气体并测试其浓度，并记录。
所记录的试验数据如下：
由上述结果可以看出，本发明所提供的基于自主研发改性海泡石的悬浮拼装地板，能够有效实现悬浮拼装地板的吸附功能，从而在保留悬浮拼装地板运动特性的同时，还使得其具备了特殊的空气净化功能，进而拓展了悬浮拼装地板的功能用途，尤其为解决室内运动场空气问题提供了新途径。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种具备吸附功能的悬浮拼装地板,其特征在于：所述悬浮拼装地板的组分包括改性海泡石、SEBS、纳米填料和聚丙烯；其中，所述改性海泡石占所述悬浮安装底板的总质量的16～50％。
2.根据权利要求1所述的一种具备吸附功能的悬浮拼装地板,其特征在于，按质量百分比计，包括改性海泡石16～50％、SEBS15～25％、纳米填料20～35％，余量为聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的一种具备吸附功能的悬浮拼装地板,其特征在于，按质量百分比计，包括改性海泡石18～50％、SEBS18～22％、纳米填料25～30％，余量为聚丙烯。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种具备吸附功能的悬浮拼装地板，其特征在于：所述改性海泡石为经非极性改性后所得的海泡石粉。
5.根据权利要求4所述的一种具备吸附功能的悬浮拼装地板，其特征在于：所述改性海泡石的粒径为200～1000目。
6.根据权利要求5所述的一种具备吸附功能的悬浮拼装地板，其特征在于：所述改性海泡石的粒径为300～650目。
7.根据权利要求4所述的一种具备吸附功能的悬浮拼装地板，其特征在于：所述海泡石粉采用硅烷偶联剂改性后得到所述改性海泡石。
8.根据权利要求7所述的一种具备吸附功能的悬浮拼装地板，其特征在于：所述硅烷偶联剂为3-巯丙基三甲氧基硅烷。
9.根据权利要求7所述的一种具备吸附功能的悬浮拼装地板，其特征在于：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
10.根据权利要求7所述的一种具备吸附功能的悬浮拼装地板，其特征在于：γ―氨丙基三乙氧基硅烷。
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