本发明属于材料技术，特别是涉及一种儿童泡沫垫用橡胶及其制备方法。
背景技术
用的儿童泡沫垫采用聚乙烯为基础材料，很多儿童泡沫垫是有异味的，而这些异味基本上都是化学药品，这对人体是有一定影响的，故目前环保型的儿童泡沫用橡胶垫发展异常迅速，已构成一个新的工业原料体系，这种新型材料的开发，给橡胶工业带来重大革新。它打破了橡胶和塑料之间的传统界限，在节能、省力和防止环境污染方面，更具经济和社会效益。
申请人一直致力于橡胶领域的研发，并专门做了生物可降解的橡胶用于儿童泡沫垫的研发立项，申请人在研发时发现，生物可降解的儿童泡沫垫用橡胶具有以下问题：目前环保材料中用的淀粉酯容易吸水，在制备过程中容易结晶，成品易吸水，故儿童泡沫垫用橡胶的韧性、稳定性和防水性能还需进一步提高，才能满足大规模应用和生产的需求。
技术实现要素：
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种具有良好的韧性、防水性、稳定性的可生物降解的环保型儿童泡沫垫用橡胶。本发明还提供了上述儿童泡沫垫用橡胶的加工方法。
技术方案：为达到本发明的目的，本发明的技术方案如下：本发明所述的儿童泡沫垫用橡胶，包含质量比为4-5:1-2:7-10:0.5-2的海藻酸酯、聚氨酯、tpe和聚丙烯；所述海藻酸酯中月桂酸的取代度为0.1-0.5。
进一步地，所述儿童泡沫垫用橡胶包含质量比为5:2:8:1的海藻酸酯、聚氨酯、tpe和聚丙烯；所述海藻酸酯中月桂酸的取代度为0.3。
进一步地，所述海藻酸酯平均分子量为10,000-20,000kd。
进一步地，所述海藻酸酯的制备方法为：
(1)称取一定量的海藻酸钠，加入0.4-0.6mol/l浓度的酸溶液中，水解2-3h，得海藻酸；
(2)将质量比为1:2-3的海藻酸与月桂酸甲酯加入甲酰胺中，在80℃条件下反应5-7h；
(3)将反应物醇沉，得到取代度为0.1-0.5的海藻酸酯。
进一步地，所述儿童泡沫垫用橡胶包含质量比为4-5:1-2:7-10:0.1-0.2:0.5-2的海藻酸酯、聚氨酯、tpe、环己烷及聚丙烯；所述海藻酸酯中月桂酸的取代度为0.1-0.5。
进一步地，所述儿童泡沫垫用橡胶包含质量比为5:2:8:0.2:1的海藻酸酯、聚氨酯、tpe、环己烷及聚丙烯；所述海藻酸酯中月桂酸的取代度为0.3。
进一步地，所述海藻酸酯的制备方法为：
(1)称取一定量的海藻酸钠，加入0.4-0.6mol/l浓度的酸溶液中，水解2-3h，得海藻酸；
(2)将质量比为1:2-3的海藻酸与月桂酸甲酯加入甲酰胺中，在80℃条件下反应5-7h；
(3)将反应物醇沉，得到取代度为0.1-0.5的海藻酸酯。
上述的儿童泡沫垫用橡胶的加工方法，具体方法如下：将质量比为4-5:1-2:7-10:0.5-2的海藻酸酯、聚氨酯、tpe和聚丙烯，混合得基础橡胶体系，加入占基础橡胶体系质量百分比0.1-0.5％的发泡剂，加入到高速混合机中，加热到115℃，以1000转/分钟转速运转，混合40分钟；(2)开练，随后补炼3-5遍；(3)硫化发泡：将料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力为0.75-0.85mpa，硫化时间为10-12min，硫化温度为≤180℃；随后冷却成型，制成儿童泡沫垫用橡胶。
上述的儿童泡沫垫用橡胶的加工方法，具体方法如下：质量比为4-5:1-2:7-10:0.1-0.2:0.5-2的海藻酸酯、聚氨酯、tpe、环己烷及聚丙烯，混合得基础橡胶体系，加入占基础橡胶体系质量百分比0.1-0.5％的发泡剂，加入到高速混合机中，加热到115℃，以1000转/分钟转速运转，混合40分钟；(2)开练，随后补炼3-5遍；(3)硫化发泡：将料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力为0.75-0.85mpa，硫化时间为10-12min，硫化温度为≤180℃；随后冷却成型，制成儿童泡沫垫用橡胶。
除非另有说明，本说明书中的“％”均为“重量百分比”。
有益效果：(1)海藻酸酯通过接枝改性，可很好地替代现有地淀粉酯在儿童泡沫垫用橡胶中的应用，更有利于工业生产，增加该材料的韧性。(2)本发明加入环己烷，增加了各组分之间的交联作用，提高防水性和稳定性：(3)本发明的聚氨酯可以起到增塑剂的效果，与海藻酸酯能很好的相容，同时聚氨酯可以起到很好地稳定剂的作用。
具体实施方式
一、材料来源：
1.1海藻酸酯的制备方法为：
(1)称取一定量的海藻酸钠，加入0.5mol/l浓度的盐酸溶液中，水解3h，得海藻酸；
(2)将质量比为1:2.5的海藻酸与月桂酸甲酯加入一定量的甲酰胺溶剂中，在80℃条件下反应6h；
(3)将反应物95％乙醇沉淀，离心，透析，得到取代度为0.3的海藻酸酯，平均分子量为10,000-20,000kd的海藻酸酯。
二、制备实施例
实施例1：将质量比为4:1:7:0.5的海藻酸酯、聚氨酯、tpe和聚丙烯，混合得基础橡胶体系，加入占基础橡胶体系质量百分比0.1％的发泡剂偶氮二甲酰胺，加入到高速混合机中，加热到115℃，以1000转/分钟转速运转，混合40分钟；开练，随后补炼3-5遍；硫化发泡：将料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力为0.75-0.85mpa，硫化时间为10min，硫化温度为≤180℃；随后冷却成型，制成儿童泡沫垫用橡胶。
实施例2：将质量比为5:2:10:2的海藻酸酯、聚氨酯、tpe和聚丙烯，混合得基础橡胶体系，加入占基础橡胶体系质量百分比0.5％的发泡剂偶氮二甲酰胺，加入到高速混合机中，加热到115℃，以1000转/分钟转速运转，混合40分钟；开练，随后补炼3-5遍；硫化发泡：将料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力为0.75-0.85mpa，硫化时间为12min，硫化温度为≤180℃；随后冷却成型，制成儿童泡沫垫用橡胶。
实施例3：将质量比为5:2:8:1的海藻酸酯、聚氨酯、tpe和聚丙烯，混合得基础橡胶体系，加入占基础橡胶体系质量百分比0.3％的发泡剂偶氮二甲酰胺，加入到高速混合机中，加热到115℃，以1000转/分钟转速运转，混合40分钟；开练，随后补炼3-5遍；硫化发泡：将料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力为0.75-0.85mpa，硫化时间为11min，硫化温度为≤180℃；随后冷却成型，制成儿童泡沫垫用橡胶。
实施例4：将质量比为4:1:7:0.1:0.5的海藻酸酯、聚氨酯、tpe、环己烷及聚丙烯，混合得基础橡胶体系，加入占基础橡胶体系质量百分比0.5％的发泡剂偶氮二甲酰胺，加入到高速混合机中，加热到115℃，以1000转/分钟转速运转，混合40分钟；开练，随后补炼3-5遍；硫化发泡：将料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力为0.75-0.85mpa，硫化时间为10min，硫化温度为≤180℃；随后冷却成型，制成儿童泡沫垫用橡胶。
实施例5：5:2:10:0.2:2的海藻酸酯、聚氨酯、tpe、环己烷及聚丙烯，混合得基础橡胶体系，加入占基础橡胶体系质量百分比0.3％的发泡剂偶氮二甲酰胺，加入到高速混合机中，加热到115℃，以1000转/分钟转速运转，混合40分钟；开练，随后补炼3-5遍；硫化发泡：将料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力为0.75-0.85mpa，硫化时间为12min，硫化温度为≤180℃；随后冷却成型，制成儿童泡沫垫用橡胶。
实施例6：将质量比为5:2:8:0.2:1的海藻酸酯、聚氨酯、tpe、环己烷和聚丙烯，混合得基础橡胶体系，加入占基础橡胶体系质量百分比0.1％的发泡剂偶氮二甲酰胺，加入到高速混合机中，加热到115℃，以1000转/分钟转速运转，混合40分钟；开练，随后补炼3-5遍；硫化发泡：将料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力为0.75-0.85mpa，硫化时间为10min，硫化温度为≤180℃；随后冷却成型，制成儿童泡沫垫用橡胶。
对比例1：组分中海藻酸酯，其余同实施例6。
对比例2：组分中无聚氨酯，其余同实施例6。
三、制备所得儿童泡沫垫用橡胶性能测定
1、拉伸强度测定
参考gbt528-2009《硫化橡胶或儿童泡沫垫用橡胶拉伸应力应变性能的测定》
表1不同样品拉伸强度测定结果
由表1的试验结果可以看出，海藻酸酯和聚氨酯的加入均会增加儿童泡沫垫用橡胶的抗拉强度。对比实施例3与实施例6结果可以看出，环己烷的加入，由于分子间交联程度的增加，分子间的滑移减少，可以进一步增加橡胶的抗拉强度。
2、伸长率
由表2的试验结果可以看出，对比例1与实施例6，可以看出，增加海藻酸酯可以增加材料延展性能，从对比例2与实施例6可以看出，聚氨酯的加入对橡胶的断裂伸长率影响较小。
表2不同样品伸长率测定结果
3、耐低温冲击性能
测定低温条件下材料的冲击性能。试验方法：材料放置于-40℃中2h，用1kg铁球自1m高度处落下冲击试样。标准：以冲击点为圆心半径6mm区域无开裂、分层、剥离或其他破坏现象。
表3不同样品耐低温冲击性能测定结果
由表3的试验结果可以看出，随着橡胶中海藻酸酯和聚氨酯的增加，该材料的抗冲击性能和韧性增加。