本申請涉及橡膠墊，具體涉及一種雙層復合的不發火防靜電橡膠墊及其制備方法。

背景技術：

1、在當今眾多工業領域以及對靜電防護要求嚴苛的特殊場所，如電子芯片制造車間、化工生產車間等，安全問題始終是重中之重。一方面，這些場所常存在易燃易爆物質，微小的摩擦起電產生的靜電火花都可能引發災難性的爆炸事故，危及人員生命與巨額財產安全；另一方面，靜電積累還會對精密電子設備造成損害，影響其正常運行與使用壽命，導致產品質量缺陷，帶來巨大經濟損失。因此，需要開發一系列不發火防靜電橡膠墊來保障有效的安全防護。

2、雙層復合結構的不發火防靜電橡膠墊設計理念由此應運而生。通過不同功能層的組合，有望整合多種優良性能，使得橡膠墊即便受到劇烈沖擊、摩擦也能確保靜電防護及防火安全。

3、公開號為cn?106079755a的中國專利申請公開了一種用于機房的抗靜電地墊，包括底層和表層。所述底層采用導電橡膠層，表層為具有抗靜電性能的樹脂層，所述底層和表層通過熱復合的方式粘接形成抗靜電地墊。表層和底層結合的方式使得所述地墊具有良好的防靜電性能，同時不容易發生翹曲，方便安裝。

4、但是該方案制得的抗靜電地墊耐磨性不好且表面不夠平滑，容易積累環境中的電荷，產生摩擦靜電；因此其不具備頻繁摩擦工況及其他惡劣環境下的抗靜電穩定性和顯著的不發火性能，有很大提升空間。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本申請提供了一種雙層復合的不發火防靜電橡膠墊及其制備方法，使用2-氯-1,3-丁二烯和乙烯基吡啶共聚的改性氯丁橡膠作為面層的主要成分，使用氯丙橡膠作為底層的主要成分，分別制備面層混煉膠和底層混煉膠后進行硫化及加壓復合，最終得到雙層復合的不發火防靜電橡膠墊。該雙層復合的不發火防靜電橡膠墊防靜電性能優異，且面層平滑耐磨，具備頻繁摩擦工況下的抗靜電穩定性和顯著的不發火性能，在無塵的防靜電應用場景具有優秀的性能和應用價值。

2、為達到上述目的，本申請采用如下技術方案：

3、第一方面，本申請提供一種雙層復合的不發火防靜電橡膠墊，包括底層以及貼合于底層一面的面層；所述面層包括改性氯丁橡膠；所述底層包括氯丙橡膠；所述改性氯丁橡膠由2-氯-1,3-丁二烯和乙烯基吡啶共聚而成；所述改性氯丁橡膠的結構為：

4、，

5、其中，n為10~20范圍內的整數；m為50~100范圍內的整數；且所述面層的表面粗糙度ra值為0.8~1.6μm。

6、第二方面，本申請提供一種雙層復合的不發火防靜電橡膠墊的制備方法，包括以下步驟：

7、在氮氣保護的反應釜中，通過乳液共聚法將2-氯-1,3-丁二烯和乙烯基吡啶在乳化劑、引發劑的作用下共聚，在第一設定溫度下攪拌反應第一設定時間，出料洗滌干燥后制得改性氯丁橡膠；

8、將改性氯丁橡膠、丁腈橡膠投入到密煉機中，在第二設定溫度下密煉第二設定時間；

9、將抗氧劑和納米氧化鋅投入到密煉機中，繼續在第二設定溫度下密煉第三設定時間；

10、依次向密煉機中加入氫氧化鋁、白炭黑、抗靜電劑、磷酸三甲苯酯和促進劑dm，在第三設定溫度下密煉第四設定時間，制成面層混煉膠；

11、面層混煉膠靜置第五設定時間后投入到開煉機中，在第四設定溫度和第一設定壓力下壓片，得到壓延成型的面層；

12、將氯丙橡膠、丁苯橡膠加入到密煉機中，在第五設定溫度下密煉第四設定時間；

13、向密煉機中加入超導炭黑、鋁粉、碳酸鈣和γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，在第六設定溫度下密煉第六設定時間；

14、依次再向密煉機中加入癸二酸二辛酯、石蠟油和促進劑cz，繼續在第六設定溫度下密煉第六設定時間，得到底層混煉膠；

15、底層混煉膠靜置第七設定時間后投入到開煉機中，在第四設定溫度和第一設定壓力下壓片，得到壓延成型的底層；

16、將壓延成型的面層覆蓋到壓延成型的底層上，然后放入到模具中，送入鼓式硫化機中，在第七設定溫度、第二設定壓力和第一硫化速度下硫化第八設定時間，最終制成雙層復合的不發火防靜電橡膠墊。

17、有益的技術效果：

18、本申請中，雙層復合的不發火防靜電橡膠墊的面層基體材料為改性氯丁橡膠，由2-氯-1,3-丁二烯和乙烯基吡啶共聚而成。一方面，乙烯基吡啶單元的強極性改變了橡膠分子的表面性質，使改性氯丁橡膠具有更好的表面活性，降低了填料與橡膠之間的界面張力，從而使填料在面層改性氯丁橡膠基體中分散，增強改性氯丁橡膠的力學性能及穩定性，使其更加耐磨。另一方面，該橡膠墊面層表面十分光滑（表面粗糙度ra值為0.8~1.6μm），即使附著電荷也容易均勻分散，不易因表面粗糙造成靜電積累，從而較難產生靜電火花。最后，強極性的剛性吡啶環結構會與分子鏈中的氯原子形成偶極相互作用，提高聚合物鏈間內聚力，使得改性氯丁橡膠阻燃性能提高。多方面結合，使得面層具有良好的不發火性，進一步在面層中其他填料及助劑的共同作用下，制得的橡膠墊在頻繁摩擦工況及其他惡劣環境下仍具有穩定的抗靜電性。此外，雙層復合的不發火防靜電橡膠墊的底層基體材料為氯丙橡膠，具有優異的化學穩定性，配合超導炭黑及金屬粉等填料和助劑后，能將產生的靜電迅速導向大地，避免靜電積聚產生電火花。兩層通過硫化加壓復合后，結合牢固，進一步增強了制得的雙層復合的不發火防靜電橡膠墊的防靜電性能和不發火性能。

技術特征：

1.一種雙層復合的不發火防靜電橡膠墊，包括底層（1）以及貼合于底層（1）一面的面層（2）；其特征在于，所述面層（2）包括改性氯丁橡膠；所述底層（1）包括氯丙橡膠；所述改性氯丁橡膠由2-氯-1,3-丁二烯和乙烯基吡啶共聚而成；所述改性氯丁橡膠的結構為：

2.根據權利要求1所述的一種雙層復合的不發火防靜電橡膠墊，其特征在于，所述面層（2）還包括丁腈橡膠、氫氧化鋁、白炭黑、抗靜電劑、磷酸三甲苯酯、抗氧劑、納米氧化鋅和促進劑dm。

3.根據權利要求2所述的一種雙層復合的不發火防靜電橡膠墊，其特征在于，所述抗靜電劑包括脂肪醇聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化銨和十八烷基二甲基芐基氯化銨中的至少一種。

4.根據權利要求2所述的一種雙層復合的不發火防靜電橡膠墊，其特征在于，所述抗氧劑包括抗氧劑2246和抗氧劑264中的至少一種。

5.根據權利要求2所述的一種雙層復合的不發火防靜電橡膠墊，其特征在于，所述面層（2）中，改性氯丁橡膠、丁腈橡膠、氫氧化鋁、白炭黑、抗靜電劑、磷酸三甲苯酯、抗氧劑、納米氧化鋅和促進劑dm的質量比為（30~50）：（15~20）：（10-15）：（10~20）：（5~10）：（3~10）：（1~3）：（2~5）：（1~2）。

6.根據權利要求1所述的一種雙層復合的不發火防靜電橡膠墊，其特征在于，所述底層（1）還包括丁苯橡膠、超導炭黑、鋁粉、碳酸鈣、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、癸二酸二辛酯、石蠟油和促進劑cz。

7.根據權利要求6所述的一種雙層復合的不發火防靜電橡膠墊，其特征在于，所述底層（1）中，氯丙橡膠、丁苯橡膠、超導炭黑、鋁粉、碳酸鈣、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、癸二酸二辛酯、石蠟油和促進劑cz的質量比為（40~50）：（10~15）：（15~25）：（5~10）：（10~20）：（1~3）：（5~10）：（3~10）：（1~2）。

8.根據權利要求1~7任一項所述的一種雙層復合的不發火防靜電橡膠墊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據權利要求8所述的一種雙層復合的不發火防靜電橡膠墊的制備方法，其特征在于，所述乳化劑包括十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸鈉和十二烷基硫酸鈉中的任意一種；所述引發劑包括過硫酸鉀和過硫酸銨中的任意一種；所述2-氯-1,3-丁二烯、乙烯基吡啶、乳化劑和引發劑的質量比為（70~85）：（10~30）：（2~5）：（0.2~0.8）。

10.根據權利要求8所述的一種雙層復合的不發火防靜電橡膠墊的制備方法，其特征在于，所述第一設定溫度為40~50℃；所述第二設定溫度為55~65℃；第三設定溫度為70~80℃；第四設定溫度為150~160℃；第五設定溫度為65~75℃；第六設定溫度為75~85℃；第七設定溫度為160~170℃；所述第一設定時間為8~12h；第二設定時間為8~12min；第三設定時間為5~10min；第四設定時間為10~15min；第五設定時間為12~24h；第六設定時間為15~20min；第七設定時間為6~12h；第八設定時間為20~25min；所述第一設定壓力為10~15mpa；第二設定壓力為15~18mpa；所述第一硫化速度為0.1~0.3m/min。

技術總結
本申請公開了一種雙層復合的不發火防靜電橡膠墊及其制備方法，涉及橡膠墊技術領域。本申請制備的雙層復合的不發火防靜電橡膠墊包括面層以及貼合于面層一面的底層。其中面層包括改性氯丁橡膠；底層包括氯丙橡膠。首先分別制備面層材料和底層材料，然后將制得的材料分別混煉加工，最后復合壓延并硫化后即得到雙層復合的不發火防靜電橡膠墊。本申請制得的雙層復合的不發火防靜電橡膠墊防靜電性能優異，且面層平滑耐磨，具備頻繁摩擦工況下的抗靜電穩定性和顯著的不發火性能，具有廣闊的應用前景。

技術研發人員：殳棟鑫
受保護的技術使用者：創選寶盤拓防靜電科技（上海）有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28