本发明涉及一种高耐磨性橡胶板的制备方法，属于橡胶板制备技术领域。
背景技术
橡胶材料是一种在大变形下能迅速恢复形变的高分子材料，它是国民经济的重要基础产业之一，为人们日常生活中不可或缺的日用、医用提供轻工橡胶产品；为采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件，应用十分广泛。
橡胶板是以橡胶为主体材料（可含有织物、金属薄板等增强材料），经硫化而制得的具有一定厚度和较大面积的片状产品，简称胶板。橡胶板具有较高硬度，物理机械性能一般，可在压力不大，温度为20～140℃的空气中工作。橡胶板系由混炼胶经压延贴合成型或挤出成型，用平板硫化机硫化或用鼓式硫化机连续硫化而制成。色泽：黑色，灰色，绿色，蓝色等。广泛用于工矿企业、交通运输部门及房屋地面等方面。用作密封胶圈、胶垫、门窗封条和铺设工作台及地板。
橡胶板分为以下几类：按是否夹介质可分为纯胶胶板和夹布、夹金属骨架层胶板等品种；按用途，可分为工业胶板和橡胶地板。按物理性和化学性能，可分为：夹布橡胶板、贴布橡胶板、绝缘橡胶板、耐油橡胶板、耐酸碱橡胶板、条纹防滑橡胶板、方块防滑橡胶板、圆扣防滑橡胶板、石棉橡胶板、耐油石棉橡胶板。按颜色和表面处理，可分为：黑色橡胶板、绿色橡胶板（俗称绿屏橡胶板）、红色橡胶板（俗称红屏橡胶板）、白色橡胶板、黄色橡胶板、蓝色橡胶板、灰色橡胶板、布纹橡胶板、超宽橡胶板。
近年来，橡胶工业的迅速发展，对橡胶制品提出了更高的要求，橡胶材料必须向着功能化、精细化和多元化的方向发展。传统的单一橡胶材料已不能完全满足迅速发展的使用要求。橡胶材料由于其自身具有的特性，尤其是在缓冲和减轻震动方面的显著特点，使其在减震方面得到广泛应用。目前的橡胶板耐酸性能较差，腐蚀导致橡胶板易被损坏，且耐磨性能不好，易被磨损。因此，发明一种耐腐蚀性好且耐磨损性能好的高耐磨性橡胶板对橡胶板制备技术领域具有积极意义。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前橡胶板耐磨性能差、耐酸碱腐蚀性能差，从而易被磨损、腐蚀导致橡胶板易被损坏的缺陷，提供了一种高耐磨性橡胶板的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种高耐磨性橡胶板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将杨木粉与氢氧化钠溶液按质量比1:5投入烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，用搅拌器混合搅拌，搅拌后向烧杯中滴加硫酸溶液，调节ph值至3～4，继续在水浴锅中恒温加热制得混合悬浊液；
（2）向上述烧杯中加入上述混合悬浊液质量10～15%的甲醛溶液，将烧杯置于超声振荡仪中超声振荡，振荡后进行过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼3～5次，放入烘箱中干燥，制得改性产物；
（3）按重量份数计，称取5～7份改性产物、1.0～1.5份γ―氨丙基三乙氧基硅烷和10～13份无水乙醇投入三口烧瓶中，向三口烧瓶中滴加盐酸调节ph值至4～5，将三口烧瓶置于油浴中，并用搅拌器混合搅拌，搅拌后进行抽滤，依次用无水乙醇和蒸馏水清洗3～5次，放入真空干燥箱中真空干燥制得反应固体产物；
（4）将丁腈橡胶放入双辊开炼机中进行塑炼，得到塑炼产物，按重量份数计，将1～2份氧化铝粉末、1～2份氧化钙粉末、25～28份塑炼产物与7～8份上述反应固体产物投入混炼机中混炼，混炼后投入平板硫化机中升高温度进行硫化，制得预制板材；
（5）将预制板材与溴化钾溶液按质量比1：10投入烧杯中，将烧杯置于温室中静置，静置结束后取出，用蒸馏水清洗3～5次，清洗后继续在温室中用质硫酸溶液浸泡4～6天，浸泡后取出，用蒸馏水洗涤3～5次，得到高耐磨性橡胶板。
步骤（1）中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为15～20%，水浴锅的水浴温度为80～90℃，搅拌器的搅拌转速为300～400r/min，混合搅拌时间为3～4h，硫酸溶液的质量分数为80～90%，水浴锅中恒温加热时间为3～4h。
步骤（2）中所述的甲醛溶液的质量分数为20～30%，超声振荡仪中的频率为35～40khz，超声振荡时间为30～40min，烘箱的温度为70～80℃，干燥时间为5～6h。
步骤（3）中所述的盐酸的质量分数为10～15%，油浴温度为140～150℃，搅拌器的搅拌转速为300～350r/min，混合搅拌时间为90～100min，真空干燥箱中的温度为40～50℃、真空度为80～100pa，真空干燥时间为4～6h。
步骤（4）中所述的双辊开炼机的塑炼时间为10～15min，平板硫化机温度升高至140～160℃，硫化时间为40～50min。
步骤（5）中所述的溴化钾溶液的质量分数为10～20%，温室的温度为30～35℃，温室中静置时间为3～5天，硫酸溶液的质量分数为80～90%。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明首先将杨木粉依次于碱液和酸液中高温浸泡，浸泡后加入甲醛进行反应，反应后过滤得到改性产物，再将改性产物与γ―氨丙基三乙氧基硅烷混合，在酸性和高温条件下混合反应生成反应固体产物，然后将丁腈橡胶混合开炼，再投入反应固体产物、金属氧化物进行混炼、硫化制得预制产物，最后将预制产物与溴化钾溶液、硫酸溶液浸泡制得高耐磨性橡胶板，本发明以杨木粉为原料，通过碱液酸液浸泡的方式提取出木粉中的木质素，提取出木质素后用甲醛对其进行改性，改性后再与有机硅烷进行反应，甲醛使木质素分子中引入羟甲基基团，不仅使木质素与橡胶分子的结合力增强，还连接各木质素分子，形成长链化合物，在酸性环境下，甲醛可以使木质素分子间形成亚甲基键，提高木质素的粘度，加强木质素对橡胶的粘合作用，木质素与橡胶之间结合程度的增强，使橡胶板的微观空间结构紧密程度加强，因此提高了橡胶板的力学性能，增强橡胶板的耐磨性，本发明还用硅烷偶联剂对杨木粉进行改性，硅烷偶联剂通过共价键、分子间作用和偶联作用使木质素与橡胶之间的粘合程度加强，从而增强橡胶板的耐磨性，同时有机硅包覆木质素和橡胶分子能够有效防止酸碱的腐蚀；
（2）本发明将混炼后的橡胶置于溴化钾溶液中浸泡，利用溴离子对橡胶表面修饰，橡胶表面浸泡后使溴元素引入橡胶分子中，溴离子通过离子键吸附加强橡胶分子的黏附性能，还利用硫酸溶液对橡胶进行浸泡，引入磺酸基团对木质素以及金属离子形成共价键、离子键吸附，有效增强各分子之间的黏附效果，从而使橡胶板内部空间结构更加紧密牢固，增强橡胶板的耐磨性，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
将杨木粉与质量分数为15～20%的氢氧化钠溶液按质量比1:5投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为80～90℃的水浴锅中，用搅拌器以300～400r/min的转速混合搅拌3～4h，搅拌后向烧杯中滴加质量分数为80～90%的硫酸溶液，调节ph值至3～4，继续在水浴锅中恒温加热3～4h，制得混合悬浊液；向上述烧杯中加入上述混合悬浊液质量10～15%的质量分数为20～30%的甲醛溶液，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为35～40khz的条件下超声振荡30～40min，振荡后进行过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼3～5次，放入烘箱中以70～80℃的温度干燥5～6h，制得改性产物；按重量份数计，称取5～7份改性产物、1.0～1.5份γ―氨丙基三乙氧基硅烷和10～13份无水乙醇投入三口烧瓶中，向三口烧瓶中滴加质量分数为10～15%的盐酸调节ph值至4～5，将三口烧瓶置于温度为140～150℃的油浴中，并用搅拌器以300～350r/min的转速混合搅拌90～100min，搅拌后进行抽滤，依次用无水乙醇和蒸馏水清洗3～5次，放入真空干燥箱中，在温度为40～50℃、真空度为80～100pa的条件下真空干燥4～6h制得反应固体产物；将丁腈橡胶放入双辊开炼机中，进行塑炼10～15min，得到塑炼产物，按重量份数计，将1～2份氧化铝粉末、1～2份氧化钙粉末、25～28份塑炼产物与7～8份上述反应固体产物投入混炼机中混炼，混炼后投入平板硫化机中，升高温度至140～160℃，硫化40～50min，制得预制板材；将预制板材与质量分数为10～20%的溴化钾溶液按质量比1：10投入烧杯中，将烧杯置于温度为30～35℃的温室中静置3～5天，静置结束后取出，用蒸馏水清洗3～5次，清洗后继续在温室中用质量分数为80～90%的硫酸溶液浸泡4～6天，浸泡后取出，用蒸馏水洗涤3～5次，得到高耐磨性橡胶板。
将杨木粉与质量分数为15%的氢氧化钠溶液按质量比1:5投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为80℃的水浴锅中，用搅拌器以300r/min的转速混合搅拌3h，搅拌后向烧杯中滴加质量分数为80%的硫酸溶液，调节ph值至3，继续在水浴锅中恒温加热3h，制得混合悬浊液；向上述烧杯中加入上述混合悬浊液质量10%的质量分数为20%的甲醛溶液，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为35khz的条件下超声振荡30min，振荡后进行过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼3次，放入烘箱中以70℃的温度干燥5h，制得改性产物；按重量份数计，称取5份改性产物、1.0份γ―氨丙基三乙氧基硅烷和10份无水乙醇投入三口烧瓶中，向三口烧瓶中滴加质量分数为10%的盐酸调节ph值至4，将三口烧瓶置于温度为140℃的油浴中，并用搅拌器以300r/min的转速混合搅拌90min，搅拌后进行抽滤，依次用无水乙醇和蒸馏水清洗3次，放入真空干燥箱中，在温度为40℃、真空度为80pa的条件下真空干燥4h制得反应固体产物；将丁腈橡胶放入双辊开炼机中，进行塑炼10min，得到塑炼产物，按重量份数计，将1份氧化铝粉末、1份氧化钙粉末、25份塑炼产物与7份上述反应固体产物投入混炼机中混炼，混炼后投入平板硫化机中，升高温度至140℃，硫化40min，制得预制板材；将预制板材与质量分数为10%的溴化钾溶液按质量比1：10投入烧杯中，将烧杯置于温度为30℃的温室中静置3天，静置结束后取出，用蒸馏水清洗3次，清洗后继续在温室中用质量分数为80%的硫酸溶液浸泡4天，浸泡后取出，用蒸馏水洗涤3次，得到高耐磨性橡胶板。
将杨木粉与质量分数为17%的氢氧化钠溶液按质量比1:5投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为85℃的水浴锅中，用搅拌器以350r/min的转速混合搅拌3.5h，搅拌后向烧杯中滴加质量分数为85%的硫酸溶液，调节ph值至3，继续在水浴锅中恒温加热3.5h，制得混合悬浊液；向上述烧杯中加入上述混合悬浊液质量12%的质量分数为25%的甲醛溶液，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为37khz的条件下超声振荡35min，振荡后进行过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼4次，放入烘箱中以75℃的温度干燥5.5h，制得改性产物；按重量份数计，称取6份改性产物、1.2份γ―氨丙基三乙氧基硅烷和12份无水乙醇投入三口烧瓶中，向三口烧瓶中滴加质量分数为12%的盐酸调节ph值至4，将三口烧瓶置于温度为145℃的油浴中，并用搅拌器以320r/min的转速混合搅拌95min，搅拌后进行抽滤，依次用无水乙醇和蒸馏水清洗4次，放入真空干燥箱中，在温度为45℃、真空度为90pa的条件下真空干燥5h制得反应固体产物；将丁腈橡胶放入双辊开炼机中，进行塑炼12min，得到塑炼产物，按重量份数计，将1份氧化铝粉末、1份氧化钙粉末、27份塑炼产物与7份上述反应固体产物投入混炼机中混炼，混炼后投入平板硫化机中，升高温度至150℃，硫化45min，制得预制板材；将预制板材与质量分数为15%的溴化钾溶液按质量比1：10投入烧杯中，将烧杯置于温度为32℃的温室中静置4天，静置结束后取出，用蒸馏水清洗4次，清洗后继续在温室中用质量分数为85%的硫酸溶液浸泡5天，浸泡后取出，用蒸馏水洗涤4次，得到高耐磨性橡胶板。
将杨木粉与质量分数为20%的氢氧化钠溶液按质量比1:5投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为90℃的水浴锅中，用搅拌器以400r/min的转速混合搅拌4h，搅拌后向烧杯中滴加质量分数为90%的硫酸溶液，调节ph值至4，继续在水浴锅中恒温加热4h，制得混合悬浊液；向上述烧杯中加入上述混合悬浊液质量15%的质量分数为30%的甲醛溶液，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为40khz的条件下超声振荡40min，振荡后进行过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼5次，放入烘箱中以80℃的温度干燥6h，制得改性产物；按重量份数计，称取7份改性产物、1.5份γ―氨丙基三乙氧基硅烷和13份无水乙醇投入三口烧瓶中，向三口烧瓶中滴加质量分数为15%的盐酸调节ph值至5，将三口烧瓶置于温度为150℃的油浴中，并用搅拌器以350r/min的转速混合搅拌100min，搅拌后进行抽滤，依次用无水乙醇和蒸馏水清洗5次，放入真空干燥箱中，在温度为50℃、真空度为100pa的条件下真空干燥6h制得反应固体产物；将丁腈橡胶放入双辊开炼机中，进行塑炼15min，得到塑炼产物，按重量份数计，将2份氧化铝粉末、2份氧化钙粉末、28份塑炼产物与8份上述反应固体产物投入混炼机中混炼，混炼后投入平板硫化机中，升高温度至160℃，硫化50min，制得预制板材；将预制板材与质量分数为20%的溴化钾溶液按质量比1：10投入烧杯中，将烧杯置于温度为35℃的温室中静置5天，静置结束后取出，用蒸馏水清洗5次，清洗后继续在温室中用质量分数为90%的硫酸溶液浸泡6天，浸泡后取出，用蒸馏水洗涤5次，得到高耐磨性橡胶板。
对比例以上海某公司生产的高耐磨性橡胶板作为对比例对本发明制得的高耐磨性橡胶板和对比例中的高耐磨性橡胶板进行性能检测，检测结果如表1所示：
测试方法：
硬度测试采用硬度测试仪进行检测。
抗拉强度测试采用抗拉强度试验机进行检测。
耐酸性测试：将实例1～3和对比例中的橡胶板正反面滴浓度为15％的硫酸，一周后观察是否有膨胀、起皮现象，并测得抗拉强度。
耐磨性测试：将实例1～3和对比例中的橡胶板在使用环境下一段时间后观察表面磨损情况。
磨耗体积测试采用磨耗体积测试仪进行检测。
表1橡胶板性能测定结果
根据上述中数据可知本发明制得的高耐磨性橡胶板硬度高，耐酸腐蚀性好，耐酸腐蚀后，抗拉强度高，力学性能好，耐磨性好，磨耗体积低，具有广阔的应用前景。