CN109400974A - 导电二硫海绵胶料及其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导电二硫海绵胶料及其制备方法及应用，按重量份数计算，包括90～110份天然橡胶，2～3份硫化剂，3.5～4.5份硫化促进剂，20～24份活性剂，0.8～1.2份防老剂4010NA，85～95份填充剂，5～6份发泡剂，28～32份炭黑，19～23份橡胶软化剂。本发明的导电二硫海绵的胶料配方及制备工艺进行研究、筛选，得出最适合的组合，使利用本发明的技术方案获得的产品具有良好的导电性能。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

导电二硫海绵胶料及其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及橡胶加工领域，特别是一种导电二硫海绵胶料及其制备方法及应用。
背景技术
目前，布面胶鞋仍然是大部分特殊从业人员的第一选择，随着时代的发展，人们不仅对胶鞋的质量及外观有着较高要求，而且在特殊环境下，还必须要求胶鞋具有一些特殊的功能，如电网工作人员及其他一些人群，要求胶鞋具备优良的导电性能，以保障工作人员的人身安全。为此，在导电胶鞋制造过程中，作为胶鞋减震关键部件的橡胶海绵，通常采用模具硫化工艺制造的二次硫化海绵，满足了人们的外观审美需求及穿着有较好的舒适度，产品档次有明显提高。然而导电胶鞋所用的二硫海绵，在制作过程中，通常因为炼胶工艺和原材料差别等因素，引起电阻波动幅度较大，稳定性差；还会形成发泡效率低等质量问题，同时也导致胶鞋质量不稳定，满足不了人们对产品品质的需求。因此，为解决导电二流海绵在实际生产过程中的各种技术难题，提高产品质量，满足人们审美需求且穿着舒适的高档次导电胶鞋，发明符合前沿时尚需求的导电二硫绵成为必然要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种导电二硫海绵胶料及其制备方法及应用，它解决了二硫海绵导电性能差的技术难题，以克服现有技术的不足。
本发明的是这样实现的：导电二硫海绵胶料，按重量份数计算，包括90～110份天然橡胶，2～3份硫化剂，3.5～4.5份硫化促进剂，20～24份活性剂，0.8～1.2份防老剂4010NA，85～95份填充剂，5～6份发泡剂，28～32份炭黑，19～23份橡胶软化剂。
更优选的方案是，按重量份数计算，包括100份天然橡胶，2.5份硫化剂，4份硫化促进剂，22份活性剂，1份防老剂4010NA，90份填充剂,5.5份发泡剂，30份炭黑，21份橡胶软化剂。
所述的天然橡胶为2#标准胶
所述的硫化剂为粉状硫磺；所述的填充剂为陶土；每22份活性剂由8份纳米氧化锌和14份硬脂酸组成，每5.5份发泡剂由1.5份发泡剂AC和4份发孔剂H组成，每30份炭黑由22份N330炭黑和8份导电炭黑CD-7，每21份橡胶软化剂由11份46#机油和10份邻苯二甲酸二丁脂组成。
其中特导电炭黑为导电炭黑CD-7。
硫化促进剂是，每4份硫化促进剂由1.5份促进剂M，2.2份促进剂DM以及0.3份促进剂TMTD组成。
导电二硫海绵胶料的制备方法，按上述的重量分数取各组分，1)制备塑炼胶：将100份2#标准胶投入到密炼机中，在120～130℃的条件下，压炼6分钟，排料，包辊，再将其在0辊距的开放式炼胶机上薄通5～6道，检测威氏可塑度，使其达到0.55～0.60，得到塑炼胶；2)制备母炼胶：将1)中70份塑炼胶投入密炼中，加入N330炭黑，9份硬脂酸，防老剂4010NA，炼制4分钟后，加入46#机油，待密炼机负荷指针稳定在300～400A之间后，炼制2分钟后，加入导电炭黑，邻苯二甲酸二丁酯，待密炼胶机负荷起来后，提上顶栓，扫粉，再炼制2分钟使邻苯二甲酸二丁酯全部容入胶体中后，排料到开放式炼胶机，并于6～7mm辊距下将胶料翻炼均匀，出片，水冷却，再经过传送带风干冷却系统后，将其切断成长度60-70cm、宽度50-60cm胶片，得到母炼胶；3)制备混炼胶：将剩余30份塑炼胶，母炼胶投入密炼胶机中，加入硫化促进剂，发泡剂，纳米氧化锌，剩余的硬脂酸，炼制2分钟后，再加入填充剂，炼制3分钟后，加入硫化剂，炼制30秒后，排料到开放式炼胶机，在开放式炼胶机的辊距为4～5mm的条件下，将混炼胶炼制均匀，出片水冷却，检测，使混炼胶的硫化起点为3分～4分30秒，可塑度为0.50～0.55，即得导电二硫海绵胶料半。
导电二硫海绵胶料的应用，将导电二硫海绵胶料在开放式炼机上翻炼均匀，表面无山纹后出片，出片厚度为3～3.3mm，经过海绵冲切机冲切成符合模具形状的对应胶胚片；并将其与裁切好的电阻值趋于0千欧的海绵中底布的刮浆面进行粘贴，调整用胶量，将其在160～165℃的海绵模具型腔中，使布面朝下，胶面朝上，在压力20MPa条件下硫化4.5～5分钟，修去流边胶，即得导电二硫海绵成品，其中导电海绵电阻为0.1～100千欧。
为了进一步验证本发明的效果，进行了如下实验：
一、天然橡胶塑炼胶威氏可塑度对海绵发泡效果影响
表1
通过表1获得,导电二硫海绵胶所需天然橡胶的威氏可塑度为0.55-0.60。
二、硫化配合体系对发泡效果和电阻值影响
1、硫化体系、发孔体系对二硫海绵质量影响
表2配合体系试验
表2(续)
2、橡胶软化体系、补强填充体系对海绵质量影响
表3软化体系、补强体系试验
表3续
通过表2、表3、获得最佳配方用量为：100份天然橡胶，2.5份硫化剂，4份硫化促进剂，8份纳米氧化锌，14份硬脂酸，1份防老剂4010NA，90份陶土,5.5份发泡剂，22份N330炭黑，8份导电炭黑，11份46#机油，10份邻苯二甲酸二丁脂。
三、硫化条件研究：
表4硫化条件对导电二硫海绵质量影响
表4续
通过表4试验数据得出，导电二硫海绵的最佳硫化条件为：硫化机工作压力20MPa、硫化温度165℃、硫化时间5min。
五、促进剂并用体系对导电二硫海绵质量影响
表5促进剂并用体系对导电二硫海绵质量影响
通过表5得出，促进剂最佳配比是：每4份硫化促进剂由1.5份促进剂M，2.2份促进剂DM以及0.3份促进剂TMTD。
五、发泡剂并用体系对导电二硫海绵质量影响
表5发泡剂并用体系对导电二硫海绵质量影响
通过表5得出，导电二硫海绵使用1.5份发泡剂AC和4份发孔剂H，海绵效果及导电最佳。
试验证明，以上技术方案的导电二硫海绵的生产合格率最高、生产效率最好。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明导电二硫海绵的胶料配方及制备工艺进行研究、筛选，得出最适合的组合，使利用本发明的技术方案获得的产品不仅具有良好的导电作用,还能提高导电二硫海绵的生产合格率。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：导电二硫海绵胶料，按重量份数计算，包括100份天然橡胶，2.5份硫化剂，4份硫化促进剂，8份纳米氧化锌，14份硬脂酸，1份防老剂4010NA，90份陶土,5.5份发泡剂，22份N330炭黑，8份导电炭黑，11份46#机油，10份邻苯二甲酸二丁脂。
导电二硫海绵胶料的制备方法，按上述的重量分数取各组分，1)制备塑炼胶：将100份2#标准胶投入到密炼机中，在120～130℃的条件下，压炼6分钟，排料，包辊，再将其在0辊距的开放式炼胶机上薄通5～6道，检测威氏可塑度，使其达到0.55～0.60，得到塑炼胶；2)制备母炼胶：将1)中70份塑炼胶投入密炼中，加入N330炭黑，9份硬脂酸，防老剂4010NA，炼制4分钟后，加入46#机油，待密炼机负荷指针稳定在300～400A之间后，炼制2分钟后，加入导电炭黑，邻苯二甲酸二丁酯，待密炼胶机负荷起来后，提上顶栓，扫粉，再炼制2分钟使邻苯二甲酸二丁酯全部容入胶体中后，排料到开放式炼胶机，并于6～7mm辊距下将胶料翻炼均匀，出片，水冷却，再经过传送带风干冷却系统后，将其切断成长度60-70cm、宽度50-60cm胶片，得到母炼胶；3)制备混炼胶：将剩余30份塑炼胶，母炼胶投入密炼胶机中，加入硫化促进剂，发泡剂，纳米氧化锌，剩余的硬脂酸，炼制2分钟后，再加入填充剂，炼制3分钟后，加入硫化剂，炼制30秒后，排料到开放式炼胶机，在开放式炼胶机的辊距为4～5mm的条件下，将混炼胶炼制均匀，出片水冷却，检测，使混炼胶的硫化起点为3分～4分30秒，可塑度为0.50～0.55，即得导电二硫海绵胶料半成品。
导电二硫海绵胶料的应用，将导电二硫海绵胶料在开放式炼机上翻炼均匀，表面无山纹后出片，出片厚度为3～3.3mm，经过海绵冲切机冲切成符合模具形状的对应胶胚片；并将其与裁切好的电阻值趋于0千欧的海绵中底布的刮浆面进行粘贴，调整用胶量，将其在160～165℃的海绵模具型腔中，使布面朝下，胶面朝上，在压力20MPa条件下硫化4.5～5分钟，修去流边胶，即得导电二硫海绵成品，其中导电海绵电阻为0.1～100千欧。
本发明的实施例2：导电二硫海绵胶料，按重量份数计算，包括100份天然橡胶，2.5份硫化剂，4份硫化促进剂，8份纳米氧化锌，14份硬脂酸，1份防老剂4010NA，100份陶土,5.5份发泡剂，22份N330炭黑，8份导电炭黑，15份46#机油，8份邻苯二甲酸二丁脂。
制备方法及应用同实施例1。
本发明的实施例3：导电二硫海绵胶料，按重量份数计算，包括100份天然橡胶，2.5份硫化剂，4份硫化促进剂，8份纳米氧化锌，14份硬脂酸，1份防老剂4010NA，90份陶土,5.5份发泡剂，18份N330炭黑，12份导电炭黑，11份46#机油，10份邻苯二甲酸二丁脂。
制备方法及应用同实施例1。

Claims (8)

1.一种导电二硫海绵胶料，其特征在于：按重量份数计算，包括90～110份天然橡胶，2～3份硫化剂，3.5～4.5份硫化促进剂，20～24份活性剂，0.8～1.2份防老剂4010NA，85～95份填充剂，5～6份发泡剂，28～32份炭黑，19～23份橡胶软化剂。
2.根据权利要求1所述的导电二硫海绵胶料，其特征在于：按重量份数计算，包括100份天然橡胶，2.5份硫化剂，4份硫化促进剂，22份活性剂，1份防老剂4010NA，90份填充剂,5.5份发泡剂，30份炭黑，21份橡胶软化剂。
3.根据权利要求1或2所述的导电二硫海绵胶料，其特征在于：所述的天然橡胶为2#标准胶。
4.根据权利要求1或2所述的导电二硫海绵胶料，其特征在于：所述的硫化剂为粉状硫磺；所述的填充剂为陶土；每22份活性剂由8份纳米氧化锌和14份硬脂酸组成，每5.5份发泡剂由1.5份发泡剂AC和4份发孔剂H组成，每30份炭黑由22份N330炭黑和8份导电炭黑CD-7，每21份橡胶软化剂由11份46#机油和10份邻苯二甲酸二丁脂组成。
5.根据权利要求1或4所述的导电二硫海绵胶料，其特征在于：其中导电炭黑为导电炭黑CD-7。
6.根据权利要求1或2所述的导电二硫海绵胶料，其特征在于：所述的硫化促进剂是，每4份硫化促进剂由1.5份促进剂M，2.2份促进剂DM以及0.3份促进剂TMTD组成。
7.一种如权利要求1所述的导电二硫海绵胶料的制备方法，其特征在于：按上述的重量分数取各组分，1)制备塑炼胶：将天然橡胶投入到密炼机中，在120～130℃的条件下，压炼6分钟，排料，包辊，再将其在0辊距的开放式炼胶机上薄通5～6道，检测威氏可塑度，使其达到0.55～0.60，得到塑炼胶；2)制备母炼胶：将1) 中70份塑炼胶投入密炼中，加入N330炭黑，9份硬脂酸及防老剂4010NA，炼制4分钟后，加入46#机油，待密炼机负荷指针稳定在300～400A之间后，炼制2分钟后，加入导电炭黑及邻苯二甲酸二丁酯，待密炼胶机负荷起来后，提上顶栓，扫粉，再炼制2分钟使邻苯二甲酸二丁酯全部容入胶体中后，排料到开放式炼胶机，并于6～7mm辊距下将胶料翻炼均匀，出片，水冷却，再经过传送带风干冷却系统后，将其切断成长度60-70cm、宽度50-60cm胶片，得到母炼胶；3)制备混炼胶：将剩余30份塑炼胶，母炼胶投入密炼胶机中，加入硫化促进剂，发泡剂，纳米氧化锌，剩余的硬脂酸，炼制2分钟后，再加入填充剂，炼制3分钟后，加入硫化剂，炼制30秒后，排料到开放式炼胶机，在开放式炼胶机的辊距为4～5mm的条件下，将混炼胶炼制均匀，出片水冷却，检测，使混炼胶的硫化起点为3分～4分30秒，可塑度为0.50～0.55，即得导电二硫海绵胶料。
8.一种如权利要求1所述的导电二硫海绵胶料的应用，其特征在于：将导电二硫海绵胶料在开放式炼机上翻炼均匀，表面无山纹后出片，出片厚度为3～3.3mm，经过海绵冲切机冲切成符合模具形状的对应胶胚片；并将其与裁切好的电阻值趋于0千欧的海绵中底布的刮浆面进行粘贴，调整用胶量，将其在160～165℃的海绵模具型腔中，使布面朝下，胶面朝上，在压力20MPa条件下硫化4.5～5分钟，修去流边胶，即得导电二硫海绵成品，其中导电海绵电阻为0.1～100千欧。
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