CN112778588A - 一种油水止滑橡胶材料的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种油水止滑橡胶材料的制备方法，包括如下原料组成及其重量份数：顺丁橡胶10～20份、改性丁腈橡胶30～40份、硬脂酸1～1.5份、防老剂1～2份、白烟活性剂2～3份、硅烷偶联剂3～5份、树脂5～10份、硫磺1～2份、促进剂1～2份。本发明中得到油水止滑橡胶材料，由于前期对丁腈橡胶进行了改性处理，并且丁腈橡胶在油水止滑橡胶材料中所占的比例较大，所得到的油水止滑橡胶材料的性质也具有更优越的通气性和耐滑性，实验中加入硅烷偶联剂对复合材料的平整度进行改善，并且可以改善无机填料与树脂、橡胶之间的相容性，提高复合材料的整体优越性。
Description
技术领域
本发明属于橡胶材料加工领域，具体涉及一种油水止滑橡胶材料的制备方法及其应用。
背景技术
随着社会多元化发展，人们在日常工作中常常不可避免地接触到含水、油脂的地面环境。鞋底、门垫等物品与含水、油脂的光滑地面接触时，水、油将附在物品表面形成水膜、油膜或油水膜，容易造成摔伤事故。因此，人们对防滑产品的油水止滑的高要求应运而生。
丁腈橡胶(NBR)是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合反应制得的无规共聚物。分子链中的丙烯腈结构单元使NBR具有良好的耐油性能、耐热性能、气密性能和粘合性能等，因此NBR被广泛应用于耐油胶管、密封材料、发泡材料等领域。但由于NBR分子链中含有强极性的侧基，使得滞后损耗高，生热严重，导致加工过程中操作性差，产品收缩性大，耐磨性及耐老化等指标不理想。后来人们发现顺丁橡胶(BR)与NBR并用可以提高NBR的耐磨性，同时BR柔顺的分子链结构可以降低材料的内摩擦损耗，降低硫化胶的生热、改善耐低温性及耐磨性。
虽然国内外已有大量顺丁橡胶与丁腈橡胶共混制备复合材料的研究报道，但大部分制备出来的复合材料性能不佳，无法兼顾耐油、止滑与耐磨性能之间的平衡性，有的材料止滑好但耐磨差，无法满足运动型产品如运动鞋的产品需求；有的材料耐磨好但耐油性能差，由此生产的产品会因浸油体积膨胀导致安全性能低，不适合油库、油田等工作场所。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种油水止滑橡胶材料的制备方法和应用。本发明中得到的改性后的丁腈橡胶充分混合了氧化锌和白炭黑，由于氧化锌和白炭黑内部具有不规则孔道结构，将其与丁腈橡胶混合，可改变丁腈橡胶的塑性，减小丁腈橡胶的门尼粘度。加入模板剂后可使得改性后的丁腈橡胶其内部的孔道结构均匀，使后期所制备的油水止滑橡胶材料表面通气性能更优，其表面的孔道结构又使得材料更耐滑；本发明中得到油水止滑橡胶材料，由于前期对丁腈橡胶进行了改性处理，并且丁腈橡胶在油水止滑橡胶材料中所占的比例较大，所得到的油水止滑橡胶材料的性质也具有更优越的通气性和耐滑性，实验中加入硅烷偶联剂对复合材料的平整度进行改善，并且可以改善无机填料与树脂、橡胶之间的相容性，提高复合材料的整体优越性；本发明中得到油水止滑橡胶材料可通过不同模具制得各种我们生活中所需的油水止滑产品，经常用到的如运动鞋、劳保鞋鞋底和防滑橡胶垫等。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种油水止滑橡胶材料的制备方法，包括如下原料组成及其重量份数：顺丁橡胶10～20份、改性丁腈橡胶30～40份、硬脂酸1～1.5份、防老剂1～2份、白烟活性剂2～3份、硅烷偶联剂3～5份、树脂5～10份、硫磺1～2份、促进剂1～2份。
改性丁腈橡胶的制备方法步骤如下：
将氧化锌、白炭黑放入烧杯中加入蒸馏水，在恒温60℃的条件下缓慢搅拌，在搅拌过程中加入丁腈橡胶，加大搅拌速率，继续搅拌0.5h后至充分混合均匀，在搅拌过程中缓慢滴加模板剂，待模板剂滴加完毕，继续搅拌1h后，将混合液倒入晶化斧中，将晶化斧放入200℃烘箱中晶化反应48h后取出，冷却至室温后，抽滤，并在100℃烘箱中烘干，得到改性后的丁腈橡胶。本发明中得到的改性后的丁腈橡胶充分混合了氧化锌和白炭黑，由于氧化锌和白炭黑内部具有不规则孔道结构，将其与丁腈橡胶混合，可改变丁腈橡胶的塑性，减小丁腈橡胶的门尼粘度。加入模板剂后可使得改性后的丁腈橡胶其内部的孔道结构均匀，使后期所制备的油水止滑橡胶材料表面通气性能更优，其表面的孔道结构又使得材料更耐滑。
油水止滑橡胶材料的制备方法步骤如下：
S1:将顺丁橡胶、改性丁腈橡胶、硬脂酸、防老剂、白烟活性剂、促进剂和树脂在密炼机内混炼到135℃后卸料，过水冷却，存放熟化，得到第一胶料；
S2:通过开炼机对第一胶料进行炼制，并加入硅烷偶联剂和硫磺，打若干个三角包，拉薄1.5mm分散一次，冷却出片，得到第二胶料；
S3:测试硫化时间，品检第二胶料；
S4:将第二胶料在温度为160℃、压力140MPa条件下加热硫化，成型时间10～20min，得到油水止滑橡胶材料。本发明中得到油水止滑橡胶材料，由于前期对丁腈橡胶进行了改性处理，并且丁腈橡胶在油水止滑橡胶材料中所占的比例较大，所得到的油水止滑橡胶材料的性质也具有更优越的通气性和耐滑性，实验中加入硅烷偶联剂对复合材料的平整度进行改善，并且可以改善无机填料与树脂、橡胶之间的相容性，提高复合材料的整体优越性。
进一步在于：改性丁腈橡胶的制备方法中,氧化锌、白炭黑、丁腈橡胶、模板剂的重量份之比为2：3：5：10：1；模板剂为三乙胺，搅拌过程需在通风橱中进行。
进一步在于：步骤S1中顺丁橡胶为顺丁二烯橡胶；改性丁腈橡胶为改性氢化丁腈橡胶；促进剂为硫化促进剂TBBS；树脂为C5树脂。
进一步在于：步骤S2中开炼机工作条件为在温度150℃下开炼30min。
进一步在于：油水止滑橡胶材料在制备防滑产品中有广泛的应用。
进一步在于：防滑产品包括运动鞋、劳保鞋鞋底和防滑橡胶垫等。
本发明的有益效果：
1、本发明中得到的改性后的丁腈橡胶充分混合了氧化锌和白炭黑，由于氧化锌和白炭黑内部具有不规则孔道结构，将其与丁腈橡胶混合，可改变丁腈橡胶的塑性，减小丁腈橡胶的门尼粘度。加入模板剂后可使得改性后的丁腈橡胶其内部的孔道结构均匀，使后期所制备的油水止滑橡胶材料表面通气性能更优，其表面的孔道结构又使得材料更耐滑。
2、本发明中得到油水止滑橡胶材料，由于前期对丁腈橡胶进行了改性处理，并且丁腈橡胶在油水止滑橡胶材料中所占的比例较大，所得到的油水止滑橡胶材料的性质也具有更优越的通气性和耐滑性，实验中加入硅烷偶联剂对复合材料的平整度进行改善，并且可以改善无机填料与树脂、橡胶之间的相容性，提高复合材料的整体优越性。
3、本发明中得到油水止滑橡胶材料可通过不同模具制得各种我们生活中所需的油水止滑产品，经常用到的如运动鞋、劳保鞋鞋底和防滑橡胶垫等。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
油水止滑橡胶材料的制备方法步骤如下：
S1:将15份顺丁橡胶、35份丁腈橡胶、1份硬脂酸、1.5份防老剂、2.5份白烟活性剂、1.5份促进剂和7.5份树脂在密炼机内混炼到135℃后卸料，过水冷却，存放熟化，得到第一胶料；
S2:通过开炼机对第一胶料进行炼制，并加入4份硅烷偶联剂和1.5份硫磺，打若干个三角包，拉薄1.5mm分散一次，冷却出片，得到第二胶料；
S3:测试硫化时间，品检第二胶料；
S4:将第二胶料在温度为160℃、压力140MPa条件下加热硫化，成型时间10～20min，得到油水止滑橡胶材料。
实施例2
改性丁腈橡胶的制备方法步骤如下：
将氧化锌、白炭黑放入烧杯中加入蒸馏水，在恒温60℃的条件下缓慢搅拌，在搅拌过程中加入丁腈橡胶，加大搅拌速率，继续搅拌0.5h后至充分混合均匀，在搅拌过程中缓慢滴加模板剂，待模板剂滴加完毕，继续搅拌1h后，将混合液倒入晶化斧中，将晶化斧放入200℃烘箱中晶化反应48h后取出，冷却至室温后，抽滤，并在100℃烘箱中烘干，得到改性后的丁腈橡胶。
油水止滑橡胶材料的制备方法步骤如下：
S1:将15份顺丁橡胶、35份改性丁腈橡胶、1份硬脂酸、1.5份防老剂、2.5份白烟活性剂、1.5份促进剂和7.5份树脂在密炼机内混炼到135℃后卸料，过水冷却，存放熟化，得到第一胶料；
S2:通过开炼机对第一胶料进行炼制，并加入4份硅烷偶联剂和1.5份硫磺，打若干个三角包，拉薄1.5mm分散一次，冷却出片，得到第二胶料；
S3:测试硫化时间，品检第二胶料；
S4:将第二胶料在温度为160℃、压力140MPa条件下加热硫化，成型时间10～20min，得到油水止滑橡胶材料。
实施例3
油水止滑橡胶材料的制备方法步骤如下：
S1:将10份顺丁橡胶、30份改性丁腈橡胶、1份硬脂酸、1份防老剂、2份白烟活性剂、1份促进剂和5份树脂在密炼机内混炼到135℃后卸料，过水冷却，存放熟化，得到第一胶料；
S2:通过开炼机对第一胶料进行炼制，并加入3份硅烷偶联剂和1份硫磺，打若干个三角包，拉薄1.5mm分散一次，冷却出片，得到第二胶料；
S3:测试硫化时间，品检第二胶料；
S4:将第二胶料在温度为160℃、压力140MPa条件下加热硫化，成型时间10～20min，得到油水止滑橡胶材料。
实施例4
油水止滑橡胶材料的制备方法步骤如下：
S1:将20份顺丁橡胶、40份改性丁腈橡胶、1.5份硬脂酸、2份防老剂、3份白烟活性剂、2份促进剂和10份树脂在密炼机内混炼到135℃后卸料，过水冷却，存放熟化，得到第一胶料；
S2:通过开炼机对第一胶料进行炼制，并加入5份硅烷偶联剂和2份硫磺，打若干个三角包，拉薄1.5mm分散一次，冷却出片，得到第二胶料；
S3:测试硫化时间，品检第二胶料；
S4:将第二胶料在温度为160℃、压力140MPa条件下加热硫化，成型时间10～20min，得到油水止滑橡胶材料。
对比例
对比实施例1～4的油水止滑橡胶材料进行以下性能确认实验：
测试条件：测试环境温度23℃，相对湿度65°±5°％。
测试油水止滑橡胶材料的干式止滑测试、湿式止滑测试、油+水止滑测试、耐油测试、耐磨测试及硬度测试，测试结果如表1所示。
表1实施例1～4的油水止滑橡胶材料的性能测试结果
测试结果表明，本发明的油水止滑橡胶材料的干式止滑测试、湿式止滑测试、油+水止滑测试、耐油测试、耐磨测试及硬度测试的试验数据明显优于国际通用物性测试标准。
以下附档为通用国际物性测试标准：
(1)SATRA TM144方法止滑测试标准：(洗洁精面瓷砖界面)湿式前掌﹥0.32，(洗洁精面)湿式后跟﹥0.28；油面(甘油钢板界面)：前掌﹥0.18，后跟﹥0.13；
(2)ISO20344.8.6耐油测试标准：＜12％；
(3)ISO4649测试标准：DIN≤250mm3。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种油水止滑橡胶材料的制备方法，包括如下原料组成及其重量份数：顺丁橡胶10～20份、改性丁腈橡胶30～40份、硬脂酸1～1.5份、防老剂1～2份、白烟活性剂2～3份、硅烷偶联剂3～5份、树脂5～10份、硫磺1～2份、促进剂1～2份。
改性丁腈橡胶的制备方法步骤如下：
将氧化锌、白炭黑放入烧杯中加入蒸馏水，在恒温60℃的条件下缓慢搅拌，在搅拌过程中加入丁腈橡胶，加大搅拌速率，继续搅拌0.5h后至充分混合均匀，在搅拌过程中缓慢滴加模板剂，待模板剂滴加完毕，继续搅拌1h后，将混合液倒入晶化斧中，将晶化斧放入200℃烘箱中晶化反应48h后取出，冷却至室温后，抽滤，并在100℃烘箱中烘干，得到改性后的丁腈橡胶。
油水止滑橡胶材料的制备方法步骤如下：
S1:将顺丁橡胶、改性丁腈橡胶、硬脂酸、防老剂、白烟活性剂、促进剂和树脂在密炼机内混炼到135℃后卸料，过水冷却，存放熟化，得到第一胶料；
S2:通过开炼机对第一胶料进行炼制，并加入硅烷偶联剂和硫磺，打若干个三角包，拉薄1.5mm分散一次，冷却出片，得到第二胶料；
S3:测试硫化时间，品检第二胶料；
S4:将第二胶料在温度为160℃、压力140MPa条件下加热硫化，成型时间10～20min，得到油水止滑橡胶材料。
2.根据权利要求1所述的一种油水止滑橡胶材料的制备方法，其特征在于，改性丁腈橡胶的制备方法中,氧化锌、白炭黑、丁腈橡胶、模板剂的重量份之比为2：3：5：10：1；模板剂为三乙胺，搅拌过程需在通风橱中进行。
3.根据权利要求1所述的一种油水止滑橡胶材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中顺丁橡胶为顺丁二烯橡胶；改性丁腈橡胶为改性氢化丁腈橡胶；促进剂为硫化促进剂TBBS；树脂为C5树脂。
4.根据权利要求1所述的一种油水止滑橡胶材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中开炼机工作条件为在温度150℃下开炼30min。
5.根据权利要求1所述的一种油水止滑橡胶材料的制备方法的应用，其特征在于，应用于制备防滑产品中。
6.根据权利要求5所述的一种油水止滑橡胶材料的制备方法的应用，其特征在于，防滑产品包括运动鞋、劳保鞋鞋底和防滑橡胶垫等。
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|---|---|---|---|---|
| CN103159993A (zh) * | 2013-04-03 | 2013-06-19 | 叶建华 | 一种耐油止滑鞋底材料及其制备方法 |
| CN104710658A (zh) * | 2013-12-16 | 2015-06-17 | 天津市星兴橡胶制品有限公司 | 防滑橡胶鞋底用材料 |
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