CN110157105A - 一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒及其制备方法，该乙丙橡胶颗粒由以下质量份的原料组成：乙丙橡胶：100份；硫化体系：2～5份；白炭黑：5～25份；活性碳酸钙：200～400份；防护体系：3～7份；增塑体系：35～60份；色粉或/和助剂：5～20份，其制备方法包括以下步骤：1)混练；2)薄通塑炼；3)挤出、造粒；4)硫化发泡。本发明的乙丙橡胶颗粒具有柔软舒适、弹性优良、耐热老化、着色持久、抗紫外线、耐低温、高温压缩变形小、无刺激性气味等优点，且不含重金属、苯、甲苯、邻苯类酯等有害成分，安全环保，适用于足球、棒球、橄榄球、高尔夫球等专业比赛运动场地或类似用途的健身运动场地。

Description

一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒及其制备方法。
背景技术
人造草坪具有易排水、养护简单、场地平整度高、使用寿命长、维护费用低等优点，受到了人们的喜爱。人造草坪主要由人造草丝和填充颗粒组成，填充颗粒主要填充在人造草根部。当人们在运动场地上运动时，填充颗粒可以起到缓冲保护作用，减少场地对膝盖等关节的冲击。
橡胶颗粒是国内外的人造草坪常用填充颗粒，其成分主要为废旧轮胎再生橡胶、SBS系列热塑性弹性体、TPV系列热塑性弹性体等橡胶或弹性体。废旧轮胎气味较大、颜色单一(黑色)，不符合人们对环保健康的要求，且在阳光充裕的夏季，黑色更容易吸热，会使整个运动场地的面层温度偏高，不适宜进行运动或比赛。各类热塑性弹性体有着良好的弹性，但是其抗紫外线老化能力较差，且在夏季温度较高时，压缩变形大，影响其耐久性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒，由以下质量份的原料组成：
乙丙橡胶：100份；
硫化体系：2～5份；
白炭黑：5～25份；
活性碳酸钙：200～400份；
防护体系：3～7份；
增塑体系：35～60份；
色粉或/和助剂：5～20份。
优选的，一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒，由以下质量份的原料组成：
乙丙橡胶：100份；
硫化体系：4～5份；
白炭黑：15～25份；
活性碳酸钙：300～350份；
防护体系：3～5份；
增塑体系：40～50份；
色粉或/和助剂：8～15份。
优选的，所述乙丙橡胶为三元乙丙橡胶、四元乙丙橡胶中的至少一种。
优选的，所述三元乙丙橡胶为乙烯、丙烯和5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB)的共聚物，门尼粘度ML1+4,125℃为50～90Pa·s，其中，丙烯的含量为48wt％～58％wt，5-亚乙基-2-降冰片烯的含量为7.5wt％～9.0％wt。
优选的，所述四元乙丙橡胶为乙烯、丙烯、5-亚乙基-2-降冰片烯和双环戊二烯(DCPD)的无规共聚合物，门尼粘度ML1+4,125℃为50～90Pa·s，其中，乙烯的含量为43wt％～56wt％，5-亚乙基-2-降冰片烯的含量为7.5wt％～9wt％，双环戊二烯的含量为1.5wt％～4wt％。
优选的，所述硫化体系由助交联剂和过氧化物硫化剂按照质量比(0～3)：(1～3.5)组成。
进一步优选的，所述硫化体系由助交联剂和过氧化物硫化剂按照质量比1：(1～1.5)组成。
优选的，所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三聚氰酸三烯丙酯(TAC)中的至少一种。
优选的，所述过氧化物硫化剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯(BIPB)、2,2-双(4,4-二叔丁过氧基环己基)丙烷、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧基)己烷中的至少一种。
优选的，所述白炭黑为比表面积300～320m2/g的沉淀法白炭黑。
优选的，所述活性碳酸钙为硬脂酸或硅烷偶联剂活化处理过的碳酸钙，粒径≤5μm。
优选的，所述防护体系由抗氧剂616、抗氧剂1010、紫外线吸收剂UV-531和微晶石蜡按照质量比(0.3～1)：(0.2～1)：(0.4～1)：(2～5)组成。
优选的，所述增塑体系由石蜡油和液体二元乙丙橡胶按照质量比(5～9)：(2～5)组成。
上述人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒的制备方法，包括以下步骤：
1)混练：将各原料按配比加入密炼机，进行混炼；
2)薄通塑炼：将密炼机中的物料转入开炼机，进行薄通塑炼，得到胶片；
3)挤出、造粒：将胶片转入单螺杆挤橡机，进行挤出、造粒，得到橡胶粒；
4)硫化发泡：将橡胶粒送入热空气中，进行硫化、发泡，得到人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒。
优选的，步骤2)所述胶片的厚度为3～5mm，温度为75～85℃。
优选的，步骤3)所述单螺杆挤橡机的加工温为55～75℃。
优选的，步骤4)所述热空气的温度为180℃～220℃。
本发明的有益效果是：本发明的乙丙橡胶颗粒具有柔软舒适、弹性优良、耐热老化、着色持久、抗紫外线、耐低温、高温压缩变形小、无刺激性气味等优点，且不含重金属、苯、甲苯、邻苯类酯等有害成分，安全环保，适用于足球、棒球、橄榄球、高尔夫球等专业比赛运动场地或类似用途的健身运动场地。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1：
一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒，其原料组成如下表所示：
表1一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒的原料组成表
注：
四元乙丙橡胶为乙烯、丙烯、5-亚乙基-2-降冰片烯和双环戊二烯(DCPD)的无规共聚合物，门尼粘度ML1+4,125℃为50～90Pa·s，其中，乙烯的含量为43wt％～56wt％，5-亚乙基-2-降冰片烯的含量为7.5wt％～9wt％，双环戊二烯的含量为1.5wt％～4wt％；
沉淀法白炭黑的比表面积为300～320m2/g；
活性碳酸钙为硬脂酸活化处理过的碳酸钙，粒径≤5μm。
上述人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒的制备方法，包括以下步骤：
1)混练：将各原料按配比加入密炼机，进行混炼；
2)薄通塑炼：将密炼机中的物料转入开炼机，进行薄通塑炼，得到胶片，厚度为3～5mm，温度为75～85℃；
3)挤出、造粒：将胶片转入单螺杆挤橡机(加工温为55～75℃)，进行挤出、造粒，得到橡胶粒；
4)硫化发泡：将橡胶粒送入热空气(温度为180℃～220℃)中，进行硫化、发泡，得到人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒。
实施例2：
一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒，其原料组成如下表所示：
表2一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒的原料组成表
注：
四元乙丙橡胶为乙烯、丙烯、5-亚乙基-2-降冰片烯和双环戊二烯(DCPD)的无规共聚合物，门尼粘度ML1+4,125℃为50～90Pa·s，其中，乙烯的含量为43wt％～56wt％，5-亚乙基-2-降冰片烯的含量为7.5wt％～9wt％，双环戊二烯的含量为1.5wt％～4wt％；
沉淀法白炭黑的比表面积为300～320m2/g；
活性碳酸钙为硅烷偶联剂活化处理过的碳酸钙，粒径≤5μm。
上述人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒的制备方法，包括以下步骤：
1)混练：将各原料按配比加入密炼机，进行混炼；
2)薄通塑炼：将密炼机中的物料转入开炼机，进行薄通塑炼，得到胶片，厚度为3～5mm，温度为75～85℃；
3)挤出、造粒：将胶片转入单螺杆挤橡机(加工温为55～75℃)，进行挤出、造粒，得到橡胶粒；
4)硫化发泡：将橡胶粒送入热空气(温度为180℃～220℃)中，进行硫化、发泡，得到人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒。
实施例3：
一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒，其原料组成如下表所示：
表3一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒的原料组成表
注：
三元乙丙橡胶为乙烯、丙烯和5-亚乙基-2-降冰片烯的共聚物，门尼粘度ML1+4,125℃为50～90Pa·s，其中，丙烯的含量为48wt％～58％wt，5-亚乙基-2-降冰片烯的含量为7.5wt％～9.0％wt；
沉淀法白炭黑的比表面积为300～320m2/g；
活性碳酸钙为硅烷偶联剂活化处理过的碳酸钙，粒径≤5μm。
上述人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒的制备方法，包括以下步骤：
1)混练：将各原料按配比加入密炼机，进行混炼；
2)薄通塑炼：将密炼机中的物料转入开炼机，进行薄通塑炼，得到胶片，厚度为3～5mm，温度为75～85℃；
3)挤出、造粒：将胶片转入单螺杆挤橡机(加工温为55～75℃)，进行挤出、造粒，得到橡胶粒；
4)硫化发泡：将橡胶粒送入热空气(温度为180℃～220℃)中，进行硫化、发泡，得到人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒。
实施例4：
一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒，其原料组成如下表所示：
表4一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒的原料组成表
注：
四元乙丙橡胶为乙烯、丙烯、5-亚乙基-2-降冰片烯和双环戊二烯(DCPD)的无规共聚合物，门尼粘度ML1+4,125℃为50～90Pa·s，其中，乙烯的含量为43wt％～56wt％，5-亚乙基-2-降冰片烯的含量为7.5wt％～9wt％，双环戊二烯的含量为1.5wt％～4wt％；
沉淀法白炭黑的比表面积为300～320m2/g；
活性碳酸钙为硬脂酸活化处理过的碳酸钙，粒径≤5μm。
上述人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒的制备方法，包括以下步骤：
1)混练：将各原料按配比加入密炼机，进行混炼；
2)薄通塑炼：将密炼机中的物料转入开炼机，进行薄通塑炼，得到胶片，厚度为3～5mm，温度为75～85℃；
3)挤出、造粒：将胶片转入单螺杆挤橡机(加工温为55～75℃)，进行挤出、造粒，得到橡胶粒；
4)硫化发泡：将橡胶粒送入热空气(温度为180℃～220℃)中，进行硫化、发泡，得到人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒。
测试例：
对实施例1～4的人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒进行性能测试，测试结果如下表所示：
表5实施例1～4的人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒的性能测试数据
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒，其特征在于：由以下质量份的原料组成：
乙丙橡胶：100份；
硫化体系：2～5份；
白炭黑：5～25份；
活性碳酸钙：200～400份；
防护体系：3～7份；
增塑体系：35～60份；
色粉或/和助剂：5～20份。
2.根据权利要求1所述的人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒，其特征在于：所述乙丙橡胶为三元乙丙橡胶、四元乙丙橡胶中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒，其特征在于：所述三元乙丙橡胶为乙烯、丙烯和5-亚乙基-2-降冰片烯的共聚物，门尼粘度ML1+4,125℃为50～90Pa·s，其中，丙烯的含量为48wt％～58％wt，5-亚乙基-2-降冰片烯的含量为7.5wt％～9.0％wt；所述四元乙丙橡胶为乙烯、丙烯、5-亚乙基-2-降冰片烯和双环戊二烯的无规共聚合物，门尼粘度ML1+4,125℃为50～90Pa·s，其中，乙烯的含量为43wt％～56wt％，5-亚乙基-2-降冰片烯的含量为7.5wt％～9wt％，双环戊二烯的含量为1.5wt％～4wt％。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒，其特征在于：所述硫化体系由助交联剂和过氧化物硫化剂按照质量比(0～3)：(1～3.5)组成。
5.根据权利要求4所述的人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒，其特征在于：所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯中的至少一种；所述过氧化物硫化剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯、2,2-双(4,4-二叔丁过氧基环己基)丙烷、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧基)己烷中的至少一种。
6.根据权利要求1～3中任意一项所述的人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒，其特征在于：所述白炭黑为比表面积300～320m2/g的沉淀法白炭黑。
7.根据权利要求1～3中任意一项所述的人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒，其特征在于：所述活性碳酸钙为硬脂酸或硅烷偶联剂活化处理过的碳酸钙，粒径≤5μm。
8.根据权利要求1～3中任意一项所述的人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒，其特征在于：所述防护体系由抗氧剂616、抗氧剂1010、紫外线吸收剂UV-531和微晶石蜡按照质量比(0.3～1)：(0.2～1)：(0.4～1)：(2～5)组成。
9.根据权利要求1～3中任意一项所述的人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒，其特征在于：所述增塑体系由石蜡油和液体二元乙丙橡胶按照质量比(5～9)：(2～5)组成。
10.权利要求1～9中任意一项所述的人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)混练：将各原料按配比加入密炼机，进行混炼；
2)薄通塑炼：将密炼机中的物料转入开炼机，进行薄通塑炼，得到胶片；
3)挤出、造粒：将胶片转入单螺杆挤橡机，进行挤出、造粒，得到橡胶粒；
4)硫化发泡：将橡胶粒送入热空气中，进行硫化、发泡，得到人造草坪填充用乙丙橡胶颗粒。
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