CN102628317A - 防静电橡胶地板 - Google Patents

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，其中，所述防静电层包含丁腈橡胶，并且经过氢氧化钠稀溶液处理过。该橡胶地板具有持久稳定的抗静电性能。适合用于电子厂房和其他能产生静电的场所。

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、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。然而，对于某些特殊场所，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，因为人行走在木地板或瓷砖上时会发出较大的声响。另外，在这些场所，例如在生产、组装电子产品的车间，以及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。而对于电子工厂的车间、机场、以及火车、飞机等交通工具，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稳定的缺陷。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的防静电橡胶地板，以解决现有橡胶地板的抗静电性能不稳定的问题。

本发明的防静电橡胶地板包括防静电层和导静电层，其中，所述防静电层包含丁腈橡胶，而且，经过氢氧化钠溶液处理过。

优选地，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。

进一步优选地，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。

优选地，所述碱处理是将出片后的防静电层置于温度为20～25℃、浓度为1～3％的氢氧化钠水溶液中浸泡40～90分钟。

本发明的防静电橡胶地板的抗静电层由于在表面具有一定的极性基团，可以与橡胶中的抗静电剂形成共价键，从而保持住抗静电剂不致流失，使得防静电橡胶地板具有持久的抗静电性能。

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。

在本发明的一般方面，将防静电橡胶地板的防静电层进行表面处理，使其提高抗静电剂保持力。具体而言，本发明将丁腈橡胶和第二橡胶复合作为防静电层的橡胶成分，在制成防静电层之后，采用稀氢氧化钠常液处理防静电层，使防静电层中的氰基部分水解，提高表面极性，从而大大提高对抗静电剂的保持力。

所有型号的丁腈橡胶均可用于本发明。对于丙烯腈含量较低的丁腈橡胶，例如丙烯腈的质量分数为17～20％、24.5～27.5％和27～30％的橡胶，可以提高氰基的水解度。为此，可以将水解时间适当延长，例如，用1-3％质量含量的氢氧化钠溶液在20-30℃下处理60～90分钟。对于丙烯腈含量较高的丁腈橡胶，例如丙烯腈的质量分数为33.5～36.5％和36～40％的橡胶，可以控制较低的水解度，例如，用1-3％质量含量的氢氧化钠溶液在20-30℃下处理40～60分钟。

通常地，所使用的氢氧化钠溶液的浓度不宜过高，一般不超过10％质量百分比，优选不超过5％。作为最优选实施方式，氢氧化钠溶液的质量浓度控制在1～3％，处理温度控制在20～30℃。采用该较低的浓度和温度，便于控制碱处理时间。在高浓度或高温度下，水解速度较快，如果时间把握不当，有可能使得氰基的水解度过高，防静电层的导电性过高。

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30～50％的丁腈橡胶、5～25％的第二橡胶，其中高分子材料的含量在50～60％之间，典型地不超过55％。

可以用作第二橡胶的材料可以有多种，例如顺丁橡胶、丁苯橡胶、高苯乙烯橡胶、天然橡胶等，本发明优选使用高苯乙烯橡胶，其与丁腈橡胶具有很好的相容性，可以获得理想的体积稳定性。

作为进一步的优选，本发明橡胶地板的防静电层包含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％。以这样的配比，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％，则产品的硬度会下降，如果高于18％，则会对产品的电性产生不利影响。另外，在现有技术中，可用作填料的材料有很多种，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，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；如果高于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，可以向产品中吲入适宜的颜料。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、铁薷、铁紫等。

橡胶地板的导静电层可以不含有丁腈橡胶，而使用其他非极性的合成橡胶。在含有丁腈橡胶的情况下，丁腈橡胶的含量可以低于防静电层中丁腈橡胶的量。但是作为优选方式，导静电层的橡胶成分与防静电层取基本相同的含量，这样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。

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

一般情况下，本发明的橡胶地板的厚度不超过10cm，优选不超过6mm，其中防静电层的厚度在2-4mm范围，导静电层的厚度在4-6mm范围。地板的总厚度不宜低于3mm，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第二橡胶在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)防静电层胶片的碱处理：将A)中制得的防静电胶片置于氢氧化钠稀溶液中浸泡一定时间后取出，用水冲去表面的氢氧化钠成分。

C)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；

D)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1-3

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防静电层胶片。胶片冷却后将其呈S状折叠置于碱池中，池中装1％的氢氧化钠溶液中，浸泡40分钟后取出，冲去表面的碱。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，得到防静电层胶片。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。

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)

比较例1-3

采用与实施例1-3相同的成分制备防静电橡胶地板，制备方法的差异仅在于比较例中没有进行碱处理步骤。

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480小时后防静电层的表面电阻率。实施例1-4和比较例1-4的测量结果列于表3中。

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 (5)

1.一种防静电橡胶地板，包括防静电层和导静电层，其中，所述防静电层包含丁腈橡胶，而且，经过氢氧化钠稀溶液处理过。

2.根据权利要求1所述的防静电橡胶地板，其中，所述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。

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

4.根据权利要求3所述的防静电橡胶地板，其中，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。

5.根据权利要求2所述的防静电橡胶地板，其中，所述处理是将出片后的防静电层置于温度为20～25℃、浓度为1～3％的氢氧化钠水溶液中浸泡40～90分钟。