本发明涉及橡胶杠铃片加工技术领域，特别涉及一种高光泽耐磨彩色橡胶杠铃片及其制备工艺。
背景技术：
杠铃是一种训练运动的训练器材，也是举重所用器材，由杠铃杆(横杠)、杠铃片和卡箍三部分组成；杠铃片的材质包括金属、橡胶、塑料以及复合材料；其中橡胶材质的杠铃片的弹性较好，使用者举重完成后直接泄力使杠铃落在地面上，此时具有弹性的橡胶杠铃片与地面有一定的缓冲性能，能够减少对地面的冲击损伤。
现有技术可参考授权公告号为cn104497377b的中国专利，其公开了一种杠铃片填充胶配方及其生产工艺，其配方包括原材料与添加剂,其原材料包括高苯乙烯橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶以及胶乳；添加剂包括防老剂、氧化锌、硬脂酸、硫磺、硫化剂、软化剂、炭黑、重钙以及再生胶；其生产工艺包括如下步骤:(1)、原材料的选择；(2)、按重量份分配；(3)、搅拌；(4)、制备改性合成胶；(5)、制备成品填充胶；(6)、排胶；(7)、拉片。
在现有技术中，橡胶杠铃片需要具有一定的弹性以及强度，以满足杠铃片的使用需求，通常橡胶制品是黑色，这是因为需要在生胶中添加炭黑以对橡胶补强，提高橡胶的力学性能，而炭黑为黑色，有很强的遮盖力，其他着色剂难以对黑色覆盖，这就导致了传统的杠铃片的颜色单一，产品美观度较低，降低使用者的使用兴趣；但是不经过炭黑补强的橡胶制品，强度低、力学性能差，无法满足产品的质量要求，因此需要添加助剂以增强彩色杠铃片的力学性能，但这也要求在彩色橡胶杠铃片中添加的助剂的颜色必须为浅色；并且随着使用次数的增加，橡胶杠铃片表面的划痕较多，影响使用的美观性；此外橡胶为哑光材质，导致橡胶杠铃片的表面光泽度较低，因此如何能够提高彩色杠铃片的耐磨性以及光泽度是一个需要解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于提供一种高光泽耐磨彩色橡胶杠铃片，其在以白炭黑代替炭黑对橡胶补强，使橡胶制品容易加工为彩色制品，并且通过浅色助剂与橡胶配合，在提高橡胶性能的同时也易于被着色剂覆盖，加工成彩色橡胶，添加的硅酸盐以及纳米硫酸钡能够提高橡胶材料的强度、耐磨性以及光泽度，石蜡以及微晶蜡具有提高橡胶表面光滑度以及高光泽的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种高光泽耐磨彩色橡胶杠铃片，其特征在于：以重量份数计，包括生胶以及助剂；
(1)生胶包括以下组分：
(2)助剂包括以下组分：
其中所述填充剂包括白炭黑20-30份，硅酸盐15-20份，纳米硫酸钡15-20份；
所述稳定剂包括石蜡1-2份，微晶蜡1-2份；
所述硫化剂包括硫磺；
所述促进剂包括噻唑类促进剂1-2份、次磺酰胺类促进剂1-1.5份；
所述活化剂包括氧化锌3-5份，硬脂酸锌1-3份，硬脂酸1-3份；
所述增塑剂包括为石油系增塑剂。
通过采用上述方案，填充剂能够增大橡胶体积，增加橡胶的力学性能，白炭黑是白色粉末状x-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙，白炭黑用在彩色橡胶制品中以替代炭黑进行补强，能提高橡胶的硬度、耐磨性、抗刮擦，满足白色、半透明以及彩色产品的需要，白炭黑同时具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能；硅酸盐熔点高，化学性质稳定，能够提高橡胶制品的体积，增加橡胶制品的强度；纳米硫酸钡粒径分布窄，具有较小比表面积，可增加橡胶制品的高光泽度，是一种高惰性的化学物质，具有良好的抗晒型和耐候性，增加结晶材料的结晶度，提高制品的强度(尤其是低温下的撞击强度)和几何稳定性，活化度高，与基体的相容性好，结合紧密，提高改性材料的耐磨性。
稳定剂中石蜡对橡胶有润滑作用，提高压延、挤出、脱膜性能，并改善外观、提高橡胶抗老化性和增加柔韧性；微晶蜡的使用效果优于普通石蜡，微晶蜡能对橡胶制品的表面起到上光的作用，将石蜡与微晶蜡配合使用，能够提高制品的光泽度；此外石蜡可以作为一种物理防老剂，可以减少橡胶制品与氧、臭氧、光的接触，提高橡胶制品的耐老化性能。
促进剂能够大大缩短硫化时间，提高橡胶的物理机械性能，促进剂与活化剂、硫化剂相互配合，能够提高硫化效率，噻唑类是主促进剂，酸性、准速级促进剂，促进速度较快，硫化平坦性好，过硫性小，无污染，可以用作浅色橡胶制品中；次磺酰胺类是副促进剂，属酸、碱自我并用型，具有迟效性；硫化速度快，硫化曲线平坦，硫化胶综合性能好，通过副促进剂与主促进剂相互活化，加快硫化速度，提高硫化胶的性能。
活化剂能够活化硫化体系，提高硫磺的利用率,提高交联密度，提高硫化胶的耐老化性能；硬脂酸锌为白色粉末，用作橡胶的活化剂，主要用于工业透明制品，便于上色；硬脂酸能提高氧化锌在橡胶中的溶解度和分散，氧化锌、硬脂酸锌以及硬脂酸相互配合，发挥协同作用。
增塑剂能降低橡胶分子链间的作用力，改善加工工艺性能，提高胶料的物理机械性能，降低成本，石油系增塑剂是使用最多的增塑剂之一，效果好，来源丰富，成本低廉。
防老剂能够防止或抑制诸如氧、热、光、臭氧、机械应力、重金属离子等因素破坏制品性能，延长制品储存和使用寿命。
着色剂能对浅色或者透明橡胶制品进行染色，赋予其不同的颜色。
较佳的，一种高光泽耐磨彩色橡胶杠铃片，以重量份数计，包括生胶以及助剂；
(1)生胶包括以下组分：
(2)助剂包括以下组分：
其中所述填充剂包括白炭黑30份，硅酸盐15份，纳米硫酸钡20份；
所述稳定剂包括石蜡2份，微晶蜡2份；
所述硫化剂包括硫磺；
所述促进剂包括噻唑类促进剂2份、次磺酰胺类促进剂1.5份；
所述活化剂包括氧化锌3.5份，硬脂酸锌1份，硬脂酸1.5份；
所述增塑剂包括为石油系增塑剂。
通过采用上述方案，采用白炭黑代替炭黑对橡胶补强，能够增加橡胶制品的耐磨性以及光泽度，提高着色剂的染色效果；填充剂中的硅酸盐以及纳米硫酸钡能够提高橡胶制品的强度、耐磨性以及光泽度；石蜡以及微晶蜡能够增加橡胶制品的抗老化性，提高其光泽度；并且填充剂、稳定剂、促进剂、活化剂、增塑剂以及防老剂均采用的浅色、低毒、环保的助剂，能够提高杠铃片与人体接触时的安全性能，便于染色以制备色彩鲜艳、有光泽的杠铃片。
较佳的，所述硅酸盐包括硅酸钙。
通过采用上述方案，硅酸钙是白色粉末，无味、无毒、强度高，在容重相近时，它是无机硬质绝热材料中强度最高的，能有效提高橡胶制品的强度，具有抗菌、防霉、耐老化以及抗腐蚀的性能。
较佳的，所述纳米硫酸钡的粒径为20-30nm。
通过采用上述方案，纳米硫酸钡的粒径为20-30nm，有利于其在生胶中的分散，提高制品的性能。
较佳的，所述噻唑类促进剂包括二硫化二苯并噻唑。
通过采用上述方案，二硫化二苯并噻唑(dm)是浅黄色针状结晶，毒性小，适用于浅色制品。
较佳的，所述次磺酰胺类促进剂包括n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺。
通过采用上述方案，n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(cz)是优良的后效性促进剂，适用于天然胶及合成胶和轮胎等橡胶制品。
较佳的，所述石油系增塑剂包括石蜡油。
通过采用上述方案，石蜡油又称链烷烃油，无色透明液体，污染性小或无污染，宜用于浅色橡胶制品中，适用于彩色橡胶。
较佳的，所述防老剂包括防老剂sp。
通过采用上述方案，防老剂sp又称苯乙烯化苯酚，浅黄色或无色透明黏性液体，低毒，可用作丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、天然橡胶、sbs等橡胶的热氧稳定剂、抗氧化性和耐热性好，污染性小，适用于浅色或彩色制品。
较佳的，所述着色剂包括增白剂以及颜料。
通过采用上述方案，增白剂能够提高橡胶制品的白度和亮度，遮盖杂质颜色，便于颜料的上色。
本发明的目的之二在于提供一种高光泽耐磨彩色橡胶杠铃片的制备工艺。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种高光泽耐磨彩色橡胶杠铃片的制备工艺，包括如下步骤：
(1)将生胶按照比例投入密炼机中塑炼10分钟并依次投入促进剂、活化剂、填充剂、着色剂、稳定剂、增塑剂、防老剂，密炼温度达到90-100℃，密炼10-20min；
(2)将经密炼练好的胶块投入开炼机中，辊距调整为4-6mm，温度为163-167℃，反复翻炼4-6min，再加入硫化剂；
(3)打三角包翻炼5次，调整辊距为10mm出片；
(4)胶片过水冷却，停放24小时后方可使用。
通过采用上述方案，将生胶以及助剂按照比例进行密炼，得到混炼胶块，然后再将混炼胶块放在开炼机中充分挤压剪切，通过打三角包的方式翻炼五次，有利于混炼胶中的助剂充分分散在生胶中，通过胶料的剪切加工提高胶料的机械性能。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
用白炭黑代替炭黑对橡胶补强，能够增加橡胶制品的耐磨性以及光泽度，提高着色剂的染色效果；填充剂中的硅酸盐以及纳米硫酸钡能够提高橡胶制品的强度、耐磨性以及光泽度；石蜡以及微晶蜡能够增加橡胶制品的抗老化性，提高其光泽度；并且填充剂、稳定剂、促进剂、活化剂、增塑剂以及防老剂均采用的浅色、低毒、环保的助剂，能够提高杠铃片与人体接触时的安全性能，便于染色以制备色彩鲜艳、有光泽的杠铃片。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
一、实施例1-3：
实施例1：一种高光泽耐磨彩色橡胶杠铃片采用如下工艺制备而得：
(1)将15kg天然橡胶、20kg高苯乙烯橡胶、15kg丁苯橡胶、10kg顺丁橡胶以及40kg胶乳投入密炼机中塑炼10分钟并依次投入2kgdm、1.5kgcz、3.5kg氧化锌、1kg硬脂酸锌、1.5kg硬脂酸、30kg白炭黑、15kg硅酸钙、20kg纳米硫酸钡、3kg增白剂、3.5kg红色颜料、2kg石蜡、2kg微晶蜡、10kg石蜡油、2kg防老剂sp，密炼温度达到95℃，密炼15min；其中纳米硫酸钡粒径为20-30nm；
(2)将经密炼练好的胶块投入开炼机中，辊距调整为5mm，温度为165℃，反复翻炼5min，再加入5kg硫磺；
(3)打三角包翻炼5次，调整辊距为10mm出片；
(4)胶片过水冷却，停放24小时后方可使用。
实施例2：一种高光泽耐磨彩色橡胶杠铃片采用如下工艺制备而得：
(1)将10kg天然橡胶、15kg高苯乙烯橡胶、10kg丁苯橡胶、5kg顺丁橡胶以及30kg胶乳投入密炼机中塑炼10分钟并依次投入1kgdm、1kgcz、3kg氧化锌、2kg硬脂酸锌、1kg硬脂酸、20kg白炭黑、17.5kg硅酸钙、15kg纳米硫酸钡、4kg增白剂、3kg黄色颜料、1kg石蜡、1kg微晶蜡、12.5kg石蜡油、2.5kg防老剂sp，密炼温度达到90℃，密炼20min；纳米硫酸钡粒径为20-30nm；
(2)将经密炼练好的胶块投入开炼机中，辊距调整为4mm，温度为163℃，反复翻炼6min，再加入4kg硫磺；
(3)打三角包翻炼5次，调整辊距为10mm出片；
(4)胶片过水冷却，停放24小时后方可使用。
实施例3：一种高光泽耐磨彩色橡胶杠铃片采用如下工艺制备而得：
(1)将12.5kg天然橡胶、17.5kg高苯乙烯橡胶、20kg丁苯橡胶、7.5kg顺丁橡胶以及35kg胶乳投入密炼机中塑炼10分钟并依次投入1.5kgdm、1.25kgcz、5kg氧化锌、3kg硬脂酸锌、3kg硬脂酸、25kg白炭黑、20kg硅酸钙、17.5kg纳米硫酸钡、5kg增白剂、5kg绿色颜料、1.5kg石蜡、1.5kg微晶蜡、15kg石蜡油、3kg防老剂sp，密炼温度达到100℃，密炼15min；纳米硫酸钡粒径为20-30nm；
(2)将经密炼练好的胶块投入开炼机中，辊距调整为5mm，温度为167℃，反复翻炼4min，再加入6kg硫磺；
(3)打三角包翻炼5次，调整辊距为10mm出片；
(4)胶片过水冷却，停放24小时后方可使用。
表1实施例1-3中杠铃片的原料用量对比表
二、对比例1-3
对比例1：采用授权公告号为cn104497377b的中国专利，其公开了一种杠铃片填充胶配方及其生产工艺，其配方包括原材料与添加剂,其原材料包括高苯乙烯橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶以及胶乳；添加剂包括防老剂、氧化锌、硬脂酸、硫磺、硫化剂、软化剂、炭黑、重钙以及再生胶；其生产工艺包括如下步骤:(1)、原材料的选择；(2)、按重量份分配；(3)、搅拌；(4)、制备改性合成胶；(5)、制备成品填充胶；(6)、排胶；(7)、拉片。
对比例2：对比例2与实施例1的不同之处在于原料中未添加硅酸钙与纳米硫酸钡。
对比例3：对比例3与实施例1的不同之处在于原料中未添加石蜡和微晶蜡。
三、将实施例1-3以及对比例1-3制备的杠铃片的性能进行测试，测试结果示于表2。
表2实施例1-3以及对比例1-3制备的杠铃片的性能测试表
从以上数据可以看出，本发明制备的杠铃片的色彩丰富，色泽鲜艳，光泽度高，大大提高了杠铃片的美观度，此外本发明制备的杠铃片的硬度、拉伸强度、拉断伸长率以及阿克隆磨耗的性能较优，虽然白炭黑的补强能力不如炭黑，但是在原料中添加的硅酸钙、纳米硫酸钡能够对其力学性能有所补偿，因此本发明制备的杠铃片不仅能够具有高光泽、色彩鲜艳，又能具备高强度、耐磨性的性能。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。