本發明屬于有機高分子化合物技術領域，特別涉及一種防滑抗靜電橡膠鞋底及其制備方法。
背景技術：
高分子材料具有絕緣性，當其表面受到摩擦時,處于靜止狀態的電荷積聚而形成靜電。當電荷積累到一定數量時,會造成電擊甚至引起火災，為了保障人身財產安全，存在靜電危害的場所必須穿著能清除靜電的抗靜電鞋，特別是石油、化工、煤礦等行業的作業場所，防止因人體帶有靜電而可能引起燃燒、爆炸等，避免由于250V以下電氣設備所偶然引起的對人體的電擊和火災。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種具有電阻率小于1兆歐、永久性抗靜電、高防滑特點的防滑抗靜電橡膠鞋底，以及制備前述防滑抗靜電橡膠鞋底的制備方法。
為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種防滑抗靜電橡膠鞋底，由組分材料天然橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、白炭黑、抗靜電劑、防老劑、聚乙二醇、硅烷偶聯劑、聚乙烯蠟、氧化鋅、硬脂酸、硫磺、硫化促進劑D和硫化促進劑DM制備而成。
其中：所述一種防滑抗靜電橡膠鞋底的各組分材料按重量份表示為：
天然橡膠 16 份
丁腈橡膠 47 - 53 份
丁苯橡膠 24 - 29 份
順丁橡膠 8 份
白炭黑 20 份
抗靜電劑 3 - 5 份
防老劑 0.8 份
聚乙二醇 1.6 份
硅烷偶聯劑 1.5 份
聚乙烯蠟 0.3 份
氧化鋅 2 份
硬脂酸 1 份
硫磺 2 份
硫化促進劑D 0.8 份
硫化促進劑DM 1.7 份。
進一步的，各組分材料的重量份優選為：
天然橡膠 16 份
丁腈橡膠 51 份
丁苯橡膠 25 份
順丁橡膠 8 份
白炭黑 20 份
抗靜電劑 4.5 份
防老劑 0.8 份
聚乙二醇 1.6 份
硅烷偶聯劑 1.5 份
聚乙烯蠟 0.3 份
氧化鋅 2 份
硬脂酸 1 份
硫磺 2 份
硫化促進劑D 0.8 份
硫化促進劑DM 1.7 份。
其中，所述天然橡膠是標膠3L。
其中，所述丁腈橡膠的丙烯腈含量不低于33%(質量比)。
其中，所述丁苯橡膠為溶聚丁苯橡膠。
其中，所述順丁橡膠是銣系順丁橡膠。
其中，所述抗靜電劑至少包括聚醚-聚酰胺共聚物抗靜電劑、離子鍵聚合物抗靜電劑、聚氧乙烯醚類抗靜電劑中的兩種。
其中，所述防老劑是防老劑1010。
其中，所述聚乙二醇是PEG-4000。
其中，所述硅烷偶聯劑是Si-69。
一種制備前述防滑抗靜電橡膠鞋底的制備方法，依次包括如下步驟：
步驟（1）、先將天然橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、白炭黑、抗靜電劑、防老劑、聚乙二醇、硅烷偶聯劑、聚乙烯蠟、氧化鋅和硬脂酸放入密煉機中密煉，116℃-120℃排膠，室溫放置24小時，然后在雙輥開煉機上混煉，并加入準確稱量的硫磺、硫化促進劑D、硫化促進劑DM，混煉均勻后，以均勻片狀出片，得到防滑抗靜電橡膠片；
步驟（2）、將防滑抗靜電橡膠片置于太空鋁材質的模具中，排空模具中的空氣，即通過硫化機臺將模具上頂放氣時間3-5秒，將模具下降停頓時間3-5秒，如此往返操作的放氣次數2-3次；
步驟（3）、經過步驟（2）處理后，控制模具硫化溫度165℃，硫化壓力13.5 MPa -14.5 MPa，硫化時間190秒-210秒，即得到防滑抗靜電橡膠鞋底。
其中，模具為太空鋁材質，太空鋁是經過高溫氧化等特殊處理過的鋁鎂合金，是一種強度和防腐性能都較高的鋁制品。
其中，模具的花紋為一次性鑄造而成，或者金屬激光精雕機雕刻而成。
其中，步驟（2）放氣時間優選為3秒；下降時間優選為3秒；放氣次數優選為2次。
其中，步驟（3）中硫化壓力優選為13.8 MPa -14.1 MPa。
其中，步驟（3）中硫化時間優選為195秒-200秒。
通過采取前述技術方案，本發明具有如下有益效果：
1、橡膠是絕緣材料，經過發明人的多次試驗，單一抗靜電劑(除了炭黑)無法達到較好的抗靜電效果，也無法達到永久抗靜電作用，從對比例2的測試結果可以得到證實；本發明申請同時添加多種不同類型的抗靜電劑，使兩種或多種抗靜電劑相互補充，減少抗靜電劑的表面遷移，提高了抗靜電劑與橡膠的相互作用力，顯著提高了抗靜電效果，且抗靜電效果穩定，不受環境溫濕度、時間的影響，能永久抗靜電。同時，抗靜電劑也含有極性基團，與甘油(SRB模式是甘油溶液污染的鋼板界面)容易形成氫鍵作用，從而提高了含抗靜電劑的橡膠鞋底與甘油的相互作用力，即提高了橡膠鞋底的防滑性能。
2、橡膠鞋底在水、洗滌液、油等液體污染的界面上防滑性能，關鍵是要能及時將液體污染物排除，減少污染物在鞋底與界面之間的殘留，則橡膠鞋底花紋的排水功能十分重要，而模具對于鞋底花紋性能具有直接影響。目前市場上的橡膠鞋底模具均為鐵模具，在表面進行電鍍鉻或噴特氟龍等修飾處理，修飾表層厚度5-10um，這樣防止生銹，表面不容易損壞，但是鐵模具上的電鍍鉻或特氟龍的厚度均一性不足，通過該鐵模具制備的橡膠鞋底，鞋底花紋表面光滑性低，也無法實現細小花紋，尤其是具有細小排水溝的防滑花紋的制作；而普通塑料鞋底的鋁模具，無法承受硫化橡膠的壓力，容易導致鋁模變形、變薄。本發明專利申請在制備過程中使用太空鋁材質的模具進行橡膠鞋底的制作，得到的橡膠鞋底花紋清晰、表面光滑，甚至細小排水溝也具有結構分明穩定特性，細小排水溝能起到較好的排水功能，顯著提高了防滑性能。參見實施例1和對比例3，實施例1的SRB摩擦系數明顯好于對比例3，表明通過太空鋁模具制備的橡膠鞋底在油污染界面上的防滑性能具有明顯優勢。
具體實施方式
現結合具體實施例對本發明進一步說明。
實施例1：
本實施例中， 一種防滑抗靜電橡膠鞋底由以下組分按重量份組成：
天然橡膠3L 16 份
丁腈橡膠3250 31 份
丁腈橡膠4975 20 份
丁苯橡膠T2000R 25 份
順丁橡膠B24 8 份
白炭黑 20 份
聚醚-聚酰胺共聚物抗靜電劑 2 份
離子鍵聚合物抗靜電劑 2.5 份
防老劑1010 0.8 份
聚乙二醇PEG4000 1.6 份
硅烷偶聯劑Si69 1.5 份
聚乙烯蠟 0.3 份
氧化鋅 2 份
硬脂酸 1 份
硫磺 2 份
硫化促進劑D 0.8 份
硫化促進劑DM 1.7 份
上述防滑抗靜電橡膠鞋底的制備方法，依次包括如下步驟：步驟（1）、將以上組分材料除硫磺、硫化促進劑以外的膠料放入密煉機中密煉，117℃排膠，室溫放置24小時，然后在雙輥開煉機上混煉，并加入準確稱量的硫磺、硫化促進劑，混煉均勻后，以均勻片狀出片，得到防滑抗靜電橡膠片；
步驟（2）、將防滑抗靜電橡膠片置于太空鋁材質的模具中，模具花紋采用金屬激光精雕機雕刻而成，排空模具中的空氣，即通過硫化機臺將模具上頂放氣時間3秒，將模具下降停頓時間3秒，如此往返操作的放氣次數2次；
步驟（3）、經過步驟（2）處理后，控制模具硫化溫度165℃，硫化壓力14.0MPa，硫化時間195秒，即得到防滑抗靜電橡膠鞋底。
上述制備得到的防滑抗靜電橡膠鞋底，密度1.10g/cm3，硬度52A，電阻0.4 MΩ，濕式摩擦系數0.81，SRA摩擦系數0.42，SRB摩擦系數0.51MΩ。
實施例2：
本實施例中， 一種防滑抗靜電橡膠鞋底的制備方法基本與實施例1中的制備方法相同，所不同的是：
聚醚-聚酰胺共聚物抗靜電劑1.5 份, 離子鍵聚合物抗靜電劑1.5 份, 丁苯橡膠T2000R 24 份。
上述制備得到的防滑抗靜電橡膠鞋底，密度1.12g/cm3，硬度52A，電阻0.9 MΩ，濕式摩擦系數0.80，SRA摩擦系數0.40，SRB摩擦系數0.48。
實施例3：
本實施例中， 一種防滑抗靜電橡膠鞋底的制備方法基本與實施例1中的制備方法相同，所不同的是：
丁腈橡膠3250 18份，丁腈橡膠4975 35份；
步驟（2）中放氣時間5秒，下降時間5秒，放氣次數3次；步驟（3）中硫化壓力14.5 MPa，硫化時間210秒。
上述制備得到的防滑抗靜電橡膠鞋底，密度1.10g/cm3，硬度54A，電阻0.6 MΩ，濕式摩擦系數0.84，SRA摩擦系數0.44，SRB摩擦系數0.53。
實施例4：
本實施例中， 一種防滑抗靜電橡膠鞋底的制備方法基本與實施例1中的制備方法相同，所不同的是：
丁腈橡膠3250 27份，丁苯橡膠T2000R 29 份，抗靜電劑為離子鍵聚合物抗靜電劑2.5 份和聚氧乙烯醚類抗靜電劑2.5 份；
步驟（3）中硫化壓力13.5 MPa，硫化時間190秒。
上述制備得到的防滑抗靜電橡膠鞋底，密度1.11g/cm3，硬度51A，電阻0.8 MΩ，濕式摩擦系數0.77，SRA摩擦系數0.39，SRB摩擦系數0.45。
對比例1
本對比例中，橡膠鞋底的制備方法基本與實施例1中的制備方法相同，所不同的是：
步驟1中：丁腈橡膠3250 51份，丁腈橡膠4975 0份，聚醚-聚酰胺共聚物抗靜電劑0 份, 離子鍵聚合物抗靜電劑4.5份。
上述制備得到的橡膠鞋底，密度1.12g/cm3，硬度51A，電阻120MΩ，濕式摩擦系數0.71，SRA摩擦系數0.34，SRB摩擦系數0.35。
對比例2
本對比例中，橡膠鞋底的制備方法基本與實施例1中的制備方法相同，所不同的是：
聚醚-聚酰胺共聚物抗靜電劑0 份, 離子鍵聚合物抗靜電劑0份
上述制備得到的橡膠鞋底，密度1.10g/cm3，硬度53A，電阻140000 MΩ，濕式摩擦系數0.79，SRA摩擦系數0.40，SRB摩擦系數0.47。
對比例3
本對比例中，橡膠鞋底的制備方法基本與實施例1中的制備方法相同，所不同的是：
步驟（2）中使用模具的材質為鐵，模具花紋經模具鑄造而成，模具花紋表面再電鍍鉻，厚度5um。
上述制備得到的橡膠鞋底，密度1.09g/cm3，硬度53A，電阻0.6 MΩ，濕式摩擦系數0.84，SRA摩擦系數0.38，SRB摩擦系數0.29。
上述實施例1～4和對比例1～3的數據整理后，得到如下表1（注：硬度采用GS-706G硬度計測試，電阻采用超絕緣計SM-8215測試，濕式摩擦系數按照TM144:2011測試平滑模式，SRA和SRB摩擦系數按照ISO 13287:2012測試平滑模式，SRA模式是洗滌液污染的瓷磚界面，SRB模式是甘油溶液污染的鋼板界面）：
表1 ：實施例和對比例制備的橡膠鞋底的性能參數對照表。
綜上所述，按照本發明的防滑抗靜電橡膠鞋底的制備方法，制得的防滑抗靜電橡膠鞋底獲得電阻率小于1兆歐、永久性防靜電、高防滑等特點，并且具有機械強度高等特點，特別適合在鞋底等方面應用。
以上所記載，僅為利用本創作技術內容的實施例，任何熟悉本項技藝者運用本創作所做的修飾、變化，皆屬本創作主張的專利范圍，而不限于實施例所揭示者。