一种抗磨耐热的非硫化制品及其制备方法和应用与流程

有机化合物处理,合成应用技术1.本发明涉及c08l53/02技术领域，具体涉及一种抗磨耐热的非硫化制品及其制备方法和应用。背景技术：2.塑胶跑道的建造原料可以来源于聚氨酯树脂、epdm橡胶、sbs树脂、sebs树脂、pu颗粒、天然橡胶等，露天的塑胶跑道在长期的日晒雨淋条件下加速老化，出现裂纹、起雾、性能下降的现象，而室内场馆中的塑胶跑道由于长期的不透风，受热后极易散发出异味，降低场馆的使用感受。3.中国专利cn106009714b公开了一种可以用于户外跑道和球场的热塑性弹性体，以sebs树脂、石蜡基白油、共聚聚丙烯、滑石粉、硬脂酸钙、抗氧剂1098、抗氧剂168、过氧化二异丙苯、光稳定剂770、氧化锌晶须等作为原料制备得到，表现出耐热、耐磨的性能，但是该专利制备得到的热塑性弹性体的物料之间相容性不佳，在长期使用过程中，容易出现表面雾化的现象，降低使用效果。4.本发明提出了一种抗磨耐热的非硫化制品及其制备方法和应用，在提高组合物耐热、抗磨性能的同时，还赋予组合物更高的力学性能和稳定性。技术实现要素：5.本发明第一个方面提出了一种抗磨耐热的非硫化制品，所述制品的制备原料，按质量百分比计，包括热塑性弹性树脂25-40％、液态碳氢化合物10-35％、润滑剂0.1-2.5％、抗氧剂0.1-1％、耐老剂0.1-1％、耐磨剂0.5-3％、填料余量。6.在一种优选的实施方式中，所述制品的制备原料，按质量百分比计，包括热塑性弹性树脂35％、液态碳氢化合物20％、润滑剂2.5％、抗氧剂0.8％、耐老剂0.3％、耐磨剂1.8％、填料余量。7.在一种优选的实施方式中，所述热塑性弹性树脂选自苯乙烯含量为25-40％的苯乙烯封端聚合物。8.在一种优选的实施方式中，所述热塑性弹性树脂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sebs树脂)中的至少一种。更优选的，所述热塑性弹性树脂为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。9.在一种优选的实施方式中，所述sebs树脂的苯乙烯含量为25-35％，更优选的，所述sebs树脂的苯乙烯含量为33％，购买于美国科腾，型号为e-1818。10.申请人在实验过程中发现，当采用苯乙烯含量为33％，型号为e-1818的科腾sebs树脂，提高了组合物主体树脂中硬段嵌段的含量，得到玻璃态转化温度更高、耐热性更加的组合物，由组合物施工得到的跑道和球场的耐高温性能越好，降低高温下跑道和球场表层黏度增大的现象。但是申请人在实验过程中发现，选用型号为e-1818的科腾sebs树脂，制备得到的组合物的硬度和耐磨性能有待提高。11.在一种优选的实施方式中，所述制品的制备原料按质量百分比计，还包括5-10％的均聚聚丙烯。12.更优选的，所述资料的制备原料按质量百分比计，还包括8％的均聚聚丙烯，所述均聚聚丙烯的等规指数≥96％，购买于上海石化，型号为m1100。均聚聚丙烯的加入，提高了制品中高分子链段的规整性，赋予制品一定的结晶度，提高制品的耐热性能。13.在一种优选的实施方式中，所述填料选自重质碳酸钙、轻质碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝、二氧化硅、滑石粉、凹凸棒、珍珠岩、二氧化钛中的至少一种。14.在一种优选的实施方式中，所述填料为氢氧化铝和二氧化硅按照质量比为1：(3-6)的复配物质。更优选的，所述氢氧化铝和二氧化硅的质量比为1：5。15.在本技术中，氢氧化铝购买于合肥中科阻燃，型号为fr-3801，二氧化硅购买于湖北汇富纳米材料股份有限公司，型号为hl-380。16.在一种优选的实施方式中，所述液态碳氢化合物选自石蜡油、汽油、环烷油、白油中的至少一种。17.更优选的，所述液态碳氢化合物为白油，具体为7#白油。18.在一种优选的实施方式中，所述润滑剂选自硅烷、有机硅氧烷、芥酸酰胺、硬脂酸盐、钛酸酯、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的至少一种。19.在一种优选的实施方式中，所述硅烷选自烷氧基硅氧烷、氨基硅烷、乙烯基硅烷、苯基硅烷中的至少一种。为了提高本技术制备得到的制品的稳定性，选择加入烷氧基硅烷。20.在本技术中，烷氧基硅烷的种类不做具体限定，优选的为三乙氧基戊基硅烷、三甲氧基戊基硅烷、1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷、丙基三甲氧基硅烷、异丁基异丙基二甲氧基硅烷中的至少一种。21.在一种优选的实施方式中，所述烷氧基硅烷为三乙氧基戊基硅烷。22.申请人在实验过程中发现，当加入氢氧化铝和二氧化硅复配得到的填料，且氢氧化铝和二氧化硅的质量比为1：(3-6)时，可以改善制品的耐磨和表面耐划痕能力，但是加入的氢氧化铝和二氧化硅与sebs树脂的相容性较差，申请人意外发现，加入白油和三乙氧基戊基硅烷，不仅可以改善氢氧化铝和二氧化硅与sebs的相容性，还可以降低出现裂缝、粉化的现象，申请人推测可能的原因是三乙氧基戊基硅烷与白油的互溶性，降低了制品中有机液态物质的挥发性，提高了制品的稳定性，并且通过三乙氧基戊基硅烷与氢氧化铝和二氧化硅的结合作用提高了其在白油中的分散能力，进一步提高了氢氧化铝和二氧化硅与sebs的相容性，降低了制品出现裂缝、粉化的现象。23.在一种优选的实施方式中，所述抗氧剂选自过氧化物分解抗氧剂或/和自由基清除抗氧剂。24.在一种优选的实施方式中，所述抗氧剂选自烷基酚噻嗪、胺类抗氧剂、烷基硫代磷酸类化合物、氨基甲酸类化合物、有机磷化合物中的至少一种。25.在一种优选的实施方式中，所述抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌。26.在一种优选的实施方式中，所述耐老剂选自对苯二胺、n-n'-二苯基-对苯二胺、4,4'-双(2,2-二甲基苄基)二苯胺中的至少一种。27.在一种优选的实施方式中，所述耐老剂为4,4'-双(2,2-二甲基苄基)二苯胺。28.在一种优选的实施方式中，所述耐磨剂选自石墨烯、硅酮粉、碳酸钙晶须、氮化硅晶须、硼酸铝晶须、碳化硅晶须中的至少一种。29.在一种优选的实施方式中，所述碳酸钙晶须为改性剂改性的碳酸钙晶须，所述改性剂选自硬脂酸、硬脂酸金属盐、油酸、亚麻酸、软脂酸中的至少一种。30.更优选的，所述改性剂为硬脂酸。31.在本技术中，硬脂酸改性碳酸钙晶须的制备方法如下：将碳酸钙晶须与水配置成碳酸钙晶须质量浓度为10％的浆料，再加入用热乙醇溶解的质量浓度为10％的硬脂酸改性剂，浆料和改性剂的体积比为1:0.1，保持温度为65℃，搅拌改性1.5h，过滤，真空干燥得到改性碳酸钙晶须。32.申请人在实验过程中发现加入硬脂酸改性的碳酸钙晶须，可以提高制备得到的制品的力学性能，进一步降低制品出现的裂缝、粉化现象。申请人推测可能的原因是，硬脂酸改性的碳酸钙晶须在碳链的缠结作用下提高了与sebs树脂的结合强度，提高了制品的力学性能，于此同时，改性后的碳酸钙晶须还保持着针状的结构，与制品具有较大的接触面积，当制品出现裂纹时，裂纹能量在传递到晶须的界面处会由于弹性模量和自身材质强度高于制品，导致裂纹在界面处呈现辐射状，加快断裂能量的消耗，减小裂纹的广度和深度，进一步提高了力学性能。33.在一种优选的实施方式中，所述改性碳酸钙晶须和填料的质量比为1：(15-20)，更优选的，所述改性碳酸钙晶须和填料的质量比为1：(17-20)。34.申请人在实验过程中发现，改性碳酸钙晶须在与未表面改性的填料共同使用的过程中，填料和改性碳酸钙晶须会由于亲疏水性的差异，氢氧化铝和二氧化硅可能会迁移至制品的表层，改性后的碳酸钙晶须可能会迁移至制品里层，导致亲水强的氢氧化铝和二氧化硅可能在制品表层吸附一定量的水分，在高温条件下，吸附的水分受热挥发，降低制品的温度，提高耐热性能，还赋予制品一定的阻燃效果，进一步提高制品的耐热能力。35.本发明第二个方面提出了一种非硫化制品的制备方法，包括以下步骤：将热塑性弹性树脂、均聚聚丙烯和液态碳氢化合物混合均匀，加入润滑剂、抗氧剂、耐老剂、耐磨剂、填料，混合均匀后通过双螺杆挤出机挤出造粒。36.本发明第三个方面提出了一种非硫化制品的应用，用于施工得到户外和/或室内跑道、球场。37.与现有技术相比，本发明具有的有益效果：38.1.本发明制备得到的非硫化制品，选用特定的sebs树脂和特定的均聚聚丙烯，提高了制备得到的制品的耐热性能，加入的白油、烷氧基硅烷、填料、耐磨剂等原料的协同作用，不仅提高了制品的耐磨能力，还提高了制品的稳定性，延长制品使用后出现裂缝、粉化等现象的时间，提高制品的使用寿命，并且本发明制备得到的制品还表现出良好的力学性能，39.2.本发明制备得到的非硫化制品受热或老化后无刺激性气味、环保无毒，受力后还具有一定的回弹力，适合施工用于建造户外和/或室内跑道、球场。具体实施方式40.实施例141.本实施例第一个方面提出了一种抗磨耐热的非硫化制品，制品的制备原料，按质量百分比计，sebs树脂35％、7#白油20％、均聚聚丙烯8％、三乙氧基戊基硅烷2.5％、二烷基二硫代磷酸锌0.8％、4,4'-双(2,2-二甲基苄基)二苯胺0.3％、改性碳酸钙晶须1.8％、填料余量。42.其中sebs树脂的苯乙烯含量为33％，购买于美国科腾，型号为e-1818。43.均聚聚丙烯的等规指数≥96％，购买于上海石化，型号为m1100。44.改性碳酸钙晶须的制备方法：将碳酸钙晶须与水配置成碳酸钙晶须质量浓度为10％的浆料，再加入用热乙醇溶解的质量浓度为10％的硬脂酸改性剂，浆料和改性剂的体积比为1:0.1，保持温度为65℃，搅拌改性1.5h，过滤，真空干燥得到改性碳酸钙晶须；其中碳酸钙晶须购买于济南鑫森源化工有限公司，长度为20-30μm，直径0.5-1.2μm。45.填料为氢氧化铝和二氧化硅的复配物质，质量比为1：5，氢氧化铝购买于合肥中科阻燃，型号为fr-3801，二氧化硅购买于湖北汇富纳米材料股份有限公司，型号为hl-380。46.本实施例第二个方面提出了一种抗磨耐热的非硫化制品的制备方法，包括以下步骤：将sebs树脂、均聚聚丙烯和白油混合均匀，加入三乙氧基戊基硅烷、二烷基二硫代磷酸锌、4,4'-双(2,2-二甲基苄基)二苯胺、改性碳酸钙晶须和填料，混合均匀后通过双螺杆挤出机挤出造粒。47.本实施例第三个方面提出了一种非硫化制品的应用，用于施工得到户外和/或室内跑道、球场。48.实施例249.本实施例第一个方面提出了一种抗磨耐热的非硫化制品，制品的制备原料，按质量百分比计，sebs树脂30％、7#白油21.2％、均聚聚丙烯7％、三乙氧基戊基硅烷2.5％、二烷基二硫代磷酸锌0.8％、4,4'-双(2,2-二甲基苄基)二苯胺0.3％、改性碳酸钙晶须2％、填料余量。50.其中sebs树脂的苯乙烯含量为33％，购买于美国科腾，型号为e-1818。51.均聚聚丙烯的等规指数≥96％，购买于上海石化，型号为m1100。52.改性碳酸钙晶须的制备方法：将碳酸钙晶须与水配置成碳酸钙晶须质量浓度为10％的浆料，再加入用热乙醇溶解的质量浓度为10％的硬脂酸改性剂，浆料和改性剂的体积比为1:0.1，保持温度为65℃，搅拌改性1.5h，过滤，真空干燥得到改性碳酸钙晶须；其中碳酸钙晶须购买于济南鑫森源化工有限公司，长度为20-30μm，直径0.5-1.2μm。53.填料为氢氧化铝和二氧化硅的复配物质，质量比为1：5，氢氧化铝购买于合肥中科阻燃，型号为fr-3801，二氧化硅购买于湖北汇富纳米材料股份有限公司，型号为hl-380。54.本实施例第二个方面提出了一种抗磨耐热的非硫化制品的制备方法，包括以下步骤：将sebs树脂、均聚聚丙烯和白油混合均匀，加入三乙氧基戊基硅烷、二烷基二硫代磷酸锌、4,4'-双(2,2-二甲基苄基)二苯胺、改性碳酸钙晶须和填料，混合均匀后通过双螺杆挤出机挤出造粒。55.本实施例第三个方面提出了一种非硫化制品的应用，用于施工得到户外和/或室内跑道、球场。56.实施例357.本实施例第一个方面提出了一种抗磨耐热的非硫化制品，制品的制备原料，按质量百分比计，sebs树脂35％、7#白油20％、均聚聚丙烯8％、三乙氧基戊基硅烷2.5％、二烷基二硫代磷酸锌0.8％、4,4'-双(2,2-二甲基苄基)二苯胺0.3％、碳酸钙晶须1.8％、填料余量。58.其中sebs树脂的苯乙烯含量为33％，购买于美国科腾，型号为e-1818。59.均聚聚丙烯的等规指数≥96％，购买于上海石化，型号为m1100。60.碳酸钙晶须购买于济南鑫森源化工有限公司，长度为20-30μm，直径0.5-1.2μm。61.填料为氢氧化铝和二氧化硅的复配物质，质量比为1：5，氢氧化铝购买于合肥中科阻燃，型号为fr-3801，二氧化硅购买于湖北汇富纳米材料股份有限公司，型号为hl-380。62.本实施例第二个方面提出了一种抗磨耐热的非硫化制品的制备方法，包括以下步骤：将sebs树脂、均聚聚丙烯和白油混合均匀，加入三乙氧基戊基硅烷、二烷基二硫代磷酸锌、4,4'-双(2,2-二甲基苄基)二苯胺、改性碳酸钙晶须和填料，混合均匀后通过双螺杆挤出机挤出造粒。63.本实施例第三个方面提出了一种非硫化制品的应用，用于施工得到户外和/或室内跑道、球场。64.实施例465.本实施例第一个方面提出了一种抗磨耐热的非硫化制品，制品的制备原料，按质量百分比计，sebs树脂35％、7#白油20％、三乙氧基戊基硅烷2.5％、二烷基二硫代磷酸锌0.8％、4,4'-双(2,2-二甲基苄基)二苯胺0.3％、改性碳酸钙晶须2.5％、填料余量。66.其中sebs树脂的苯乙烯含量为33％，购买于美国科腾，型号为e-1818。67.改性碳酸钙晶须的制备方法：将碳酸钙晶须与水配置成碳酸钙晶须质量浓度为10％的浆料，再加入用热乙醇溶解的质量浓度为10％的硬脂酸改性剂，浆料和改性剂的体积比为1:0.1，保持温度为65℃，搅拌改性1.5h，过滤，真空干燥得到改性碳酸钙晶须；其中碳酸钙晶须购买于济南鑫森源化工有限公司，长度为20-30μm，直径0.5-1.2μm。68.填料为氢氧化铝和二氧化硅的复配物质，质量比为1：5，氢氧化铝购买于合肥中科阻燃，型号为fr-3801，二氧化硅购买于湖北汇富纳米材料股份有限公司，型号为hl-380。69.本实施例第二个方面提出了一种抗磨耐热的非硫化制品的制备方法，包括以下步骤：将sebs树脂、均聚聚丙烯和白油混合均匀，加入三乙氧基戊基硅烷、二烷基二硫代磷酸锌、4,4'-双(2,2-二甲基苄基)二苯胺、改性碳酸钙晶须和填料，混合均匀后通过双螺杆挤出机挤出造粒。70.本实施例第三个方面提出了一种非硫化制品的应用，用于施工得到户外和/或室内跑道、球场。71.实施例572.本实施例第一个方面提出了一种抗磨耐热的非硫化制品，制品的制备原料，按质量百分比计，sebs树脂35％、7#白油20％、均聚聚丙烯8％、硬脂酸钠2.5％、二烷基二硫代磷酸锌0.8％、4,4'-双(2,2-二甲基苄基)二苯胺0.3％、改性碳酸钙晶须1.8％、填料余量。73.其中sebs树脂的苯乙烯含量为33％，购买于美国科腾，型号为e-1818。74.均聚聚丙烯的等规指数≥96％，购买于上海石化，型号为m1100。75.改性碳酸钙晶须的制备方法：将碳酸钙晶须与水配置成碳酸钙晶须质量浓度为10％的浆料，再加入用热乙醇溶解的质量浓度为10％的硬脂酸改性剂，浆料和改性剂的体积比为1:0.1，保持温度为65℃，搅拌改性1.5h，过滤，真空干燥得到改性碳酸钙晶须；其中碳酸钙晶须购买于济南鑫森源化工有限公司，长度为20-30μm，直径0.5-1.2μm。76.填料为氢氧化铝和二氧化硅的复配物质，质量比为1：5，氢氧化铝购买于合肥中科阻燃，型号为fr-3801，二氧化硅购买于湖北汇富纳米材料股份有限公司，型号为hl-380。77.本实施例第二个方面提出了一种抗磨耐热的非硫化制品的制备方法，包括以下步骤：将sebs树脂、均聚聚丙烯和白油混合均匀，加入三乙氧基戊基硅烷、二烷基二硫代磷酸锌、4,4'-双(2,2-二甲基苄基)二苯胺、改性碳酸钙晶须和填料，混合均匀后通过双螺杆挤出机挤出造粒。78.本实施例第三个方面提出了一种非硫化制品的应用，用于施工得到户外和/或室内跑道、球场。79.性能测试80.将实施例制备得到的非硫化制品进行力学性能、耐老化能力，测试数据记录在表1中。81.1.力学性能：用邵氏硬度计测试制品的邵氏硬度；参考gb/t528-2009进行拉伸强度的测试。82.2.耐老化能力：将制备得到的非硫化制品放入老化箱中进行老化，保持老化箱温度为70℃，保持湿度为80％，老化时间30天。观察制品表面是否出现裂纹、粉化的现象，并对老化后的制品进行邵氏硬度、拉伸强度测试。83.表184.









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