专利名称：：橡胶料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及橡胶工业，更确切地说是涉及橡胶料，本发明尤其可用于制备运动场的覆盖层。建造运动场需要覆盖层材料，该材料应具有承受变形的能力，其特点是具有一定的伸长率、永久变形率、弹性、抗拉强度、硬度和吸水率。对平运动场的覆盖层有以下要求抗拉强度极限，兆帕不小于1.2肖氏硬度，规定单位30-60(本文以后继续使用规定单位的肖氏硬度)回弹性，％35-60伸长率，％200-450永久变形率(永久伸长率)，％4-4024小时的吸水率，％不大于1此外，在有顶盖的运动场中，该覆盖层应当是无毒的，即不会向周围环境中放出超过极限允许浓度量的有毒挥发性化合物。在世界性的实践中，广泛使用以弹性材料，特别是以橡胶为基础组成作为上述材料。一种用于制备运动场覆盖层的公知配方包括丁苯热弹性材料、橡胶屑、疏水白垩、颜料和纳特橡胶胶粘剂。其原始组分的比例(重量％)如下丁苯热弹性材料1.0-4.8橡胶屑36.5-49.8疏水白垩0.1-10.0颜料0.4-1.5纳特橡胶胶粘剂21.0-46.0(SU，A，678123)。这种配方含有丁苯热弹性材料和纳特橡胶胶粘剂作为粘结材料，橡胶屑和疏水白垩作为填料。以此配方获得的配料为基础的覆盖层具有高弹性(62-72％)，结果特别降低了运动员沿覆盖层奔跑速度；该覆盖层易受到外界因素的作用，即具有低耐风雨性和保色性。由于该配料中缺乏软化剂，使橡胶料变硬，呈非塑性的，因而使橡胶料难于加工。此外，按照上述配料制成的覆盖层有很高的吸水率(1.51-4.1％)。除了上述缺点外，以丁苯热弹性材料为基础制成的覆盖层还有卫生性能低的特点，因为在使用过程中，从其中释放出对健康人有不良影响的挥发性物质，即苯乙烯、含硫物质、氯代烃等。还有一种公知的配方，它含有热塑性弹性丁苯嵌段共聚物、松香、硬脂酸、氧化锌，比表面为175-380米2/克的二氧化硅、高岭土或木屑和颜料，其原始组分的比例(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氧化锌1.0-2.6比表面为175-380米2/克的二氧化硅1.0-2.6高岭土(木屑)24.6-29.2颜料0.1-0.4这种配方含有丁苯嵌段共聚物作为粘结材料，比表面为175-380米2/克的二氧化硅。高岭土或木屑作为填料，松香和硬脂酸作为软化剂。该配料的一个特点是释放高量的苯乙烯，这就限制了用其制成的制品在室内使用的可能性。还有一种公知的用于跑道覆盖层的配方，它含有纳特橡胶、石棉粉、硬脂酸、氧化锌和硫磺粉，各组分的比例(重量％)如下纳特橡胶60.0-75.0石棉粉15.0-30.0硬脂酸5.0-12.0氧化锌0.2-0.6硫磺粉0.8-1.5(SU，A，306151)。这种配方含有氯丁橡胶—纳特橡胶作为粘结材料，石棉粉作为填料，硫磺粉作为硫化剂，氧化锌作为硫化促进剂。由这种公知配料制成的覆盖层具有下列物理机械性能肖氏硬度65-70规定单位，抗拉强度极限0.5-0.8兆帕，吸水率1.5-4.0％。该覆盖层易于过早老化，这是由于在使用过程中其物理机械性能和外形变坏。此外，将由该覆盖层向大气环境释放有害的挥发性化合物，乙炔、乙烯基环己烯、氯代烃、含硫物质。本发明的任务是通过更换组分和加入附加组分而获得橡胶料，该橡胶料使能够获得在降低吸水率的同时，具有改进的卫生化学性能、物理机械性能，特别象抗拉强度极限、弹性和硬度的覆盖层，并延长由该橡胶料制成的覆盖层的使用寿命。上述任务是这样解决的，按照本发明，含有合成橡胶、填料、硫磺、硬脂酸的橡胶料，包括以丁二烯为基础的橡胶作为合成橡胶，高岭土作为填料，并且包括比表面大于50米2/克的二氧化硅、马来酸、矿物油、2-巯基苯并噻唑、二硫化四甲基秋兰姆和颜料，各组分的比例(重量％)如下橡胶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马来酸0.3-0.6矿物油2.0-3.02-巯基苯并噻唑0.3-0.4二硫化四甲基秋兰姆0.2-0.3颜料1.0-1.5高岭土其余部分为了提高由上述配料制成的覆盖层的使用寿命，最好是使所提出的配料附加含有苯乙烯化酚(СтирослироВаНННйФеноЛ)，此时各组分的比例(重量％)如下橡胶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马来酸0.3-0.6矿物油2.0-3.02-巯基苯并噻唑0.3-0.4二硫化四甲基秋兰姆0.2-0.3颜料1.0-1.5苯乙烯化酚0.5-1.0高岭土其余部分上述橡胶料具有高抗拉强度和回弹性，低吸水率和硬度。此外，所提出的橡胶料具有高的卫生化学特性，无毒，而且不向周围环境释放超出极限允许浓度量的有毒挥发性物质。在此情况下，按照所提出的橡胶料制成的覆盖层的使用期限长。上述一切使能够将所提出的橡胶料配方，例如用于室内和露天型运动场覆盖层。所提出的配料是在生产橡胶工业制品企业的标准设备中，采用常规混炼各组分的方法获得的。为了由所提出的配料制成覆盖层，上述橡胶料在140-155℃的温度下、用自动硫化法进行热处理。曾使用以丁二烯为基础的橡胶作为合成橡胶，它是丁苯橡胶、丁二烯-α-甲基苯乙烯橡胶、二烯橡胶(丁纳橡胶)以及异戊二烯橡胶和二烯橡胶的混合物。加入所提出的橡胶料配料中的橡胶量小于48％(重量)时，会导致由其制成的覆盖层的弹性降低和硬度过分提高。当加入的橡胶量大于52％(重量)时，在不改善其物理机械性能的情况下，提高了覆盖层材料的价格，并使这种覆盖层的卫生化学性能变坏。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)时，会降低覆盖层的强度并使其卫生化学性能变坏，还提高吸水率。加入的二氧化硅量大于5.5％(重量)时，会导致由该配料制成的覆盖层的硬度过分提高，结果特别降低了运动员沿覆盖层奔跑的速度。加入所提出的橡胶料配料中的马来酸量小于0.3％(重量)时，导致由其制成的覆盖层的卫生化学性能变坏并增加硫化时间，结果增加了电能消耗，因为马来酸在上述配料中作为交联剂。马来酸量大于0.6％(重量)会提高覆盖层的硬度。加入的硬脂酸量小于0.4％(重量)，并且矿物油(是T沸＝300-600℃的高沸点烃)量小于2.0％(重量)时，使该橡胶料在加工过程中的工艺性能变坏，硬度增加，覆盖层硬度提高并降低其弹性。加入的硬脂酸量大于0.6％(重量)，且矿物油量大于3.0％(重量)时，同样导致橡胶料的工艺性能和覆盖层的卫生化学性能变坏。在这种情况下，矿物油乃是放出有害挥发性化合物源，该矿物油是高沸点烃、主要是石油精炼时获得的烷基环烃和烷基芳香烃的液态混合物。加入所提出的橡胶料配料中的硫磺量小于0.8％(重量)时，导致硫化时间增加，硫磺含量大于1.1％(重量)时，会显著提高覆盖层的硬度。加入所提出的橡胶料配料中的2-巯基苯并噻唑量小于0.3％(重量)，并且二硫化四甲基秋兰姆量小于0.2％(重量)时，会增加硫化过程的持续时间，降低覆盖层的强度，增加其伸长率。加入的2-巯基苯并噻唑量大于0.4％(重量)，并且二硫化四甲基秋兰姆量大于0.3％(重量)时，提高覆盖层的硬度并降低其弹性。此外，增加这些物质的百分含量会导致卫生化学性能显著变坏，因为这些物质是二硫化碳和甲硫醇的释放源。加入所提出的橡胶料配料中的苯乙烯化酚(是一-，二-和三-(α-甲苄基)酚混合物)量小于0.5％(重量)时，会降低覆盖层的使用寿命，因为发生覆盖层材料的过早老化，结果降低了它的物理机械性能。上述组分的加入量大于1.0％(重量)时，会导致覆盖层价格提高，而不改善其物理化学性能。在所提出的橡胶料配料中，可以使用具有宽色阶的无机和有机颜料作为着色剂，加入的颜料量小于1.0％(重量)时，不能给出所要求的色调，加入的颜料量大于1.5％(重量)时，覆盖层的色调变差，成为暗色调。在所提出的橡胶料配料中使用高岭土作为填料，它是复杂的铝代硅酸盐。加入的高岭土量小于28％(重量)时，导致覆盖层强度降低，吸水率提高，橡胶料的工艺性能变坏。加入的高岭土量大于46％(重量)时，导致覆盖层的硬度提高。为了更好的理解本发明，举出以下实施例。实施例1由下列组分组成的橡胶料，％(重量)丁苯橡胶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马来酸0.500矿物油，平均(CP.)T沸＝360℃3.0002-巯基苯并噻唑0.375二硫化四甲基秋兰姆0.275氧化铁红颜料1.500高岭土39.050上述配料是在生产橡胶工业制品企业的标准设备中，采用常规混炼各组分的方法获得的。为了由上述配料制成覆盖层，该胶料在140-155℃温度下、于罐中用自动硫化方法进行热处理。曾用所获得的橡胶料制成覆盖层试样，并进行试验测定抗拉(断裂)强度极限、伸长率、永久变形率、肖氏硬度、回弹性、吸水率和卫生化学性能。使用气液色谱法检验覆盖层的卫生化学性能。如果释出(мигрирующих)化合物的放出量低于对这些化合物规定的极限允许浓度，则该材料被认为是无毒的。试验结果列于附表中。实施例2由下列组分组成的橡胶料，％(重量)丁苯橡胶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马来酸0.500矿物油平均T沸＝420℃3.0002-巯基苯并噻唑0.375二硫化四甲基秋兰姆0.275氧化铁红颜料1.500高岭土40.950由制得的橡胶料制成覆盖层，类似于实施例1进行覆盖层性能试验。试验结果列于附表中。实施例3由下列组分组成的橡胶料，％(重量)丁苯橡胶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马来酸0.50矿物油平均T沸＝450℃3.002-巯基苯并噻唑0.37二硫化四甲基秋兰姆0.28氧化铁黄颜料1.50高岭土36.85由制得的橡胶料制成覆盖层，类似于实施例1进行覆盖层性能试验。试验结果列于附表中。实施例4由下列组分组成的橡胶料，％(重量)丁苯橡胶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马来酸0.3矿物油平均T沸＝410℃2.02-巯基苯并噻唑0.3二硫化四甲基秋兰姆0.3氧化铁红颜料1.5苯乙烯化酚(一-，二-和三-(α-甲苄基)酚混合物)0.5高岭土43.2由制得的橡胶料制成覆盖层，类似于实施例1进行覆盖层性能试验。试验结果列于附表中。实施例5由下列组分组成的橡胶料，％(重量)丁苯橡胶50.0硫磺0.90硬脂酸0.45比表面大于50来2/克的二氧化硅4.50马来酸0.40矿物油平均T沸＝380℃2.802-巯基苯并噻唑0.35二硫化四甲基秋兰姆0.25氧化铁黄颜料1.30苯乙烯化酚0.70高岭土38.35由制得的橡胶料制成覆盖层，类似于实施例1进行覆盖层性能试验。试验结果列于附表中。实施例6由下列组分组成的橡胶料，％(重量)丁苯橡胶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马来酸0.6矿物油平均T沸＝500℃3.02-巯基苯并噻唑0.4二硫化四甲基秋兰姆0.2酞菁绿颜料1.0苯乙烯化酚1.0高岭土34.8由制得的橡胶料制成覆盖层，类似于实施例1进行覆盖层性能试验。试验结果列于附表中。实施例7由下列组分组成的橡胶料，％(重量)丁二烯-α-甲基苯乙烯橡胶48.000硫磺1.000比表面大于50米2/克的二氧化硅3.500马来酸0.500矿物油平均T沸＝520℃2.5002-巯基苯并噻唑0.375二硫化四甲基秋兰姆0.275酞菁绿颜料1.500苯乙烯化酚1.000高岭土40.850由制得的橡胶料制成覆盖层，类似于实施例1进行覆盖层性能试验。试验结果列于附表中。实施例8由下列组分组成的橡胶料，％(重量)丁二烯-α-甲基苯乙烯橡胶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马来酸0.500矿物油平均下沸＝580℃2.5002-巯基苯并噻唑0.375二硫化四甲基秋兰姆0.275酞菁兰颜料1.500苯乙烯化酚1.000高岭土38.850由制得的橡胶料制成覆盖层，类似于实施例1进行覆盖层性能试验。试验结果列于附表中。实施例9由下列组分组成的橡胶料，％(重量)丁二烯-α-甲基苯乙烯橡胶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马来酸0.500矿物油平均T沸＝400℃2.5002-巯基苯并噻唑0.375二硫化四甲基秋兰姆0.275酞菁绿颜料1.500苯乙烯化酚1.000高岭土36.850由制得的橡胶料制成覆盖层，试验类似于实施例1进行。试验结果列于附表中。附表</tables>权利要求1.含有合成橡胶、填料、硫磺、硬脂酸的橡胶料，其特征在于，它含有以丁二烯为基础的橡胶作为合成橡胶。高岭土作为填料以及含有比表面大于50米2/克的二氧化硅，马来酸，矿物油，2-巯基苯并噻唑，二硫化四甲基秋兰姆和颜料，各组分比例(重量％)如下橡胶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马来酸0.3-0.6矿物油2.0-3.02-巯基苯并噻唑0.3-0.4二硫化四甲基秋兰姆0.2-0.3颜料1.0-1.5高岭土其余部分2.根据权利要求1所述的橡胶料，其特征在于，它附加含有苯乙烯化酚，各组分的比例(重量％)如下橡胶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马来酸0.3-0.6矿物油2.0-3.02-巯基苯并噻唑0.3-0.4二硫化四甲基秋兰姆0.2-0.3颜料1.0-1.5苯乙烯化酚0.5-1.0高岭土其余部分全文摘要本发明涉及橡胶工业。本发明的橡胶料含有以下比例(重量％)的组分；以丁二烯为基础的橡胶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马来酸0.3～0.6矿物油2.0～3.02-巯基苯并噻唑0.3～0.4二硫化四甲基秋兰姆0.2～0.3颜料1.0～1.5高岭土其余部分本发明可用于制备运动场的覆盖层。文档编号C09D109/00GK1049363SQ8910702公开日1991年2月20日申请日期1989年8月10日优先权日1989年7月19日发明者塞帕克·姆·白勃洛夫,伊利娜·格·康亚夫科,伊利娜·本·沙夫拉卡亚,亚克夫·阿·古维奇,加利娜·伊·鲁丹科,阿拉·尼·弗洛什纳申请人:阿拉木图-亚丁土木建筑研究所