CN102619324A

CN102619324A - 防静电橡胶地板

Info

Publication number: CN102619324A
Application number: CN2012100981516A
Authority: CN
Inventors: 兰平; 章斌
Original assignee: SHANGHAI JIAFU PLASTIC PRODUCTS CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI JIAFU PLASTIC PRODUCTS CO Ltd
Priority date: 2012-04-06
Filing date: 2012-04-06
Publication date: 2012-08-01

Abstract

本发明涉及一种防静电橡胶地板，包括防静电层和导静电层，该防静电层以重量份计包含38～43％的丁腈橡胶、12～17％的高聚苯乙烯、35～42％的白炭黑填料，其中高分子材料的含量在50～60％之间，丁腈橡胶的丙烯腈含量在30～46％之间。该防静电橡胶地板具有持久的抗静电性能、较高的硬度和地板质感。

Description

防静电橡胶地板

技术领域

本发明涉及地板领域，更具体涉及橡胶地板。

背景技术

市场对地面装饰材料有着强劲的需求。常见的地面装饰材料有木地板、瓷砖、塑料地板、橡胶地板等，其中以木地板和地板瓷砖的用量最大，是居民住宅的主要材料。对于一些场所，例如电子厂的车间、大面积办公室、某些公共场所例如学校、机场，以及飞机、火车等交通工具，木地板和瓷砖则不太适用，因为人行走在上面会发出较大的声响。另外，在这些场所，例如在生产、组装电子产品的车间，在使用多台电脑及其他电子办公设备例如打印机、复印机等的办公室，往往会产生大量静电。如果不消除这些静电，则对人们的身体健康或者产品质量造成不利影响。为了解决噪音和静电的问题，一些公司为办公室铺设防静电地毯，但是，地毯虽然具有很好的消音效果，但是其防静电性能并不是持久的，尤其是经过多次清洗之后。清洗地毯离不开日化用品，长期积累，其静电的积聚效果会加重。另外，对于大面积办公室，为清洗地毯还需要支付巨大的维护成本。因此这些场所常常采用橡胶地板，在地板中加入抗静电剂。由于橡胶材料的非极性，所添加的小分子抗静电剂不能长期稳定地保持在橡胶地板中，经过长时间的刮擦或者清洗后，会从地板表面流失，这是因为抗静电剂含有高极性基团，与非极性的橡胶不能很好地相容，二者仅仅是物理混合。故此，电子厂家所使用的防静电橡胶地板或者橡胶台垫在经过两三年之后必须更换。

例如，CN101074301A公开一种防静电橡胶板，包括防静电层和导静电层，防静电层由防静电层橡胶、聚氯乙烯树脂、软化剂、促进剂、防老剂、硫黄、氧化锌、填补剂、抗静电剂；其中，防静电层橡胶为丁腈橡胶、丁苯橡胶、再生胶、顺丁橡胶中的一种或几种，必须包括丁腈橡胶。该橡胶板用作台垫或地垫，质地较软，缺乏地板的质感，不适于在办公室大面积铺装，另外，仍不能克服抗静电性能不能长久保持的缺陷。CN1364844A也涉及一种类似的防静电台垫，其具有与上述类似的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进配方的防静电橡胶地板，以解决现有橡胶地板的抗静电性能不持久的问题。

本发明的防静电橡胶地板包括防静电层和导静电层，该防静电层以重量份计包含38～43％的丁腈橡胶、12～17％的高聚苯乙烯、35～42％的白炭黑填料，其中高分子材料的含量在50～60％之间，丁腈橡胶的丙烯腈含量在30～46％之间。

在一种优选实施方式中，该导静电层包含38～43％的丁腈橡胶、12～17％的高聚苯乙烯、5～10％的导电炭黑、28～35％的白炭黑填料。

用于本发明的抗静电剂可以选自阳离子型、阴离子型、非离子型、和两性抗静电剂构成的组。

优选地，抗静电剂为聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸共聚体、聚醚酯酰胺(P E E A)、聚醚酯乙酰胺(P E A I)、聚氧化乙烯、环氧丙烷共聚合物(P E O-E C H)、和聚乙二醇双马来酸单酯(P E G M A)中的一种或多种。

本发明的防静电橡胶地板具有持久的抗静电性能、较高的硬度和地板质感，并且具有理想的体积稳定性。

具体实施方式

如没有特别说明，本发明在提及配比时皆以重量百分比计算。

发明人经过大量的试验发现，当选择合适的橡胶材料以及合适的配比时，所得的防静电橡胶地板可以获得持久的抗静电性能，并且可以获得优异的体积稳定性。

本发明的防静电橡胶地板包括防静电层和导静电层，其中防静电层包含38～43％的丁腈橡胶、12～17％的高聚苯乙烯、35～42％的白炭黑填料，其中高分子材料的含量在50～60％之间，典型地不超过55％。

在优选的实施方式中，导静电层包含38～43％的丁腈橡胶、12～17％的高聚苯乙烯、5～10％的导电炭黑、28～35％的白炭黑填料。

本发明的特点之一是在防静电层中选用特定型号的丁腈橡胶，并不是所有的丁腈橡胶都适用于本发明，应该选用丙烯腈含量在30～46％之间的丁腈橡胶，丙烯腈含量低于30％的丁腈橡胶不利于保持所得产品的抗静电持久性。

本发明的另一个特征是为防静电层选用特定的第二橡胶——高苯乙烯橡胶与丁腈橡胶配合，这两种材料具有很好的相容性，可以获得理想的体积稳定性。

控制防静电层的上述三种成分的配比非常重要，以上述比例，可以使橡胶地板获得很好的耐老化性能、适宜的硬度和刚性、更大的机械强度，使橡胶地板具有良好的地板质感。如果高苯乙烯的用量低于10％，则产品的硬度和刚性会下降，如果高于18％，则会对产品的电性能产生不利影响。另外，在现有技术中，可用作填料的有很多种，例如陶土、硫酸钡、碳酸钡、硝酸钡、氯化钡、氧化钡、钛白粉、氧化锌、硫酸锌、硝酸锌、滑石粉、磷酸钡、白碳黑、硅酸镁、硅酸钙。本发明采用白炭黑作为填料，采用白炭黑可以获得较高的硬度和机械强度。对白炭黑填料的用量也要严格控制，低于35％不仅会使产品柔软性过大，降低硬度和刚性，而且会对产品的体积稳定性产生不利影响，使产品随温度变化发生热胀冷缩；高于42％，产品的机械强度会不太理想，抗拉强度会较低。

可以用于本发明的抗静电剂包括：阳离子型，例如季铵盐、胺盐等；阴离子型，例如磷酸盐、磺酸盐等；非离子型，多元醇、多元醇脂肪酸酯、聚氧化乙烯附加物等；两性型：季铵内盐、丙胺酸盐等。具体的例子有抗静电剂S-18、抗静电剂S-15、抗静电剂AVC，本发明中优选使用非离子型抗静电剂，具体的例子包括山梨糖醇、乙醇酰胺、脂肪酸多元醇酯；更优选使用复合抗静电剂。在另一种实施方式中，使用高分子抗静电剂，将它们掺入到橡胶材料中，可以保持地板的永久抗静电性能。本发明使用的橡胶材料与具有极性基团的高分子抗静电剂具有很好的相容性，可以使那些原本只能用于塑料的高分子抗静电剂也可以用于橡胶，使制得的橡胶地板具有永久的抗静电性能。可以使用的高分子抗静电剂的例子有聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸共聚体、聚醚酯酰胺(P E E A)、聚醚酯乙酰胺(P E A I)、聚氧化乙烯、环氧丙烷共聚合物(P E O-E C H)、和聚乙二醇双马来酸单酯(P E G MA)等。在本发明中，抗静电剂的用量为防静电层总重的0.5～3％。

防静电层中通常引入其他功能性成分，例如软化剂、促进剂、防老剂、硫化剂等。常用的软化剂的例子包括但不限于邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二庚酯、己二酸二辛酯、己二酸二壬酯、己二酸二癸酯、庚二酸二庚酯、庚二酸二辛酯、庚二酸二壬酯、庚二酸二癸酯、辛二酸二庚酯、辛二酸二辛酯、辛二酸二壬酯、辛二酸二癸酯、壬二酸二庚酯、壬二酸二辛酯、壬二酸二壬酯、壬二酸二癸酯、癸二酸二庚酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二壬酯、或癸二酸二癸酯，其中优选使用邻苯二甲酸二甲酯、癸二酸二辛酯。可以使用的促进剂的例子包括2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、N-特丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫四化甲基秋兰姆、硫磺；可以使用的防老剂的例子包括防老剂A、防老剂DOD、防老剂MB、防老剂AP、防老剂BLE等。这些添加剂的用量皆是常规的。

还可以在抗静电层中引入适量粘合剂。可以使用的例子包括粘合剂A、粘合剂RS、粘合剂RH、酚醛树脂、固马隆树脂、589树脂。

根据具体的使用目的，可以向产品中引入适宜的颜料。可以使用无机颜料或者有机颜料。其中无机颜料的例子包括但不限于碳黑、铁红、铁黄、铁黑、铁棕、铁绿、铁橙、铁蓝、铁紫等。

导静电层中使用的基本成分为丁腈橡胶、高苯乙烯、导电炭黑和白炭黑填料。所有型号的丁腈橡胶皆可以用于导静电层，其中的丁腈橡胶的含量可以低于防静电层中丁腈橡胶的含量。高分子材料的总含量也可以与防静电层中的含量有所不同，但是不适宜差异过大。例如，在导静电层中的高分子材料的总含量不适宜低于50％，丁腈橡胶的含量不适宜低于30％。本发明中，保持防静电层和导静电层相同的橡胶成分和相近的高分子成分含量，可以保持这两层具有基本相同的物理特性，例如一致的体积稳定性。

一般情况下，本发明的橡胶地板的厚度不超过10mcm，优选不超过6mm，其中防静电层的厚度在1-4mm范围，导静电层的厚度在3-6mm范围。地板的总厚度不宜低于4mm，因为厚度过低，地板的刚性和硬度会降低，影响地板的质感。

制造本发明的防静电橡胶地板的方法包括下列步骤：

A)防静电层胶片的制备：取需要量的丁腈橡胶与高苯乙烯橡胶在100～200℃，优选100～150℃的温度下进行融合形成混合胶，将该混合胶与其他组分混合，用密炼机在100～140℃下密炼10～20分钟，然后在开炼机上进行开炼，开炼温度为70～100℃，开炼时间为10～20分钟，炼胶后压延机出片即制成防静电层胶片。

B)导静电层胶片的制备：取导静电层橡胶和导静电层的其他组分进行炼胶，具体过程为：将导静电层的组分在密炼机上进行密炼，密炼的温度为100～140℃，密炼时间为10～20min，然后在开炼机上进行开炼，开炼温度为70～100℃，开炼时间为10～20分钟，炼胶后压延机出片即制成导静电层胶片；

C)硫化：将上述制备的防静电层胶片和导静电层胶片在蒸汽压力5-7kg、油压130～180kg的条件下进行复合硫化，硫化速度为7～10米/小时，硫化后即得到防静电橡胶地板。

实施例1-4

按照表1中所列的防静电层组分配比，取丁腈橡胶与高苯乙烯橡胶在120℃的温度下进行融合形成混合胶，将该混合胶与其他成分混合，用密炼机在100℃下密炼20分钟，然后在开炼机上进行开炼，开炼温度为80℃，开炼时间为20分钟，炼胶后压延机出片得到2mm厚的防静电层胶片。按照表1所列的导静电层组分配比，取丁腈橡胶与高苯乙烯橡胶以及其他组分，用密炼机在100℃下密炼20分钟，然后在开炼机上进行开炼，开炼温度为80℃，开炼时间为20分钟，炼胶后压延机出片，得到4mm导静电层胶片。将上述制备的防静电层胶片和导静电层胶片在蒸汽压力6kg、油压130kg的条件下进行复合硫化，硫化速度为10米/小时，硫化后即得到防静电橡胶地板。

比较例1-4

按照表2中所列的防静电层组分配比，取高分子材料在120℃的温度下进行融合形成混合胶，将该混合胶与其他成分混合，用密炼机在100℃下密炼20分钟，然后在开炼机上进行开炼，开炼温度为80℃，开炼时间为20分钟，炼胶后压延机出片得到防静电层胶片。按照表2所列的导静电层组分配比，取橡胶以及其他组分，用密炼机在100℃下密炼20分钟，然后在开炼机上进行开炼，开炼温度为80℃，开炼时间为20分钟，炼胶后压延机出片，得到导电层胶片。将上述制备的防静电层胶片和导静电层胶片在蒸汽压力6kg、油压130kg的条件下进行复合硫化，硫化速度为10米/小时，硫化后即得到防静电橡胶地板。

抗静电持久性的测定

将橡胶地板样品水平固定在一个直径25cm的剑麻刷辊(刷毛长度为5cm)的上方，刷辊用电机驱动以60转/分钟的速度刷过地板表面，刷辊下方布置一个装水的容器，使得刷辊的刷毛始终保持被水沾湿。测量样品被连续刷240小时和360小时后防静电层的表面电阻率和10-40℃之间的体积膨胀率。实施例1-4和比较例1-4的测量结果列于表3中。

表1.实施例防静电层组分(％)

*.丙烯腈含量为31～35％；**硫化剂采用硫黄与二硫代二吗啉(DTDM)的混合物；促进剂采用N，N’-四甲基二硫双硫碳胺(TMTD)

表3.实施例和比较例样品的性能参数

前面的具体实施方式的说明将能充分地揭示本发明的一般特征，以致他人借助现有知识很容易为具体应用对这些具体实施方式做调整和/或适应性变化，这些皆没有偏离本发明的范围，因此这些调整和修改应该视为对本发明中所披露实施方式的等同替换。

Claims

1.一种防静电橡胶地板，包括防静电层和导静电层，其特征在于，所述的防静电层以重量份计包含38～43％的丁腈橡胶、12～17％的高聚苯乙烯、35～42％的白炭黑填料，其中高分子材料的含量在50～60％之间，并且丁腈橡胶中的丙烯腈含量在30～46％之间。

2.根据权利要求1所述的防静电橡胶地板，其特征在于，所述导静电层包含38～43％的丁腈橡胶、12～17％的高聚苯乙烯、5～10％的导电炭黑、28～35％的白炭黑填料。

3.根据权利要求2所述的防静电橡胶地板，其特征在于，所述抗静电剂选自阳离子型、阴离子型、非离子型、和两性抗静电剂构成的组。

4.根据权利要求2所述的防静电橡胶地板，其特征在于，所述的抗静电剂为聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸共聚体、聚醚酯酰胺、聚醚酯乙酰胺、聚氧化乙烯、环氧丙烷共聚合物、和聚乙二醇双马来酸单酯中的一种或多种。