一种体育塑胶跑道用环保橡胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种体育塑胶跑道用环保橡胶及其制备方法和应用。所述方法包括以回收橡胶制品为主原料，以环保橡胶活化剂为改性剂，以水为胶料传热介质，将回收橡胶制品进行包括粉碎、活化、炼胶、混炼、硫化、造粒步骤的处理，从而得到所述体育塑胶跑道用环保橡胶；优选所述橡胶活化剂是以植物油成分或环氧化植物油成分为主料，以生物质油为辅料，以三乙醇胺为催化剂制备得到。本发明专利技术的体育塑胶跑道专用环保橡胶颗粒无刺激性气味，其18项多环芳烃总量控制在50MG/KG以内，符合欧盟REACH环保法规，也符合中国塑胶跑道环保最严厉的上海团标的环保要求。

Environmental protection rubber for sports plastic runway and its preparation method and Application

The present invention provides a kind of environmental protection rubber for sports plastic runway and its preparation method and application. The method comprises the steps of taking recycled rubber products as the main raw materials, with environmental protection rubber activator as modifier, compound with water as heat transfer medium, the recycling of rubber products including processing grinding, activation, rubber, mixing, vulcanization, granulation process, resulting in the use of environmentally friendly sports plastic runway rubber; preferably the rubber activator is to plant oil composition ingredients or epoxidized vegetable oil as raw material, using biomass oil as auxiliary materials, using triethanolamine as prepared catalyst. The invention of the sports special environmental protection plastic runway rubber particles, no pungent smell, the 18 total PAHs were controlled within 50MG/KG, in line with the EU REACH environmental protection laws and regulations, with the most stringent environmental protection China plastic runway Shanghai group environmental requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种体育塑胶跑道用环保橡胶及其制备方法和应用
本专利技术涉及橡胶制品领域，尤其是涉及一种体育塑胶跑道，具体的说，是涉及一种体育塑胶跑道用环保橡胶及其制备方法和应用。
技术介绍
根据国家发改委《中国资源综合利用年度报告(2014)》公布的数字，2013年我国废旧轮胎产生量为1080万吨，已超过美国，成为世界上废旧轮胎最大的产生国。随着中国经济的快速发展，废旧轮胎的产生量每年按照7％-8％数字递增。2013年中国汽车保有量为1.37亿辆，2014年中国汽车保有量达到了1.4亿辆。2015年产生的废旧轮胎总量达3.3亿条，重量达到1200万吨。预计到2020年，中国汽车保有量将突破2亿辆，所产生的废旧轮胎重量将达到1600万吨以上。众所周知，废旧轮胎的处理无外乎以下几种方式：填埋的方式，但占用大量的土地，且成百上千年也无法分解和降解；燃烧的方式，会释放大量的有毒有害气体，严重污染大气环境；绿色再生方式，即通过循环利用来处理掉这些废旧的轮胎。2015年各地相继的出现的“毒跑道事件”引起了家长们的恐慌，引发高层震怒，继而环保总局、教育部、住建部及地方政府介入。终于在2016年6月22日环保总局、教育部、住建部联合召开联席会议，叫停全国学校在建和拟建的塑胶跑道工程，只有在确保施工质量万无一失的基础上方可继续施工。实际上中国的塑胶跑道工程陷入了全面停工的危局。在此情况下，在国家新标准还没有出台之前，2017年山东、上海、福建纷纷出台了号称“史上最严”塑胶跑道标准。标准中“多环芳烃”、“邻苯二甲酸酯类塑化剂”等以往国家标准中没有限制的有害物质均被列入“黑名单”。在国家现行7项指标基础上，新增了总挥发性有机化合物释放率(TVOC)，把18项多环芳烃含量纳入了总挥发性有机化合物释放率中。同时新增了甲醛释放率；对运动场地的使用也提出了更为严格的管理要求，如验收合格的场地要安排2个月以上的空置时间，并引入了“现场气味评价”办法，以及“现场原料抽检”办法等。其中以上海团标最为严厉，明确要求塑胶跑道建设中所使用的原材料单项及塑胶跑道制品中的18项多环芳烃总量都不能超过50MG/KG。这样一来，等于判了塑胶跑道中主原料轮胎橡胶黑颗粒的死刑。先从现行塑胶跑道的主原料橡胶颗粒来看，黑色橡胶颗粒分为两大类：第一类为纯废旧橡胶轮胎(包括垫胎)碎粒。这种黑色颗粒的含胶量较高，弹性好，质量好，价格高。一般用于大型田径比赛一类或二类运动场地的塑胶跑道；第二类为杂橡胶碎粒，其中包括少量轮胎+鞋底+电缆+胶垫+胶管等废旧橡胶的碎粒。这种黑色颗粒的含胶量低，弹性差，质量次，价格低。一般用于中小学校等三类运动场地的塑胶跑道。以上两种黑色橡胶颗粒，均取自于废旧的橡胶制品，经过切块，碾磨而成，仅仅只是一个简单的物理处理，并没有做任何改性活化处理，即没有进行化学处理。以第一类轮胎颗粒为例，按照2015年中国橡胶工业协会制定的《E系轮胎再生橡胶的行业自律标准》，仅以18项多环芳烃含量为例，一类品(优级品)为200MG/KG，二类品(合格品)为400MG/KG，就分别高于欧盟REACH环保标准(3类品18项多环芳烃含量为50MG/KG)4倍和8倍。如果拿第二类杂橡胶颗粒来比，其18项多环芳烃含量竟高于欧盟标准的15-20倍。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种体育塑胶跑道用环保橡胶；本专利技术的另一目的在于提供所述体育塑胶跑道用环保橡胶的制备方法；本专利技术的再一目的在于提供一种体育塑胶跑道用环保橡胶材料；本专利技术的体育塑胶跑道专用环保轮胎橡胶颗粒无刺激性气味，其18项多环芳烃总量控制在50MG/KG以内，符合欧盟REACH环保法规，也符合中国塑胶跑道环保最严厉的上海团标的环保要求。为达上述目的，一方面，本专利技术提供了一种体育塑胶跑道用环保橡胶的制备方法，其中，所述方法包括以回收橡胶制品为主原料，以橡胶活化剂为改性剂，以水为胶料传热介质，将回收橡胶制品进行包括粉碎、活化、炼胶、混炼、和硫化步骤的处理，从而得到所述体育塑胶跑道用环保橡胶。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述回收橡胶制品包括废旧轮胎、天然橡胶边角料和天然橡胶制品次废品中的一种或多种的混合。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述废旧轮胎是直径在900MM以上的载重汽车轮胎；优选直径在1100MM以上的载重汽车轮胎。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述粉碎包括对废旧轮胎进行破拆、分割、粉碎、分选工序；所述轮胎粉碎设备可以为目前常规的设备，譬如包括切圈机、切条机、切块机、钢丝胎破碎机、振动筛、输送带、磁选设备、引风系统。所述轮胎粉碎设备中的切圈机功率为3KW(含)以上，切条机功率为7.5KW(含)以上，切块机功率为18.5KW(含)以上，560钢丝胎破碎机功率为132KW，大振动筛功率为7.5KW(含)以上，大输送带功率为3KW(含)以上，小振动筛功率为1.5KW(含)以上，小输送带功率为1.5KW(含)以上，磁选设备功率为1.5KW(含)以上，引风系统功率为150KW(含)以上。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，本专利技术所述的水为通常所理解的水，譬如生活用水，所述水可以包括纯净水、井水、水库水、山溪水和自来水。本专利技术所述的水优选重金属(铅、汞、镉、铬)总量控制在10mg/kg以内。所述水，应在环保橡胶活化剂和回收的废旧橡胶轮胎颗粒投放时一起按比例均匀地投入活化设备(高压罐)中。所述水的添加量，宜为回收的废旧橡胶轮胎颗粒重量份数的15％-30％，夏天时可适当调高到25％-30％；根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述橡胶活化剂质量用量为主原料质量的4％-10％。所述环保橡胶活化剂宜与回收的废旧橡胶轮胎颗粒和水一起按照比例均匀地投入活化设备(高压罐)中；根据本专利技术一些具体实施方案，其中，在制备橡胶活化剂中的主料、辅料和催化剂的质量比为(6-8)：(2-4)：(0.1-0.5)。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，在活化工序开始前将橡胶活化剂与主原料以及水进行混合。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述橡胶活化剂是以植物油成分或环氧化植物油成分为主料，以生物质油为辅料，以三乙醇胺为催化剂制备得到。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述植物油成分为经过环氧化处理的植物油成分。所述经过环氧化处理的植物油成分可以是常规现有技术制备得到的环氧植物油成分。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述植物油成分为植物油和/或其油脚。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述植物油选自妥尔油、松焦油、大豆油、棉籽油和棕榈油中的一种或多种的混合。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述植物油选自大豆油、棉籽油和棕榈油中的一种或多种的混合。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述植物油为大豆油、棉籽油和棕榈油的混合。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，棕榈油或其油脚以产地于泰国、马亚西亚、印度尼西亚的为最佳；大豆油或其油脚以产地于东北三省的为最佳；棉籽油或其油脚以产地为中国新疆、哈萨克、塔吉克斯坦等中亚国家为最佳。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，经过氧化处理得到的大豆油成分、棉籽油成分和棕榈油成分的质量比为(3-6)：(2-4)：(1-3)。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述植物为榛子树、松树或花生。根据本专利技术一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种体育塑胶跑道用环保橡胶的制备方法，其中，所述方法包括以回收橡胶制品为主原料，以橡胶活化剂为改性剂，以水为胶料传热介质，将回收橡胶制品进行包括粉碎、活化、炼胶、混炼、和硫化步骤的处理，从而得到所述体育塑胶跑道用环保橡胶；优选所述橡胶活化剂是以植物油成分或环氧化植物油成分为主料，以生物质油为辅料，以三乙醇胺为催化剂制备得到。

【技术特征摘要】
1.一种体育塑胶跑道用环保橡胶的制备方法，其中，所述方法包括以回收橡胶制品为主原料，以橡胶活化剂为改性剂，以水为胶料传热介质，将回收橡胶制品进行包括粉碎、活化、炼胶、混炼、和硫化步骤的处理，从而得到所述体育塑胶跑道用环保橡胶；优选所述橡胶活化剂是以植物油成分或环氧化植物油成分为主料，以生物质油为辅料，以三乙醇胺为催化剂制备得到。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述橡胶活化剂质量用量为主原料质量的4％-10％；优选在活化工序开始前将橡胶活化剂与主原料以及水混合；优选在制备橡胶活化剂中的主料、辅料和催化剂的质量比为(6-8)：(2-4)：(0.1-0.5)；其中优选所述植物油成分为经过环氧化处理的或未经过环氧化处理的植物油和/或其油脚；还优选所述植物油选自妥尔油、松焦油、大豆油、棉籽油和棕榈油中的一种或多种的混合；更优选选自大豆油、棉籽油和棕榈油中的一种或多种的混合；其中更优选为大豆油、棉籽油和棕榈油的混合；其中再优选经过氧化处理得到的大豆油成分、棉籽油成分和棕榈油成分的质量比为(3-6)：(2-4)：(1-3)；优选所述生物质油为植物种子经生物降解或生物发酵提取得到的生物质油，优选为植物种子壳经生物降解或生物发酵提取得到的生物质油；其中优选所述植物种子壳选自榛子壳、松子壳和花生壳中的一种或多种的混合；其中更优选所述生物质油为榛子壳、松子壳和花生壳经过生物降解或生物发酵提取得到的混合生物质油；其中再优选经过生物降解或生物发酵得到的榛子壳生物质油、松子壳生物质油和花生壳生物质油的质量比为(1-5)：(1-5)：(1-5)；优选所述反应的反应温度为240-300℃；优选反应的时间为40-60min；还优选所述方法包括将活化剂主料和活化剂辅料混合后预热至180-220℃，活化催化剂预热至220-300℃，然后再将活化催化剂加入活化剂主料和活化剂辅料的混合油液中进行反应；其中优选将活化剂主料预热至110-140℃，将活化剂辅料预热至90-120℃后，再将活化剂主料和活化剂辅料混合后预热至180-220℃。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述活化的温度为160-230℃；其中优选活化的压力控制在1.8-2.5MPa；还优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：范福宏，胥荣品，范泽凯，
申请(专利权)人：北京中海顺达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11