【技術實現步驟摘要】
本申請涉及耐磨橡膠，尤其是一種高耐磨且環保型橡膠鞋底及其制備工藝。
技術介紹
1、耐磨橡膠因其具有高耐磨性、高強度、抗老化、耐候性、耐酸堿、抗氧化等優點，在各種工業領域和行業中都被廣泛使用。在合成耐磨橡膠的過程中，人們發現加入適量的氧化鋅可以很好的提高橡膠的耐磨性能、抗老化性、抗撕裂性，這讓氧化鋅在耐磨橡膠領域中很受歡迎，并且被大量使用。不過為了盡可能的提高耐磨橡膠的性能，工業上會大量使用氧化鋅作為補強劑、促進劑。由于大量使用氧化鋅，耐磨橡膠制品中存在鋅金屬含量過大，回收利用難、對環境污染大、鋅金屬資源浪費等問題隨之而來。因此，怎么降低耐磨橡膠制品氧化鋅添加量，又可以提高耐磨橡膠的耐磨性、抗老化性等性能，是人們一直以來關注的重點。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本申請提供了一種高耐磨且環保型橡膠鞋底及其制備工藝。
2、本申請提供的一種高耐磨且環保型橡膠鞋底，是通過以下技術方案得以實現的：
3、一種高耐磨且環保型橡膠鞋底包括表面單原子鋅摻雜改性的無機填料、橡膠組合物、硫化劑、促進劑、分散劑、軟化劑、防老劑、填料組合物制成；所述表面單原子鋅摻雜改性的無機填料包括由無機填料載體和以單原子的形式錨定在無機填料載體表面的缺陷位點的過渡金屬，所述無機填料載體包括納米碳酸鈣、納米高嶺土、納米二氧化硅、納米氧化鋁中的至少一種；所述表面單原子鋅摻雜改性的無機填料中的過渡金屬為鋅，過渡金屬鋅和無機填料的載體質量比為1:(5-10)；所述無機填料載體的粒徑為50-200
4、優選地，所述表面單原子鋅摻雜改性的無機填料的制備方法，包括以下步驟：
5、步驟一，將無機填料載體進行球磨處理，獲得粒徑≤200nm的載體，備用；
6、步驟二，將步驟一中的無機填料載體加入到1mol/l的金屬氫氧化物水溶液中，1mol/l的金屬氫氧化物水溶液與載體的質量比為（1.0-1.2）:1，轉速為800-1000rpm，升溫至75-85℃，充分反應35-40h，在載體表面構筑充足的缺陷位點，隨后過濾干燥，研磨后備用；
7、步驟三，將步驟二中制備的無機填料載體與鋅離子含量在100-200g/l的鋅金屬鹽溶液進行混合，鋅離子含量在100-200g/l的鋅金屬鹽溶液與步驟二中制備的載體的質量比為1：1，升溫至58-65℃，充分攪拌16-24h，將上清液去除，離心分離，并置于100-120℃鼓風干燥箱中干燥10-14h，干燥后將所得的材料進行球磨處理；
8、步驟四，將步驟三中所得的固體粉末進行活化處理，在氬氣氣氛下，煅燒溫度為200-600℃，升溫速率為2-5℃/min，煅燒時間為2-6h得目標表面單原子鋅摻雜改性的無機填料。
9、優選地，所述橡膠鞋底主要是由以下重量份的原料制成：3-4份的表面單原子鋅摻雜改性的無機填料、80-100份的橡膠組合物、1-2份的硬脂酸、3-5份的防老劑、50-65份的填料組合物；0.4-0.8份的促進劑、3-4份的古馬隆樹脂、2-2.5份的硫磺、1-2份的硅烷偶聯劑。
10、優選地，橡膠組合物是天然橡膠tsr20lm、順丁橡膠sbr、順丁橡膠kbr01由組成。
11、優選地，所述天然橡膠tsr20lm、順丁橡膠sbr、順丁橡膠kbr01的質量比為10:(3-4):(4-6)。
12、優選地，所述促進劑為促進劑na-22、促進劑dcbs以質量比10:(1-5)組成；所述防老劑為防老劑rd、sp－p苯乙烯化苯酚以質量比10:(5-20)組成。
13、優選地，所述填料組合物是由炭黑搭配微粉硅膠、微晶纖維素、白炭黑、煅燒高嶺土、超細碳酸鈣、玄武巖纖維膨體紗、氧化鋁、氫氧化鋁、微晶陶瓷粉、硫酸鋇、氮化硅中的至少一種。
14、優選地，所述填料組合物是由炭黑、超細氧化鋁、玄武巖纖維膨體紗、超細氮化硅組成；所述炭黑占所述填料組合物的總質量的75-90wt%。
15、優選地，所述填料組合物是由炭黑、超細氧化鋁、玄武巖纖維膨體紗、超細氮化硅以質量比組成(78-88):(4-8):(6-8):(2-6)。
16、優選地，所述橡膠鞋底主要是由以下重量份的原料制成：3.8-4份的表面單原子鋅摻雜改性的無機填料、50份的天然橡膠tsr20lm、15-20份的順丁橡膠sbr、20-25份的順丁橡膠kbr01、1-2份的硬脂酸、0.5-2份的防老劑rd、1-3份的sp－p苯乙烯化苯酚、50-65份的填料組合物；0.3-0.6份的促進劑na-22、0.1-0.2份的促進劑dcbs、3-4份的古馬隆樹脂、2-2.5份的硫磺、1-2份的硅烷偶聯劑kh570。
17、本申請采用表面單原子鋅摻雜改性的無機填料替代傳統橡膠行業的997優級氧化鋅作橡膠硫化活性劑，不僅金屬鋅用量可降低60%-70%，大幅度節約有色金屬鋅資源，減少相關冶煉帶來的碳排放，同時有效降低對環境的重金屬殘留污染，易于實現產業化，且在保證橡膠物理性能合格前提下，可改善耐磨橡膠鞋底的物料性能。
18、綜上所述，本申請具有以下優點：
19、1、本申請采用表面單原子鋅摻雜改性的無機填料的含鋅量為10-20%，而傳統997氧化鋅的含鋅量為80%，將耐磨橡膠鞋底中鋅的用量降低80%以上，表面單原子鋅摻雜改性的無機填料更符合國家環保標準，有效解決國內橡膠領域的高鋅難題。
20、2、本申請中的表面單原子鋅摻雜改性的無機填料不僅含鋅量低，可以每年節約金屬鋅50萬噸以上，碳排放減排250萬噸以上，同時將產品中的重金屬（鉛、鎘、砷等）降低80%以上。
21、3、本申請的表面單原子鋅摻雜改性的無機填料，有效抑制霉菌、真菌生長或紫外線對橡膠耐老化。
22、4、本申請所提供的制備方法相對簡單，便于工業化批量生產，推動國內工業橡膠制品產業革新，使得其產業生產更為環保、安全。
23、5、本申請可高環保生產工藝下制備橡膠鞋底，且可改善所制備的橡膠鞋底的力學性能、抗菌防霉性能、耐老化性能，提升橡膠鞋底的使用壽命。
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1.一種高耐磨且環保型橡膠鞋底及其制備工藝，其特征在于：包括表面單原子鋅摻雜改性的無機填料、橡膠組合物、硫化劑、促進劑、分散劑、軟化劑、防老劑、填料組合物制成；所述表面單原子鋅摻雜改性的無機填料包括由無機填料載體和以單原子的形式錨定在無機填料載體表面的缺陷位點的過渡金屬，所述無機填料載體包括納米碳酸鈣、納米高嶺土、納米二氧化硅、納米氧化鋁中的至少一種；所述表面單原子鋅摻雜改性的無機填料中的過渡金屬為鋅，過渡金屬鋅和無機填料的載體質量比為1:(5-10)；所述無機填料載體的粒徑為50-200nm；所述橡膠組合物至少包括天然橡膠、順丁橡膠。
2.根據權利要求1所述的一種利用超低鋅含量的表面單原子鋅摻雜改性的無機填料制備的電線電纜護套橡膠，其特征在于：所述橡膠鞋底主要是由以下重量份的原料制成：3-4份的表面單原子鋅摻雜改性的無機填料、80-100份的橡膠組合物、1-2份的硬脂酸、3-5份的防老劑、50-65份的填料組合物；0.4-0.8份的促進劑、3-4份的古馬隆樹脂、2-2.5份的硫磺、1-2份的硅烷偶聯劑。
3.根據權利要求1所述的一種高耐磨且環保型橡膠鞋底
4.根據權利要求2所述的一種高耐磨且環保型橡膠鞋底及其制備工藝，其特征在于：所述天然橡膠TSR20LM、順丁橡膠SBR、順丁橡膠KBR01的質量比為10:(3-4):(4-6)。
5.根據權利要求1所述的一種高耐磨且環保型橡膠鞋底，其特征在于：所述促進劑為促進劑NA-22、促進劑DCBS以質量比10:(1-5)組成；所述防老劑為防老劑RD、SP－P苯乙烯化苯酚以質量比10:(5-20)組成。
6.根據權利要求1所述的一種高耐磨且環保型橡膠鞋底，其特征在于：所述填料組合物是由炭黑搭配微粉硅膠、微晶纖維素、白炭黑、煅燒高嶺土、超細碳酸鈣、玄武巖纖維膨體紗、氧化鋁、氫氧化鋁、微晶陶瓷粉、硫酸鋇、氮化硅中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的一種高耐磨且環保型橡膠鞋底，其特征在于：所述填料組合物是由炭黑、超細氧化鋁、玄武巖纖維膨體紗、超細氮化硅組成；所述炭黑占所述填料組合物的總質量的75-90wt%。
8.根據權利要求6所述的一種高耐磨且環保型橡膠鞋底，其特征在于：所述填料組合物是由炭黑、超細氧化鋁、玄武巖纖維膨體紗、超細氮化硅以質量比組成(78-88):(4-8):(6-8):(2-6)。
9.根據權利要求7所述的一種高耐磨且環保型橡膠鞋底，其特征在于：所述橡膠鞋底主要是由以下重量份的原料制成：3.8-4份的表面單原子鋅摻雜改性的無機填料、50份的天然橡膠TSR20LM、15-20份的順丁橡膠SBR、20-25份的順丁橡膠KBR01、1-2份的硬脂酸、0.5-2份的防老劑RD、1-3份的SP－P苯乙烯化苯酚、50-65份的填料組合物；0.3-0.6份的促進劑NA-22、0.1-0.2份的促進劑DCBS、3-4份的古馬隆樹脂、2-2.5份的硫磺、1-2份的硅烷偶聯劑KH570。
10.一種權利要求1-9中任一項所述的高耐磨且環保型橡膠鞋底的制備工藝，其特征在于：包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種高耐磨且環保型橡膠鞋底及其制備工藝，其特征在于：包括表面單原子鋅摻雜改性的無機填料、橡膠組合物、硫化劑、促進劑、分散劑、軟化劑、防老劑、填料組合物制成；所述表面單原子鋅摻雜改性的無機填料包括由無機填料載體和以單原子的形式錨定在無機填料載體表面的缺陷位點的過渡金屬，所述無機填料載體包括納米碳酸鈣、納米高嶺土、納米二氧化硅、納米氧化鋁中的至少一種；所述表面單原子鋅摻雜改性的無機填料中的過渡金屬為鋅，過渡金屬鋅和無機填料的載體質量比為1:(5-10)；所述無機填料載體的粒徑為50-200nm；所述橡膠組合物至少包括天然橡膠、順丁橡膠。
2.根據權利要求1所述的一種利用超低鋅含量的表面單原子鋅摻雜改性的無機填料制備的電線電纜護套橡膠，其特征在于：所述橡膠鞋底主要是由以下重量份的原料制成：3-4份的表面單原子鋅摻雜改性的無機填料、80-100份的橡膠組合物、1-2份的硬脂酸、3-5份的防老劑、50-65份的填料組合物；0.4-0.8份的促進劑、3-4份的古馬隆樹脂、2-2.5份的硫磺、1-2份的硅烷偶聯劑。
3.根據權利要求1所述的一種高耐磨且環保型橡膠鞋底，其特征在于：所述橡膠組合物是天然橡膠tsr20lm、順丁橡膠sbr、順丁橡膠kbr01由組成。
4.根據權利要求2所述的一種高耐磨且環保型橡膠鞋底及其制備工藝，其特征在于：所述天然橡膠tsr20lm、順丁橡膠sbr、順丁橡膠kbr01的質量比為10:(3-4):(4-6)。
5.根據權利要求1所述的一種高耐磨且環保型橡膠鞋底，其特征在于：所述促進劑為促進劑na-2...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙超，王晶，黃紅鋒，吳宇波，鄒俊，童助雄，
申請(專利權)人：廣西聯科華新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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