本技术涉及溜冰鞋配件，更具体地说，它涉及一种高性能溜冰鞋摩擦块及其生产工艺。
背景技术：
1、溜冰鞋是一种专为轮滑运动而设计的器材。溜冰鞋的后侧一般都安装有摩擦块，摩擦块的作用是与地面接触提供减速，由于摩擦块与溜冰鞋鞋身固定，在使用中不能更换，因此摩擦块的耐磨性能对于溜冰鞋来说至关重要。由于溜冰运动中需要频繁地使用刹车来控制速度和停止，摩擦块必须能够承受长时间的使用和摩擦。优质的摩擦块材料能够提供卓越的耐磨性，并保持稳定的刹车效果。
2、当摩擦块磨损严重时，它无法与地面充分接触，从而减少了刹车的效果。这会导致刹车失灵，增加了摔倒或碰撞的风险。因此，定期检查摩擦块的磨损程度，并在必要时及时更换是非常重要的。保持良好的摩擦块状态可以确保刹车功能正常，为滑行者提供更安全的滑行体验。
3、在摩擦过程中，摩擦块会因摩擦产生热量，导致材料温度升高。现有技术中的摩擦块的耐磨性能不佳，在持续的摩擦过程中，会在高温下出现性能下降，如摩擦系数降低、磨损加剧等。这会影响摩擦块的抓地表现，进而影响溜冰鞋的制动性能。
技术实现思路
1、为了提高摩擦块的耐磨性，本技术提供一种高性能溜冰鞋摩擦块。
2、第一方面，本技术提供的一种高性能溜冰鞋摩擦块采用如下的技术方案：
3、一种高性能碳纤维溜冰鞋摩擦块，按重量份计，包括天然橡胶300-500份、顺丁橡胶600-800份、改性炭黑500-700份、氧化锌40-80份、硬脂酸10-50份、硫磺10-40份和催化剂10-30份，所述改性炭黑由2-甲基-1,3-丁二烯对炭黑进行表面改性。
4、通过采用上述技术方案，天然橡胶和顺丁橡胶在摩擦块中起到了提供弹性和耐磨性的作用。它们具有良好的弹性，可以承受长时间的使用和摩擦，同时也能够保持刹车效果的稳定性。改性炭黑是经过表面处理的炭黑，在摩擦块中主要用于增加摩擦系数和耐磨性。由2-甲基-1,3-丁二烯对炭黑进行表面改性，可以提高炭黑与橡胶之间的相容性，增强摩擦块的抓地力和耐磨性能。氧化锌在溜冰鞋摩擦块中起到促进橡胶硫化反应的作用。它可以与硫磺反应形成交联结构，增加橡胶材料的强度和耐磨性。硬脂酸是一种稳定剂，用于提高摩擦块的耐热性能和稳定性。它可以防止材料在摩擦过程中因高温而降解，延长摩擦块的使用寿命。硫磺是与橡胶中的双键发生反应，形成交联结构，增加橡胶的强度和耐磨性。催化剂用于加速硫磺与橡胶之间的反应速率，促进橡胶的硫化反应。它能够提高摩擦块的硬度和耐磨性。总体来说，本技术的方案通过多组分相互配合和反应，实现了溜冰鞋摩擦块所需的耐磨、抓地和稳定性能，摩擦块能够在持续的溜冰过程中提供稳定的刹车效果，并具备良好的耐磨性能。
5、可选的，所述改性炭黑的制备方法为：
6、a1、将炭黑进行筛分除杂后转移至煅烧炉中，在氦气气氛下加热至600-800℃，保温1-3h，随后冷却至室温，采用去离子水清洗1-3次后在100-120℃下烘干；
7、a2、准备与炭黑质量相同的乙醇，将2-甲基-1,3-丁二烯加入乙醇中充分搅拌，使2-甲基-1,3-丁二烯完全溶解，2-甲基-1,3-丁二烯相对于炭黑质量6％-10％，得到改性溶液；
8、a3、将干燥后的炭黑放入改性溶液中，在25℃室温下反应4-8h，得到改性炭黑。
9、通过采用上述技术方案，炭黑表面由微晶石墨结构组成。在惰性气氛、高温处理下，炭黑的结构会发生不可逆的改变，形成具有均匀石墨化表面的规则多面体，使得炭黑在摩擦块中能够均匀分散，并且提高摩擦块的强度。同时，在改性溶液中添加2-甲基-1,3-丁二烯与炭黑发生反应，使改性剂均匀地覆盖在炭黑颗粒表面，有助于提高改性炭黑的分散性和与橡胶的相容性，从而增强其与橡胶的结合力。改性炭黑的引入可以增加摩擦块与地面之间的黏附力，提高摩擦系数，增加溜冰鞋的制动能力。此外，改性炭黑的表面改性还能够提升摩擦块的耐热老化能力，延长其使用寿命。
10、可选的，所述改性炭黑的碳含量≥98％，所述改性炭黑的粒径为30-50μm。
11、通过采用上述技术方案，通过保持碳含量在98％以上，可以确保改性炭黑具有良好的物理和化学稳定性。粒径为30-50μm的改性炭黑适中地控制了颗粒大小。这个范围内的颗粒尺寸能够提供适当的表面积和颗粒间隙，以增加与橡胶材料之间的接触面积，并促进表面反应和粘附性，有助于提高溜冰鞋摩擦块的性能，包括耐磨性和粘附性，从而提供更好的刹车效果和抓地力。
12、可选的，还包括重量份计的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维50-100份，所述聚间苯二甲酰间苯二胺纤维长度为1-3mm。
13、通过采用上述技术方案，在溜冰鞋摩擦块中加入聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的主要目的是增加摩擦块的强度和耐磨性。由于聚间苯二甲酰间苯二胺纤维具有高强度和刚性，可以有效地抵抗外部应力和摩擦力，从而延长摩擦块的使用寿命。聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的单体长度为1-3mm，较短的纤维长度可以更好地与橡胶材料分散。
14、可选的，所述聚间苯二甲酰间苯二胺纤维由γ-丙烯基三甲氧基硅烷对其进行表面改性。
15、可选的，所述γ-丙烯基三甲氧基硅烷改性聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的具体方法为：b1、将聚间苯二甲酰间苯二胺纤维浸入足量丙酮中，并采用超声振动清洗10-30min，清洗完成后用去离子水对聚间苯二甲酰间苯二胺纤维清洗2-4次后烘干；
16、b2、将聚间苯二甲酰间苯二胺纤维放入浓度为5wt％的cacl2溶液的烧杯中反应2-3h，再将cacl2溶液处理后的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维放入10％naoh溶液中，恒温60-70℃中反应2-3h，反应完成后用去离子水清洗至中性；
17、b3、取与聚间苯二甲酰间苯二胺纤维等质量的乙醇加入反应容器，并在乙醇中加入质量分数为10-20％的γ-丙烯基三甲氧基硅烷并通过超声振荡20-30min，将聚间苯二甲酰间苯二胺纤维加入反应容器并搅拌均匀，反应容器内溶液温度保持在30-50℃，反应3-5h后转移至100-120℃烘干箱中烘干。
18、通过采用上述技术方案，通过清洗、溶液处性理和表面改剂反应等步骤，使聚间苯二甲酰间苯二胺纤维表面得到清洁化处理和化学改性，增强其与其他材料之间的相容性和粘附性。这将有助于改性炭黑与橡胶材料之间更好地结合，提高摩擦块的耐磨性和稳定性。
19、可选的，所述催化剂包括苯乙烯过氧化物或二异丁基过氧化物中的一种或两种。
20、通过采用上述技术方案，苯乙烯过氧化物和二异丁基过氧化物都可用作橡胶材料的硫化反应的催化剂。它们能够引发橡胶材料中的硫磺与双键的反应，形成交联结构，增加橡胶的强度和耐磨性。使用单一的催化剂或混合使用两种催化剂都是可行的。
21、第二方面，本技术提供一种高性能溜冰鞋摩擦块的生产工艺，采用如下的技术方案：
22、一种高性能溜冰鞋摩擦块的生产工艺，包括以下步骤：
23、s1、将天然橡胶、顺丁橡胶、改性炭黑、氧化锌、硬脂酸、聚间苯二甲酰间苯二胺纤维依次加入密炼机中混合均匀，温度为50-100℃，搅拌速度30-50r/min，保持10-15min，得到密炼胶；
24、s2、取出密炼胶自然冷却至室温，将密炼胶在双辊开炼机中加热至120-160℃并加入催化剂和硫磺，混炼均匀，混炼时间为5-10min，混炼完成在室温干燥环境下停放16-24h，在温度140-160℃、压力10mpa下硫化后得到高性能溜冰鞋摩擦块。
25、通过采用上述技术方案，通过密炼混合和硫化处理，将天然橡胶、顺丁橡胶、改性炭黑、氧化锌、硬脂酸和聚间苯二甲酰间苯二胺纤维等原料混合，形成密炼胶，然后在混炼和硫化过程中促进硫化交联，最终得到高性能的溜冰鞋摩擦块。这样的制备方法能够提供优质的摩擦块材料，具有良好的耐磨性、热稳定性、抓地力，为滑行者提供更安全的滑行体验。
26、综上所述，本技术具有以下有益效果：
27、1、由于本技术采用天然橡胶和顺丁橡胶在摩擦块中起到了提供弹性和耐磨性的作用。它们具有良好的弹性，可以承受长时间的使用和摩擦，同时也能够保持刹车效果的稳定性。改性炭黑是经过表面处理的炭黑，在摩擦块中主要用于增加摩擦系数和耐磨性。由2-甲基-1,3-丁二烯对炭黑进行表面改性，可以提高炭黑与橡胶之间的相容性，增强摩擦块的抓地力和耐磨性能。氧化锌在溜冰鞋摩擦块中起到促进橡胶硫化反应的作用。它可以与硫磺反应形成交联结构，增加橡胶材料的强度和耐磨性。硬脂酸是一种稳定剂，用于提高摩擦块的耐热性能和稳定性。它可以防止材料在摩擦过程中因高温而降解，延长摩擦块的使用寿命。硫磺是与橡胶中的双键发生反应，形成交联结构，增加橡胶的强度和耐磨性。催化剂用于加速硫磺与橡胶之间的反应速率，促进橡胶的硫化反应。它能够提高摩擦块的硬度和耐磨性。总体来说，本技术的方案通过多组分相互配合和反应，实现了溜冰鞋摩擦块所需的耐磨、抓地和稳定性能，摩擦块能够在持续的溜冰过程中提供稳定的刹车效果，并具备良好的耐磨性能。
28、2、本技术中优选采用在惰性气氛、高温处理下，炭黑的结构会发生不可逆的改变，形成具有均匀石墨化表面的规则多面体，使得炭黑在摩擦块中能够均匀分散，并且提高摩擦块的强度。同时，在改性溶液中添加2-甲基-1,3-丁二烯与炭黑发生反应，使改性剂均匀地覆盖在炭黑颗粒表面，有助于提高改性炭黑的分散性和与橡胶的相容性，从而增强其与橡胶的结合力。改性炭黑的引入可以增加摩擦块与地面之间的黏附力，提高摩擦系数，增加溜冰鞋的制动能力。此外，改性炭黑的表面改性还能够提升摩擦块的耐热老化能力，延长其使用寿命。。
29、3、本技术优选通过在溜冰鞋摩擦块中加入聚间苯二甲酰间苯二胺纤维增加摩擦块的强度和耐磨性。由于聚间苯二甲酰间苯二胺纤维具有高强度和刚性，可以有效地抵抗外部应力和摩擦力，从而延长摩擦块的使用寿命。聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的单体长度为1-3mm，较短的纤维长度可以更好地与橡胶材料分散。