CN103275361A - 耐磨防静电鞋底橡胶及其制备方法及应用 - Google Patents

耐磨防静电鞋底橡胶及其制备方法及应用 Download PDF

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本发明公开了一种耐磨防静电鞋底橡胶及其制备方法及应用，按重量分数计算，包括65～75份标准胶，25～35份顺丁胶，1.8～2.2份硫磺，0.05～0.15份塑解剂DS-T-1，2.2～2.6份硫化促进剂，2.5～3.5份硬脂酸，4.5～5.5份纳米氧化锌，20～25份机油，5～7份橡胶软化油，50～60份高耐磨炭黑，2.0～3.0份防老剂、3～5份固体古马隆，0.4～0.6份水杨酸以及7～9份导电炭黑。本发明对橡胶的胶料配方进行筛选、优化，利用本发明制备得到的胶料所生产的产品具有良好的耐磨性能和防静电性能的统一体，实现硫化鞋底橡胶阿克隆磨损体积小于0.4cm3/1.61km,橡胶鞋底电阻值0.1-50MΩ。本发明简单易行，材料来源广泛，成本低廉，产品的使用效果好。

Description

耐磨防静电鞋底橡胶及其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及橡胶加工领域，特别是一种耐磨防静电鞋底橡胶及其制备方法及应用。 
背景技术
在制鞋工作尤其是防静电胶鞋制造过程中，由于要实现橡胶的防静电功能，必须在配方中大剂量使用乙炔炭黑，而使用乙炔炭黑，橡胶不能兼顾满足鞋底耐磨性能、高强伸性能和防静电性能的统一性。一方面要实现橡胶耐磨性能，就必须降低乙炔炭黑用量，这样随之而导致防静电性能下降，而为了提高防静电性能，则又必须在低乙炔炭黑用量的条件下加入液体型抗静电剂，又会引起橡胶吐霜等质量问题。另一方面，要实现良好的防静电性能又要保证产品的防吐霜性，则必须以牺牲胶鞋耐磨性能和拉伸性能为代价，这样大剂量使用乙炔炭黑，胶鞋的使用寿命又大幅度降低，不能满足用户的使用需求，同时还因为乙炔炭黑的炼胶难度很大，产品制造成本很高，橡胶因为乙炔炭黑的飞扬损失严重而防静电性能不稳定。为此，工艺简单的耐磨型防静电橡胶的发明具有现实意义。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种耐磨防静电鞋底橡胶及其制备方法及应用，它具有良好的耐磨性能和防静电性能的统一体，实现硫化鞋底橡胶阿克隆磨损体积小于0.4cm3/1.61km,橡胶鞋底电阻值0.1-50 MΩ，以克服现有技术的不足。 
本发明的是这样实现的：耐磨防静电鞋底橡胶，按重量分数计算，包括65～75份标准胶，25～35份顺丁胶，1.8～2.2份硫磺，0.05～0.15份塑解剂DS-T-1，2.2～2.6份硫化促进剂，2.5～3.5份硬脂酸，4.5～5.5份纳米氧化锌，20～25份机油，5～7份橡胶软化油，50～60份高耐磨炭黑，2.0～3.0份防老剂、3～5份固体古马隆，0.4～0.6份水杨酸以及7～9份导电炭黑。 
更优选的技术方案是，按重量分数计算，包括70份标准胶，30份顺丁胶，2份硫磺， 0.1份塑解剂DS-T-1，2.4份硫化促进剂，3份硬脂酸，5份纳米氧化锌，23份机油，6份橡胶软化油，55份高耐磨炭黑，2.5份防老剂、4份固体古马隆，0.5份水杨酸以及8份导电炭黑。 
所述的硫化促进剂是，每2.4份硫化促进剂由0.4份促进剂DM、1.6份促进剂CZ以及0.4份促进剂D组成。 
所述的标准胶为2#标准胶。 
所述的机油为46#机油。 
所述的防老剂是，每2.5份防老剂由0.3份防老剂H、1份防老剂CD及1.2份防老剂4010NA组成。 
耐磨防静电鞋底橡胶的制备方法，1）制备塑炼胶：将60份标准胶与0.1份塑解剂DS-T-1在温度为80～120℃的密炼机中炼压6～8分钟，再于开放式炼胶机上打片卷筒，得威氏可塑度为0.48～0.53的塑炼胶；2）制备母炼胶：将25～35份顺丁胶、5～15份标准胶、3～5份固体古马隆及1份硬脂酸投入密炼机中，在温度为80～120℃，压炼40～70秒后，投入7～9份导电炭黑及6份橡胶软化油，在密炼机工作电流表的负荷指针回升到200A以上，投入18～22份高耐磨炭黑及8～10份机油，压炼至炼胶机工作电流表的负荷指针回升到200A以上，再压炼5分钟后排料到开放式炼胶机；捣胶9分钟后出片，获得母炼胶；3）混炼：将塑炼胶、母炼胶、2.2～2.6份硫化促进剂、1.5～2.5份硬脂酸、4.5～5.5份纳米氧化锌、2.0～3.0份防老剂及0.4～0.6份水杨酸投入密炼机中，在温度为80～120℃下，压炼1分钟后，投入剩余的高耐磨炭黑，再压炼5～6分钟，然后加入剩余的机油，炼制到密炼机的负荷由0升到最高点再下降时为止,将混炼胶排料到开放式炼胶机中，投入开放式炼胶机的混炼胶在4～5mm辊距下过机拉通8～10次，使混炼胶温度降低到80℃以下, 加入1.8～2.2份硫磺翻炼均匀,出片水冷却, 得耐磨防静电鞋底橡胶。 
耐磨防静电鞋底橡胶的应用，将耐磨防静电鞋底橡胶在开放式炼胶机上包辊炼胶到胶料表面光滑,再通过压延机将该耐磨防静电鞋底橡胶压成厚度为8～10mm的胶片,将该胶片用冲切机裁切成鞋底模具要求形状的胶胚片；将胚片放入温度为160～165℃、压力为20Mpa的橡胶鞋底模具中加热压合4.5～5.5分钟，取出自然冷却至室温，修剪除去流边胶，制备获得模具成型耐磨防静电鞋底橡胶鞋底。 
为了验证本发明的技术效果，进行了以下实验： 
一、导电炭黑应用研究
Figure 402279DEST_PATH_IMAGE001
表1数据显示,防静电橡胶鞋底胶料中使用导电炭黑的物理性能优于使用乙炔炭黑,且得出使用8份导电炭黑时综合性能最好.
二、其他材料应用研究
1、生胶体系及高耐磨炭黑用量研究
Figure 2013102410400100002DEST_PATH_IMAGE002
通过表2得出,生胶最佳配比为2#标准胶70份、顺丁胶30份；高耐磨炭黑最佳用量为55份、46#机油最佳用量为23份。
2．配合体系最佳用量试验 
Figure 381736DEST_PATH_IMAGE003
Figure 2013102410400100002DEST_PATH_IMAGE004
通过表3得出：配合剂最佳用量为：2份硫磺，1.6份促进剂CZ，0.4份促进剂DM,0.4份促进剂D,3份硬脂酸，5份纳米氧化锌，23份机油，6份橡胶软化油，2.5份防老剂，4份固体古马隆，0.5份水杨酸。
通过炼胶效率试验证明，使用0.1份塑解剂DS-T-1可使天然橡胶塑炼时间缩短一半，性能最佳。而塑解剂DS-T-1用量在0.05～0.15份时混炼胶物理性能及工艺性能都不受到影响。 
综上试验结果：优选最佳配方用量为：70份标准胶，30份顺丁胶，0.1份塑解剂DS-T-1，2份硫磺， 1.6份促进剂CZ，0.4份促进剂DM,0.4份促进剂D,3份硬脂酸，5份纳米氧化锌，23份机油，6份橡胶软化油， 2.5份防老剂，4份固体古马隆，0.5份水杨酸，55份高耐磨炭黑，8份导电炭黑。 
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明对橡胶的胶料配方进行筛选、优化，利用本发明制备得到的胶料所生产的产品具有良好的耐磨性能和防静电性能的统一体，实现硫化鞋底橡胶阿克隆磨损体积小于0.4cm3/1.61km,橡胶鞋底电阻值0.1-50 MΩ。本发明简单易行，材料来源广泛，成本低廉，产品的使用效果好。 
具体实施方式
本发明的实施例1：耐磨防静电鞋底橡胶，按重量分数计算，更优选的技术方案是，按重量分数计算，包括70份2#标准胶，30份顺丁胶，2份硫磺， 0.1份塑解剂DS-T-1，2.4份硫化促进剂，3份硬脂酸，5份纳米氧化锌，23份46#机油，6份橡胶软化油，55份高耐磨炭黑，2.5份防老剂、4份固体古马隆，0.5份水杨酸以及8份导电炭黑；每2.4份硫化促进剂由0.4份促进剂DM、1.6份促进剂CZ以及0.4份促进剂D组成；每2.5份防老剂由0.3份防老剂H、1份防老剂CD及1.2份防老剂4010NA组成。 
耐磨防静电鞋底橡胶的制备方法，1）制备塑炼胶：将60份标准胶与0.1份塑解剂DS-T-1在温度为80～120℃的密炼机中炼压6～8分钟，再于开放式炼胶机上打片卷筒，得威氏可塑度为0.48～0.53的塑炼胶；2）制备母炼胶：将25～35份顺丁胶、5～15份标准胶、3～5份固体古马隆及1份硬脂酸投入密炼机中，在温度为80～120℃，压炼40～70秒后，投入7～9份导电炭黑及6份橡胶软化油，在密炼机工作电流表的负荷指针回升到200A以上，投入18～22份高耐磨炭黑及8～10份机油，压炼至炼胶机工作电流表的负荷指针回升到200A以上，再压炼5分钟后排料到开放式炼胶机；捣胶9分钟后出片，获得母炼胶；3）混炼：将塑炼胶、母炼胶、2.2～2.6份硫化促进剂、1.5～2.5份硬脂酸、4.5～5.5份纳米氧化锌、2.0～3.0份防老剂及0.4～0.6份水杨酸投入密炼机中，在温度为80～120℃下，压炼1分钟后，投入剩余的高耐磨炭黑，再压炼5～6分钟，然后加入剩余的机油，炼制到密炼机的负荷由0升到最高点再下降时为止,将混炼胶排料到开放式炼胶机中，投入开放式炼胶机的混炼胶在4～5mm辊距下过机拉通8～10次，使混炼胶温度降低到80℃以下, 加入1.8～2.2份硫磺翻炼均匀,出片水冷却, 得耐磨防静电鞋底橡胶。 
耐磨防静电鞋底橡胶的应用，将耐磨防静电鞋底橡胶在开放式炼胶机上包辊炼胶到胶料表面光滑,再通过压延机将该热耐磨防静电鞋底橡胶压成厚度为8～10mm的 胶片,将该胶片用冲切机裁切成鞋底模具要求形状的胶胚片；将胚片放入温度为160～165℃、压力为20Mpa的橡胶鞋底模具中加热压合4.5～5.5分钟，取出自然冷却至室温，修剪除去流边胶，制备获得模具成型耐磨防静电鞋底橡胶鞋底。 
本发明的实施例2：耐磨防静电鞋底橡胶，按重量分数计算，更优选的技术方案是，按重量分数计算，包括65份2#标准胶，35份顺丁胶，1.8份硫磺， 0.05份塑解剂DS-T-1，2.2份硫化促进剂，3.5份硬脂酸，4.5份纳米氧化锌，20份46#机油，7份橡胶软化油，60份高耐磨炭黑，2.0份防老剂、3份固体古马隆，0.6份水杨酸以及7份导电炭黑；每2.4份硫化促进剂由0.4份促进剂DM、1.6份促进剂CZ以及0.4份促进剂D组成；每2.5份防老剂由0.3份防老剂H、1份防老剂CD及1.2份防老剂4010NA组成。 
制备方法及应用同实施例1。 
包括65～75份标准胶，25～35份顺丁胶，1.8～2.2份硫磺，0.05～0.15份塑解剂DS-T-1，2.2～2.6份硫化促进剂，2.5～3.5份硬脂酸，4.5～5.5份纳米氧化锌，20～25份机油，5～7份橡胶软化油，50～60份高耐磨炭黑，2.0～3.0份防老剂、3～5份固体古马隆，0.4～0.6份水杨酸以及7～9份导电炭黑。 
本发明的实施例3：耐磨防静电鞋底橡胶，按重量分数计算，更优选的技术方案是，按重量分数计算，包括75份2#标准胶，25份顺丁胶，2.2份硫磺， 0.15份塑解剂DS-T-1，2.6份硫化促进剂，2.5份硬脂酸，5.5份纳米氧化锌，25份46#机油，5份橡胶软化油，50份高耐磨炭黑，3.0份防老剂、5份固体古马隆，0.4份水杨酸以及9份导电炭黑；每2.4份硫化促进剂由0.4份促进剂DM、1.6份促进剂CZ以及0.4份促进剂D组成；每2.5份防老剂由0.3份防老剂H、1份防老剂CD及1.2份防老剂4010NA组成。 
制备方法及应用同实施例1。 

Claims (8)

1.一种耐磨防静电鞋底橡胶，其特征在于：按重量分数计算，包括65～75份标准胶，25～35份顺丁胶，1.8～2.2份硫磺，0.05～0.15份塑解剂DS-T-1，2.2～2.6份硫化促进剂，2.5～3.5份硬脂酸，4.5～5.5份纳米氧化锌，20～25份机油，5～7份橡胶软化油，50～60份高耐磨炭黑，2.0～3.0份防老剂、3～5份固体古马隆，0.4～0.6份水杨酸以及7～9份导电炭黑。
2.根据权利要求1所述的耐磨防静电鞋底橡胶，其特征在于：按重量分数计算，包括70份标准胶，30份顺丁胶，2份硫磺， 0.1份塑解剂DS-T-1，2.4份硫化促进剂，3份硬脂酸，5份纳米氧化锌，23份机油，6份橡胶软化油，55份高耐磨炭黑，2.5份防老剂、4份固体古马隆，0.5份水杨酸以及8份导电炭黑。
3.根据权利要求1或2所述的耐磨防静电鞋底橡胶，其特征在于：所述的硫化促进剂是，每2.4份硫化促进剂由0.4份促进剂DM、1.6份促进剂CZ以及0.4份促进剂D组成。
4.根据权利要求1或2所述的耐磨防静电鞋底橡胶，其特征在于：所述的标准胶为2#标准胶。
5.根据权利要求1或2所述的耐磨防静电鞋底橡胶，其特征在于：所述的机油为46#机油。
6.根据权利要求1或2所述的耐磨防静电鞋底橡胶，其特征在于：所述的防老剂是，每2.5份防老剂由0.3份防老剂H、1份防老剂CD及1.2份防老剂4010NA组成。
7.一种如权利要求1所述的耐磨防静电鞋底橡胶的制备方法，其特征在于：1）制备塑炼胶：将60份标准胶与0.1份塑解剂DS-T-1在温度为80～120℃的密炼机中炼压6～8分钟，再于开放式炼胶机上打片卷筒，得威氏可塑度为0.48～0.53的塑炼胶；2）制备母炼胶：将25～35份顺丁胶、5～15份标准胶、3～5份固体古马隆及1份硬脂酸投入密炼机中，在温度为80～120℃，压炼40～70秒后，投入7～9份导电炭黑及6份橡胶软化油，在密炼机工作电流表的负荷指针回升到200A以上，投入18～22份高耐磨炭黑及8～10份机油，压炼至炼胶机工作电流表的负荷指针回升到200A以上，再压炼5分钟后排料到开放式炼胶机；捣胶9分钟后出片，获得母炼胶；3）混炼：将塑炼胶、母炼胶、2.2～2.6份硫化促进剂、1.5～2.5份硬脂酸、4.5～5.5份纳米氧化锌、2.0～3.0份防老剂及0.4～0.6份水杨酸投入密炼机中，在温度为80～120℃下，压炼1分钟后，投入剩余的高耐磨炭黑，再压炼5～6分钟，然后加入剩余的机油，炼制到密炼机的负荷由0升到最高点再下降时为止,将混炼胶排料到开放式炼胶机中，投入开放式炼胶机的混炼胶在4～5mm辊距下过机拉通8～10次，使混炼胶温度降低到80℃以下, 加入1.8～2.2份硫磺翻炼均匀,出片水冷却, 得耐磨防静电鞋底橡胶。
8.一种如权利要求1所述的耐磨防静电鞋底橡胶的应用，其特征在于：将耐磨防静电鞋底橡胶在开放式炼胶机上包辊炼胶到胶料表面光滑，再通过压延机将该耐磨防静电鞋底橡胶压成厚度为8～10mm的胶片,将该胶片用冲切机裁切成鞋底模具要求形状的胶胚片；将胚片放入温度为160～165℃、压力为20Mpa的橡胶鞋底模具中加热压合4.5～5.5分钟，取出自然冷却至室温，修剪除去流边胶，制备获得模具成型耐磨防静电鞋底橡胶鞋底。
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