防靜電橡膠地板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地板領(lǐng)域，更具體涉及橡膠地板及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]橡膠地板的應(yīng)用非常廣泛，例如電子器件生產(chǎn)車間、大面積辦公室、某些公共場所例如學(xué)校、機(jī)場，以及飛機(jī)、火車等交通工具，使用橡膠地板可以防滑、降低噪音，而且由于色彩豐富，也有裝飾美化的作用。另外，在這些場所，例如在生產(chǎn)、組裝電子產(chǎn)品的車間，在使用多臺電腦及其它電子辦公設(shè)備例如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)等的辦公室，往往會產(chǎn)生大量靜電。這些靜電如不消除會對人們的身體健康或者產(chǎn)品質(zhì)量造成不利影響。為了消除靜電，通常是向地板中引入抗靜電劑和/或?qū)щ姴牧希鐚?dǎo)電炭黑，橡膠地板上產(chǎn)生的電荷通過導(dǎo)電炭黑和抗靜電劑傳導(dǎo)到地面而消除靜電。
[0003]對于使用防靜電劑的情況，加防靜電劑的地板有時效性，一般使用的地板壽命在十年左右，所以造成了浪費(fèi)。在二年左右、三年以上防靜電性能逐步衰減直至失去防靜電作用。而使用導(dǎo)電炭黑，由于加入量比較大，所生產(chǎn)的產(chǎn)品只能做成黑色，不能滿足用戶需要彩色橡膠地板的要求。
[0004]在需要較柔軟地面的場合，則橡膠地板幾乎是唯一選擇。通常還在橡膠地板中附加一個緩沖層。一種實施方式是兩層橡膠地板，上面一層實心層，下面一層發(fā)泡層；另一種實施方式是三層橡膠地板，上層和底層是實心層，中間一層發(fā)泡層?，F(xiàn)有技術(shù)中皆是通過粘結(jié)劑將不同的層粘接在一起。這種使用粘結(jié)劑的方式至少存在兩點(diǎn)不足:其一是粘結(jié)劑在相鄰層之間會形成一層或厚或薄的薄膜，該薄膜會多多少少降低層與層之間的導(dǎo)電性能，尤其是對于上述三層式橡膠地板而言，這種降低效果更明顯；其二是粘結(jié)劑的使用會導(dǎo)致環(huán)境污染，對用戶和作業(yè)工人的健康也有害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個目的是提供一種新配方的防靜電橡膠地板，其具有持久的防靜電能力，而且該橡膠地板不局限于黑色。
[0006]本發(fā)明的第二目的提供一種帶發(fā)泡層的橡膠地板及其生產(chǎn)方法，以解決現(xiàn)有橡膠地板必須使用粘結(jié)劑進(jìn)行復(fù)合的問題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的防靜電橡膠地板至少包括一面層和一底層構(gòu)成，其特征在于，所述面層包含以質(zhì)量計0.3-5%的石墨烯。通過石墨烯實現(xiàn)面層的高效導(dǎo)電，其電性能不隨時間推移而衰減，并且石墨烯的引入對地板的顏色沒有影響。
[0008]在一種【具體實施方式】中，所述面層由100份丁腈橡膠，1-5份石墨烯，2-6份硫化促進(jìn)劑，50-80份補(bǔ)強(qiáng)填充劑，10-30份阻燃劑和10-20份其它常用助劑制成。
[0009]在優(yōu)選的實施方式中，橡膠地板由面層、中間層和底層構(gòu)成，其中，所述中間層和底層皆包含導(dǎo)電炭黑，所述中間層的橡膠成分是丁腈橡膠，中間層原料中另外包含軟化劑和發(fā)泡劑，并且丁腈橡膠的含量不低于中間層總重量的50%，軟化劑的含量為中間層總重的2-6 %，所述橡膠地板由這三層的坯料在硫化過程中一次成型。
[0010]在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中，各層的原料組成為:面層:丁腈橡膠100份，石墨烯1-5份，硫化促進(jìn)劑2-6份，補(bǔ)強(qiáng)填充劑50-80份，阻燃劑10-30份，其它常用助劑10_20份；中間層:丁腈橡膠100份，導(dǎo)電炭黑10-20份，硫化促進(jìn)劑2-6份，發(fā)泡劑2-5份，補(bǔ)強(qiáng)填充劑40-70份，阻燃劑10-30份，軟化劑5-15份，其它常用助劑5_10份；底層:丁腈橡膠100份，導(dǎo)電炭黑10-20份，硫化促進(jìn)劑2-6份，補(bǔ)強(qiáng)填充劑40-70份，阻燃劑10-30份，軟化劑10-15份，其它常用助劑5-10份。
[0011]在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中，該橡膠地板的生產(chǎn)方法包括以下步驟:
[0012]A)橡膠塑煉:塑煉各層的基礎(chǔ)橡膠，這通常是在開放式煉膠機(jī)中進(jìn)行，通過一定時間的薄通塑煉，達(dá)到一定的可塑度。
[0013]B)分層混煉:按照各層配方配好料，在密煉機(jī)中分別混煉，混煉均勻后用開煉機(jī)出片。
[0014]C)停放:室溫下將面層和底層停放1-7天，使配合劑分散均勻，將中間層停放7-9日以上，優(yōu)選停放10-20天，底層停放1-7天時間。
[0015]D)出型:把停放好的面層、中間層、底層加好硫化劑后按要求出型到規(guī)定的長度、寬度、厚度，得到各層型坯。
[0016]E)硫化:將各層型坯按順序疊合，在鼓式硫化機(jī)上硫化。硫化溫度優(yōu)選在之間，硫化過程中中間層完成發(fā)泡，同時，各層被層壓成一體。
【具體實施方式】
[0017]如沒有特別說明，本發(fā)明在提及配比時皆以重量份計。
[0018]本發(fā)明中，橡膠地板可以是雙層或者三層。雙層地板即包含面層和底層，面層即防靜電層，底層為導(dǎo)靜電層。三層地板通常在面層和底層之間包含一個中間層一一發(fā)泡層，用于需要適度彈性地板的場合。本發(fā)明橡膠地板的面層以石墨烯作為導(dǎo)電材料。石墨烯具有超強(qiáng)的導(dǎo)電性，而且透明無色，因此，只需要引入少量即可以滿足導(dǎo)電要求，對面層的顏色沒有影響，面層可以根據(jù)需要做成各種顏色。一般而言，石墨烯的含量可以占面層質(zhì)量的0.3-5%之間，優(yōu)選在0.4-3%，更優(yōu)選在0.5-2%之間。在一個【具體實施方式】中，該面層包含100份丁腈橡膠，1-5份石墨烯，2-6份硫化促進(jìn)劑，50-80份補(bǔ)強(qiáng)填充劑，10-30份阻燃劑，10-20份其它常用助劑。
[0019]在橡膠地板的其它層也可以使用石墨烯，盡管在大多數(shù)情況下，使用導(dǎo)電炭黑用可以滿足需要。
[0020]用于本發(fā)明的石墨烯是單層石墨烯或者未完全剝離的石墨烯層數(shù)不超過10的石墨烯，在更多的情況下是單層石墨烯和前述石墨烯組成的混合物。本文中將它們統(tǒng)稱為石墨稀。厚度大于1nm的石墨稀不在本發(fā)明的適用范圍內(nèi)。
[0021]石墨烯可使用任何合適的方法進(jìn)行制備。例如，它們可得自石墨、氧化石墨、可膨脹石墨、膨脹石墨等。它們可通過石墨的物理剝落(例如剝離、研磨、乳制石墨烯)來獲得。它們可通過對諸如石墨的前體進(jìn)行超聲處理來制備。它們可通過打開碳納米管來制備。它們可由諸如碳化硅的無機(jī)前體制備。它們可通過化學(xué)氣相沉積法(例如，通過使甲烷與氫在金屬表面上進(jìn)行反應(yīng))來制備。它們可通過在諸如碳化硅和金屬基底的基底上進(jìn)行外延生長和從金屬-碳熔體生長來制備。它們可通過用金屬(例如堿金屬，如鈉)還原醇例如乙醇，隨后對醇鹽產(chǎn)物進(jìn)行熱解來制備(例如Nature Nanotechnology (2009)、
4,30-33中所報道的方法)。它們可由小分子前體，例如二氧化碳、醇(例如乙醇、甲醇等)、醇鹽(例如乙醇鹽、甲醇鹽等，包括鈉、鉀和其它醇鹽)來制備。它們可通過剝落石墨分散體或剝落氧化石墨分散體，并隨后還原剝落的氧化石墨來制備。可通過剝落可膨脹石墨，然后進(jìn)行插層和超聲處理或分離插層片的其它方式來制備石墨烯(參見例如NatureNanotechnology (2008)、3，538-542)。它們可通過對石墨進(jìn)行插層，隨后剝落(以熱的方式)產(chǎn)物懸浮液等來制備。剝落方法可為熱剝落(exfolicat1n)并且包括使用微波、火爐、熱浴等進(jìn)行的快速加熱剝落。
[0022]石墨烯還可由氧化石墨(也稱為石墨酸或氧化石墨烯)制備。石墨可用氧化劑和/或插層劑處理并且被剝落。石墨還可用插層劑處理并且被電化學(xué)氧化和剝落?？赏ㄟ^對石墨和/或氧化石墨在液體(其可包含表面活性劑和/或插層劑)中的懸浮液進(jìn)行超聲剝落來制備石墨烯。剝落的氧化石墨分散體或懸浮液可隨后還原成石墨烯。還可通過機(jī)械處理(例如研磨或乳制)來剝落石墨或氧化石墨(其隨后將還原成石墨烯)來形成石墨烯。
[0023]石墨烯還可通過還原氧化石墨來制備。氧化石墨還原成石墨烯可通過熱還原/退火、化學(xué)還原等進(jìn)行，并且可在呈固體形式或呈分散體形式的氧化石墨上進(jìn)行。可用的化學(xué)還原劑的實例包括包括但不限于肼(例如肼(液體或蒸氣形式的，N，N-二甲基肼等)、氫化硼鈉、檸檬酸、氫醌、異氰酸酯(例如異氰酸苯酯)、氫、氫等離子體等。剝落的氧化石墨在載體(例如水、有機(jī)溶劑或溶劑混合物)中的分散體或懸浮液可使用任何合適的方法(例如超聲處理和/或機(jī)械研磨或乳制)制備并且被還原成石墨烯。還原可為在諸如水、乙醇等的溶劑中的溶劑熱還原。這可例如在高溫(例如高于約200°C的那些)下在高壓釜中進(jìn)行。
[0024]氧化石墨可通過本領(lǐng)域中已知的方法來制備，例如通過包括使用一種或多種化學(xué)氧化劑和任選的插層劑如硫酸來氧化石墨的方法。氧化劑的實例包括硝酸、硝酸鈉和硝酸鉀、高氯酸鹽、過氧化氫、高錳酸鈉和高錳酸鉀、五氧化二磷、亞硫酸氫鹽等。優(yōu)選的氧化劑包括 KC104 ；HN03 和 KC103 ；KMn04 和 / 或 NaMn04 ；KMn04 和 NaN03 ；K2S208 和 P205和KMn04 ；KMn04和HN03 ;和HN03。優(yōu)選的插層劑包括硫酸。石墨還可用插層劑處理并且被電化學(xué)氧化。制備氧化石墨的方法的實例包括由Staudenmaier (Ber.Stsch.Chem.Ges.(1898)，31，1481)和 Hummersa Am.Chem.Soc.(1958)，80，1339)所描述的那些方法。
[0025]在本發(fā)明的典型實施例中適用了丁腈橡膠作為各層的橡膠成分。容易理解，一些其他的橡膠成分也可以用于本發(fā)明，橡膠的實例包括一種或多種天然橡膠、聚異戊二烯、順式-1，4-聚異戊二烯、高順式-1，4-聚異戊二烯、異戊二烯/異丁烯橡膠、異戊二烯/ 丁二烯聚合物、丙烯腈/ 丁二烯橡膠、氫化丙烯腈/ 丁二烯橡膠(HNBR)、丙烯酸類橡膠、乙烯/丙烯酸彈性體、異丁烯-共聚-對甲基異戊二烯、溴化處理異丁烯-共聚-對甲基異戊二烯、氯丁橡膠(