【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及橡膠跑道，具體涉及一種高耐磨橡膠跑道及其制備方法。
技術介紹
1、橡膠跑道是現代田徑場地中不可缺少的重要設施，與傳統的土質跑道相比，它具有良好的彈性、防滑性、耐磨性、吸震性，場地護理容易、色彩鮮明、美觀整齊。用于鋪設跑道的顆粒一般由天然橡膠、橡膠顆粒、輔助添加劑等材料組成，而這些顆粒的耐磨性較差，在使用過程中易產生磨損，大大降低其使用壽命，因此對跑道顆粒進行耐磨方面的功能化改性勢在必行。此外，由于大多數跑道均鋪設在室外，易受到環境因素的影響，例如：夏天雨季的降水量較大，積水會浸泡跑道對跑道內部造成損壞，進而導致跑道的壽命下降。
2、因此，需要研究者們開發出一種橡膠跑道使其既有高耐磨性能，也有優異的耐水性。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種高耐磨橡膠跑道及其制備方法。
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：
3、一種高耐磨橡膠跑道，該跑道的材料包括以下重量份數的原料：橡膠顆粒50-60份，天然橡膠40-50份，硅橡膠10-15份，改性聚氨酯橡膠8-12份，改性mxene納米片10-15份，色料0.5-2份，促進劑0.3-1份，硫化劑3-6份，抗氧化劑0.2-1份；
4、所述色料為氧化鐵紅、氧化鐵紫、群青藍、鈦白中的一種；
5、所述改性聚氨酯橡膠由以下步驟制備：
6、步驟a1、將2,3-雙（三氟甲基）苯-1,4-二胺加入含有二甲基乙酰胺的燒瓶中攪拌混合均勻，將混合液在
7、步驟a1中3-羥基丙酰氯上的酰氯基團與2,3-雙（三氟甲基）苯-1,4-二胺扇的氨基發生酰胺化反應，形成酰胺結構，將其引入聚氨酯橡膠后能夠提高它的強度和耐磨性，這是由于酰胺基接枝在聚氨酯的分子鏈后，能夠增強聚氨酯分子內以及分子間的氫鍵，氫鍵起物理交聯作用，從而使聚氨酯橡膠具有較高的強度和耐磨性；此外，擴鏈劑中的氟原子由于半徑小、電負性強、表面能低，在基體形成過程中能夠向表面遷移，進而提高了基體表面的疏水性，一定程度上能夠阻止水分子的滲透和腐蝕，使基體具有耐水性。
8、進一步地，2,3-雙（三氟甲基）苯-1,4-二胺、二甲基乙酰胺、三乙胺、3-羥基丙酰氯和去離子水的用量比為0.1-0.3mol：100-150ml：7-21ml：0.21-0.61mol：100ml。
9、步驟a2、將聚碳酸酯二元醇（pcdl2000）加入反應器中，將其在真空度0.67kpa下置于100-120℃油浴鍋中高溫脫水1.5h，隨后降低體系溫度至40-60℃，再加入異氟爾酮二異氰酸酯，并向反應器中通入氮氣攪拌10-20min，再升溫至80-90℃繼續攪拌1-2h后，即得預聚體；
10、步驟a2中以聚碳酸酯二元醇作為多元醇合成聚酯型聚氨酯，內部含有大量的極性基團，其結構更為緊密、穩定，水分子難以滲入，進一步提高了基體的耐水性；
11、進一步地，聚碳酸酯二元醇和異氟爾酮二異氰酸酯的用量比為1mol：1.75-3.5mol。
12、步驟a3、在氮氣條件下，向預聚體中加入含氟擴鏈劑、二月桂酸二丁基錫和n，n-二甲基乙酰胺攪拌5-10min，再加入3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷于40℃下反應30-60min后，將混合物轉移至聚四氟乙烯容器中，在100℃烘箱中固化24h，即得改性聚氨酯橡膠；
13、步驟a3中利用3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷中的仲胺與端異氰酸酯發生反應，從而引入硅氧烷結構，硅氧烷能與空氣中的水分子反應生成硅醇鍵，硅醇鍵之間能發生縮合反應形成si-o-si交聯網絡，其致密的交聯結構能夠有效阻礙水分子進入基體，進一步提高了基體的耐水性；由于si-o的鍵能高于c-o和c-c，其形成的交聯網絡增加了分子鏈之間的相互作用，提高了基體的耐熱性；此外，3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷中游離的雙鍵還能在后續高溫條件下與橡膠分子鏈中的雙鍵發生聚合，進一步提高基體的交聯密度。
14、進一步地，含氟擴鏈劑、二月桂酸二丁基錫、n，n-二甲基乙酰胺、3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷和步驟a1中聚碳酸酯二元醇的用量比為1.75-3.5mol：0.21-0.42g：10-20ml：0.1-0.15ml：1mol。
15、所述改性mxene納米片由以下步驟制備：
16、步驟b1、在氮氣條件下，將3-氯丙胺和1-十二烷基咪唑加入反應器中攪拌混合均勻后加熱至60℃，攪拌24h后，冷卻至室溫，并用無水乙醚洗滌三次，即得化合物1；
17、進一步地，3-氯丙胺和1-十二烷基咪唑的摩爾比為1：1。
18、步驟b2、將mxene納米片加入含有去離子水的反應器中，超聲處理30min后，再以300rpm的轉速攪拌20min，調節混合液的ph至8.5，再加入化合物1，水浴超聲30min，然后在氮氣條件下反應10-12h，反應溫度為75-85℃，轉速為300rpm，待反應結束后，冷卻至室溫，并超聲攪拌30min，即得改性mxene納米片；
19、步驟b2中化合物1中的氨基與mxene納米片表面的羧基通過酰胺反應生成酰胺鍵，從而實現對mxene納米片的改性；同時，化合物1中帶正電的咪唑結構還能與帶負電的mxene納米片發生靜電作用吸附在mxene納米片的表面實現改性。改性后的mxene納米片具有優異的分散性，這是由于納米片表面的化合物1擾亂了mxene片層結構，使其無序性增加；分散性的提高，增加了物理交聯點減少了與橡膠分子鏈之間的摩擦；此外，化合物1在mxene納米片表面形成的潤滑層，相當于在橡膠基體表面包覆了一層潤滑層，減少了橡膠與摩擦面的直接接觸，減少了摩擦系數，使基體的耐磨性提高。
20、進一步地，mxene納米片、去離子水和化合物1的用量比為0.1g：20ml：0.05-0.2g。
21、一種高耐磨橡膠跑道的制備方法包括以下步驟：
22、步驟s1、按重量份數稱取原料，將橡膠顆粒、天然橡膠、硅橡膠、改性聚氨酯橡膠加入混煉機中混煉均勻，再依次加入改性mxene納米片、色料、抗氧化劑和促進劑混煉均勻，即得混煉膠；
23、步驟s2、將混煉膠轉移至開煉機中，加入硫化劑并薄通5-8次后，下片模壓定型，得到坯件；
24、步驟s3、將坯件置于硫化機中，控制硫化溫度為165-185℃，硫化時間為2-3h，冷卻后經粉碎機破碎，然后進行鋪設、壓實、固化，即得高耐磨橡膠跑道。
25、本專利技術的有益效果：
26、本專利技術制備的橡膠跑道中添加了具有優異耐磨性能的硅橡膠和聚氨酯橡膠來提高跑道的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高耐磨橡膠跑道，其特征在于，該跑道的材料包括以下重量份數的原料：橡膠顆粒50-60份，天然橡膠40-50份，硅橡膠10-15份，改性聚氨酯橡膠8-12份，改性MXene納米片10-15份，色料0.5-2份，促進劑0.3-1份，硫化劑3-6份，抗氧化劑0.2-1份；
2.根據權利要求1所述的一種高耐磨橡膠跑道，其特征在于，步驟A1中2,3-雙（三氟甲基）苯-1,4-二胺、二甲基乙酰胺、三乙胺、3-羥基丙酰氯和去離子水的用量比為0.1-0.3mol：100-150mL：7-21mL：0.21-0.61mol：100mL。
3.根據權利要求1所述的一種高耐磨橡膠跑道，其特征在于，步驟A2中聚碳酸酯二元醇和異氟爾酮二異氰酸酯的用量比為1mol：1.75-3.5mol。
4.根據權利要求1所述的一種高耐磨橡膠跑道，其特征在于，步驟A3中含氟擴鏈劑、二月桂酸二丁基錫、N，N-二甲基乙酰胺、3-(N-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷和步驟A1中聚碳酸酯二元醇的用量比為1.75-3.5mol：0.21-0.42g：10-20mL：0.1-0.15mL：1m
5.根據權利要求1所述的一種高耐磨橡膠跑道，其特征在于，所述改性MXene納米片由以下步驟制備：
6.根據權利要求5所述的一種高耐磨橡膠跑道，其特征在于，步驟B1中3-氯丙胺和1-十二烷基咪唑的摩爾比為1：1。
7.根據權利要求5所述的一種高耐磨橡膠跑道，其特征在于，步驟B2中MXene納米片、去離子水和化合物1的用量比為0.1g：20mL：0.05-0.2g。
8.根據權利要求1所述的一種高耐磨橡膠跑道，其特征在于，所述色料為氧化鐵紅、氧化鐵紫、群青藍、鈦白中的一種。
9.根據權利要求1所述的一種高耐磨橡膠跑道的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種高耐磨橡膠跑道，其特征在于，該跑道的材料包括以下重量份數的原料：橡膠顆粒50-60份，天然橡膠40-50份，硅橡膠10-15份，改性聚氨酯橡膠8-12份，改性mxene納米片10-15份，色料0.5-2份，促進劑0.3-1份，硫化劑3-6份，抗氧化劑0.2-1份；
2.根據權利要求1所述的一種高耐磨橡膠跑道，其特征在于，步驟a1中2,3-雙（三氟甲基）苯-1,4-二胺、二甲基乙酰胺、三乙胺、3-羥基丙酰氯和去離子水的用量比為0.1-0.3mol：100-150ml：7-21ml：0.21-0.61mol：100ml。
3.根據權利要求1所述的一種高耐磨橡膠跑道，其特征在于，步驟a2中聚碳酸酯二元醇和異氟爾酮二異氰酸酯的用量比為1mol：1.75-3.5mol。
4.根據權利要求1所述的一種高耐磨橡膠跑道，其特征在于，步驟a3中含氟擴鏈劑、二月桂酸二丁基錫、...
【專利技術屬性】
技術研發人員：謝懿，
申請(專利權)人：天津紐威特橡膠制品股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。