一种用于塑胶跑道的改性橡胶颗粒的制备方法与流程

1.本发明属涉及建筑材料技术领域，特别是一种用于塑胶跑道的改性橡胶颗粒的制备方法。


背景技术：

2.塑胶跑道又称田径运动跑道，它由橡胶颗粒或聚氨酯颗粒、颜料、助剂、填料组成。塑胶跑道广泛应用于学校、公园走道、体育管等场所，其安全、环保性受到了广泛关注，媒体曾报道了“毒跑道”事件，劣质塑胶跑道中的有毒有害物质挥发到大气中，严重伤害了人们的身体健康。将废旧橡胶颗粒应用于塑胶跑道中，是废旧物品资源化的一种有效方式，许多研究者致力于将废旧橡胶未经改性进行直接再利用，由于废旧橡胶自身存在一些力学缺陷，在使用过程中，无法获得预期的技术效果，例如：铺设的塑胶跑道经过风吹日晒，时间长了，附着力下降，橡胶颗粒耐候性下降，容易变色、塑胶跑道发生开裂、再次修补也十分困难，造成了二次浪费。部分研究者对橡胶跑道工艺或橡胶颗粒本身进行改进，例如：cn10540156a报道了一种硅pu塑胶跑道的制作工艺，cn107141550a报道了一种改性橡胶颗粒的制备方法，制得了抗紫外线、耐老化、抗裂性、耐候性、杀菌除味的橡胶颗粒。
3.另外，在塑胶跑道使用中，还存在一个不容忽视的问题是表面清洁问题，由于橡胶颗粒表面是具有疏水性质，容易沾染油污、灰尘等，通过清水不易清洁，造成环境的二次污染。
4.因此，如何获得应用于塑胶跑道的具有抗裂性、耐候性、易清洁的橡胶颗粒，已经成为了本领域的一种迫切需求。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：提供一种用于塑胶跑道的改性橡胶颗粒的制备方法。
6.本发明的技术解决方案是：首先，将一定量粒径在2mm-4mm的废旧橡胶颗粒放入热氢氧化钠溶液中，搅拌浸泡5h-10h后，经过滤、水洗，得到清洁的橡胶颗粒；其次，将清洁的橡胶颗粒投入到双氧水中，加热反应6h-8h，经过滤、105oc-110oc烘干，得到氧化橡胶颗粒；然后，将四（三乙醇胺）锆溶液喷涂到氧化橡胶颗粒表面，经105oc-110oc升温反应，制得锆酯偶联橡胶颗粒；最后，将锆酯偶联橡胶颗粒投入到水性丙烯酸乳液中，添加纳米颗粒颜料，搅拌反应10h-15h、经过滤、105oc-110oc烘干，制得用于塑胶跑道的改性橡胶颗粒。
7.其中，氢氧化钠碱溶液质量浓度为5%-10%，热碱液温度为35oc-40oc；其中，双氧水的质量浓度为27.5%，加热到45oc-50oc；其中，四（三乙醇胺）锆溶液占氧化橡胶颗粒的质量比例为9%-12%；其中，颜料优选钛系颜料、铁系颜料或锌系颜料；其中，锆酯偶联橡胶颗粒占水性丙烯酸乳液的质量比例为50%，颜料占锆酯偶联橡胶颗粒的质量比例为1%-1.5%。
8.在本技术方案中，废旧橡胶颗粒首先经过液碱浸泡，去除表面的油污、灰尘等，得到清洁的橡胶颗粒；该橡胶颗粒经过双氧水氧化后，得到表面含有羟基、羧基基团的氧化橡胶颗粒；四（三乙醇胺）锆粘附到氧化橡胶颗粒表面，经升温偶联反应，得到锆酯偶联橡胶颗粒；锆酯偶联橡胶颗粒、丙烯酸乳液和颜料，通过偶联反应，形成内层为橡胶颗粒、中间层为锆酯偶联剂、外层为丙烯酸乳液和颜料的改性橡胶颗粒，该橡胶颗粒的表面具有亲水性。
9.本发明与现有技术相比，具有显著优点：废旧橡胶颗粒经过碱洗、氧化、偶联等化学改性，获得了一种复合橡胶颗粒、锆酯偶联剂、丙烯酸乳液、颜料的改性橡胶颗粒，改性的橡胶颗粒表面具有亲水性，易于清洗，并且橡胶颗粒间通过丙烯酸交联相互作用，不易断裂。该改性橡胶颗粒应用于塑胶跑道，既保持了橡胶弹性体特点，又具有抗裂性、耐候性、易清洁等优点。
具体实施方式
10.下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。
11.实施例1：依以下步骤制备一种用于塑胶跑道的橡胶颗粒的制备方法。
12.步骤1：将1200g粒径在2mm-4mm的废旧橡胶颗粒放入40oc质量浓度为5%的2l氢氧化钠碱液中，搅拌浸泡5h后，经过滤、水洗，得到清洁的橡胶颗粒；步骤2：将1000g清洁的橡胶颗粒投入到1.5l质量浓度为27.5%的双氧水中，加热到45oc，反应6h，经过滤、105oc烘干，得到氧化橡胶颗粒；步骤3：将120g四（三乙醇胺）锆溶液喷涂到1000g氧化橡胶颗粒表面，经105oc升温反应，制得锆酯偶联橡胶颗粒；步骤4：将1000g锆酯偶联橡胶颗粒投入到2000g水性丙烯酸乳液中，添加10g二氧化钛纳米颗粒颜料，搅拌反应10h、经过滤、105oc烘干，制得用于塑胶跑道的改性橡胶颗粒。
13.实施例2：依以下步骤制备一种用于塑胶跑道的橡胶颗粒的制备方法。
14.步骤1：将1000g粒径在2mm-4mm的废旧橡胶颗粒放入35oc质量浓度为10%的氢氧化钠碱液中，搅拌浸泡10h后，经过滤、水洗，得到清洁的橡胶颗粒；步骤2：将1000g清洁的橡胶颗粒投入到1.5l质量浓度为27.5%的双氧水中，加热到50oc，反应8h，经过滤、110oc烘干，得到氧化橡胶颗粒；步骤3：将90g四（三乙醇胺）锆溶液喷涂到1000g氧化橡胶颗粒表面，经110oc升温反应，制得锆酯偶联橡胶颗粒；步骤4：将1000g锆酯偶联橡胶颗粒投入到2000g水性丙烯酸乳液中，添加15g氧化铁红纳米颗粒颜料，搅拌反应15h、经过滤、110oc烘干，制得用于塑胶跑道的改性橡胶颗粒。
15.实施例3：依以下步骤制备一种用于塑胶跑道的橡胶颗粒的制备方法。
16.步骤1：将1000g粒径在2mm-4mm的废旧橡胶颗粒放入38oc质量浓度为8%的氢氧化钠碱液中，搅拌浸泡10h后，经过滤、水洗，得到清洁的橡胶颗粒；步骤2：将1000g清洁的橡胶颗粒投入到1.5l质量浓度为27.5%的双氧水中，加热到48oc，反应7h，经过滤、108oc烘干，得到氧化橡胶颗粒；步骤3：将110g四（三乙醇胺）锆溶液喷涂到1000g氧化橡胶颗粒表面，经108oc升温反应，制得锆酯偶联橡胶颗粒；
步骤4：将1000g锆酯偶联橡胶颗粒投入到2000g水性丙烯酸乳液中，添加12.5g氧化锌纳米颗粒颜料，搅拌反应12h、经过滤、108oc烘干，制得用于塑胶跑道的改性橡胶颗粒。
17.塑胶跑道应用以实施例1、2或3中的改性橡胶颗粒替代常规橡胶颗粒，采用常规的塑胶跑道施工工艺，包括：场地清扫、 防水底漆涂布、基材铺设（改性橡胶颗粒）、划线等。将添加改性橡胶颗粒的塑胶跑道和常规橡胶颗粒的塑胶跑道进行对比，经添加改性橡胶颗粒的塑胶跑道，经过180天后，表面颜色未发生褪色、表面未出现龟裂且塑胶跑道表面的黑色污垢、灰尘等采用清水冲刷后，清洁如新；而添加常规橡胶颗粒的塑胶跑道表面颜色发生变化，出现了跑胶、裂纹等，表面污垢无法用清水洗干净。


技术特征：
1.一种用于塑胶跑道的橡胶颗粒的制备方法，其特征在于：第一步：将一定量粒径在2mm-4mm的废旧橡胶颗粒放入35
o
c-40
o
c质量浓度为5%-10%的氢氧化钠碱液中，搅拌浸泡6h-10h后，经过滤、水洗，得到清洁的橡胶颗粒；第二步：将一定量清洁的橡胶颗粒投入到质量浓度为27.5%的双氧水中，加热到45
o
c-50
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c，反应6h-8h，经过滤、105
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c-110
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c烘干，得到氧化橡胶颗粒；第三步：将一定量四（三乙醇胺）锆溶液喷涂到氧化橡胶颗粒表面，经105
o
c-110
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c升温反应，制得锆酯偶联橡胶颗粒；第四步：将一定量锆酯偶联橡胶颗粒投入到水性丙烯酸乳液中，添加纳米颗粒颜料，搅拌反应10h-15h、经过滤、105
o
c-110
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c烘干，制得用于塑胶跑道的改性橡胶颗粒。2.根据权利要求1所述的一种用于塑胶跑道的橡胶颗粒的制备方法，其特征在于：四（三乙醇胺）锆溶液占氧化橡胶颗粒的质量比例为9%-12%。3.根据权利要求1所述的一种用于塑胶跑道的橡胶颗粒的制备方法，其特征在于：颜料优选钛系颜料、铁系颜料或锌系颜料。4.根据权利要求1所述的一种用于塑胶跑道的橡胶颗粒的制备方法，其特征在于：锆酯偶联橡胶颗粒占水性丙烯酸乳液的质量比例为50%，颜料占锆酯偶联橡胶颗粒的质量比例为1%-1.5%。

技术总结
本发明公开了一种用于塑胶跑道的改性橡胶颗粒的制备方法，其技术方案包括：将一定量废旧橡胶颗粒放入热氢氧化钠溶液中，搅拌浸泡后，经过滤、水洗，得到清洁的橡胶颗粒；其次，将清洁的橡胶颗粒投入到双氧水中，加热反应，经过滤、烘干，得到氧化橡胶颗粒；然后，将四（三乙醇胺）锆溶液喷涂到氧化橡胶颗粒表面，经升温反应，制得锆酯偶联橡胶颗粒；最后，将锆酯偶联橡胶颗粒投入到水性丙烯酸乳液中，添加纳米颗粒颜料，搅拌反应、经过滤、烘干，制得用于塑胶跑道的改性橡胶颗粒。该改性橡胶颗粒应用于塑胶跑道，既保持了橡胶弹性体特点，又具有抗裂性、耐候性、易清洁的特点。易清洁的特点。


技术研发人员：ꢀ(51)Int.Cl.C08J3/12
受保护的技术使用者：南京市雨花台区绿宝工业设计服务中心
技术研发日：2020.07.19
技术公布日：2022/2/7