本发明涉及橡胶加工领域，尤其涉及一种用磷石膏晶须制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料及制备方法。
背景技术：
胶鞋的橡胶填芯胶料主要用于二硫胶鞋，其作用是填充二硫鞋的海绵与帮脚围成的凹槽，并通过硫化条件将胶鞋外底和防静电填芯及海绵粘接成为一个整体。常规的二硫鞋的防静电橡胶填芯胶料是用陶土制备的，由于陶土在橡胶中容易产生集合体或凝聚体使其分散效果较差影响橡胶填芯胶料的防静电作用和补强作用，并且陶土主要集中分布在广东,陕西,福建,江西,湖南和江苏六省占全国总储量84.55％，而在陶土资源稀缺，运输成本的增加造成生产成本高，限制了市场竞争优势。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种用磷石膏晶须制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料及制备方法，以解决现有技术制作的胶鞋的橡胶填芯胶料由于陶土在橡胶中容易产生集合体或凝聚体使其分散效果较差影响橡胶填芯胶料的防静电作用和补强作用等技术问题。
本发明的技术方案：
一种用磷石膏晶须制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料，按重量份数计算，胶料成分包括：95～115份标准胶，2～3份硫磺，1.7～2份硫化促进剂，7～9份纳米氧化锌，11～15份硬脂酸，80～110份磷石膏晶须，0.4～0.6份水杨酸，18～22份高耐磨炭黑，20～25份导电炭黑，13～18份机油和8～12份邻苯二甲酸二丁酯。
胶料成分包括：100份标准胶，2.5份硫磺，1.9份硫化促进剂，8份纳米氧化锌，13.5份硬脂酸，90份磷石膏晶须，0.5份水杨酸，20份高耐磨炭黑，25份导电炭黑，15份机油及10份邻苯二甲酸二丁酯。
所述的磷石膏晶须为将磷石膏晶须与硅烷偶联剂以95:5的比例混合后添加到高速共混机中进行改性得到，在共混机温度120℃，共混20分钟取出。
所述的标准胶为2#标准胶。
所述的机油为46#机油。
所述的硫化促进剂：每1.9份硫化促进剂由0.7份促进剂m及1.2份促进剂dm组成。
所述的一种用磷石膏晶须制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料的制备方法，它包括：
(1)称量：按重量份数取各组分；
(2)炼胶：将2#标准胶在温度为20℃-50℃的开放式炼胶机上塑炼至威氏可塑度为0.55～0.60时，加入硫磺、硫化促进剂、纳米氧化锌、硬脂酸、磷石膏晶须、水杨酸、高耐磨炭黑、导电炭黑、机油和邻苯二甲酸二丁酯；然后将胶料翻炼均匀并排除气泡后制成厚度为1.2～1.4mm的胶片，自然冷却至室温；
(3)硫化：将炼好的胶片按鞋底状裁剪，放入硫化蒸缸中硫化30min，即得磷石膏晶须制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料。
将硫化后得到的磷石膏晶须制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料粘贴在二底海绵胶面与鞋帮帮脚围成的凹槽中，再与防静电橡胶鞋底粘接。
本发明有益效果：
本发明通过磷石膏晶须替代陶土制作防静电橡胶填芯胶鞋胶料，在保持其他性能不降低条件下，成本获得极大降低；
本发明通过磷石膏晶须代替陶土制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料，通过硅烷偶联剂改性技术对磷石膏晶须进行修饰处理，硅烷偶联剂通式为r-si-x3，式中r代表与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团，如氧基、巯基、乙烯基、环氧基、酰胺基；x代表能够水解的烷氧基，如卤素、烷氧基、酰氧基等；即首先硅烷偶联剂一端的x基水形成硅醇，然后与磷石膏晶须表面上的羟基反应，形成氢键并缩合成—sio—m共价键(m表示磷石膏晶须表面)。同时，硅烷各分子的硅醇又相互缔合齐聚形成网状结构的膜覆盖在磷石膏晶须表面，使磷石膏晶须表面有机化；硅烷偶联剂的另一端r又与橡胶的大分子链异戊二烯生成共价键，从而将两种不相容的材料偶联起来，起到很好的化学桥作用。解决多项存在条件下提高橡胶复合材料中磷石膏晶须的相容性和分散性的关键技术问题，获得工艺性能稳定、其他性能提升的防静电橡胶填芯胶鞋胶料；
本发明对磷石膏晶须代替陶土制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料及制备方法进行筛选优化，使纤维状的晶须与天然橡胶的大分子链结构异戊二烯形成网状的结构，使生产获得的磷石膏晶须制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料具有电阻值稳定的特点，即电阻值在1×10-8至1×10-6之间，橡胶制品具有抗静电的作用；并且制备方法简单，材料来源广泛；本发明简单易行，成本低廉，产品的使用效果好。
具体实施方式：
一种用磷石膏晶须制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料，按重量份数计算，胶料成分包括：95～115份标准胶，2～3份硫磺，1.7～2份硫化促进剂，7～9份纳米氧化锌，11～15份硬脂酸，80～110份磷石膏晶须，0.4～0.6份水杨酸，18～22份高耐磨炭黑，20～25份导电炭黑，13～18份机油和8～12份邻苯二甲酸二丁酯。
按重量份数计算，胶料成分包括：100份标准胶，2.5份硫磺，1.9份硫化促进剂，8份纳米氧化锌，13.5份硬脂酸，90份磷石膏晶须，0.5份水杨酸，20份高耐磨炭黑，25份导电炭黑，15份机油及10份邻苯二甲酸二丁酯。
所述的磷石膏晶须为将磷石膏晶须与硅烷偶联剂以95:5的比例混合后添加到高速共混机中进行改性得到，在共混机温度120℃，共混20分钟取出。
磷石膏晶须与硅烷偶联剂的配方主要保证磷石膏晶须的表面都能与硅烷偶联剂发生浸润作用，使磷石膏晶须表面形成羟基；其工艺主要保证磷石膏晶须表面形成更多的羟基，与硅烷偶联剂kh-550的一端官能团形成更稳定的共价键。
所述的标准胶为2#标准胶。
所述的机油为46#机油。
所述的硫化促进剂：每1.9份硫化促进剂由0.7份促进剂m及1.2份促进剂dm组成。使橡胶具有较好的硫化速度，
所述的一种用磷石膏晶须制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料的制备方法，它包括：
(1)称量：按重量份数取各组分；
(2)炼胶：将2#标准胶在温度为20℃-50℃的开放式炼胶机上塑炼至威氏可塑度为0.55～0.60时，加入硫磺、硫化促进剂、纳米氧化锌、硬脂酸、磷石膏晶须、水杨酸、高耐磨炭黑、导电炭黑、机油和邻苯二甲酸二丁酯；然后将胶料翻炼均匀并排除气泡后制成厚度为1.2～1.4mm的胶片，自然冷却至室温；
(3)硫化：将炼好的胶片按鞋底状裁剪，放入硫化蒸缸中硫化30min，即得磷石膏晶须制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料。
将硫化后得到的磷石膏晶须制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料粘贴在二底海绵胶面与鞋帮帮脚围成的凹槽中，再与防静电橡胶鞋底粘接。
在具体实时方式中进行了如下实验：
1、筛选导电炭黑
通过筛选导电炭黑得出的最佳配方为：
100份2#标准胶、2.5份硫磺、1.9份硫化促进剂、8份纳米氧化锌、13.5份硬脂酸、0.5份水杨酸、90份改性磷石膏晶须、25份导电炭黑、20份高耐磨炭黑、15份润滑油和10份邻苯二甲酸二丁酯。
2、磷石膏晶须筛选
通过筛选磷石膏晶须，得出的最佳配方为：
100份2#标准胶、2.5份硫磺、1.9份硫化促进剂、8份纳米氧化锌、13.5份硬脂酸、0.5份水杨酸、90份磷石膏晶须、25份导电炭黑、20份高耐磨炭黑、15份润滑油、10份邻苯二甲酸二丁酯。
本发明的实施例1：
按重量份数计算，包括100份标准胶，2.5份硫磺，1.9份硫化促进剂，8份纳米氧化锌，13.5份硬脂酸，80份磷石膏晶须，0.5份水杨酸，20份高耐磨炭黑，25份导电炭黑，15份机油及10份邻苯二甲酸二丁酯。
所述的磷石膏晶须为将磷石膏晶须与硅烷偶联剂以95:5的比例混合，添加到高速共混机中进行改性，共混机温度120℃，共混20分钟取出。
所述的标准胶为2#标准胶。
所述的机油为46#机油。
所述的硫化促进剂是，每1.9份硫化促进剂由0.7份促进剂m及1.2份促进剂dm组成。
磷石膏晶须代替陶土制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料的制备方法，其制备步骤为：
(1)称量：按上述的重量分数取各组分，
(2)炼胶：将2#标准胶在温度不高于50℃的开放式炼胶机上塑炼至威氏可塑度为0.55～0.60，加入2.5份硫磺，1.9份硫化促进剂，8份纳米氧化锌，13.5份硬脂酸，80份磷石膏晶须，0.5份水杨酸，20份高耐磨炭黑，25份导电炭黑，15份机油及10份邻苯二甲酸二丁酯。将胶料翻炼均匀排除气泡，制成厚度为1.2～1.4mm的胶片，下片，自然冷却至室温。
(3)硫化：将炼好的胶片按所需要的鞋底状裁剪，放入硫化蒸缸中硫化30min。即得磷石膏晶须代替陶土制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料。
(4)应用：将硫化过后得到的磷石膏晶须代替陶制作的防静电橡胶填芯胶鞋胶料半成品胶片粘贴于二底海绵胶面与鞋帮帮脚围成的凹槽中，再与防静电橡胶鞋底粘接。
表1
从表1中可以看出，按照上述配方制备的防静电橡胶填芯胶鞋胶料，将其半成品胶片粘贴于二底海绵胶面与鞋帮帮脚围成的凹槽中，再与防静电橡胶鞋底粘接得到成品胶鞋。测试其相关性能，与市场化陶土制备防静电橡胶填芯胶鞋，工艺性能较好，尺寸稳定，胶料软硬度和导电性能获得提升，成本下降17.49％，此种胶料的配方适合于防静电橡胶填芯胶鞋的工业化生产。
本发明的实施例2：
按重量份数计算，选取包括100份标准胶，2.5份硫磺，1.9份硫化促进剂，8份纳米氧化锌，13.5份硬脂酸，90份磷石膏晶须，0.5份水杨酸，20份高耐磨炭黑，25份导电炭黑，15份机油及10份邻苯二甲酸二丁酯。
重复实施例1中步骤(1)-(4)即得成品。
表2
从表2中可以看出，按照上述配方制备的防静电橡胶填芯胶鞋胶料，将其半成品胶片粘贴于二底海绵胶面与鞋帮帮脚围成的凹槽中，再与防静电橡胶鞋底粘接得到成品胶鞋。测试其相关性能，与市场化陶土制备防静电橡胶填芯胶鞋，工艺性能较好，尺寸稳定，胶料软硬度和导电性能
基本持平，成本下降16.43％，此种胶料的配方适合于防静电橡胶填芯胶鞋的工业化生产。
本发明的实施例3：
按重量份数计算，包括100份标准胶，2.5份硫磺，1.9份硫化促进剂，8份纳米氧化锌，13.5份硬脂酸，100份磷石膏晶须，0.5份水杨酸，20份高耐磨炭黑，25份导电炭黑，15份机油及10份邻苯二甲酸二丁酯。
重复实施例1中步骤(1)-(4)即得成品。
表3
从表3中可以看出，按照上述配方制备的防静电橡胶填芯胶鞋胶料，将其半成品胶片粘贴于二底海绵胶面与鞋帮帮脚围成的凹槽中，再与防静电橡胶鞋底粘接得到成品胶鞋。测试其相关性能，与市场化陶土制备防静电橡胶填芯胶鞋，工艺性能较好，尺寸稳定，胶料软硬度获得提升，导电性能基本持平，成本下降14.71％，此种胶料的配方适合于防静电橡胶填芯胶鞋的工业化生产。
本发明的实施例4：
按重量份数计算，包括100份标准胶，2.5份硫磺，1.9份硫化促进剂，8份纳米氧化锌，13.5份硬脂酸，110份磷石膏晶须，0.5份水杨酸，20份高耐磨炭黑，25份导电炭黑，15份机油及10份邻苯二甲酸二丁酯。
重复实施例1中步骤(1)-(4)即得成品。
表4
从表4中可以看出，按照上述配方制备的防静电橡胶填芯胶鞋胶料，将其半成品胶片粘贴于二底海绵胶面与鞋帮帮脚围成的凹槽中，再与防静电橡胶鞋底粘接得到成品胶鞋。测试其相关性能，与市场化陶土制备防静电橡胶填芯胶鞋，工艺性能较好，尺寸稳定，胶料软硬度和导电性能获得提升，成本下降12.29％，此种胶料的配方适合于防静电橡胶填芯胶鞋的工业化生产。