CN110894351A - 预制型热塑性弹性体运动地胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热塑性硫化橡胶制备领域，公开了一种预制型热塑性弹性体运动地胶及其制备方法，一种预制型热塑性弹性体，其原料按重量份包括：硅氮橡胶15‑20份、聚氨酯30‑50份、苯并三氮唑8‑11份、羟丙基甲基纤维素6‑10份、3‑异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷2‑6份、软化油9‑13份、增塑剂3‑7份、无机填料20‑40份，制得的预制型热塑性弹性体运动地胶弹性高且避免硬化、开裂。
Description
技术领域
本发明涉及热塑性弹性体制备领域，尤其涉及一种预制型热塑性弹性体运动地胶及其制备方法。
背景技术
现如今塑胶运动地胶跑道，为追求一定的韧性、回弹率以及耐热，耐寒性能，在基层基础上，还会压制一层预制型热塑性弹性体层，代替传统 PVC运动地胶，以进一步提高塑胶运动地胶跑道性能，其中TPV是以热塑性聚合物为连续相，硫化橡胶为分散相制得的具有优良弹性性能和耐压缩变形性、耐环境、耐老化性的综合性能优异的热塑性弹性体，现代工艺采用热塑性聚合物与橡胶先共混后硫化的动态硫化制备步骤，以优化产品性能，因此需要相容剂尽可能减少两相之间的界面张力，提高共混程度与粘度，增加韧性；同时，橡胶在动态硫化过程中留下的未键合的部分会随着使用年限增加而容易出现硬化、开裂等问题，是现有TPV热塑性硫化橡胶在运动地胶中做为预制型热塑性弹性体层的重要产品缺陷。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种高共混程度的预制型热塑性弹性体运动地胶。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种预制型热塑性弹性体运动地胶，其原料按重量份包括：硅氮橡胶15-20份、聚氨酯30-50 份、苯并三氮唑8-11份、羟丙基甲基纤维素6-10份、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷2-6份、软化油9-13份、增塑剂3-7份、无机填料20-40份；
其中，所述聚氨酯的分子量为10-20万之间，所述硅氮橡胶的分子量1-2万之间。
本发明的优点在于：在聚氨酯的表面接枝带有羟基的羟丙基甲基纤维素，增强聚氨酯表面极性，减少两相极性差距，在硅氮橡胶的未键合部分接枝含有乙烯基与N-H基的苯并三氮唑，拉低硅氮橡胶高极性，形成极性过渡层，提高两相的相容性，增加黏合、结合强度，最终达到高弹性、减少硬化、开裂的效果。
本发明的另一个目的在于，提供上述预制型热塑性弹性体运动地胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照重量份比例取硅氮橡胶高速剪切过筛后，与聚氨酯、羟丙基甲基纤维素以及软化油熔融共混搅拌；
S2：按重量份比例将3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、苯并三氮唑、增塑剂投入反应釜中，剪切搅拌15-30min后，加入填料，转高速搅拌 10-15min，由双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，得到预制型热塑性弹性体。
本发明的优点在于：通过调节原材料的添加顺序和滞留时间，提供活化反应时间与环境，且工艺流程简单、工期短，制得的TPV可回收使用。
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
预制型热塑性弹性体运动地胶按重量份包括：硅氮橡胶20份、聚氨酯50份、苯并三氮唑8份、羟丙基甲基纤维素10份、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷6份、芳烃油9份、聚丁烯7份、无机填料20份；
其中，聚氨酯的分子量为19-20万之间；硅氮橡胶的分子量1.8-2万之间；无机填料为云母粉按照质量比1:1与滑石粉混合而成的混合物料。
上述预制型热塑性弹性体运动地胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照重量份比例取硅氮橡胶高速剪切过20目筛后，与聚氨酯、羟丙基甲基纤维素以及软化油在500℃下熔融共混搅拌；
S2：按重量份比例将3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、苯并三氮唑、增塑剂投入反应釜中，剪切搅拌30min后，加入填料，以转速400r/min高速搅拌15min，由双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，得到预制型热塑性弹性体。
实施例2
预制型热塑性弹性体运动地胶按重量份包括：硅氮橡胶15份、聚氨酯30份、苯并三氮唑11份、羟丙基甲基纤维素6份、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷2份、矿物油13份、邻苯二甲酸二辛酯3份、无机填料40 份；
其中，聚氨酯的分子量为11-12万之间；硅氮橡胶的分子量1-1.2万之间；无机填料为瓷土按照质量比1:1与滑石粉混合而成的混合物料。
上述预制型热塑性弹性体运动地胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照重量份比例取硅氮橡胶高速剪切过20目筛后，与聚氨酯、羟丙基甲基纤维素以及软化油在550℃下熔融共混搅拌；
S2：按重量份比例将3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、苯并三氮唑、增塑剂投入反应釜中，剪切搅拌15min后，加入填料，以转速450r/min高速搅拌10min，由双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，得到预制型热塑性弹性体。
实施例3
预制型热塑性弹性体运动地胶按重量份包括：硅氮橡胶17份、聚氨酯40份、苯并三氮唑10份、羟丙基甲基纤维素8份、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷4份、萜烯树脂11份、聚丁烯5份、无机填料30份；
其中，聚氨酯的分子量为13-14万之间；硅氮橡胶的分子量1.5-2万之间；无机填料为瓷土按照质量比1:1与滑石粉混合而成的混合物料。
上述预制型热塑性弹性体运动地胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照重量份比例取硅氮橡胶高速剪切过20目筛后，与聚氨酯、羟丙基甲基纤维素以及软化油在510℃下熔融共混搅拌；
S2：按重量份比例将3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、苯并三氮唑、增塑剂投入反应釜中，剪切搅拌18min后，加入填料，以转速420r/min高速搅拌14min，由双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，得到预制型热塑性弹性体。
实施例4
预制型热塑性弹性体运动地胶按重量份包括：硅氮橡胶17份、聚氨酯 45份、苯并三氮唑9份、羟丙基甲基纤维素7份、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷4份、芳烃油13份、脂肪酸酯6份、无机填料35份；
其中，聚氨酯的分子量为14-15万之间；硅氮橡胶的分子量1.6-1.8万之间；无机填料为瓷土按照质量比1:1与滑石粉混合而成的混合物料。
上述预制型热塑性弹性体运动地胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照重量份比例取硅氮橡胶高速剪切过20目筛后，与聚氨酯、羟丙基甲基纤维素以及软化油在520℃下熔融共混搅拌；
S2：按重量份比例将3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、苯并三氮唑、增塑剂投入反应釜中，剪切搅拌18min后，加入填料，以转速410r/min高速搅拌13min，由双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，得到预制型热塑性弹性体。
实施例5
预制型热塑性弹性体运动地胶按重量份包括：硅氮橡胶17份、聚氨酯40份、苯并三氮唑9份、羟丙基甲基纤维素7份、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷4份、软化油11份、增塑剂5份、无机填料30份；
其中，所述聚氨酯的分子量为15-16万之间，所述硅氮橡胶的分子量 1.5-1.7万之间；无机填料为瓷土按照质量比1:1与滑石粉混合而成的混合物料。
上述预制型热塑性弹性体运动地胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照重量份比例取硅氮橡胶高速剪切过20目筛后，与聚氨酯、羟丙基甲基纤维素以及软化油在520℃下熔融共混搅拌；
S2：按重量份比例将3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、苯并三氮唑、增塑剂投入反应釜中，剪切搅拌17min后，加入填料，以转速410r/min高速搅拌12min，由双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，得到预制型热塑性弹性体。
为进一步说明本发明的有益效果，选用本发明实施例1-5制备的TPV 按照材料检测标准在拉升强度、断裂伸长率、硬度等方面进行性能测试，并将测试结果记录在下表内。
| 性能 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 邵氏硬度，A | 73 | 70 | 70 | 72 | 75 |
| 拉升强度，Mpa | 12.3 | 12.5 | 12.0 | 12.4 | 13.1 |
| 断裂伸长率，％ | 794 | 782 | 791 | 801 | 812 |
| 撕裂强度，N/mm | 27 | 25 | 31 | 24 | 36 |
由上表可知，本发明制备的预制型热塑性弹性体运动地胶通过增加两相之间的相容度与粘合力，使得材料具有高弹性、高断裂伸长率等优良性能。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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)
1.一种预制型热塑性弹性体运动地胶，其特征在于，其原料按重量份包括：硅氮橡胶15-20份、聚氨酯30-50份、苯并三氮唑8-11份、羟丙基甲基纤维素6-10份、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷2-6份、软化油9-13份、增塑剂3-7份、无机填料20-40份；
其中，所述聚氨酯的分子量为10-20万之间，所述硅氮橡胶的分子量1-2万之间。
2.如权利要求1所述的预制型热塑性弹性体运动地胶，其特征在于，其原料按重量份包括：硅氮橡胶17份、聚氨酯40份、苯并三氮唑9份、羟丙基甲基纤维素7份、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷4份、软化油11份、增塑剂5份、无机填料30份；
其中，所述聚氨酯的分子量为15-16万之间，所述硅氮橡胶的分子量1.5-1.7万之间。
3.如权利要求2所述的预制型热塑性弹性体运动地胶，其特征在于，所述软化油为芳烃油、萜烯树脂、矿物油中的任意一种。
4.如权利要求3所述的预制型热塑性弹性体运动地胶，其特征在于，所述增塑剂为聚丁烯、脂肪酸酯、邻苯二甲酸二辛酯中的任意一种。
5.如权利要求4所述的预制型热塑性弹性体运动地胶，其特征在于，所述无机填料为瓷土、石棉粉、云母粉中的任意一种按照质量比1:1与滑石粉混合而成的混合物料。
6.如权利要求1-5任意一项所述的预制型热塑性弹性体运动地胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按照重量份比例取硅氮橡胶高速剪切过筛后，与聚氨酯、羟丙基甲基纤维素以及软化油熔融共混搅拌；
S2：按重量份比例将3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、苯并三氮唑、增塑剂投入反应釜中，剪切搅拌15-30min后，加入填料，高速搅拌10-15min，由双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，得到预制型热塑性弹性体。
7.如权利要求6所述的预制型热塑性弹性体运动地胶的制备方法，其特征在于，所述过筛的筛网的目数为20目；所述熔融共混搅拌的温度为500-550℃；所述高速搅拌的转速为400-450r/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Li Inventor after: Zhang Zongrui Inventor after: Yu Haiyan Inventor after: Meng Fanli Inventor after: Sun Yufeng Inventor after: Pang Xiaosen Inventor before: Zhang Zongrui Inventor before: Yu Haiyan Inventor before: Meng Fanli Inventor before: Sun Yufeng Inventor before: Pang Xiaosen |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200320 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |