一种弹性较好的减震发泡地板及其应用的制作方法

1.本发明涉及一种弹性较好的减震发泡地板及其应用，涉及c08j，主要涉及高分子材料加工领域。


背景技术：

2.运动是增强体质，促进人们身体健康的重要方式，随着健康学的深入研究，人们发现在跑步运动过程中地面对人体的冲击力会损伤膝盖的健康，由此人们开始在运动场地上铺设橡胶地板，以减轻地面对人体的冲击。制备合适硬度和韧性的橡胶地板有利于人们的身体健康，并且由于运动场地是露天的，对橡胶地板的耐候性也提出了极大的挑战。
3.目前市面上的减震发泡地板形成的泡孔密度不均匀，泡孔大小不一致，使生成的减震发泡地板的减震性能和压缩弹性受到了很大的限制。专利cn202010407888.6公开了一种超强耐磨的发泡地板，对地板的磨损程度较小，强度有所提升，但是相应弹性也有所下将，不利于运动过程中的缓冲减震。


技术实现要素：

4.为了提高减震发泡地板的弹性和耐候性，本发明的第一个方面提供了一种弹性较好的减震发泡地板，制备原料以重量份计包括：高分子共聚物20-70份，填料10-20份，润滑剂3-5份，交联剂1-10份，促进剂2-3份。
5.作为一种优选的实施方式，所述高分子共聚物选自苯乙烯-丁烯共聚物、天然橡胶、苯乙烯-乙烯共聚物，丁苯橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、硅橡胶中的一种或几种的组合。
6.作为一种优选的实施方式，所述高分子共聚物为天然橡胶和丁苯橡胶和硅橡胶。
7.作为一种优选的实施方式，所述丁苯橡胶为羧基丁苯橡胶。
8.作为一种优选的实施方式，所述天然橡胶和丁苯橡胶和硅橡胶的重量比为1：(2-3)：(1-2)。
9.申请人在实验过程中发现使用天然橡胶，羧基丁苯橡胶和硅橡胶的组合物进行发泡可以使获得的发泡减震地板具有良好的耐候性和耐磨性，延长发泡减震地板的使用时间。猜测可能的原因是：天然橡胶在常温下具有优异的弹性，可以减小人体运动过程中膝盖与地面的冲击力，起到一定的缓冲作用，但是天然橡胶不耐老化，在使用过程中易发生老化变性，因此需要与其他合成橡胶组合使用。选择天然橡胶与羧基丁苯橡胶和硅橡胶的组合可以提高制备得到的发泡减震地板的耐候性，苯基的引入可以提高耐高低温，耐紫外线，耐酸碱的性能，当天然橡胶，羧基丁苯橡胶和硅橡胶的重量比为1：(2-3)：(1-2)时可以使发泡减震地板在保持合适的柔韧性，回弹性和表面硬度的同时增加了耐候性。使用天然橡胶，羧基丁苯橡胶和硅橡胶的组合浸泡在水中进行发泡，可以提高高分子聚合物与水的附着力，使气体能在高分子聚合物中均匀分散，生成密度均匀的泡孔，提高发泡橡胶的减震性能。
10.作为一种优选的实施方式，所述填料的制备原料以重量份计包括烷基醇30-40份，
矿石粉末5-8份，氧化石墨烯2-4份。
11.作为一种优选的实施方式，所述矿石粉末选自碳酸钙、滑石粉、氢氧化铝、白炭黑、氢氧化镁，凹凸棒、膨润土、蛭石粉中的一种或几种的组合。
12.作为一种优选的实施方式，所述矿石粉末为蛭石粉和白炭黑，所述蛭石粉和白炭黑的重量比为1：(6-8)。
13.作为一种优选的实施方式，所述蛭石粉中二氧化硅的质量分数为37-43％，氧化镁的质量分数为11-23％，粒径为40-120目。
14.作为一种优选的实施方式，所述烷基醇为碳分子数为10-18的烷基醇。
15.作为一种优选的实施方式，所述烷基醇选自月桂醇、癸基甲醇、十三烷醇、硬脂醇、棕榈醇中的一种或几种的组合。
16.作为一种优选的实施方式，所述烷基醇为月桂醇。
17.作为一种优选的实施方式，所述氧化石墨烯的单层片径为0.2-10μm，氧的质量分数为50-55％。
18.作为一种优选的实施方式，所述填料的制备方法为：将去离子水与月桂醇混合搅拌均匀，加入氧化石墨烯超声分散50-60min，加入蛭石粉和白炭黑混和搅拌1-2h，过滤烘干即得。
19.申请人在实验过程中发现，填料为蛭石粉和白炭黑和氧化石墨烯时，能显著增强橡胶材料的硬度和强度，增加制备的发泡减震地板的耐磨性能，猜测可能的原因是：白炭黑的表面含有大量的羟基，通过羟基与橡胶分子链之间进行结合，可以起到增加橡胶材料强度的作用，但是白炭黑的表面含有大量的极性羟基基团，白炭黑容易在橡胶材料中发生团聚，使白炭黑不能在橡胶材料中均匀分散，白炭黑与月桂醇结合反应后可以将部分羟基替换为烷氧基，增加白炭黑在橡胶材料中的分散性，蛭石粉独特的片层链状结构，可以增加氧化石墨烯和白炭黑在橡胶材料中的附着力，促进氧化石墨烯与白炭黑与橡胶材料的相容性，并且蛭石粉与氧化石墨烯在高温下，片层的结构可以促进在橡胶基材中的滑动性，进一步促进填料在橡胶材料中均匀分散，分散均匀的填料能够有效提高发泡减震地板的硬度和强度，提高耐磨性能。
20.作为一种优选的实施方式，所述润滑剂选自石蜡油、芳烃油、矿物油、白油膏、邻苯二甲酸二辛酯、古马隆中的一种或几种的组合。
21.作为一种优选的实施方式，所述润滑剂为邻苯二甲酸二辛酯和矿物油。
22.作为一种优选的实施方式，所述矿物油为26#矿物油，在40℃下运动粘度为20-28。
23.申请人在实验过程中发现，润滑剂优选为邻苯二甲酸二辛酯和矿物油的组合，可以显著提高发泡减震地板的发泡性能，提高拉伸强度，猜测可能的原因是：邻苯二甲酸二辛酯和矿物油的组合可以增加天然橡胶，羧基丁苯橡胶和硅橡胶的流动性，减小了泡孔的生长阻力，生成泡孔大小均匀，孔壁光滑的闭孔结构。形成的泡孔结构更加完善，可以减少应力的集中点，增加拉伸强度和断裂伸长率。
24.作为一种优选的实施方式，所述高分子共聚物与润滑剂的重量比为1：(0.1-0.3)。
25.申请人在实验过程中发现，高分子共聚物与润滑剂的重量比为1：(0.1-0.3)时可以达到较好柔韧性，提高橡胶材料的可塑性，润滑剂为邻苯二甲酸二辛酯和矿物油，可以增加高分子共聚物分子键的移动性，降低高分子共聚物分子的结晶性，润滑剂分布在大分子
链之间，能显著降低分子间作用力，使高分子共聚物的粘度降低，柔韧性增强。但是超出优选的重量比范围，会使烘干时间延长，产生大小不均匀的泡孔，不利于发泡减震地板的使用性能。
26.作为一种优选的实施方式，所述促进剂选自2-硫醇基苯骈噻唑、n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、丁基黄原酸锌、二硫化四甲基秋兰姆、二苯胍、六亚甲基四胺中的一种或几种的组合。
27.作为一种优选的实施方式，所述促进剂为二硫化四甲基秋兰姆和n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和六亚甲基四胺。
28.作为一种优选的实施方式，所述二硫化四甲基秋兰姆和n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和六亚甲基四胺的重量比为0.5：(1-2)：(1-2)。
29.作为一种优选的实施方式，所述弹性较好的减震发泡地板的制备方法，包括以下步骤：
30.(1)将上述高分子共聚物，填料，润滑剂加入密炼机中混炼，加入交联剂，促进剂升温至100-150℃，混合搅拌1-2h，挤出造粒，将混合颗粒加入挤出机中挤出板材；
31.(2)将板材悬空放置于反应釜中，注入水，升温至100-120℃；
32.(3)通入气体，加压至20-40mpa，反应3-5h，取出板材；
33.(4)将板材放于烘箱中，120-150℃下烘干1-2h，即得。
34.本发明的第二个方面提供了一种弹性较好的减震发泡地板的应用，其特征在于，应用于跑道，羽毛球馆，体育馆，健身房的地板中。
附图说明
35.附图1-3是本发明减震发泡地板泡孔的sem图片；
36.附图4是本发明减震发泡地板泡孔壁的sem图片。
37.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
38.(1)本发明所述弹性较好的减震发泡地板，通过选择合适的高分子聚合物种类和交联剂和促进剂，使本发明减震发泡地板具有较好的耐候性，可以较长时间的抵抗紫外线，高温，雨水的侵蚀。
39.(2)本发明所述弹性较好的减震发泡地板，通过选择合适的高分子聚合物与填料和润滑剂的配比，极大的提高了减震发泡地板的强度和耐磨性，特别适合具有较高摩擦频率的场合使用。
40.(3)本发明所述弹性较好的减震发泡地板，生成的泡孔大小均匀，泡孔的孔壁较厚，具有良好的泡孔结构，可以提高所述减震发泡地板的拉伸强度和力学强度。
具体实施方式
41.下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
42.另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
43.实施例1
44.一种弹性较好的减震发泡地板及其应用，制备原料以重量份计包括：高分子共聚物65份，填料15份，润滑剂4份，交联剂5份，促进剂2.5份。
45.所述高分子聚合物为天然橡胶和羧基丁苯橡胶和硅橡胶。所述天然橡胶购自越南大金杯公司，型号为svr3l；所述羧基丁苯橡胶，购自巴陵石化，型号为yh-792；所述硅橡胶，购自广州市遵淦合成材料有限公司，型号为107。
46.所述填料的制备原料以重量份计包括：月桂醇35份，矿石粉末7份，氧化石墨烯3份，矿石粉末为白炭黑和蛭石粉，重量比为1：7。
47.所述蛭石粉中二氧化硅的质量分数为43％，氧化镁的质量分数为23％，粒径为100目，购自灵寿县灵辉矿产品有限公司。
48.所述氧化石墨烯的单层片径为7μm，氧的质量分数为50％，购自上海茂果纳米科技有限公司。
49.所述填料的制备方法为：将去离子水与月桂醇混合搅拌均匀，加入氧化石墨烯超声分散55min，加入蛭石粉和白炭黑混和搅拌1.5h，过滤烘干即得。
50.所述润滑剂为邻苯二甲酸二辛酯和26#矿物油，所述26#矿物油在40℃下运动粘度为26.4，购自广州市阳航化工有限公司。
51.所述交联剂为硫磺。
52.所述促进剂为二硫化四甲基秋兰姆和n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和六亚甲基四胺,重量比为0.5：1：1.5。
53.所述弹性较好的减震发泡地板的制备方法，包括以下步骤：
54.(1)将上述高分子共聚物，填料，润滑剂加入密炼机中混炼，加入交联剂，促进剂升温至130℃，混合搅拌1.5h，挤出造粒，将混合颗粒加入挤出机中挤出板材；
55.(2)将板材悬空放置于反应釜中，注入水，升温至110℃；
56.(3)通入气体，加压至30mpa，反应4h，取出板材；
57.(4)将板材放于烘箱中，135℃下烘干1.5h，即得。
58.实施例2
59.一种弹性较好的减震发泡地板及其应用，制备原料以重量份计包括：高分子共聚物20份，填料10份，润滑剂3份，交联剂3份，促进剂2份。
60.所述高分子聚合物为天然橡胶和羧基丁苯橡胶和硅橡胶。所述天然橡胶购自越南大金杯公司，型号为svr3l；所述羧基丁苯橡胶，购自巴陵石化，型号为yh-792；所述硅橡胶，购自广州市遵淦合成材料有限公司，型号为107。
61.所述填料的制备原料以重量份计包括：硬脂醇30份，矿石粉末5份，氧化石墨烯2份，矿石粉末为白炭黑和蛭石粉，重量比为1：6。
62.所述蛭石粉中二氧化硅的质量分数为40％，氧化镁的质量分数为18％，粒径为100目，购自灵寿县灵辉矿产品有限公司。
63.所述氧化石墨烯的单层片径为5.5μm，氧的质量分数为54％，购自上海茂果纳米科技有限公司。
64.所述填料的制备方法为：将去离子水与硬脂醇混合搅拌均匀，加入氧化石墨烯超声分散50min，加入蛭石粉和白炭黑混和搅拌2h，过滤烘干即得。
65.所述润滑剂为邻苯二甲酸二辛酯和26#矿物油，所述26#矿物油在40℃下运动粘度
为26，购自广州市阳航化工有限公司。
66.所述交联剂为硫磺。
67.所述促进剂为二硫化四甲基秋兰姆和n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和丁基黄原酸锌,重量比为0.5：1：1。
68.所述弹性较好的减震发泡地板的制备方法，包括以下步骤：
69.(1)将上述高分子共聚物，填料，润滑剂加入密炼机中混炼，加入交联剂，促进剂升温至145℃，混合搅拌1h，挤出造粒，将混合颗粒加入挤出机中挤出板材；
70.(2)将板材悬空放置于反应釜中，注入水，升温至105℃；
71.(3)通入气体，加压至25mpa，反应4h，取出板材；
72.(4)将板材放于烘箱中，135℃下烘干1h，即得。
73.实施例3
74.一种弹性较好的减震发泡地板及其应用，制备原料以重量份计包括：高分子共聚物70份，填料20份，润滑剂5份，交联剂10份，促进剂3份。
75.所述高分子聚合物为天然橡胶和羧基丁苯橡胶和硅橡胶。所述天然橡胶购自越南大金杯公司，型号为svr3l；所述羧基丁苯橡胶，购自巴陵石化，型号为yh-792；所述硅橡胶，购自广州市遵淦合成材料有限公司，型号为107。
76.所述填料的制备原料以重量份计包括：棕榈醇40份，矿石粉末8份，氧化石墨烯4份，矿石粉末为白炭黑和蛭石粉，重量比为1：8。
77.所述蛭石粉中二氧化硅的质量分数为13％，氧化镁的质量分数为23％，粒径为100目，购自灵寿县灵辉矿产品有限公司。
78.所述氧化石墨烯的单层片径为8μm，氧的质量分数为50％，购自上海茂果纳米科技有限公司。
79.所述填料的制备方法为：将去离子水与棕榈醇混合搅拌均匀，加入氧化石墨烯超声分散60min，加入蛭石粉和白炭黑混和搅拌2h，过滤烘干即得。
80.所述润滑剂为邻苯二甲酸二辛酯和26#矿物油，所述26#矿物油在40℃下运动粘度为26，购自广州市阳航化工有限公司。
81.所述交联剂为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷。
82.所述促进剂为二硫化四甲基秋兰姆和n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二苯胍,重量比为0.5：1.5：2。
83.所述弹性较好的减震发泡地板的制备方法，包括以下步骤：
84.(1)将上述高分子共聚物，填料，润滑剂加入密炼机中混炼，加入交联剂，促进剂升温至145℃，混合搅拌2h，挤出造粒，将混合颗粒加入挤出机中挤出板材；
85.(2)将板材悬空放置于反应釜中，注入水，升温至120℃；
86.(3)通入气体，加压至35mpa，反应5h，取出板材；
87.(4)将板材放于烘箱中，145℃下烘干2h，即得。
88.实施例4
89.一种弹性较好的减震发泡地板及其应用，具体步骤同实施例1，不同点在于所述蛭石粉替换为钠基膨润土。
90.实施例5
91.一种弹性较好的减震发泡地板及其应用，具体步骤同实施例1，不同点在于所述润滑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
92.实施例6
93.一种弹性较好的减震发泡地板及其应用，具体步骤同实施例1，不同点在于所述高分子聚合物为天然橡胶和丁苯橡胶和硅橡胶。
94.性能测试
95.1.拉伸强度：依据gb/t 528-2009标准测试制备得到的减震发泡地板的拉伸强度。
96.2.回弹率：依据gb/t 1681-1991标准测试制备得到的减震发泡地板的回弹率。
97.3.耐磨性能：依据gb/t 9881-2008标准测试制备得到的减震发泡地板的耐磨指数。
98.将实施例1-6依据上述标准进行测试，结果见于表1。
99.表1
[0100] 拉伸强度/mpa回弹率/％耐磨性能实施例14.743192实施例24.540187实施例34.642189实施例44.135175实施例53.832173实施例64.234169