本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种防静电橡胶板及其制备方法。
背景技术：
防静电橡胶板是九十年代兴起、发展的新兴产品，作用是：通过导电材料在橡胶大分子表面形成导电层，以构成静电疏泄通道，达到有效去除因设备转动、物体摩擦等而产生的静电的目的，它对保护人体健康，防止火灾事故，保持设备正常动转、仪器和仪表的高灵敏度，有着重要的作用。
防静电橡胶板主体材料是丁腈橡胶和导电炭黑，丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强；导电炭黑粒径小，比表面积大且粗糙，具有低电阻，可赋予制品导电或防静电作用。现有技术中，防静电橡胶板存在撕裂强度低的问题，撕裂强度仅为20kN/m，车辆等通过容易使其折断，限制了防静电橡胶板的应用范围。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种防静电橡胶板及其制备方法。本发明提供的防静电橡胶板撕裂强度高，具有优异的抗撕裂性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种防静电橡胶板，所述防静电橡胶板具有三层夹芯结构，所述夹芯结构的芯层为浸胶处理的防静电强力布，所述夹芯结构的表层包括以下重量份数的组分：
丁腈橡胶100份、导电炭黑60份、芳烃油20份、氧化锌5份、硬脂酸1.2份、促进剂M 1.2份、防老剂40101份、硫黄2.0份。
优选地，所述防静电强力布为EP200布。
优选地，所述浸胶使用的浸胶液包括以下重量份数的组分：
RFI溶液70份，RF树脂液20份，导电液壬基酚聚氧乙烯醚10份。
优选地，所述RFI溶液包括以下质量份数的组分：天然胶乳95份，间苯二酚-甲醛树脂5份。
优选地，所述RF树脂液的制备方法包括以下步骤：将间苯二酚、甲醛与NaOH混合，发生聚合反应，得到RF树脂液。
优选地，所述间苯二酚、甲醛与NaOH的质量比为1:7:1。
优选地，所述浸胶处理包括以下步骤：
所述防静电强力布经浸胶液浸泡后依次经热拉伸、热定型和冷却处理。
优选地，所述热拉伸的温度为185±5℃，热拉伸的时间为2～2.5min，热拉伸的张力为20000～22000N。
优选地，所述热定型的温度为185±5℃，热定型的时间为2～2.5min，热拉伸的张力为20000～22000N。
本发明还提供了上述技术方案所述防静电橡胶板的制备方法，包括以下步骤：
(1)丁腈橡胶经过塑炼处理后，按照表层的配方称取原料进行混炼，得到混炼胶；
(2)将所述步骤(1)得到的混炼胶进行压延，得到胶片；
(3)将所述步骤(2)得到的胶片与浸胶处理的防静电强力布进行成型，得到三层夹芯结构成型橡胶板；
(4)将所述步骤(3)得到的成型橡胶板进行硫化，得到防静电橡胶板。
本发明提供了一种防静电橡胶板，所述防静电橡胶板具有三层夹芯结构，所述夹芯结构的芯层为浸胶处理的强力布，所述夹芯结构的表层包括以下重量份数的组分：丁腈橡胶100份、导电炭黑60份、芳烃油20份、氧化锌5份、硬脂酸1.2份、促进剂M 1.2份、防老剂40101份、硫黄2.0份。本发明在防静电橡胶板中间添加了一层浸胶处理的防静电强力布为骨架层，增加了撕裂强度，延长了使用寿命，且经过浸胶处理的防静电强力布和表层会结合在一起，增加了表层和防静电强力布的粘合。实施例的数据表明，本发明提供的防静电橡胶板撕裂强度高达72kN/m，拉伸强度为15MPa，扩大了防静电橡胶板的应用范围。
具体实施方式
本发明提供了一种防静电橡胶板，所述防静电橡胶板具有三层夹芯结构，所述夹芯结构的芯层为浸胶处理的防静电强力布，所述夹芯结构的表层包括以下重量份数的组分：
丁腈橡胶100份、导电炭黑60份、芳烃油20份、氧化锌5份、硬脂酸1.2份、促进剂M 1.2份、防老剂40101份、硫黄2.0份。
本发明通过在防静电橡胶板中间添加了一层浸胶处理的防静电强力布为骨架层，增加了撕裂强度，延长了使用寿命。
在本发明中，所述防静电强力布优选为EP200布。在本发明中，所述EP200布经向是聚酯，纬向是聚酰氨，所述EP200布的性能如下：
所述EP200布的平方米干质量为1308g·m-2，厚度为1.51mm，绝缘。本发明对所述EP200布的来源没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述浸胶处理的防静电强力布的厚度优选为0.5mm；本发明对所述表层的厚度没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的防静电橡胶板中橡胶板的厚度即可，具体的，如0.5毫米，1毫米，1.5毫米等。
本发明对所述丁腈橡胶、导电炭黑、芳烃油、氧化锌、硬脂酸、促进剂M、防老剂4010以及硫黄的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述浸胶使用的浸胶液优选包括以下重量份数的组分：
RFI溶液70份，RF树脂液20份，导电液壬基酚聚氧乙烯醚10份。
在本发明中，所述RFI溶液优选包括以下质量份数的组分：天然胶乳95份，间苯二酚-甲醛树脂5份。在本发明中，所述间苯二酚-甲醛树脂与天然胶乳之间的氢键存在极性，其不仅有很好的相溶性，也有很好的增强效果，天然胶乳具有相当强的偶极，与间苯二酚-甲醛树脂中的氧键相互作用，由分子间的物理缠绕生成很强的凝聚系统，凝聚系统在橡胶和防静电强力布之间起到了桥梁作用，即间苯二酚-甲醛树脂和防静电强力布有相当好的结合，天然胶乳和表层也有相当好的结合，结合原理是间苯二酚-甲醛树脂中的羟甲基和防静电强力布纤维分子中的活泼氧发生脱水缩聚，即间苯二酚-甲醛树脂中的羟甲基和聚酰胺的酰胺基团之间发生脱水反应，在脱水反应过程中，RFI溶液与防静电强力布纤维之间活泼氧进行了结合，提高了防静电强力布与表层之间的粘合力。
本发明对所述天然胶乳的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述导电液壬基酚聚氧乙烯醚的羟值优选为85±3mg KOH/g，pH值优选为6.0～7.0，水份含量(wt)≤0.8％，浊点为60～67℃。本发明对所述壬基酚聚氧乙烯醚的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述RF树脂液的制备方法优选包括以下步骤：将间苯二酚、甲醛与NaOH混合，发生聚合反应，得到RF树脂液。
在本发明中，所述间苯二酚、甲醛与NaOH的质量比优选为1:7:1。
在本发明中，所述聚合反应的温度优选为室温，不需要额外的加热或降温，更优选为26℃；所述聚合反应的时间优选为1～2天。
在本发明中，所述浸胶液的pH值优选为10.0～11.0；本发明通过添加氨水达到所述pH值。在本发明中，所述氨水的质量浓度优选为28％。在本发明中，氨水能推迟RFI溶液的弱化，使得浸胶液的粘合力稳定，不会因长时间的存放导致RFI溶液粘合力降低。
在本发明中，所述浸胶处理优选包括以下步骤：
所述防静电强力布经浸胶液浸泡后依次经热拉伸、热定型和冷却处理。
在本发明中，所述防静电强力布经浸胶液浸泡，得到浸胶后防静电强力布。本发明对所述浸泡的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的浸泡方式即可，具体的，如在浸胶设备中进行，所述浸胶设备包括浸胶槽、干燥室、热伸张机器及卷取装置。
得到浸胶后防静电强力布后，本发明优选将所述浸胶后防静电强力布依次经热拉伸、热定型和冷却处理。在本发明中，所述热拉伸的温度优选为185±5℃，更优选为180℃；所述热拉伸的时间优选为2～2.5min，更优选为2min；所述热拉伸的张力优选为20000～22000N。本发明中，所述热拉伸时浸胶液中的分子比较活泼，热拉伸时很容易将分子进行重新排列整齐，趋于定向,可以得到优良的热拉伸效果。
热拉伸完成后，本发明对热拉伸产物进行热定型。在本发明中，所述热定型的温度优选为185±5℃，更优选为180℃；所述热定型的时间优选为2～2.5min，更优选为2min；所述热定型的张力优选为20000～22000N。在本发明中，所述热定型的张力低于热拉伸的张力，从而使得热拉伸后的防静电强力布有一定量的回缩，塑性变形部分固定，弹性变形部分恢复，进而消除内应力。
热定型完成后，本发明将热定型产物进行冷却，得到浸胶处理的防静电强力布。在本发明中，所述冷却的终温优选为室温，更优选为22±5℃。本发明对所述冷却的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的冷却方式即可，具体的，如自然冷却。在本发明中，所述热拉伸、热定型和冷却处理可以减小正负荷伸长率和热收缩率，提高橡胶板尺寸稳定性，延长橡胶板的使用寿命。
本发明还提供了上述技术方案所述防静电橡胶板的制备方法，包括以下步骤：
(1)丁腈橡胶经过塑炼处理后，按照表层的配方称取原料进行混炼，得到混炼胶；
(2)将所述步骤(1)得到的混炼胶进行压延，得到胶片；
(3)将所述步骤(2)得到的胶片与浸胶处理的防静电强力布进行成型，得到三层夹芯结构的成型橡胶板；
(4)将所述步骤(3)得到的成型橡胶板进行硫化，得到防静电橡胶板。
本发明中，丁腈橡胶经过塑炼处理后，按照表层的配方称取原料进行混炼，得到混炼胶。在本发明中，所述丁腈橡胶塑炼前还优选包括切胶。本发明中，所述切胶将丁腈橡胶分散，便于配料、塑炼和混炼加工。本发明对所述切胶的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的切胶方式即可。
切胶后，本发明将切胶后的丁腈橡胶塑炼。在本发明中，所述塑炼的温度优选为50～80℃，更优选为60～70℃。本发明中，所述塑炼能够降低丁腈橡胶的弹性，增加可塑性，并获得适当的流动性，以满足混炼、压延、成型、硫化加工工艺过程的要求。本发明对所述塑炼的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的开炼机即可。
丁腈橡胶塑炼完成后，本发明按照表层的配方称取原料进行混炼，得到混炼胶。本发明对所述混炼的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的密炼机即可。
得到混炼胶后，本发明将所述混炼胶进行压延，得到胶片。在本发明中，所述胶片的尺寸优选为宽度1100×厚度1.6×长度40000mm。本发明对所述压延的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的压延机即可，具体的，如两个辊筒L型压延机。
在本发明中，所述混炼胶压延前优选进行热炼。热炼采用开放式炼胶机，在本发明中，所述热炼依次包括粗炼和精炼，粗炼辊距为2-3毫米，精炼辊距为1毫米以下，所述粗炼的温度优选为40～50℃；所述精炼时前辊的温度优选为50～60℃，后辊的温度优选为45～55℃。
得到胶片后，本发明将所述胶片与浸胶处理的防静电强力布进行成型，得到三层夹芯结构的成型橡胶板。在本发明中，所述成型的具体步骤包括：将所述胶片放开，抻平，然后把浸胶处理的防静电强力布铺到上面，两边重合，拽平，再把另外一胶片置于浸胶处理的防静电强力布的表面上，抻平。
得到成型橡胶板后，本发明将所述成型橡胶板进行硫化，得到防静电橡胶板。在本发明中，所述硫化的温度优选为145±5℃，所述硫化的压力优选为15±0.5MPa，所述硫化的速度优选为0.5±0.01米/每秒。
本发明对所述硫化的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的硫化机即可，具体的，如鼓式硫化机。
硫化完成后，本发明将硫化产物经过常规的冷却、修边、整理得到防静电橡胶板。
下面结合实施例对本发明提供的防静电橡胶板及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
按配方丁腈橡胶100份、导电炭黑60份、芳烃油20份、氧化锌5份、硬脂酸1.2份、促进剂M 1.2份、防老剂40101份、硫黄2.0份称取各原料。
取天然胶乳95份，间苯二酚-甲醛树脂5份混合，得到RFI溶液；取间苯二酚5份，甲醛35份，在26℃下，加入5份NaOH，进行搅拌缩合反应1天，得到RF树脂液；取RFI溶液70份，RF树脂液20份，导电液壬基酚聚氧乙烯醚10份以及氨水(质量浓度为28％)混合，得到浸胶液，浸胶液的pH值为11.0，将浸胶液置于浸胶设备中的浸胶槽中，将EP200布浸泡在浸胶液中，于185℃、张力22000N下进行热拉伸2min，再于185℃、张力22000N下进行热定型2min，然后自然冷却至22℃，得到浸胶处理的防静电强力布。
丁腈橡胶经过切胶和50℃塑炼处理后；按照表层的配方称取原料在密炼机中混炼，得到混炼胶；将混炼胶先在40℃下粗炼，然后在前辊50℃、后辊45℃下进行精炼，精炼完成后在两个辊筒L型压延机中压延，得到宽度1100×厚度1.6×长度40000mm的胶片；胶片在案子上放开，抻平，然后把浸胶处理的防静电强力布铺到上面，两边重合，拽平，再把另外一胶片置于在浸胶处理的防静电强力布的表面上，抻平，得到成型橡胶板，成型橡胶板在温度为145℃，压力为15MPa，速度为0.49米/每秒的鼓式硫化机中进行硫化后，经过常规的冷却、修边、整理得到防静电橡胶板。
实施例2
按配方丁腈橡胶100份、导电炭黑60份、芳烃油20份、氧化锌5份、硬脂酸1.2份、促进剂M 1.2份、防老剂40101份、硫黄2.0份称取各原料。
取天然胶乳95份，间苯二酚-甲醛树脂5份混合，得到RFI溶液；取间苯二酚5份，甲醛35份，在26℃下，加入5份NaOH，进行搅拌缩合反应2天，得到RF树脂液；取RFI溶液70份，RF树脂液20份，导电液壬基酚聚氧乙烯醚10份以及氨水(质量浓度为28％)混合，得到浸胶液，浸胶液的pH值为10.0，将浸胶液置于浸胶设备中的浸胶槽中，将EP200布浸泡在浸胶液中，于180℃、张力22000N下进行热拉伸2min，再于180℃、张力22000N下进行热定型2min，然后自然冷却至27℃，得到浸胶处理的防静电强力布。
丁腈橡胶经过切胶和80℃塑炼处理后；按照表层的配方称取原料在密炼机中混炼，得到混炼胶；将混炼胶先在50℃下粗炼，然后在前辊60℃、后辊55℃下进行精炼，精炼完成后在两个辊筒L型压延机中压延，得到宽度1100×厚度1.6×长度40000mm的胶片；胶片在案子上放开，抻平，然后把浸胶处理的防静电强力布铺到上面，两边重合，拽平，再把另外一胶片置于在浸胶处理的防静电强力布的表面上，抻平，得到成型橡胶板，成型橡胶板在温度为140℃，压力为14.5MPa，速度为0.5米/每秒的鼓式硫化机中进行硫化后，经过常规的冷却、修边、整理得到防静电橡胶板。
对比例1
采用与实施例1完全相同的制备方法制备防静电橡胶板，区别仅在于不添加浸胶处理的防静电强力布。
对实施例1～2以及对比例制得的防静电橡胶板的性能进行测试，结果如表1所示，由表1可以看出，本发明在防静电橡胶板中间添加了一层浸胶处理的防静电强力布为骨架层，增加了撕裂强度，延长了使用寿命，且经过浸胶处理的防静电强力布和表层中的原料会结合在一起，增加了表层和防静电强力布的粘合。
表1实施例1～2以及对比例制得的防静电橡胶板的性能测试结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。