CN106009714A - 一种热塑性弹性体组合物、树脂及其制备方法和其在制作跑道和球场中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热塑性弹性体组合物、树脂及其制备方法和其在跑道和球场中的应用；所述的热塑性弹性体组合物，其包括以质量百分数计算SEBS树脂20‑40％；白油20‑50％；聚丙烯：10‑30％；填料10‑30％；润滑剂0.2‑1％；抗氧化助剂0.3‑0.6％；耐老化助剂0.2‑0.4％；交联剂0.05‑0.2％；耐磨助剂0.2‑2％；其中各组分的质量百分数之和满足100％。所述热塑性弹性体树脂是由所述热塑性弹性体组合物制备而成。本发明所述的热塑性弹性体组合物、树脂用于制备户外跑道和球场，可以提高跑道或球场等户外欧运动场地的使用过程中的耐磨性能和耐候性能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料极其加工技术领域，具体涉及一种热塑性弹性体组合物、树脂及其制备方法和其在跑道和球场中的应用。
背景技术
塑胶跑道又称全天候田径运动跑道，它由聚氨酯预聚体、混合聚醚、废轮胎橡胶、EPDM橡胶粒或PU颗粒、颜料、助剂、填料组成。塑胶跑道具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适当、物理性能稳定的特性，有利于运动员速度和技术的发挥，有效地提高运动成绩，降低摔伤率。
塑胶跑道或球场常用的组合物材料是基于苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)的热塑性弹性体(TPE)，该组合物是一种具有橡胶的高弹性、高强度的材料，环保无毒、加工性能优越，加工过程无须硫化，废旧材料可以循环使用，减少对环境危害。但是，当其作为塑胶跑道和户外球场的材料时，一方面不能满足长期接受高温或强紫外线照射的需求，另一方面不能满足运动对于耐磨性能的需求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种热塑性弹性体组合物，提高材料在跑道或球场等户外欧运动场地的使用过程中的耐磨性能和耐候性能。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种热塑性弹性体组合物，其包括以质量百分数计算的以下原料：
SEBS树脂：20-40％；
白油：20-50％；
聚丙烯：10-30％；
填料：10-30％；
润滑剂：0.2-1％；
抗氧化助剂：0.3-0.6％；
耐老化助剂：0.2-0.4％；
交联剂：0.05-0.2％；
耐磨助剂：0.2-2％；
其中各组分的质量百分数之和满足100％。
所述SEBS树脂为星型SEBS树脂、线型SEBS树脂中的一种或两种混合。
所述白油为运动粘度为30mm-70mm2/s，耐黄变等级大于4级的环烷基白油、石腊基白油中的一种或两种混合；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或两种混合；所述填料为碳酸钙粉末、硫酸钡粉末、滑石粉、云母粉、凹凸棒粉中的一种或两种混合。
所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、微晶石蜡、芥酸酰胺、硬脂酸丁酯、油酸酰胺、钛酸酯中的一种或两种以上混合；所述抗氧化助剂为抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168、硫代二丙酸双十八酯、硫代二丙酸双月桂酯中的一种或两种以上混合；所述耐老化助剂为紫外线吸收剂UV-0、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327、光稳定剂AM101、光稳定剂GW-540、光稳定剂744、光稳定剂770中的一种或两种以上混合；所述交联剂为过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧化二异丙基苯中的一种或两种混合；所述耐磨助剂为四针状氧化锌晶须。
本发明的另一目的在于提供一种热塑性弹性体树脂，其是通过本发明所述的热塑性弹性体组合物制备而成，具有良好的耐磨性能和耐候性能；具体方案如下：
一种的热塑性弹性体树脂，该热塑性弹性体树脂由本发明所述的热塑性弹性体组合物制备而成。
本发明的第三个目的在提供一种热塑性弹性体树脂的制备方法，通过该方法获得本发明所述的热塑性弹性体树脂，所得到的热塑性弹性体树脂可用于户外跑道或球场的制作。
一种热塑性弹性体树脂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1)按照权利要求1-5任一项所述的热塑性弹性体组合物中的配比，将SEBS树脂与白油混合5-10分钟均匀，静置12-24小时，得到混合物；
2)在上述混合物中加入聚丙烯、填料、润滑剂、抗氧化助剂、耐老化助剂、交联剂和耐磨助剂，混合均匀；
3)通过双螺杆挤出机挤出、造粒，即得
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中双螺杆挤出机一区温度为150～170℃，机头及其它各区温度为190～230℃。
本发明的第四个目的在于提供一种热塑性弹性体组合物、树脂在制作户外跑道和/或球场中的应用。
本发明所述的热塑性弹性体组合物在制作户外跑道和/或球场中的应用。
本发明所述的热塑性弹性体树脂在制作户外跑道和/或球场中的应用。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的热塑性弹性体组合物、树脂相对于现有技术可以显著提高热塑性弹性体的耐磨性能；
2.本发明所述的热塑性弹性体组合物、树脂具有优异的耐候性能、并且在使用过程中无起泡现象，无刺激性气味、环保无毒。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
本发明所述的热塑性弹性体组合物，其包括以质量百分数计算的以下原料：
SEBS树脂：20-40％；
白油：20-50％；
聚丙烯：10-30％；
填料：10-30％；
润滑剂：0.2-1％；
抗氧化助剂：0.3-0.6％；
耐老化助剂：0.2-0.4％；
交联剂：0.05-0.2％；
耐磨助剂：0.2-2％；
其中各组分的质量百分数之和满足100％。
所述SEBS树脂为星型SEBS树脂、线型SEBS树脂中的一种或两种混合。
所述白油为运动粘度为30mm-70mm2/s，耐黄变等级大于4级的环烷基白油、石腊基白油中的一种或两种混合；粘度为30mm-70mm2/s，耐黄变等级大于4级的环烷基白油、石腊基白油能使热塑性弹性体材料具有优异的耐候性能、并且在使用过程中无起泡现象，无刺激性气味、环保无毒。所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或两种混合；所述填料为碳酸钙粉末、硫酸钡粉末、滑石粉、云母粉、凹凸棒粉中的一种或两种混合。
所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、微晶石蜡、芥酸酰胺、硬脂酸丁酯、油酸酰胺、钛酸酯中的一种或两种以上混合；所述抗氧化助剂为抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168、硫代二丙酸双十八酯、硫代二丙酸双月桂酯中的一种或两种以上混合；所述耐老化助剂为紫外线吸收剂UV-0、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327、光稳定剂AM101、光稳定剂GW-540、光稳定剂744、光稳定剂770中的一种或两种以上混合；所述交联剂为过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧化二异丙基苯中的一种或两种混合；所述耐磨助剂为四针状氧化锌晶须；在本发明中，研究发现四针状氧化锌晶须可以显著提高热塑性弹性体的耐磨性能。
本发明的另一目的在于提供一种热塑性弹性体树脂，其是通过本发明所述的热塑性弹性体组合物制备而成，具有良好的耐磨性能和耐候性能；具体方案如下：
一种的热塑性弹性体树脂，该热塑性弹性体树脂由本发明所述的热塑性弹性体组合物制备而成。
本发明的第三个目的在提供一种热塑性弹性体树脂的制备方法，通过该方法获得本发明所述的热塑性弹性体树脂，所得到的热塑性弹性体树脂可用于户外跑道或球场的制作。
一种热塑性弹性体树脂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1)按照权利要求1-5任一项所述的热塑性弹性体组合物中的配比，将SEBS树脂与白油混合5-10分钟均匀，静置12-24小时，得到混合物；
2)在上述混合物中加入聚丙烯、填料、润滑剂、抗氧化助剂、耐老化助剂、交联剂和耐磨助剂，混合均匀；
3)通过双螺杆挤出机挤出、造粒，即得
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中双螺杆挤出机一区温度为150～170℃，机头及其它各区温度为190～230℃。
本发明的第四个目的在于提供一种热塑性弹性体组合物、树脂在制作户外跑道和/或球场中的应用。
本发明所述的热塑性弹性体组合物在制作户外跑道和/或球场中的应用。
本发明所述的热塑性弹性体树脂在制作户外跑道和/或球场中的应用。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中多用到的原料、助剂以及设备均可以通过购买方式获得。
实施例1：
一种热塑性弹性体树脂，其具体制备方法如下：
1)将20wt％的星型SEBS树脂、37wt％的石腊基白油加入高速混料机，混合5分钟，再静置12小时；
2)加入10wt％的共聚聚丙烯、30wt％的滑石粉、1wt％的硬脂酸钙、0.2wt％的抗氧剂1098、0.1wt％的抗氧剂168、0.1wt％的过氧化二异丙苯、0.2wt％的紫外线吸收剂UV-9、0.2wt％的光稳定剂770和1.2wt％的四针状氧化锌晶须混合10分钟；
3)将混合好的物料加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机一区温度为150～170℃，机头及其它各区温度为190～230℃；挤出、造粒，即得。
本实施例制备的环保型耐磨耐候热塑性弹性体组合物的性能测试数据如表1所示。
实施例2：
一种热塑性弹性体树脂，其具体制备方法如下：
1)将40wt％的线型SEBS树脂、20wt％的环烷基白油加入高速混料机，混合7分钟，再静置15小时；
2)加入20wt％的均聚聚丙烯、18wt％的滑石粉、0.8wt％的PE蜡、0.3wt％的抗氧剂245、0.3wt％的硫代二丙酸双十八酯、0.1wt％的过氧化二异丙苯、0.2wt％的紫外线吸收剂UVP-327、0.1wt％的光稳定剂744和0.2wt％的四针状氧化锌晶须混合8分钟；
3)将混合好的物料加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机一区温度为150～170℃，机头及其它各区温度为190～230℃，挤出后造粒，即得。
本实施例制备的环保型耐磨耐候热塑性弹性体组合物的性能测试数据如表1所示。
实施例3：
一种热塑性弹性体树脂，其具体制备方法如下：
1)将20wt％的线型SEBS树脂、10wt％的高分子量星型树脂，40wt％的石蜡基白油加入高速混料机，混合10分钟，再静置24小时；
2)加入10wt％的共聚聚丙烯、10wt％的滑石粉、0.2wt％的硬质酸锌、0.5wt％的抗氧剂1010、0.3wt％的硫代二丙酸二月桂酯、0.2wt％的抗氧剂168、0.2wt％的双叔丁基过氧化二异丙基苯、0.1wt％的紫外线吸收剂UV-531、0.1wt％的光稳定剂AM101、1.4wt％的四针状氧化锌晶须混合10分钟；
3)将混合好的物料加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机一区温度为150～170℃，机头及其它各区温度为190～230℃，挤出后造粒，即得。
本实施例制备的环保型耐磨耐候热塑性弹性体组合物的性能测试数据如表1所示。
实施例4：
一种热塑性弹性体树脂，其具体制备方法如下：
1)将15.8wt％的星型SEBS树脂、30wt％的石蜡基白油加入高速混料机，混合9分钟，再静置20小时；
2)加入30wt％的均聚聚丙烯、20wt％的硫酸钡粉末、0.25wt％的芥酸酰胺、0.4wt％的抗氧剂1076、0.2wt％的硫代二丙酸二月桂酯、0.2wt％的抗氧剂168、0.15wt％的双叔丁基过氧化二异丙基苯、0.5wt％的紫外线吸收剂UV-0、0.5wt％的光稳定剂GW-540、2wt％的四针状氧化锌晶须混合10分钟；
3)将混合好的物料加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机一区温度为150～170℃，机头及其它各区温度为190～230℃，挤出后造粒，即得。
本实施例制备的环保型耐磨耐候热塑性弹性体组合物的性能测试数据如表1所示。
对比例1：
1)将20wt％的星型SEBS树脂、37wt％的石腊基白油加入高速混料机，混合5分钟，再静置12小时；
2)加入10wt％的共聚聚丙烯、30wt％的滑石粉、1wt％的硬脂酸钙、0.2wt％的抗氧剂1098、0.1wt％的抗氧剂168、0.1wt％的过氧化二异丙苯、0.2wt％的紫外线吸收剂UV-9、0.2wt％的光稳定剂770和1.2wt％的硅酮粉混合10分钟；
3)将混合好的物料加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机一区温度为150～170℃，机头及其它各区温度为190～230℃，挤出后造粒，即得。
本对比例制备的环保型耐磨耐候热塑性弹性体组合物的性能测试数据如表1所示。
表1：实施例1-4和对比例1的性能测试数据
注：1.氙灯老化测试条件：黑标准温度(65±5)℃，相对湿度(50±5)％，喷水周期：每次喷水时间18±0.5分钟，喷水间隔时间：102±0.5分钟，辐照时间2000小时，辐照度550w/m2
2.Taber磨耗条件：H-18磨轮，砝码2000g，转数1000r，转速72rpm
由表1可以看出，实施例1-4所述的热塑性弹性体树脂，经过氙灯老化测试后，具有优异弯曲强度保持率、表面硬度保持率，且表面无吐油、龟裂现象。Taber磨耗测试说明该材料具有优异的耐磨性能。本发明的材料具有优异的耐磨、耐候性能，并且材料环保、无毒，在使用过程中不会对人体导致损害，价格低、加工方便、废旧料可以回收，不会造成环境的污染，是制备塑胶跑道和户外球场的合适选择。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种热塑性弹性体组合物，其特征在于，其包括以质量百分数计算的以下原料：
SEBS树脂：20-40％；
白油：20-50％；
聚丙烯：10-30％；
填料：10-30％；
润滑剂：0.2-1％；
抗氧化助剂：0.3-0.6％；
耐老化助剂：0.2-0.4％；
交联剂：0.05-0.2％；
耐磨助剂：0.2-2％；
其中各组分的质量百分数之和满足100％。
2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述SEBS树脂为星型SEBS树脂、线型SEBS树脂中的一种或两种混合。
3.根据权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述白油为运动粘度为30mm2/s-70mm2/s，耐黄变等级大于4级的环烷基白油、石腊基白油中的一种或两种混合；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或两种混合；所述填料为碳酸钙粉末、硫酸钡粉末、滑石粉、云母粉、凹凸棒粉中的一种或两种混合。
4.根据权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、微晶石蜡、芥酸酰胺、硬脂酸丁酯、油酸酰胺、钛酸酯中的一种或两种以上混合；所述抗氧化助剂为抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168、硫代二丙酸双十八酯、硫代 二丙酸双月桂酯中的一种或两种以上混合；所述耐老化助剂为紫外光吸收剂UV-0、紫外光吸收剂UV-9、紫外光吸收剂UV-531、紫外光吸收剂UVP-327、光稳定剂AM101、光稳定剂GW-540、光稳定剂744、光稳定剂770中的一种或两种以上混合；所述交联剂为过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧化二异丙基苯中的一种或两种混合；所述耐磨助剂为四针状氧化锌晶须。
5.一种的热塑性弹性体树脂，其特征在于，该热塑性弹性体树脂由权利要求1-5任一项所述的热塑性弹性体组合物制备而成。
6.一种如权利要求5所述的热塑性弹性体树脂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
1)按照权利要求1-5任一项所述的热塑性弹性体组合物中的配比，将SEBS树脂与白油混合5-10分钟均匀，静置12-24小时，得到混合物；
2)在上述混合物中加入聚丙烯、填料、润滑剂、抗氧化助剂、耐老化助剂、交联剂和耐磨助剂，混合均匀；
3)通过双螺杆挤出机挤出、造粒，即得 。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中双螺杆挤出机一区温度为150～170℃，机头及其它各区温度为190～230℃。
8.权利要求1所述的热塑性弹性体组合物在制作户外跑道和/或球场中的应用。
9.权利要求5所述的热塑性弹性体树脂在制作户外跑道和/或球场中的应用。
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