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一种高性能红色EPDM颗粒及其制备方法与流程

2022-11-28 10:35:23 来源:中国专利 TAG:
一种高性能红色epdm颗粒及其制备方法
技术领域
1.本发明属于塑胶跑道颗粒生产加工技术领域,具体涉及一种高性能红色epdm颗粒及其制备方法。


背景技术:

2.近年来,我国经济持续稳定发展,人民生活水平日益提高,娱乐休闲品质也逐渐提升,塑胶跑道、塑胶球场等塑胶运动场地已成为现代体育设施不可或缺的一部分。而epdm彩色颗粒塑胶地面顺势发展,因其具有弹性好、抗压强度高,设计灵活、施工简单等特点,且抗紫外线,而、色泽稳定鲜丽,耐磨防滑、维护方便被广泛应用。epdm彩色颗粒塑胶地面是在按要求铺设好的石油沥青路面基层上,涂刷一层单组份聚氨酯胶水,当聚氨酯底涂料逐步渗入沥青基础的表面空隙后,即可在表面形成密封状的薄膜,从而起到防水作用,也使基础和塑胶面层的粘合力得到增强。
3.当前,市面上的epdm颗粒多种多样,然而一般的epdm颗粒生产成本较高,大大降低了经济效益,并且现如今市面上的epdm颗粒制作过程中有大量的有害物质添加,制成的颗粒有较大毒性,使用过程中多人体造成一定的伤害,同时耐热能力较差,铺设成的跑道在高温下会出现融化粘脚的情况,降低了epdm颗粒的稳定性,并且在生产过程中各种原料混合不充分,从而生产出的epdm颗粒品质不一,降低了epdm颗粒的质量。
4.中国专利申请号为202011454712.2公开了一种epdm颗粒及制备工艺,配方包括:氢氧化铝、煤矿渣、石棉粉、三元乙丙橡胶、氧化锌、硬脂酸、颜料、促进剂和石蜡油,各组分的重量份数分别是:3-5份的氢氧化铝、10-20份的煤矿渣、5-10份的石棉粉、100-120份的三元乙丙橡胶、5-7份的氧化锌、1-3份的硬脂酸、50-60份的颜料、4-8份的促进剂和10-15份的石蜡油,该发明制备的epdm颗粒具有良好的耐热性和阻燃性,但由于其加入过多颜料及无机粉体,填料在橡胶中分散不均,从而导致epdm粘结效果差、力学性能差及颜色稳定性不好等问题。


技术实现要素:

5.针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种高性能红色epdm颗粒及其制备方法,该epdm颗粒具有耐候性和力学强度,同时颜色稳定性好,不易脱落,具有良好的应用前景。
6.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
7.1、一种高性能红色epdm颗粒,包括以下组分的原料:
8.(a)至少含有一种氧化铁红颜料;
9.(b)至少含有一种酸性聚酯;
10.(c)至少含有三元乙丙橡胶、煤矿渣、石棉粉和硫化剂。
11.优选的,按重量份计,所述(a)组分为1-5份,(b)组分为1-5份,(c)组分为82-125份。
12.优选的,所述(b)组分由己二酸、环己基二甲醇、邻苯二甲酸酐按1:1.8-2.2:1-1.2的摩尔比合成得到,酸值为60-80mg koh/g。
13.优选的,所述(b)组分的具体制备方法如下:在三口烧瓶中加入己二酸、环己基二甲醇、邻苯二甲酸酐、酯化催化剂,通入氮气,进行搅拌反应,反应完成后冷却至常温,即得所述(b)组分。
14.优选的,所述酯化催化剂为丁基氧化锡、钛酸四丁酯、醋酸锌中的一种或多种;所述酯化催化剂的用量为己二酸、环己基二甲醇和邻苯二甲酸酐总质量的0.05-0.2%。
15.优选的,所述搅拌反应的温度为120-180℃,反应时间为6-12h。
16.优选的,所述(c)组分中三元乙丙橡胶、煤矿渣、石棉粉和硫化剂的质量比为60-80:10-20:10-20:2-5;所述硫化剂为促进剂tmtd。
17.优选的,所述煤矿渣的目数为600-800目;所述石棉粉的目数为600-800目。
18.本发明还保护一种所述高性能红色epdm颗粒的制备方法,包括以下步骤:
19.s1、按配方称取原料,将煤矿渣、石棉粉、氧化铁红加入高速混合机中混合均匀,得到混合粉;
20.s2、将步骤s1中的混合粉、三元乙丙橡胶、酸性聚酯、硫化剂、环烷油加入密炼机的混炼室中,进行密炼,密炼完成后得到混合料;
21.s3、将步骤s2中的混合料放入输送机上,通过输送进入挤出机进料斗,挤出机挤出宽25cm、厚2cm的条板状的胶板,再通过切断机将条板状的胶板切成长度为40cm的胶板;
22.s4、将步骤s3中的胶板放入硫化罐中进行硫化,硫化完成后打开阀门,放出蒸汽,得到硫化胶板;
23.s5、将步骤s4中得到的硫化胶板放入粉碎机中进行粉碎,随后经振动筛过筛,过筛粒径为1mm-3mm,即得所述高性能红色epdm颗粒。
24.优选的,步骤s2中所述环烷油的加入量为三元乙丙橡胶质量的5-10%;所述密炼的温度为95-105℃,时间为10-20min;步骤s4中所述硫化温度为160-180℃,硫化时间为60-100min,硫化压力为0.6-0.9mpa。
25.与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
26.(1)本发明制备的epdm颗粒,引入酸性耐高温聚酯,使氧化铁红颜料在epdm中更好润湿分散,解决颜料颗粒、无机颗粒等和epdm粘性结效果差,颜色稳定性不好,色牢度强较低,耐候性和拉伸强度较差的问题。
27.(2)本发明制备的epdm颗粒,在配方中加入煤矿渣作为填料,有利于废物利用,降低了生产成本,并且通过加入石棉粉,提高了产品的耐热性能和阻燃性,避免了epdm颗粒在高温下融化的情况发生,提高了epdm颗粒的热稳定性,同时在生产过程中无任何有毒物质添加,有利于环保。
具体实施方式
28.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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做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。
29.其中,所述三元乙丙橡胶为中石化三井3092pm;所述氧化铁红购自山东鑫隆辉化工进出口有限公司,目数为325目;所述环烷油为环烷油4010。
30.实施例1
31.一种高性能红色epdm颗粒的制备方法,包括以下步骤:
32.s1、按配方称取原料,将1.3kg煤矿渣、1.3kg石棉粉、0.3kg氧化铁红加入高速混合机中混合均匀,得到混合粉;
33.s2、将步骤s1中的混合粉、7kg三元乙丙橡胶、0.3kg酸性聚酯、0.4kg促进剂tmtd、0.6kg环烷油加入密炼机的混炼室中,进行密炼,密炼的温度为100℃,时间为15min,密炼完成后得到混合料;
34.s3、将步骤s2中的混合料放入输送机上,通过输送进入挤出机进料斗,挤出机挤出宽25cm、厚2cm的条板状的胶板,再通过切断机将条板状的胶板切成长度为40cm的胶板;
35.s4、将步骤s3中的胶板放入硫化罐中进行硫化,硫化温度为170℃,硫化时间为80min,硫化压力为0.8mpa,硫化完成后打开阀门,放出蒸汽,得到硫化胶板;
36.s5、将步骤s4中得到的硫化胶板放入粉碎机中进行粉碎,随后经振动筛过筛,过筛粒径为1mm-3mm,即得所述高性能红色epdm颗粒。
37.其中,酸性聚酯的具体制备方法如下:在三口烧瓶中加入146g己二酸、288g 1,4-环己基二甲醇、162.8g邻苯二甲酸酐和0.6g单丁基氧化锡,通入氮气,在160℃下搅拌反应8h,反应完成后冷却至常温,即得所述酸性聚酯,酸值为69mg koh/g。
38.实施例2
39.一种高性能红色epdm颗粒的制备方法,包括以下步骤:
40.s1、按配方称取原料,将1.8kg煤矿渣、1.8kg石棉粉、0.3kg氧化铁红加入高速混合机中混合均匀,得到混合粉;
41.s2、将步骤s1中的混合粉、7.5kg三元乙丙橡胶、0.4kg酸性聚酯、0.4kg促进剂tmtd、0.5kg环烷油加入密炼机的混炼室中,进行密炼,密炼的温度为100℃,时间为15min,密炼完成后得到混合料;
42.s3、将步骤s2中的混合料放入输送机上,通过输送进入挤出机进料斗,挤出机挤出宽25cm、厚2cm的条板状的胶板,再通过切断机将条板状的胶板切成长度为40cm的胶板;
43.s4、将步骤s3中的胶板放入硫化罐中进行硫化,硫化温度为170℃,硫化时间为70min,硫化压力为0.7mpa,硫化完成后打开阀门,放出蒸汽,得到硫化胶板;
44.s5、将步骤s4中得到的硫化胶板放入粉碎机中进行粉碎,随后经振动筛过筛,过筛粒径为1mm-3mm,即得所述高性能红色epdm颗粒。
45.其中,酸性聚酯的具体制备方法如下:在三口烧瓶中加入146g己二酸、302.4g顺-1,2-环己基二甲醇、162.8g邻苯二甲酸酐和0.9g钛酸四丁酯,通入氮气,在140℃下搅拌反应10h,反应完成后冷却至常温,即得所述酸性聚酯,酸值为74mg koh/g。
46.实施例3
47.一种高性能红色epdm颗粒的制备方法,包括以下步骤:
48.s1、按配方称取原料,将2kg煤矿渣、2kg石棉粉、0.5kg氧化铁红加入高速混合机中混合均匀,得到混合粉;
49.s2、将步骤s1中的混合粉、8kg三元乙丙橡胶、0.5kg酸性聚酯、0.5kg促进剂tmtd、
0.8kg环烷油加入密炼机的混炼室中,进行密炼,密炼的温度为105℃,时间为10min,密炼完成后得到混合料;
50.s3、将步骤s2中的混合料放入输送机上,通过输送进入挤出机进料斗,挤出机挤出宽25cm、厚2cm的条板状的胶板,再通过切断机将条板状的胶板切成长度为40cm的胶板;
51.s4、将步骤s3中的胶板放入硫化罐中进行硫化,硫化温度为180℃,硫化时间为60min,硫化压力为0.9mpa,硫化完成后打开阀门,放出蒸汽,得到硫化胶板;
52.s5、将步骤s4中得到的硫化胶板放入粉碎机中进行粉碎,随后经振动筛过筛,过筛粒径为1mm-3mm,即得所述高性能红色epdm颗粒。
53.其中,酸性聚酯的具体制备方法如下:在三口烧瓶中加入146g己二酸、259.2g 1,4-环己基二甲醇、148g邻苯二甲酸酐和0.3g醋酸锌,通入氮气,在120℃下搅拌反应12h,反应完成后冷却至常温,即得所述酸性聚酯,酸值为62mg koh/g。
54.实施例4
55.一种高性能红色epdm颗粒的制备方法,包括以下步骤:
56.s1、按配方称取原料,将1kg煤矿渣、1kg石棉粉、0.1kg氧化铁红加入高速混合机中混合均匀,得到混合粉;
57.s2、将步骤s1中的混合粉、6kg三元乙丙橡胶、0.1kg酸性聚酯、0.2kg促进剂tmtd、0.3kg环烷油加入密炼机的混炼室中,进行密炼,密炼的温度为95℃,时间为20min,密炼完成后得到混合料;
58.s3、将步骤s2中的混合料放入输送机上,通过输送进入挤出机进料斗,挤出机挤出宽25cm、厚2cm的条板状的胶板,再通过切断机将条板状的胶板切成长度为40cm的胶板;
59.s4、将步骤s3中的胶板放入硫化罐中进行硫化,硫化温度为160℃,硫化时间为100min,硫化压力为0.6mpa,硫化完成后打开阀门,放出蒸汽,得到硫化胶板;
60.s5、将步骤s4中得到的硫化胶板放入粉碎机中进行粉碎,随后经振动筛过筛,过筛粒径为1mm-3mm,即得所述高性能红色epdm颗粒。
61.其中,酸性聚酯的具体制备方法如下:在三口烧瓶中加入146g己二酸、316.8g顺-1,2-环己基二甲醇、177.6g邻苯二甲酸酐和1.2g单丁基氧化锡,通入氮气,在180℃下搅拌反应6h,反应完成后冷却至常温,即得所述酸性聚酯,酸值为77mg koh/g。
62.对比例1
63.一种高性能红色epdm颗粒的制备方法,包括以下步骤:
64.s1、按配方称取原料,将1.3kg煤矿渣、1.3kg石棉粉、0.3kg氧化铁红加入高速混合机中混合均匀,得到混合粉;
65.s2、将步骤s1中的混合粉、7kg三元乙丙橡胶、0.4kg促进剂tmtd、0.6kg环烷油加入密炼机的混炼室中,进行密炼,密炼的温度为100℃,时间为15min,密炼完成后得到混合料;
66.s3、将步骤s2中的混合料放入输送机上,通过输送进入挤出机进料斗,挤出机挤出宽25cm、厚2cm的条板状的胶板,再通过切断机将条板状的胶板切成长度为40cm的胶板;
67.s4、将步骤s3中的胶板放入硫化罐中进行硫化,硫化温度为170℃,硫化时间为80min,硫化压力为0.8mpa,硫化完成后打开阀门,放出蒸汽,得到硫化胶板;
68.s5、将步骤s4中得到的硫化胶板放入粉碎机中进行粉碎,随后经振动筛过筛,过筛粒径为1mm-3mm,即得所述高性能红色epdm颗粒。
69.将本发明实施例1-4及对比例1中s4制备得到的硫化胶板进行力学性能测试,其中,拉伸强度根据国标gb/t 528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》进行测试;硬度根据gb/t 531.1-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第1部分:邵氏硬度计法(邵尔硬度)》进行测试;测试结果如下表1:
70.表1硫化胶板性能测试结果
[0071] 硬度/a拉伸强度/mpa断裂伸长率/%实施例16822.4670实施例27020.8590实施例36521.5640实施例47320.6660对比例16914.5420
[0072]
将本发明实施例1-4及对比例1中s4制备得到的硫化胶板进行耐老化测试,测试标准为gb/t 3512-2014《硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》,采用方法(a)进行测试,老化温度为100℃,老化时间为30天,得到拉伸强度保持率、断开伸长率保持率和硬度变化值如下表2:
[0073]
表2硫化胶板老化性能测试结果
[0074] 硬度变化拉伸强度保持率断裂伸长率保持率实施例1389.1%85.1%实施例2287.3%83.7%实施例3388.2%84.6%实施例4286.7%84.9%对比例1558.4%55.1%
[0075]
从上述表1和表2的测试结果可以看出,本发明制备的高性能红色epdm颗粒具有耐候性和力学强度,同时颜色稳定性好,不易脱落,具有良好的应用前景。
[0076]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
再多了解一些

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