本发明涉及粘尘垫技术领域，具体涉及一种防静电粘尘垫及其制备方法。
背景技术：
粘尘垫又名粘尘地板胶，主要适用于贴放在洁净空间的入口处及缓冲区间，它能有效地粘除鞋底和车轮上的灰尘，最大限度的减少尘埃对洁净环境质量的影响，从而达到简易除尘的效果，解决了其它地垫除尘不彻底无法保障尘埃不扩的问题。
现有的粘尘垫多为多层pe涂胶垫，对于一般的灰尘，粘尘效果较好，但是对于带静电的灰尘，其牢固粘附于鞋底/车轮上，粘尘效果大大降低。
技术实现要素：
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种可循环使用、粘尘效果更佳的防静电粘尘垫。
本发明的另一目的在于提供一种防静电粘尘垫的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种防静电粘尘垫，包括粘尘垫本体，所述粘尘垫本体的表面分布有若干纳米级吸孔；所述防静电粘尘垫由组分a和纳米级吸孔生成液制备而成，所述组分a包括如下重量份的原料：
本发明的防静电粘尘垫，在粘尘垫本体的表面分布有若干纳米级吸孔，使防静电粘尘垫能轻易粘着所接触面的尘埃，达到粘尘效果，另外，由于粘尘垫本体加入了无机导电粉末和抗静电剂，两者相互作用，降低了防静电粘尘垫的表面电阻率，增加防静电粘尘垫的导电率，防止静电积蓄，使防静电粘尘垫的表面电阻率达到106-107ω，在粘附带静电灰尘时，将该防静电粘尘垫放置于地面或铁板等导电物体表面，带静电灰尘的静电耗散于防静电粘尘垫再传导至导电物体表面，从而耗散了带静电灰尘的静电，降低粘附于鞋底/车轮上的灰尘的牢固性，提高了粘尘效果；而且防静电粘尘垫用水洗可洗去粘尘垫本体的表面的尘埃，待防静电粘尘垫干燥后又能恢复粘尘效果，可循环使用，从而延长防静电粘尘垫的使用寿命，与现有的多层pe涂胶垫相比，更环保。该防静电粘尘垫在组分a制成的粘尘垫本体的表面经纳米级吸孔生成液处理后即可生成纳米级吸孔，达到粘尘效果。所述组分a中，以有机硅胶为主要原料，利用其表面张力低、表面能小的特性，避免了粘尘垫本体的表面出现微米级的凹陷或裂痕，且有机硅胶与纳米材料粉末的相容性较差，还能使大部分的纳米材料粉末显露于粘尘垫本体的表面，并在分散剂的作用下避免纳米材料粉末团聚在一起而增大纳米材料粉末的粒径。当组分a制成的粘尘垫本体经纳米级吸孔生成液处理后，粘尘垫本体表面的纳米材料粉末与纳米级吸孔生成液反应并混入纳米级吸孔生成液中，从而在粘尘垫本体的表面形成纳米级吸孔，达到粘尘效果；而另一部分的纳米材料粉末分布于粘尘垫本体的内部。另外，由于粘尘垫本体的表面致密细洁，避免了纳米级吸孔生成液渗入粘尘垫本体的内部进一步与纳米材料粉末反应，提高防静电粘尘垫的抗冲强度和热稳定性。所述组分a中，控制含氢硅油的用量在2-8份，有效提高防静电粘尘垫的硬度、拉伸强度和断裂伸长率，使防静电粘尘垫获得合适的软硬度，以便于在施力面作用于防静电粘尘垫上时能够产生适应性形变从而能够使防静电粘尘垫与施力面更全面接触，提高粘尘效果，若含氢硅油的用量过高，容易使硬度过大、断裂伸长率过低导致其脆性大、易损坏而且难以与凹凸不平的施力面全面接触而降低粘尘效果；加入的白炭黑在粘尘垫本体中发挥轻质、高强度、耐腐蚀作用，而且白炭黑的高流动性，使粘尘垫本体的表面更加致密细洁，避免了粘尘垫本体的表面出现微米级的凹陷或裂痕，白炭黑与纳米材料粉末共同作用可增加粘尘垫本体的韧性，防止防静电粘尘垫脆性断裂，又能保证防静电粘尘垫的抗压强度；加入的交联剂和交联促进剂协同作用，使有机硅胶和含氢硅油发生硫化交联反应并形成三维网络结构，从而限制一部分纳米材料粉末分布于粘尘垫本体的内部，且提高了防静电粘尘垫的拉伸强度、耐冲击强度、耐热性、耐磨性和断裂伸长率；加入的色母可调节防静电粘尘垫的颜色，以满足客户需求。
优选的，所述有机硅胶为甲基乙烯基硅橡胶或甲基苯基乙烯基硅橡胶；所述含氢硅油为氢封端侧链带氢的含氢硅油或甲基封端侧链带氢的含氢硅油。
采用上述的有机硅胶更易于硫化，大大节省交联剂和交联促进剂的用量和硫化时间，且制得的粘尘垫本体的表面更加致密细洁，避免了粘尘垫本体的表面出现微米级的凹陷或裂痕；采用上述的含氢硅油并控制其用量在2-8份，能显著提高防静电粘尘垫的硬度、拉伸强度和断裂伸长率，使防静电粘尘垫获得合适的软硬度，以便于在施力面作用于防静电粘尘垫上时能够产生适应性形变从而能够使防静电粘尘垫与施力面更全面接触，提高粘尘效果。
优选的，所述交联剂为正硅酸乙酯、过氧化二异丙苯和过氧化苯甲酰中的至少一种；所述交联促进剂为二月桂酸二丁基锡、二丁氧基二丁基锡烷、二丁基二苯氧基锡、二丁基二(2-苯基苯氧基)锡和二丁基甲氧基(1-萘氧基)锡中的至少一种。
采用上述交联剂和交联促进剂，并控制交联剂用量在1-10份和交联促进剂用量在0.5-5份，避免反应过快导致未能有大部分的纳米材料粉末及时显露于粘尘垫本体的表面而降低粘尘效果，交联剂和交联促进剂协同作用，使有机硅胶和含氢硅油发生硫化交联反应并形成三维网络结构，从而限制一部分纳米材料粉末分布于粘尘垫本体的内部，且提高了防静电粘尘垫的拉伸强度、耐冲击强度、耐热性、耐磨性和断裂伸长率。
优选的，所述纳米材料粉末为纳米氧化铝粉、纳米氢氧化铝粉、纳米碳酸钙粉、纳米氧化钙粉、纳米氧化镁粉、纳米氢氧化镁粉、纳米氧化锌粉和纳米氧化铁粉中的至少一种；所述纳米材料粉末的粒径为0.1-100nm。
采用上述技术方案，便于粘尘垫本体表面的纳米材料粉末与纳米级吸孔生成液反应并混入纳米级吸孔生成液中，从而在粘尘垫本体的表面形成纳米级吸孔，达到粘尘效果；而另一部分的纳米材料粉末分布于粘尘垫本体的内部，与白炭黑协同作用，提高防静电粘尘垫的抗冲强度和热稳定性。
优选的，所述白炭黑的比表面积为100-300m2/g；所述白炭黑为经偶联剂浸泡处理过的改性白炭黑。
在粘尘垫本体中加入白炭黑，填补了粘尘垫本体的内部空隙，界面相容性好，有助于粘尘垫本体的表面更加致密细洁，提高抗疲劳强度，延长使用寿命。上述方式处理的白炭黑与有机硅胶的相容性更高，成型过程更紧密地排列在一起，形成的粘尘垫本体的致密性更高。其中，所述偶联剂为苯基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯或kh-560，浸泡时间为1-6h。
优选的，所述分散剂为聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠和聚谷氨酸钠中的至少一种。
采用上述分散剂，避免了纳米材料粉末团聚在一起而增大纳米材料粉末的粒径，导致最终形成的吸孔粒径增大而降低粘尘效果。
优选的，所述无机导电粉末为导电云母粉、碳黑、导电陶瓷粉、导电二氧化硅粉和导电硫酸钡中的至少一种；所述抗静电剂为烷基磷酸酯二乙醇胺盐、聚氧乙烯烷醇酰胺或烷基氧化胺。
采用上述无机导电粉末和抗静电剂，两者相互作用，降低了防静电粘尘垫的表面电阻率，增加防静电粘尘垫的导电率，防止静电积蓄，使防静电粘尘垫的表面电阻率达到106-107ω，在粘附带静电灰尘时，将该防静电粘尘垫放置于地面或铁板等导电物体表面，带静电灰尘的静电耗散于防静电粘尘垫再传导至导电物体表面，从而耗散了带静电灰尘的静电，降低粘附于鞋底/车轮上的灰尘的牢固性，提高了粘尘效果；而且上述无机导电粉末与纳米级吸孔生成液不发生化学反应，避免了纳米级吸孔生成液将粘尘垫本体表面的无机导电粉末反应掉导致增大防静电粘尘垫的表面电阻率而降低对带静电灰尘的粘附效果。
优选的，所述色母为硅胶色母ws1010、ws1020、ws1030、ws1040、ws2000、ws3010、ws3020、ws3030、ws3040、ws4010、ws5010、ws5020、ws6010和ws7010中的至少一种。
采用上述色母可调节防静电粘尘垫的颜色，以满足客户需求，且其耐温性、分散性好，与有机硅胶相容性好，着色力度强，对粘尘垫本体的力学性能影响较小。
优选的，所述纳米级吸孔生成液为有机酸和/或无机酸。
采用上述纳米级吸孔生成液，能有效地与粘尘垫本体表面的纳米材料粉末反应，生成盐并溶解于纳米级吸孔生成液中，即有效去除粘尘垫本体表面的纳米材料粉末，从而在粘尘垫本体的表面形成纳米级吸孔，达到粘尘效果。进一步的，所述纳米级吸孔生成液的浓度为1-20wt％，所述有机酸为柠檬酸或醋酸，所述无机酸为盐酸、硝酸、硫酸、碳酸和磷酸中的至少一种。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：上述的防静电粘尘垫的制备方法，包括如下步骤：
(s1)、按重量份称取组分a的各原料，备用；
(s2)、将有机硅胶和含氢硅油在100-110℃温度下混合20-60min，然后加入白炭黑、纳米材料粉末、无机导电粉末、抗静电剂、分散剂和色母在90-117℃下混合15-30min，得到混合胶料；
(s3)、先步骤(s2)得到的混合胶料中加入交联剂和交联促进剂混合后，再转移至模压模具中，然后在150-180℃温度下模压成型，冷却、脱模后得到半成品垫；
(s4)、将步骤(s3)得到的半成品垫与纳米级吸孔生成液接触反应后，冲洗，即得所述防静电粘尘垫。
本发明防静电粘尘垫的制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。其中，步骤(s2)中，先将有机硅胶和含氢硅油在100-110℃温度下混炼，再将白炭黑、纳米材料粉末、分散剂和色母混入，使组分a的各原料均匀分散于有机硅胶中，再在步骤(s3)中交联，控制交联温度在150-180℃，保证大部分纳米材料粉末显露于有机硅胶的表面，便于在成型后显露于半成品垫的表面(即粘尘垫本体的表面)。
优选的，所述步骤(s4)中，半成品垫与纳米级吸孔生成液接触的方式为在半成品垫的表面涂覆纳米级吸孔生成液或将半成品垫浸泡于纳米级吸孔生成液中。
采用上述技术方案，均能使纳米级吸孔生成液有效地与粘尘垫本体表面的纳米材料粉末反应，生成盐并溶解于纳米级吸孔生成液中，即有效去除粘尘垫本体表面的纳米材料粉末，从而在粘尘垫本体的表面形成纳米级吸孔，达到粘尘效果。进一步的，所述半成品垫与纳米级吸孔生成液接触时间控制在3-15min。
本发明的有益效果在于：本发明的防静电粘尘垫，在粘尘垫本体的表面分布有若干纳米级吸孔，使防静电粘尘垫能轻易粘着所接触面的尘埃，达到粘尘效果，还耗散了带静电灰尘的静电，降低粘附于鞋底/车轮上的灰尘的牢固性，提高了粘尘效果；而且防静电粘尘垫用水洗可洗去粘尘垫本体的表面的尘埃，待防静电粘尘垫干燥后又能恢复粘尘效果，可循环使用，从而延长防静电粘尘垫的使用寿命，与现有的多层pe涂胶垫相比，更环保。该防静电粘尘垫在组分a制成的粘尘垫本体的表面经纳米级吸孔生成液处理后即可生成纳米级吸孔，达到粘尘效果。
本发明的制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种防静电粘尘垫，包括粘尘垫本体，所述粘尘垫本体的表面分布有若干纳米级吸孔；所述防静电粘尘垫由组分a和纳米级吸孔生成液制备而成，所述组分a包括如下重量份的原料：
所述有机硅胶为甲基乙烯基硅橡胶；所述含氢硅油为氢封端侧链带氢的含氢硅油。
所述交联剂为正硅酸乙酯和过氧化二异丙苯按重量比5：1混合而成；所述交联促进剂为二月桂酸二丁基锡。
所述纳米材料粉末为纳米氧化铝粉；所述纳米材料粉末的粒径为10nm。
所述白炭黑的比表面积为200m2/g；所述白炭黑为经偶联剂浸泡处理4h的改性白炭黑。所述偶联剂为苯基三甲氧基硅烷。
所述分散剂为聚丙烯酸钠。
所述无机导电粉末为导电云母粉和碳黑按重量比4:1混合而成；所述抗静电剂为烷基磷酸酯二乙醇胺盐。
所述色母为硅胶色母ws3040。
所述纳米级吸孔生成液为无机酸。所述纳米级吸孔生成液的浓度为10wt％，所述无机酸为盐酸。
上述的防静电粘尘垫的制备方法，包括如下步骤：
(s1)、按重量份称取组分a的各原料，备用；
(s2)、将有机硅胶和含氢硅油在105℃温度下混合40min，然后加入白炭黑、纳米材料粉末、无机导电粉末、抗静电剂、分散剂和色母在105℃下混合23min，得到混合胶料；
(s3)、先步骤(s2)得到的混合胶料中加入交联剂和交联促进剂混合后，再转移至模压模具中，然后在165℃温度下模压2min成型，冷却、脱模后得到半成品垫；
(s4)、将步骤(s3)得到的半成品垫与纳米级吸孔生成液接触反应8min后，冲洗，即得所述防静电粘尘垫。
所述步骤(s4)中，半成品垫与纳米级吸孔生成液接触的方式为将半成品垫浸泡于纳米级吸孔生成液中。
实施例2
一种防静电粘尘垫，包括粘尘垫本体，所述粘尘垫本体的表面分布有若干纳米级吸孔；所述防静电粘尘垫由组分a和纳米级吸孔生成液制备而成，所述组分a包括如下重量份的原料：
所述有机硅胶为甲基乙烯基硅橡胶；所述含氢硅油为甲基封端侧链带氢的含氢硅油。
所述交联剂为正硅酸乙酯；所述交联促进剂为二丁氧基二丁基锡烷。
所述纳米材料粉末为纳米碳酸钙粉和纳米氧化镁粉按重量比3：1混合；所述纳米材料粉末的粒径为0.1nm。
所述白炭黑的比表面积为100m2/g；所述白炭黑为经偶联剂浸泡处理1h的改性白炭黑。所述偶联剂为kh-560。
所述无机导电粉末为导电云母粉。
所述分散剂为羧甲基纤维素钠。
所述纳米级吸孔生成液为有机酸。所述纳米级吸孔生成液的浓度为1wt％，所述有机酸为醋酸。
上述的防静电粘尘垫的制备方法，包括如下步骤：
(s1)、按重量份称取组分a的各原料，备用；
(s2)、将有机硅胶和含氢硅油在100℃温度下混合20min，然后加入白炭黑、纳米材料粉末、无机导电粉末和分散剂在90℃下混合15min，得到混合胶料；
(s3)、先步骤(s2)得到的混合胶料中加入交联剂和交联促进剂混合后，再转移至模压模具中，然后在150℃温度下模压3min成型，冷却、脱模后得到半成品垫；
(s4)、将步骤(s3)得到的半成品垫与纳米级吸孔生成液接触反应3min后，冲洗，即得所述防静电粘尘垫。
所述步骤(s4)中，半成品垫与纳米级吸孔生成液接触的方式为在半成品垫的表面涂覆纳米级吸孔生成液。
实施例3
一种防静电粘尘垫，包括粘尘垫本体，所述粘尘垫本体的表面分布有若干纳米级吸孔；所述防静电粘尘垫由组分a和纳米级吸孔生成液制备而成，所述组分a包括如下重量份的原料：
所述有机硅胶为甲基乙烯基硅橡胶；所述含氢硅油为氢封端侧链带氢的含氢硅油。
所述交联剂为过氧化苯甲酰；所述交联促进剂为二丁基二苯氧基锡和二丁基二(2-苯基苯氧基)锡按重量比1：1混合而成。
所述纳米材料粉末为纳米氧化铝粉和纳米氧化锌粉按重量比1：1混合而成；所述纳米材料粉末的粒径为100nm。
所述白炭黑的比表面积为300m2/g；所述白炭黑为经偶联剂浸泡处理6h的改性白炭黑。所述偶联剂为正硅酸乙酯。
所述分散剂为羧甲基纤维素钠和海藻酸钠按重量比1：1混合而成。
所述无机导电粉末为碳黑和导电硫酸钡按重量比1：1混合而成；所述抗静电剂为聚氧乙烯烷醇酰胺。
所述色母为硅胶色母ws1030。
所述纳米级吸孔生成液为无机酸。所述纳米级吸孔生成液的浓度为20wt％，所述无机酸为硫酸。
上述的防静电粘尘垫的制备方法，包括如下步骤：
(s1)、按重量份称取组分a的各原料，备用；
(s2)、将有机硅胶和含氢硅油在110℃温度下混合60min，然后加入白炭黑、纳米材料粉末、无机导电粉末、抗静电剂、分散剂和色母在117℃下混合30min，得到混合胶料；
(s3)、先步骤(s2)得到的混合胶料中加入交联剂和交联促进剂混合后，再转移至模压模具中，然后在180℃温度下模压1min成型，冷却、脱模后得到半成品垫；
(s4)、将步骤(s3)得到的半成品垫与纳米级吸孔生成液接触反应15min后，冲洗，即得所述防静电粘尘垫。
所述步骤(s4)中，半成品垫与纳米级吸孔生成液接触的方式为将半成品垫浸泡于纳米级吸孔生成液中。
实施例4
一种防静电粘尘垫，包括粘尘垫本体，所述粘尘垫本体的表面分布有若干纳米级吸孔；所述防静电粘尘垫由组分a和纳米级吸孔生成液制备而成，所述组分a包括如下重量份的原料：
所述有机硅胶为甲基苯基乙烯基硅橡胶；所述含氢硅油为甲基封端侧链带氢的含氢硅油。
所述交联剂为过氧化苯甲酰；所述交联促进剂为二丁基二苯氧基锡。
所述纳米材料粉末为纳米氧化铁粉；所述纳米材料粉末的粒径为50nm。
所述白炭黑的比表面积为150m2/g；所述白炭黑为经偶联剂浸泡处理2h的改性白炭黑。所述偶联剂为苯基三甲氧基硅烷。
所述无机导电粉末为导电陶瓷粉；所述抗静电剂为烷基氧化胺。
所述分散剂为羧甲基纤维素钠。
所述色母为硅胶色母ws5010和ws6010按重量比1：1混合。
所述纳米级吸孔生成液为有机酸和无机酸按重量比2：5混合而成。所述纳米级吸孔生成液的浓度为8wt％，所述有机酸为柠檬酸，所述无机酸为硝酸。
上述的防静电粘尘垫的制备方法，包括如下步骤：
(s1)、按重量份称取组分a的各原料，备用；
(s2)、将有机硅胶和含氢硅油在102℃温度下混合25min，然后加入白炭黑、纳米材料粉末、无机导电粉末、抗静电剂、分散剂和色母在95℃下混合18min，得到混合胶料；
(s3)、先步骤(s2)得到的混合胶料中加入交联剂和交联促进剂混合后，再转移至模压模具中，然后在158℃温度下模压2min成型，冷却、脱模后得到半成品垫；
(s4)、将步骤(s3)得到的半成品垫与纳米级吸孔生成液接触反应6min后，冲洗，即得所述防静电粘尘垫。
所述步骤(s4)中，半成品垫与纳米级吸孔生成液接触的方式为在半成品垫的表面涂覆纳米级吸孔生成液。
对比例1
一种蓝色粘尘垫，型号为rh-7006b，东莞市瑞恒防静电科技有限公司。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：所述组分a不含无机导电粉末和抗静电剂。
实施例5
ⅰ、取实施例1-4和对比例1-2的粘尘垫，分别测试其邵氏硬度a、拉伸强度、断裂伸长率和初始180°剥离强度；
ⅱ、取实施例1-4和对比例2的粘尘垫，规格均为20*2*0.3cm，均撒入40g泥沙并用滚筒在粘尘垫的表面来回滚动3次，然后用清水洗净粘尘垫，自然烘干后，再测试其180°剥离强度；
测试结果如下表1所示：
表1
由上表1可知，实施例1-4的防静电粘尘垫用水洗可洗去粘尘垫本体的表面的尘埃，待防静电粘尘垫干燥后又能恢复粘尘效果，可循环使用。实施例1与对比例1相比，其硬度和初始180°剥离强度相差不大，说明本发明的防静电粘尘垫符合市场上现有粘尘垫的基本要求；实施例1与对比例2相比，实施例1的防静电粘尘垫的表面电阻率明显低于对比例2的粘尘垫的表面电阻率。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。