1.本发明涉及特定橡胶材料改性技术领域，具体涉及一种纳米改性运动场地橡胶颗粒。
背景技术：
2.橡胶(rubber)是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度(t g)低，分子量往往很大，大于几十万。橡胶分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶制品广泛应用于工业或生活各方面。
3.日常生活中有不少橡胶制品在为我们服务，遍为城乡居民所穿用，它是b用橡胶制品中消费量很大的一种。其他如雨衣、热水袋、松紧带、儿童玩具、海绵座垫以及乳胶浸渍制品等，在人民生活里都在发挥它的作用。常见的各种球胆、乒乓球拍海绵胶面、游泳足躁、玩具皮球、金笔笔胆、橡皮、橡胶困、橡皮线、橡胶印、橡皮布、气球以及海绵胶垫等，广泛用于文教机关、办公室、设计绘图以及体育运动器材等。尤其是运动场地，需要用到大量的橡胶材料，其中，“橡胶颗粒”是性能显著适用的材料种类，但目前为止，研究人员们采用各种传统方式制备的橡胶颗粒，虽然能够达到将橡胶颗粒的某一性性能参数进行提升，但并不能做到全面提升材料性能，这就导致了橡胶颗粒进行改进后，仍需要与其他多种功能性材料进行搭配使用，才能最大程度地满足运动场地面的要求。
技术实现要素：
4.为解决上述问题，本发明提供一种通过特定原材料和特定步骤进行的纳米改性橡胶颗粒，全面提升了橡胶颗粒自身的各方面性能。具体方案如下：
5.本发明提供一种纳米改性运动场地橡胶颗粒，包括以下组分：橡胶颗粒母料、纳米二氧化钛、纳米纤维素、表面活化剂、硫化剂、n，n
’‑
双四苯基环二硅氮烷、氯化镁、促进剂。
6.所述表面活化剂包括硬脂酸、钛酸正丁酯和乙基三甲氧基硅烷中的一种或二种以上。
7.所述硫化剂包括二甲基丙烯酸镁、tmtd、环氧树脂、氯化锌和氧化镁中的一种或二种以上。
8.所述促进剂包括促进剂tmtd和促进剂m中的至少一种。
9.以上各组分按质量份数计包括：橡胶颗粒母料300-500份、纳米二氧化钛10-15份、纳米纤维素17-23份、表面活化剂1-4份、硫化剂3-5份、n，n
’‑
双四苯基环二硅氮烷1-3份、氯化镁2-4份、促进剂3-7份。
10.上述纳米改性运动场地橡胶颗粒的制备方法包括以下步骤：
11.s1、将纳米纤维素与部分表面活化剂混合，得到体系a；
12.s2、将体系a、橡胶颗粒母料、部分纳米二氧化钛混合，加入到混炼机中进行混炼，
得到混炼料a；
13.s3、向混炼料a中加入剩余纳米二氧化钛、剩余表面活化剂，再在搅拌条件下依次加入促进剂、n，n
’‑
双四苯基环二硅氮烷、氯化镁，得到体系b；
14.s4、体系b加入密炼机中密炼后加入硫化剂，高速捏合后输送至开炼机；
15.s5、薄通后经螺杆挤出机挤出，硫化得到纳米改性运动场地橡胶颗粒。
16.s1所述部分表面活化剂占表面活化剂总量的70-80％。
17.s2所述混炼温度为125-135℃，混炼时间为3-5min，混炼后出料温度为110-120℃；
18.s2所述部分纳米二氧化钛占纳米二氧化钛总量的30-40％。
19.s4所述密炼，时间为12-15min。
20.s5所述薄通次数为2-4次。
21.s5所述硫化，温度为135-150℃，硫化压力为2.5-4mpa，硫化时间为35-45min。
22.有益效果
23.本发明的有益效果在于：
24.本发明通过较为简单的组分实现了最大限度地均衡提升橡胶颗粒的各项性能，且制备方法并未较传统方法复杂，制备工艺时间也并未比传统方法长，是在保证生产成本不升高、生产效率不降低的前提下，大幅提升了产品综合性能的技术方案。
25.本发明提供的橡胶颗粒，韧性好、硬度高、耐磨性好、拉伸强度高、断裂伸长率高、撕裂强度高，不易开裂，可见本发明提供的橡胶颗粒在整体性能上均得到了提升。
26.经试验验证，本发明氯化镁的加入(并非单纯作为硫化剂等其他有效组分，而是单独存在)，能够显著提升产品橡胶颗粒的拉伸强度。经对比发现，采用本发明的方法制备改性橡胶颗粒，可以无需加入传统的抗老化剂即可达基本应用需要的抗老化的效果，加入传统抗老化剂后，抗老化的效果有所提升。经对比发现，本发明步骤1与步骤3分步加入表面活化剂的方法可以显著提升橡胶颗粒产品的撕裂强度和断裂伸长率，步骤2与步骤3分步加入纳米二氧化钛的方法能够显著提升产品橡胶颗粒的硬度、耐磨性。
具体实施方式
27.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
28.除非特别指出，以下实施例和对比例为平行试验，采用同样的处理步骤和参数。
29.实施例1纳米改性运动场地橡胶颗粒：
30.包括以下组分：橡胶颗粒母料、纳米二氧化钛、纳米纤维素、表面活化剂、硫化剂、n，n
’‑
双四苯基环二硅氮烷、氯化镁、促进剂。
31.所述表面活化剂包括钛酸正丁酯。
32.所述硫化剂包括二甲基丙烯酸镁。
33.所述促进剂包括促进剂tmtd。
34.以上各组分按质量份数计包括：橡胶颗粒母料300份、纳米二氧化钛10份、纳米纤维素17份、表面活化剂3份、硫化剂3份、n，n
’‑
双四苯基环二硅氮烷2份、氯化镁2份、促进剂3
份。
35.上述纳米改性运动场地橡胶颗粒的制备方法包括以下步骤：
36.s1、将纳米纤维素与部分表面活化剂混合，得到体系a；
37.s2、将体系a、橡胶颗粒母料、部分纳米二氧化钛混合，加入到混炼机中进行混炼，得到混炼料a；
38.s3、向混炼料a中加入剩余纳米二氧化钛、剩余表面活化剂，再在搅拌条件下依次加入促进剂、n，n
’‑
双四苯基环二硅氮烷、氯化镁，得到体系b；
39.s4、体系b加入密炼机中密炼后加入硫化剂，高速捏合后输送至开炼机；
40.s5、薄通后经螺杆挤出机挤出，硫化得到纳米改性运动场地橡胶颗粒。
41.s1所述部分表面活化剂占表面活化剂总量的7％。
42.s2所述混炼温度为125℃，混炼时间为3min，混炼后出料温度为110℃；
43.s2所述部分纳米二氧化钛占纳米二氧化钛总量的30％。
44.s4所述密炼，时间为12min。
45.s5所述薄通次数为3次。
46.s5所述硫化，温度为135℃，硫化压力为3mpa，硫化时间为35min。
47.本实施例所得产品韧性好、硬度高、耐磨性好、拉伸强度高、断裂伸长率高、撕裂强度高，不易开裂。
48.对比例1运动场地橡胶颗粒：
49.包括以下组分：橡胶颗粒母料、纳米二氧化钛、纳米纤维素、表面活化剂、硫化剂、n，n
’‑
双四苯基环二硅氮烷、二甲基丙烯酸镁(硫化剂)、促进剂。
50.所述表面活化剂包括钛酸正丁酯。
51.所述硫化剂也是二甲基丙烯酸镁。
52.所述促进剂包括促进剂tmtd。
53.以上各组分按质量份数计包括：橡胶颗粒母料300份、纳米二氧化钛10份、纳米纤维素17份、表面活化剂3份、硫化剂3份、n，n
’‑
双四苯基环二硅氮烷2份、二甲基丙烯酸镁(替代氯化镁)2份、促进剂3份。
54.上述纳米改性运动场地橡胶颗粒的制备方法包括以下步骤：
55.s1、将纳米纤维素与部分表面活化剂混合，得到体系a；
56.s2、将体系a、橡胶颗粒母料、部分纳米二氧化钛混合，加入到混炼机中进行混炼，得到混炼料a；
57.s3、向混炼料a中加入剩余纳米二氧化钛、剩余表面活化剂，再在搅拌条件下依次加入促进剂、n，n
’‑
双四苯基环二硅氮烷、氯化镁，得到体系b；
58.s4、体系b加入密炼机中密炼后加入硫化剂，高速捏合后输送至开炼机；
59.s5、薄通后经螺杆挤出机挤出，硫化得到纳米改性运动场地橡胶颗粒。
60.s1所述部分表面活化剂占表面活化剂总量的7％。
61.s2所述混炼温度为125℃，混炼时间为3min，混炼后出料温度为110℃；
62.s2所述部分纳米二氧化钛占纳米二氧化钛总量的30％。
63.s4所述密炼，时间为12min。
64.s5所述薄通次数为3次。
65.s5所述硫化，温度为135℃，硫化压力为3mpa，硫化时间为35min。
66.本对比例所得产品与实施例1产品对比，其拉伸强度显著下降(降低37.2％)，可见，氯化镁的加入(并非单纯作为硫化剂等其他有效组分，而是单独存在)，能够显著提升产品橡胶颗粒的拉伸强度。
67.对比例2运动场地橡胶颗粒：
68.包括以下组分：橡胶颗粒母料、纳米二氧化钛、纳米纤维素、表面活化剂、硫化剂、n，n
’‑
双四苯基环二硅氮烷、二甲基丙烯酸镁(硫化剂)、促进剂。
69.所述表面活化剂包括钛酸正丁酯。
70.所述硫化剂也是二甲基丙烯酸镁。
71.所述促进剂包括促进剂tmtd。
72.以上各组分按质量份数计包括：橡胶颗粒母料300份、纳米二氧化钛10份、纳米纤维素17份、表面活化剂3份、硫化剂3份、n，n
’‑
双四苯基环二硅氮烷2份、二甲基丙烯酸镁(替代氯化镁)2份、促进剂3份。
73.上述纳米改性运动场地橡胶颗粒的制备方法包括以下步骤：
74.s1、将纳米纤维素与表面活化剂混合，得到体系a；
75.s2、将体系a、橡胶颗粒母料、部分纳米二氧化钛混合，加入到混炼机中进行混炼，得到混炼料a；
76.s3、向混炼料a中加入剩余纳米二氧化钛，再在搅拌条件下依次加入促进剂、n，n
’‑
双四苯基环二硅氮烷、氯化镁，得到体系b；
77.s4、体系b加入密炼机中密炼后加入硫化剂，高速捏合后输送至开炼机；
78.s5、薄通后经螺杆挤出机挤出，硫化得到纳米改性运动场地橡胶颗粒。
79.s2所述混炼温度为125℃，混炼时间为3min，混炼后出料温度为110℃；
80.s2所述部分纳米二氧化钛占纳米二氧化钛总量的30％。
81.s4所述密炼，时间为12min。
82.s5所述薄通次数为3次。
83.s5所述硫化，温度为135℃，硫化压力为3mpa，硫化时间为35min。
84.本对比例所得产品与实施例1产品相比较，撕裂强度降低17.9％，断裂伸长率降低21.3％，可见本发明步骤1与步骤3分步加入表面活化剂的方法可以显著提升橡胶颗粒产品的撕裂强度和断裂伸长率。
85.对比例3运动场地橡胶颗粒：
86.包括以下组分：橡胶颗粒母料、纳米二氧化钛、纳米纤维素、表面活化剂、硫化剂、n，n
’‑
双四苯基环二硅氮烷、二甲基丙烯酸镁(硫化剂)、促进剂。
87.所述表面活化剂包括钛酸正丁酯。
88.所述硫化剂也是二甲基丙烯酸镁。
89.所述促进剂包括促进剂tmtd。
90.以上各组分按质量份数计包括：橡胶颗粒母料300份、纳米二氧化钛10份、纳米纤维素17份、表面活化剂3份、硫化剂3份、n，n
’‑
双四苯基环二硅氮烷2份、二甲基丙烯酸镁(替代氯化镁)2份、促进剂3份。
91.上述纳米改性运动场地橡胶颗粒的制备方法包括以下步骤：
92.s1、将纳米纤维素与部分表面活化剂混合，得到体系a；
93.s2、将体系a、橡胶颗粒母料、纳米二氧化钛混合，加入到混炼机中进行混炼，得到混炼料a；
94.s3、向混炼料a中加入剩余表面活化剂，再在搅拌条件下依次加入促进剂、n，n
’‑
双四苯基环二硅氮烷、氯化镁，得到体系b；
95.s4、体系b加入密炼机中密炼后加入硫化剂，高速捏合后输送至开炼机；
96.s5、薄通后经螺杆挤出机挤出，硫化得到纳米改性运动场地橡胶颗粒。
97.s1所述部分表面活化剂占表面活化剂总量的7％。
98.s2所述混炼温度为125℃，混炼时间为3min，混炼后出料温度为110℃；
99.s2所述部分纳米二氧化钛占纳米二氧化钛总量的30％。
100.s4所述密炼，时间为12min。
101.s5所述薄通次数为3次。
102.s5所述硫化，温度为135℃，硫化压力为3mpa，硫化时间为35min。
103.本对比例所得产品与实施例1产品相比较，硬度降低13.3％，耐磨性降低25.1％，可见本发明步骤2与步骤3分步加入纳米二氧化钛的方法能够显著提升产品橡胶颗粒的硬度、耐磨性。
104.以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。