專利名稱：：橡膠料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及橡膠工業(yè)，更確切地說是涉及橡膠料，本發(fā)明尤其可用于制備運(yùn)動(dòng)場的覆蓋層。建造運(yùn)動(dòng)場需要覆蓋層材料，該材料應(yīng)具有承受變形的能力，其特點(diǎn)是具有一定的伸長率、永久變形率、彈性、抗拉強(qiáng)度、硬度和吸水率。對(duì)平運(yùn)動(dòng)場的覆蓋層有以下要求抗拉強(qiáng)度極限，兆帕不小于1.2肖氏硬度，規(guī)定單位30-60(本文以后繼續(xù)使用規(guī)定單位的肖氏硬度)回彈性，％35-60伸長率，％200-450永久變形率(永久伸長率)，％4-4024小時(shí)的吸水率，％不大于1此外，在有頂蓋的運(yùn)動(dòng)場中，該覆蓋層應(yīng)當(dāng)是無毒的，即不會(huì)向周圍環(huán)境中放出超過極限允許濃度量的有毒揮發(fā)性化合物。在世界性的實(shí)踐中，廣泛使用以彈性材料，特別是以橡膠為基礎(chǔ)組成作為上述材料。一種用于制備運(yùn)動(dòng)場覆蓋層的公知配方包括丁苯熱彈性材料、橡膠屑、疏水白堊、顏料和納特橡膠膠粘劑。其原始組分的比例(重量％)如下丁苯熱彈性材料1.0-4.8橡膠屑36.5-49.8疏水白堊0.1-10.0顏料0.4-1.5納特橡膠膠粘劑21.0-46.0(SU，A，678123)。這種配方含有丁苯熱彈性材料和納特橡膠膠粘劑作為粘結(jié)材料，橡膠屑和疏水白堊作為填料。以此配方獲得的配料為基礎(chǔ)的覆蓋層具有高彈性(62-72％)，結(jié)果特別降低了運(yùn)動(dòng)員沿覆蓋層奔跑速度；該覆蓋層易受到外界因素的作用，即具有低耐風(fēng)雨性和保色性。由于該配料中缺乏軟化劑，使橡膠料變硬，呈非塑性的，因而使橡膠料難于加工。此外，按照上述配料制成的覆蓋層有很高的吸水率(1.51-4.1％)。除了上述缺點(diǎn)外，以丁苯熱彈性材料為基礎(chǔ)制成的覆蓋層還有衛(wèi)生性能低的特點(diǎn)，因?yàn)樵谑褂眠^程中，從其中釋放出對(duì)健康人有不良影響的揮發(fā)性物質(zhì)，即苯乙烯、含硫物質(zhì)、氯代烴等。還有一種公知的配方，它含有熱塑性彈性丁苯嵌段共聚物、松香、硬脂酸、氧化鋅，比表面為175-380米2/克的二氧化硅、高嶺土或木屑和顏料，其原始組分的比例(重量％)如下丁苯嵌段共聚物64.0-67.0松香1.0-2.6硬脂酸1.0-2.6氧化鋅1.0-2.6比表面為175-380米2/克的二氧化硅1.0-2.6高嶺土(木屑)24.6-29.2顏料0.1-0.4這種配方含有丁苯嵌段共聚物作為粘結(jié)材料，比表面為175-380米2/克的二氧化硅。高嶺土或木屑作為填料，松香和硬脂酸作為軟化劑。該配料的一個(gè)特點(diǎn)是釋放高量的苯乙烯，這就限制了用其制成的制品在室內(nèi)使用的可能性。還有一種公知的用于跑道覆蓋層的配方，它含有納特橡膠、石棉粉、硬脂酸、氧化鋅和硫磺粉，各組分的比例(重量％)如下納特橡膠60.0-75.0石棉粉15.0-30.0硬脂酸5.0-12.0氧化鋅0.2-0.6硫磺粉0.8-1.5(SU，A，306151)。這種配方含有氯丁橡膠—納特橡膠作為粘結(jié)材料，石棉粉作為填料，硫磺粉作為硫化劑，氧化鋅作為硫化促進(jìn)劑。由這種公知配料制成的覆蓋層具有下列物理機(jī)械性能肖氏硬度65-70規(guī)定單位，抗拉強(qiáng)度極限0.5-0.8兆帕，吸水率1.5-4.0％。該覆蓋層易于過早老化，這是由于在使用過程中其物理機(jī)械性能和外形變壞。此外，將由該覆蓋層向大氣環(huán)境釋放有害的揮發(fā)性化合物，乙炔、乙烯基環(huán)己烯、氯代烴、含硫物質(zhì)。本發(fā)明的任務(wù)是通過更換組分和加入附加組分而獲得橡膠料，該橡膠料使能夠獲得在降低吸水率的同時(shí)，具有改進(jìn)的衛(wèi)生化學(xué)性能、物理機(jī)械性能，特別象抗拉強(qiáng)度極限、彈性和硬度的覆蓋層，并延長由該橡膠料制成的覆蓋層的使用壽命。上述任務(wù)是這樣解決的，按照本發(fā)明，含有合成橡膠、填料、硫磺、硬脂酸的橡膠料，包括以丁二烯為基礎(chǔ)的橡膠作為合成橡膠，高嶺土作為填料，并且包括比表面大于50米2/克的二氧化硅、馬來酸、礦物油、2-巰基苯并噻唑、二硫化四甲基秋蘭姆和顏料，各組分的比例(重量％)如下橡膠48.0-52.0硫磺0.8-1.1硬脂酸0.4-0.6二氧化硅2.5-5.5馬來酸0.3-0.6礦物油2.0-3.02-巰基苯并噻唑0.3-0.4二硫化四甲基秋蘭姆0.2-0.3顏料1.0-1.5高嶺土其余部分為了提高由上述配料制成的覆蓋層的使用壽命，最好是使所提出的配料附加含有苯乙烯化酚(СтирослироВаНННйФеноЛ)，此時(shí)各組分的比例(重量％)如下橡膠48.0-52.0硫磺0.8-1.1硬脂酸0.4-0.6二氧化硅2.5-5.5馬來酸0.3-0.6礦物油2.0-3.02-巰基苯并噻唑0.3-0.4二硫化四甲基秋蘭姆0.2-0.3顏料1.0-1.5苯乙烯化酚0.5-1.0高嶺土其余部分上述橡膠料具有高抗拉強(qiáng)度和回彈性，低吸水率和硬度。此外，所提出的橡膠料具有高的衛(wèi)生化學(xué)特性，無毒，而且不向周圍環(huán)境釋放超出極限允許濃度量的有毒揮發(fā)性物質(zhì)。在此情況下，按照所提出的橡膠料制成的覆蓋層的使用期限長。上述一切使能夠?qū)⑺岢龅南鹉z料配方，例如用于室內(nèi)和露天型運(yùn)動(dòng)場覆蓋層。所提出的配料是在生產(chǎn)橡膠工業(yè)制品企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備中，采用常規(guī)混煉各組分的方法獲得的。為了由所提出的配料制成覆蓋層，上述橡膠料在140-155℃的溫度下、用自動(dòng)硫化法進(jìn)行熱處理。曾使用以丁二烯為基礎(chǔ)的橡膠作為合成橡膠，它是丁苯橡膠、丁二烯-α-甲基苯乙烯橡膠、二烯橡膠(丁納橡膠)以及異戊二烯橡膠和二烯橡膠的混合物。加入所提出的橡膠料配料中的橡膠量小于48％(重量)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致由其制成的覆蓋層的彈性降低和硬度過分提高。當(dāng)加入的橡膠量大于52％(重量)時(shí)，在不改善其物理機(jī)械性能的情況下，提高了覆蓋層材料的價(jià)格，并使這種覆蓋層的衛(wèi)生化學(xué)性能變壞。加入所提出配料中的比表面高于50米2/克的二氧化硅量小于2.5％(重量)時(shí)，會(huì)降低覆蓋層的強(qiáng)度并使其衛(wèi)生化學(xué)性能變壞，還提高吸水率。加入的二氧化硅量大于5.5％(重量)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致由該配料制成的覆蓋層的硬度過分提高，結(jié)果特別降低了運(yùn)動(dòng)員沿覆蓋層奔跑的速度。加入所提出的橡膠料配料中的馬來酸量小于0.3％(重量)時(shí)，導(dǎo)致由其制成的覆蓋層的衛(wèi)生化學(xué)性能變壞并增加硫化時(shí)間，結(jié)果增加了電能消耗，因?yàn)轳R來酸在上述配料中作為交聯(lián)劑。馬來酸量大于0.6％(重量)會(huì)提高覆蓋層的硬度。加入的硬脂酸量小于0.4％(重量)，并且礦物油(是T沸＝300-600℃的高沸點(diǎn)烴)量小于2.0％(重量)時(shí)，使該橡膠料在加工過程中的工藝性能變壞，硬度增加，覆蓋層硬度提高并降低其彈性。加入的硬脂酸量大于0.6％(重量)，且礦物油量大于3.0％(重量)時(shí)，同樣導(dǎo)致橡膠料的工藝性能和覆蓋層的衛(wèi)生化學(xué)性能變壞。在這種情況下，礦物油乃是放出有害揮發(fā)性化合物源，該礦物油是高沸點(diǎn)烴、主要是石油精煉時(shí)獲得的烷基環(huán)烴和烷基芳香烴的液態(tài)混合物。加入所提出的橡膠料配料中的硫磺量小于0.8％(重量)時(shí)，導(dǎo)致硫化時(shí)間增加，硫磺含量大于1.1％(重量)時(shí)，會(huì)顯著提高覆蓋層的硬度。加入所提出的橡膠料配料中的2-巰基苯并噻唑量小于0.3％(重量)，并且二硫化四甲基秋蘭姆量小于0.2％(重量)時(shí)，會(huì)增加硫化過程的持續(xù)時(shí)間，降低覆蓋層的強(qiáng)度，增加其伸長率。加入的2-巰基苯并噻唑量大于0.4％(重量)，并且二硫化四甲基秋蘭姆量大于0.3％(重量)時(shí)，提高覆蓋層的硬度并降低其彈性。此外，增加這些物質(zhì)的百分含量會(huì)導(dǎo)致衛(wèi)生化學(xué)性能顯著變壞，因?yàn)檫@些物質(zhì)是二硫化碳和甲硫醇的釋放源。加入所提出的橡膠料配料中的苯乙烯化酚(是一-，二-和三-(α-甲芐基)酚混合物)量小于0.5％(重量)時(shí)，會(huì)降低覆蓋層的使用壽命，因?yàn)榘l(fā)生覆蓋層材料的過早老化，結(jié)果降低了它的物理機(jī)械性能。上述組分的加入量大于1.0％(重量)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致覆蓋層價(jià)格提高，而不改善其物理化學(xué)性能。在所提出的橡膠料配料中，可以使用具有寬色階的無機(jī)和有機(jī)顏料作為著色劑，加入的顏料量小于1.0％(重量)時(shí)，不能給出所要求的色調(diào)，加入的顏料量大于1.5％(重量)時(shí)，覆蓋層的色調(diào)變差，成為暗色調(diào)。在所提出的橡膠料配料中使用高嶺土作為填料，它是復(fù)雜的鋁代硅酸鹽。加入的高嶺土量小于28％(重量)時(shí)，導(dǎo)致覆蓋層強(qiáng)度降低，吸水率提高，橡膠料的工藝性能變壞。加入的高嶺土量大于46％(重量)時(shí)，導(dǎo)致覆蓋層的硬度提高。為了更好的理解本發(fā)明，舉出以下實(shí)施例。實(shí)施例1由下列組分組成的橡膠料，％(重量)丁苯橡膠50.000硫磺0.900硬脂酸0.400比表面大于50米2/克的二氧化硅4.000馬來酸0.500礦物油，平均(CP.)T沸＝360℃3.0002-巰基苯并噻唑0.375二硫化四甲基秋蘭姆0.275氧化鐵紅顏料1.500高嶺土39.050上述配料是在生產(chǎn)橡膠工業(yè)制品企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備中，采用常規(guī)混煉各組分的方法獲得的。為了由上述配料制成覆蓋層，該膠料在140-155℃溫度下、于罐中用自動(dòng)硫化方法進(jìn)行熱處理。曾用所獲得的橡膠料制成覆蓋層試樣，并進(jìn)行試驗(yàn)測定抗拉(斷裂)強(qiáng)度極限、伸長率、永久變形率、肖氏硬度、回彈性、吸水率和衛(wèi)生化學(xué)性能。使用氣液色譜法檢驗(yàn)覆蓋層的衛(wèi)生化學(xué)性能。如果釋出(мигрирующих)化合物的放出量低于對(duì)這些化合物規(guī)定的極限允許濃度，則該材料被認(rèn)為是無毒的。試驗(yàn)結(jié)果列于附表中。實(shí)施例2由下列組分組成的橡膠料，％(重量)丁苯橡膠48.000硫磺0.900硬脂酸0.500比表面大于50米2/克的二氧化硅4.000馬來酸0.500礦物油平均T沸＝420℃3.0002-巰基苯并噻唑0.375二硫化四甲基秋蘭姆0.275氧化鐵紅顏料1.500高嶺土40.950由制得的橡膠料制成覆蓋層，類似于實(shí)施例1進(jìn)行覆蓋層性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果列于附表中。實(shí)施例3由下列組分組成的橡膠料，％(重量)丁苯橡膠52.0硫磺1.00硬脂酸0.50比表面大于50米2/克的二氧化硅4.00馬來酸0.50礦物油平均T沸＝450℃3.002-巰基苯并噻唑0.37二硫化四甲基秋蘭姆0.28氧化鐵黃顏料1.50高嶺土36.85由制得的橡膠料制成覆蓋層，類似于實(shí)施例1進(jìn)行覆蓋層性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果列于附表中。實(shí)施例4由下列組分組成的橡膠料，％(重量)丁苯橡膠48.0硫磺0.8硬脂酸0.6比表面大于50米2/克的二氧化硅2.5馬來酸0.3礦物油平均T沸＝410℃2.02-巰基苯并噻唑0.3二硫化四甲基秋蘭姆0.3氧化鐵紅顏料1.5苯乙烯化酚(一-，二-和三-(α-甲芐基)酚混合物)0.5高嶺土43.2由制得的橡膠料制成覆蓋層，類似于實(shí)施例1進(jìn)行覆蓋層性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果列于附表中。實(shí)施例5由下列組分組成的橡膠料，％(重量)丁苯橡膠50.0硫磺0.90硬脂酸0.45比表面大于50來2/克的二氧化硅4.50馬來酸0.40礦物油平均T沸＝380℃2.802-巰基苯并噻唑0.35二硫化四甲基秋蘭姆0.25氧化鐵黃顏料1.30苯乙烯化酚0.70高嶺土38.35由制得的橡膠料制成覆蓋層，類似于實(shí)施例1進(jìn)行覆蓋層性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果列于附表中。實(shí)施例6由下列組分組成的橡膠料，％(重量)丁苯橡膠52.0硫磺1.1硬脂酸0.4比表面大于50米2/克的二氧化硅5.5馬來酸0.6礦物油平均T沸＝500℃3.02-巰基苯并噻唑0.4二硫化四甲基秋蘭姆0.2酞菁綠顏料1.0苯乙烯化酚1.0高嶺土34.8由制得的橡膠料制成覆蓋層，類似于實(shí)施例1進(jìn)行覆蓋層性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果列于附表中。實(shí)施例7由下列組分組成的橡膠料，％(重量)丁二烯-α-甲基苯乙烯橡膠48.000硫磺1.000比表面大于50米2/克的二氧化硅3.500馬來酸0.500礦物油平均T沸＝520℃2.5002-巰基苯并噻唑0.375二硫化四甲基秋蘭姆0.275酞菁綠顏料1.500苯乙烯化酚1.000高嶺土40.850由制得的橡膠料制成覆蓋層，類似于實(shí)施例1進(jìn)行覆蓋層性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果列于附表中。實(shí)施例8由下列組分組成的橡膠料，％(重量)丁二烯-α-甲基苯乙烯橡膠50.000硫磺1.000硬脂酸0.500比表面大于50米2/克的二氧化硅3.500馬來酸0.500礦物油平均下沸＝580℃2.5002-巰基苯并噻唑0.375二硫化四甲基秋蘭姆0.275酞菁蘭顏料1.500苯乙烯化酚1.000高嶺土38.850由制得的橡膠料制成覆蓋層，類似于實(shí)施例1進(jìn)行覆蓋層性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果列于附表中。實(shí)施例9由下列組分組成的橡膠料，％(重量)丁二烯-α-甲基苯乙烯橡膠52.000硫磺1.000硬脂酸0.500比表面大于50米2/克的二氧化硅3.500馬來酸0.500礦物油平均T沸＝400℃2.5002-巰基苯并噻唑0.375二硫化四甲基秋蘭姆0.275酞菁綠顏料1.500苯乙烯化酚1.000高嶺土36.850由制得的橡膠料制成覆蓋層，試驗(yàn)類似于實(shí)施例1進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果列于附表中。附表</tables>權(quán)利要求1.含有合成橡膠、填料、硫磺、硬脂酸的橡膠料，其特征在于，它含有以丁二烯為基礎(chǔ)的橡膠作為合成橡膠。高嶺土作為填料以及含有比表面大于50米2/克的二氧化硅，馬來酸，礦物油，2-巰基苯并噻唑，二硫化四甲基秋蘭姆和顏料，各組分比例(重量％)如下橡膠48.0-52.0硫磺0.8-1.1硬脂酸0.4-0.6二氧化硅2.5-5.5馬來酸0.3-0.6礦物油2.0-3.02-巰基苯并噻唑0.3-0.4二硫化四甲基秋蘭姆0.2-0.3顏料1.0-1.5高嶺土其余部分2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠料，其特征在于，它附加含有苯乙烯化酚，各組分的比例(重量％)如下橡膠48.0-52.0硫磺0.8-1.1硬脂酸0.4-0.6二氧化硅2.5-5.5馬來酸0.3-0.6礦物油2.0-3.02-巰基苯并噻唑0.3-0.4二硫化四甲基秋蘭姆0.2-0.3顏料1.0-1.5苯乙烯化酚0.5-1.0高嶺土其余部分全文摘要本發(fā)明涉及橡膠工業(yè)。本發(fā)明的橡膠料含有以下比例(重量％)的組分；以丁二烯為基礎(chǔ)的橡膠48.0～52.0硫磺08～1.1硬脂酸0.4～0.6比表面大于50米2/克的二氧化硅2.5～5.5馬來酸0.3～0.6礦物油2.0～3.02-巰基苯并噻唑0.3～0.4二硫化四甲基秋蘭姆0.2～0.3顏料1.0～1.5高嶺土其余部分本發(fā)明可用于制備運(yùn)動(dòng)場的覆蓋層。文檔編號(hào)C09D109/00GK1049363SQ8910702公開日1991年2月20日申請(qǐng)日期1989年8月10日優(yōu)先權(quán)日1989年7月19日發(fā)明者塞帕克·姆·白勃洛夫,伊利娜·格·康亞夫科,伊利娜·本·沙夫拉卡亞,亞克夫·阿·古維奇,加利娜·伊·魯?shù)た?阿拉·尼·弗洛什納申請(qǐng)人:阿拉木圖-亞丁土木建筑研究所