本发明涉及绞棍橡胶材料技术领域，尤其涉及一种抗静电耐磨损胶辊用橡胶材料。
背景技术：
胶辊是橡胶制品的一个主要品种，广泛用于冶金、造纸、纤维纺织、印刷印染、木材加工、塑料薄膜加工、办公设备制造等行业，是重要的工业配件。胶辊同工业连续化和省力化有着密切的关系，因此，随着工业现代化进程的加快，胶辊的重要作用日趋显现。
随着科学技术的发展，人们对于设备的要求也越来越高，对胶辊的转速和使用寿命提出了更高的要求。高转速的工作环境下，市售的胶辊的机械性能尤其是抗静电和耐损耗的性能欠佳，长时间工作后回弹变差，硬度增大出现较大的磨损或裂痕，胶辊表面性能下降对纸制品或织物产生吸附造成故障。因此，研制性能更加稳定尤其是在高工作强度下机械性能和导电性能更加稳定的胶辊橡胶材料有助于降低生产成本，利于胶辊行业的可持续发展。
技术实现要素：
本发明提出了一种抗静电耐磨损胶辊用橡胶材料，采用特定配比的乙烯、丙烯和乙叉降冰片烯聚合得到的三元乙丙橡胶与羧基丁腈橡胶共混，加入改性纳米氧化锌，提高了胶辊的耐磨损和抗静电性能，降低了生产成本。
本发明提出的一种耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料，其原料按重量份包括：
羧基丁腈橡胶50-70份、三元乙丙橡胶30-50份、环烷油10-30份、补强剂15-30份、改性纳米氧化锌3-6份、增塑剂6-10份、硫化剂2-3份、促进剂1-3份、助剂1-5份；
其中，三元乙丙橡胶中丙烯单元的重量百分含量为40-50％，乙烯单元的重量百分含量为45-55％，乙叉降冰片烯单元的重量百分含量为4-6％。
在具体实施例中，羧基丁腈橡胶的重量份数可以为52、55、60、65、68；三元乙丙橡胶的重量份数可以为32、35、40、45、48；环烷油的重量份数可以为8、10、12、15、18、20、23；补强剂的重量份数可以为17、19、20、25、28；改性纳米氧化锌的重量份数可以为3.2、3.5、4、4.5、4.8、5、5.2、5.5、5.8；增塑剂的重量份数可以为6.5、7、7.5、8、8.3、8.5、9、9.5、9.8；硫化剂的重量份数可以为2.2、2.5、2.8；促进剂的重量份数可以为1.2、1.5、2、2.5、2.8；助剂的重量份数可以为1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5。
优选地，三元乙丙橡胶的门尼粘度(ml100℃1+4)为60-75。
优选地，改性纳米氧化锌的制备过程包括：在0.3-0.5mol/l的硝酸锌溶液中加入蔗糖酯得到混合溶液，蔗糖酯添加量为0.15-0.25g/l；将所得的混合溶液滴加至浓度为0.6-1.0mol/l的氢氧化钠溶液中，预处理1-1.5h，超声反应10-20min，分离，洗涤干燥得到改性纳米氧化锌。
优选地，所述改性纳米氧化锌的粒径为38-45nm。
优选地，环烷油与三元乙丙橡胶中乙叉降冰片烯单元的重量比为3-6.5：1。
优选地，补强剂为沉淀法白炭黑和/或半补强炭黑。
优选地，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种。
优选地，促进剂为促进剂tmtd、促进剂dm、促进剂tetd、促进剂tbtd中的一种或两种以上混合物。
优选地，促进剂为促进剂tmtd、促进剂dm、促进剂tetd和促进剂tbtd。
优选地，促进剂tmtd、促进剂dm、促进剂tetd和促进剂tbtd的重量比为2：2：1：3。
优选地，助剂为防老剂和/或润滑剂。
优选地，防老剂为防老剂od、防老剂dnp、防老剂4020、防老剂mb、防老剂dop中的一种或两种以上混合物。
优选地，防老剂为防老剂dnp、防老剂mb和防老剂dop。
优选地，润滑剂为硬脂酸、pe蜡、二甲基硅油、硬脂酸锌中的一种或两种以上混合物。
本发明中抗静电耐磨损胶辊用橡胶材料采用如下方法制得：将三元乙丙橡胶、环烷油、补强剂、增塑剂加入密炼机中混合均匀得到母料，将母料移至开炼机中，加入羧基丁腈橡胶、改性纳米氧化锌、硫化剂、促进剂、助剂混炼均匀，挤压成型，得到耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料。
本发明采用三元乙丙橡胶与羧基丁腈橡胶配合作为橡胶母体，使胶辊橡胶兼具耐油、耐热性能和机械性能，选用乙烯、丙烯和乙叉降冰片烯三者特定配比聚合得到的三元乙丙橡胶，控制橡胶的交联聚合度和支化度处于一个合理的范围，少量乙叉降冰片烯的加入降低了三元乙丙橡胶硬度的同时提高了拉伸强度和耐磨性能，乙叉降冰片烯提高了乙丙橡胶的支化度，加入环烷油配合使用，使得橡胶内部分布小而密的空隙，有利于补强剂和改性纳米氧化锌的强化填充和分散，橡胶组分混合更加均匀，改善了胶辊表面性能，均相的空间排列结构大大减少了胶辊运转中的应力集中，降低胶辊由内摩擦引起的热能消耗，进一步提高了耐磨性能；改性纳米氧化锌粒子细、比表面积大、活性高，不仅提高橡胶硫化活性，缩短硫化时间降低了生产成本，而且改善胶料的加工安全性，提高硫化胶的力学性能、热老化性能及与骨架材料的粘合性能，从而对进一步提高胶辊橡胶内在质量、延长产品使用寿命起到促进作用；改性纳米氧化锌含有的极性羟基基团与羧基丁腈橡胶混合后，胶辊表面活化或极性化，使胶辊具备一定的导电性能，大幅度地改善了胶辊表面的抗静电性能，保证了胶辊在长时间工作强度下性能更加稳定。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料，其原料按重量份包括：
羧基丁腈橡胶50份、三元乙丙橡胶50份、环烷油25份、补强剂15份、改性纳米氧化锌6份、增塑剂6份、硫化剂3份、促进剂1份、助剂5份；
其中，三元乙丙橡胶中丙烯单元的重量百分含量为40％，乙烯单元的重量百分含量为54％，乙叉降冰片烯单元的重量百分含量为6％。
实施例2
一种耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料，其原料按重量份包括：
羧基丁腈橡胶70份、三元乙丙橡胶30份、环烷油5份、补强剂30份、改性纳米氧化锌3份、增塑剂10份、硫化剂2份、促进剂3份、助剂1份；
其中，三元乙丙橡胶中丙烯单元的重量百分含量为50％，乙烯单元的重量百分含量为46％，乙叉降冰片烯单元的重量百分含量为4％。
实施例3
一种耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料，其原料按重量份包括：
羧基丁腈橡胶60份、三元乙丙橡胶40份、环烷油13份、补强剂20份、改性纳米氧化锌5份、增塑剂8份、硫化剂2.5份、促进剂2份、助剂4份；
其中，三元乙丙橡胶中丙烯单元的重量百分含量为50％，乙烯单元的重量百分含量为45％，乙叉降冰片烯单元的重量百分含量为5％；三元乙丙橡胶的门尼粘度(ml100℃1+4)为75；
所述改性纳米氧化锌的制备过程包括：在0.5mol/l的硝酸锌溶液中加入蔗糖酯得到混合溶液，蔗糖酯添加量为0.25g/l；将所得的混合溶液滴加至浓度为1.0mol/l的氢氧化钠溶液中，预处理1.5h，超声反应10min，分离，洗涤干燥得到改性纳米氧化，改性纳米氧化锌的粒径为38nm。
实施例4
一种耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料，其原料按重量份包括：
羧基丁腈橡胶60份、三元乙丙橡胶50份、环烷油9份、补强剂20份、改性纳米氧化锌5份、增塑剂8份、硫化剂2.5份、促进剂2份、助剂4份；
其中，三元乙丙橡胶中丙烯单元的重量百分含量为39％，乙烯单元的重量百分含量为55％，乙叉降冰片烯单元的重量百分含量为6％；三元乙丙橡胶的门尼粘度(ml100℃1+4)为70；
所述改性纳米氧化锌的制备过程包括：在0.3mol/l的硝酸锌溶液中加入蔗糖酯得到混合溶液，蔗糖酯添加量为0.15g/l；将所得的混合溶液滴加至浓度为0.6mol/l的氢氧化钠溶液中，预处理1h，超声反应20min，分离，洗涤干燥得到改性纳米氧化锌，改性纳米氧化锌的粒径为45nm；
所述的补强剂为沉淀法白炭黑，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述的促进剂为促进剂tmtd，所述的助剂为防老剂和润滑剂。
实施例5
一种耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料，其原料按重量份包括：
羧基丁腈橡胶60份、三元乙丙橡胶50份、环烷油9份、补强剂20份、改性纳米氧化锌5份、增塑剂8份、硫化剂2.5份、促进剂2份、助剂4份；
其中，三元乙丙橡胶中丙烯单元的重量百分含量为40％，乙烯单元的重量百分含量为55％，乙叉降冰片烯单元的重量百分含量为5％；三元乙丙橡胶的门尼粘度(ml100℃1+4)为70；
所述改性纳米氧化锌的制备过程包括：在0.3mol/l的硝酸锌溶液中加入蔗糖酯得到混合溶液，蔗糖酯添加量为0.15g/l；将所得的混合溶液滴加至浓度为0.6mol/l的氢氧化钠溶液中，预处理1h，超声反应20min，分离，洗涤干燥得到改性纳米氧化锌，改性纳米氧化锌的粒径为40nm；
所述的补强剂为沉淀法白炭黑和半补强炭黑，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二异壬酯，所述的促进剂为促进剂tmtd和促进剂dm，所述的助剂为防老剂od和硬脂酸；
所述的耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料由如下步骤制得：将三元乙丙橡胶、环烷油、补强剂、增塑剂加入密炼机中混合均匀得到母料，将母料移至开炼机中，加入羧基丁腈橡胶、改性纳米氧化锌、硫化剂、促进剂、助剂混炼均匀，挤压成型，得到耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料。
实施例6
一种耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料，其原料按重量份包括：
羧基丁腈橡胶60份、三元乙丙橡胶50份、环烷油9份、补强剂20份、改性纳米氧化锌5份、增塑剂8份、硫化剂2.5份、促进剂2份、助剂4份；
其中，三元乙丙橡胶中丙烯单元的重量百分含量为40％，乙烯单元的重量百分含量为55％，乙叉降冰片烯单元的重量百分含量为5％；三元乙丙橡胶的门尼粘度(ml100℃1+4)为70；
所述改性纳米氧化锌的制备过程包括：在0.3mol/l的硝酸锌溶液中加入蔗糖酯得到混合溶液，蔗糖酯添加量为0.15g/l；将所得的混合溶液滴加至浓度为0.6mol/l的氢氧化钠溶液中，预处理1h，超声反应20min，分离，洗涤干燥得到改性纳米氧化锌，改性纳米氧化锌的粒径为40nm；
所述的补强剂为沉淀法白炭黑和半补强炭黑，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二辛酯，所述的促进剂为促进剂tmtd、促进剂dm和促进剂tetd，所述的助剂为防老剂od、防老剂dnp、硬脂酸和pe蜡；
所述的耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料由如下步骤制得：将三元乙丙橡胶、环烷油、补强剂、增塑剂加入密炼机中混合均匀得到母料，将母料移至开炼机中，加入羧基丁腈橡胶、改性纳米氧化锌、硫化剂、促进剂、助剂混炼均匀，挤压成型，得到耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料。
实施例7
一种耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料，其原料按重量份包括：
羧基丁腈橡胶60份、三元乙丙橡胶50份、环烷油9份、补强剂20份、改性纳米氧化锌5份、增塑剂8份、硫化剂2.5份、促进剂2份、助剂4份；
其中，三元乙丙橡胶中丙烯单元的重量百分含量为40％，乙烯单元的重量百分含量为55％，乙叉降冰片烯单元的重量百分含量为5％；三元乙丙橡胶的门尼粘度(ml100℃1+4)为70；
所述改性纳米氧化锌的制备过程包括：在0.3mol/l的硝酸锌溶液中加入蔗糖酯得到混合溶液，蔗糖酯添加量为0.15g/l；将所得的混合溶液滴加至浓度为0.6mol/l的氢氧化钠溶液中，预处理1h，超声反应20min，分离，洗涤干燥得到改性纳米氧化锌，改性纳米氧化锌的粒径为40nm；
所述的补强剂为沉淀法白炭黑和半补强炭黑，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二辛酯，所述的促进剂为促进剂tmtd、促进剂dm、促进剂tetd和促进剂tbtd，所述的助剂为防老剂dnp、防老剂4020、防老剂mb、pe蜡、二甲基硅油和硬脂酸锌；
所述的耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料由如下步骤制得：将三元乙丙橡胶、环烷油、补强剂、增塑剂加入密炼机中混合均匀得到母料，将母料移至开炼机中，加入羧基丁腈橡胶、改性纳米氧化锌、硫化剂、促进剂、助剂混炼均匀，挤压成型，得到耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料。
对照例1
一种胶辊用橡胶材料，其原料按重量份包括：羧基丁腈橡胶60份、三元乙丙橡胶50份、环烷油9份、补强剂20份、增塑剂8份、硫化剂2.5份、促进剂2份、助剂4份；
三元乙丙橡胶中丙烯单元的重量百分含量为40％，乙烯单元的重量百分含量为55％，乙叉降冰片烯单元的重量百分含量为5％；
所述的胶辊用橡胶材料由如下步骤制得：将三元乙丙橡胶、环烷油、补强剂、增塑剂加入密炼机中混合均匀得到母料，将母料移至开炼机中，加入羧基丁腈橡胶、硫化剂、促进剂、助剂混炼均匀，挤压成型，得到耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料。
对照例2
一种胶辊用橡胶材料，其原料按重量份包括：羧基丁腈橡胶60份、三元乙丙橡胶50份、改性纳米氧化锌5份、补强剂20份、增塑剂8份、硫化剂2.5份、促进剂2份、助剂4份；
三元乙丙橡胶由乙烯、丙烯和环戊二烯共聚得到；
所述的胶辊用橡胶材料由如下步骤制得：将三元乙丙橡胶、补强剂、增塑剂加入密炼机中混合均匀得到母料，将母料移至开炼机中，加入羧基丁腈橡胶、改性纳米氧化锌、硫化剂、促进剂、助剂混炼均匀，挤压成型，得到耐磨损抗静电胶辊用橡胶材料。
将上述实施例1-7所述的抗静电耐磨损胶辊用橡胶材料和对照例1-2所述的胶辊用橡胶材料进行性能测试，结果如下所示：
从性能测试结果可以看出，本发明采用特定配比的乙烯、丙烯和乙叉降冰片烯聚合得到的三元乙丙橡胶与羧基丁腈橡胶配合作为橡胶母体，提高了胶辊的机械性能，具有良好的拉伸强度和耐磨性能，加入改性纳米氧化锌进一步提高耐磨性能的同时，减少了胶辊内部的静电堆积，提高了抗静电性能，保证了胶辊使用安全性和稳定性，满足了高强度环境的使用要求，降低了生产成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。