本發(fā)明涉及紡織皮輥用材料，更具體的說，涉及一種以丁腈橡膠為主體、添加導(dǎo)電粉末與導(dǎo)電條索的高導(dǎo)電高機(jī)械性能橡膠作為紡織皮輥用橡膠，以及該紡織皮輥用橡膠的制備方法。

背景技術(shù)：

紡織皮輥或牽伸羅拉，英文名稱textiletoproller指具有喂給、牽伸紗線、輸出紗線等作用的圓柱形回轉(zhuǎn)零件。牽伸羅拉是紡紗機(jī)牽伸機(jī)構(gòu)的主要零件，由上羅拉和下羅拉成對(duì)組成羅拉拑口，握持紗條進(jìn)行牽伸。羅拉的質(zhì)量直接影響輸出紗條的均勻度?，F(xiàn)有的紡紗過程中，為了能均勻地握持纖維，又不損傷纖維，紡紗機(jī)械上所用的羅拉表面均包覆有彈性物。

丁腈橡膠，英文名稱nitrilebutadienerubber，簡稱nbr，是一種合成橡膠，為由丙烯腈與丁二烯單體聚合而成的共聚物，耐油性(尤其是烷烴油)極好、耐磨性較高、氣密性好、耐熱性較好、粘接力強(qiáng)、耐老化性能較好等優(yōu)點(diǎn)。丁腈橡膠是一種常規(guī)的紡織皮輥包覆物。在對(duì)一些特殊纖維使用過程中，由于和丁腈橡膠兩種材料的電子逸出功差距較大，皮輥與纖維之間極易摩擦產(chǎn)生靜電。當(dāng)靜電不能及時(shí)導(dǎo)出，就會(huì)產(chǎn)生纖維繞輥的現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種紡織皮輥用橡膠及其制備方法，解決現(xiàn)有紡織皮輥用橡膠容易與纖維之間摩擦產(chǎn)生靜電、靜電導(dǎo)出不及時(shí)的問題。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案為：提供一種紡織皮輥用橡膠，以丁腈橡膠為主體添加導(dǎo)電粉末和導(dǎo)電條索，通過預(yù)混工藝流程，所述導(dǎo)電粉末、導(dǎo)電條索在所述丁腈橡膠中形成網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明提供的紡織皮輥用橡膠中，所述網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)通網(wǎng)絡(luò)和導(dǎo)通結(jié)點(diǎn)，所述導(dǎo)電條索構(gòu)成所述導(dǎo)通網(wǎng)絡(luò)，所述導(dǎo)電粉末構(gòu)成所述導(dǎo)通結(jié)點(diǎn)。

在本發(fā)明提供的紡織皮輥用橡膠中，包括如下質(zhì)量比的組分：丁腈橡膠100份、導(dǎo)電粉末10～40份、導(dǎo)電條索0.5～8份、增塑劑6～15份、防老劑1～2份、硫化劑2.5～4.5份、氧化鋅3～5份。

在本發(fā)明提供的紡織皮輥用橡膠中，所述丁腈橡膠為羧基丁腈橡膠。

在本發(fā)明提供的紡織皮輥用橡膠中，所述導(dǎo)電粉末為導(dǎo)電炭黑或者金屬粉末，其電導(dǎo)率小于10ω·cm，粒徑小于200μm。

在本發(fā)明提供的紡織皮輥用橡膠中，所述導(dǎo)電條索為碳納米管或納米銀線，外徑為10～20nm，長度5～15μm。

在本發(fā)明提供的紡織皮輥用橡膠中，所述增塑劑包括石蠟、二辛酯、凡士林、硬脂酸中的至少一種。

在本發(fā)明提供的紡織皮輥用橡膠中，所述防老劑包括二苯胺類445、二苯胺類4010na、喹啉類rd中至少的一種。

在本發(fā)明提供的紡織皮輥用橡膠中，所述硫化劑為過氧化物硫化劑。

本發(fā)明還提供一種紡織皮輥用橡膠的制備方法，包括如下步驟：

s100、塑煉：稱取丁腈橡膠，分二次塑煉，每次塑煉30～40分鐘，塑煉溫度控制在35～50℃，第一次塑煉完畢后放置3～4小時(shí)再進(jìn)行第二次塑煉，第二次塑煉完畢后放置10～15小時(shí)，得到塑煉料；

s200、預(yù)混：在少量液體丁腈橡膠按比例添加導(dǎo)電條索，進(jìn)行預(yù)混，得到預(yù)混料；

s300、混煉：將增塑劑加入到所述塑煉料中混煉，在混煉過程中先后按比例加入導(dǎo)電粉末和預(yù)混料，然后加入防老劑、氧化鋅，混煉均勻；最后加入硫化劑混煉3～4分鐘后卸料，混煉過程溫度控制在35～40℃；

s400、硫化：硫化溫度為150～160℃，硫化時(shí)間為15～40分鐘。

在本發(fā)明提供的紡織皮輥用橡膠的制備方法中，各組分的質(zhì)量比如下：丁腈橡膠100份、導(dǎo)電粉末10～40份、導(dǎo)電條索0.5～8份、增塑劑6～15份、防老劑1～2份、硫化劑2.5～4.5份、氧化鋅3～5份。

本發(fā)明還提供一種紡織皮輥用橡膠的使用方式，將上述紡織皮輥用橡膠，或者將使用上述方法制備的紡織皮輥用橡膠，作為皮輥的主體材料，或者作為皮輥的外表面涂層。

實(shí)施本發(fā)明，具有如下有益效果：本發(fā)明的紡織皮輥用橡膠具有較高的導(dǎo)電率，可以及時(shí)導(dǎo)出靜電，并且有較好的適于紡織皮輥的機(jī)械性能，可用于細(xì)紗機(jī)，粗紗機(jī)，并條機(jī)等紡織機(jī)械零件。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明紡織皮輥用橡膠中導(dǎo)電物質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明紡織皮輥用橡膠的應(yīng)用情形之一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明紡織皮輥用橡膠的應(yīng)用情形之二的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

本發(fā)明的紡織皮輥用橡膠，以丁腈橡膠為主體添加導(dǎo)電粉末和導(dǎo)電條索，通過預(yù)混工藝流程，導(dǎo)電粉末、導(dǎo)電條索在丁腈橡膠中形成網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)通網(wǎng)絡(luò)和導(dǎo)通結(jié)點(diǎn)，導(dǎo)電條索構(gòu)成導(dǎo)電條索，導(dǎo)電粉末構(gòu)成導(dǎo)通結(jié)點(diǎn)。該紡織皮輥用橡膠包括如下質(zhì)量比的組分：丁腈橡膠100份、導(dǎo)電粉末10～40份、導(dǎo)電條索0.5～8份、增塑劑6～15份、防老劑1～2份、硫化劑2.5～4.5份、氧化鋅3～5份。在成品紡織皮輥用橡膠中，導(dǎo)電粉末與導(dǎo)電條索形成“蘋果樹結(jié)構(gòu)”，導(dǎo)電粉末構(gòu)成的導(dǎo)電體和導(dǎo)電條索構(gòu)成的導(dǎo)電通路互相連接。當(dāng)導(dǎo)電粉末在橡膠中添加的份額達(dá)到一定值，繼續(xù)添加導(dǎo)電粉末電導(dǎo)率并未有明顯的增加時(shí)，添加導(dǎo)電條索，少量的導(dǎo)電條索可繼續(xù)大幅度提 高導(dǎo)電橡膠的電導(dǎo)率，并使橡膠的耐磨性和回彈性明顯提高。

優(yōu)選的，本發(fā)明使用的丁腈橡膠為羧基丁腈橡膠。使用的導(dǎo)電粉末為導(dǎo)電炭黑或者金屬粉末，其電導(dǎo)率小于10ω·cm，粒徑小于200μm。導(dǎo)電碳黑是導(dǎo)電橡膠最常用的導(dǎo)電相，成本低廉，且對(duì)橡膠有明顯的增強(qiáng)作用。導(dǎo)電炭黑可以使用金屬粉末替代。

優(yōu)選的，本發(fā)明使用的導(dǎo)電條索為碳納米管或納米銀線，外徑為10～20nm，長度5～15μm。碳納米管是上世紀(jì)90年代發(fā)現(xiàn)，本世紀(jì)開始工業(yè)化的一種新型的最有前途的納米材料之一，其具有非常好的電導(dǎo)率和力學(xué)性能；如果添加到橡膠中不僅能提高橡膠的電導(dǎo)率，也能夠提高橡膠的回彈性和穩(wěn)定性。碳納米管可以使用納米銀線替代。

橡膠混煉過程中，導(dǎo)電炭黑先于碳納米管的加入。碳納米管在加入混煉前，先與液體丁腈橡膠進(jìn)行預(yù)混，以幫助碳納米管在丁腈橡膠內(nèi)的分散。

優(yōu)選的，本發(fā)明使用的增塑劑包括石蠟、二辛酯、凡士林、硬脂酸中的至少一種。防老劑包括二苯胺類445、二苯胺類4010na、喹啉類rd中至少的一種。硫化劑為過氧化物硫化劑，例如氧化二異丙苯(dcp)。

圖1示出了本發(fā)明紡織皮輥用橡膠中導(dǎo)電物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，本發(fā)明的紡織皮輥用橡膠，以丁腈橡膠為主體，添加導(dǎo)電粉末與導(dǎo)電條索，通過混煉工藝，形成類似“蘋果樹”的網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電條索形成的導(dǎo)通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成蘋果樹的樹枝1，導(dǎo)電粉末的結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)構(gòu)成蘋果樹上的蘋果2。使得該紡織皮輥用橡膠具有較高的導(dǎo)電率和適于紡織皮輥的高機(jī)械性能。導(dǎo)電條索為但不限于碳納米管或納米銀線。導(dǎo)電粉末為但不限于導(dǎo)電炭黑或金屬粉末等粉狀導(dǎo)電材料?！皹渲?”和“蘋果2”的添加順序應(yīng)為“蘋果2”先而“樹枝1”后。

本發(fā)明的紡織皮輥用橡膠，可以作為皮輥的主體材料，如圖2所示，或者作為皮輥的外表面涂層，如圖3所示。對(duì)于皮輥特殊顏色要求，可通過添加無色或淺色填料達(dá)成。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的紡織皮輥用橡膠的制備方法，包括如下步驟：

1、原料準(zhǔn)備：稱取丁腈橡膠100份、導(dǎo)電炭黑40份、碳納米管8份、 增塑劑15份、防老劑2份、硫化劑4.5份、氧化鋅5份。增塑劑為石蠟、防老劑為二苯胺類445、硫化劑為氧化二異丙苯。

2、塑煉：丁腈橡膠分二次塑煉，每次塑煉30分鐘，塑煉溫度控制在35～40℃，第一次塑煉完畢后放置3小時(shí)再進(jìn)行第二次塑煉，第二次塑煉完畢后放置10小時(shí)，得到塑煉料；

3、預(yù)混：在少量液體丁腈橡膠按比例添加碳納米管，進(jìn)行預(yù)混，得到預(yù)混料；

4、混煉：將增塑劑加入到所述塑煉料中混煉，在混煉過程中先后按比例加入導(dǎo)電炭黑和預(yù)混料，然后加入防老劑、氧化鋅，混煉均勻；最后加入硫化劑混煉4分鐘后卸料，混煉過程溫度控制在35℃；

5、硫化：硫化溫度為160℃，硫化時(shí)間為15分鐘。

通過上述工藝制備的導(dǎo)電丁腈橡膠抗張強(qiáng)度>15mpa，斷裂伸長率>300％，體積電阻率>1.1×10^-4ω·cm。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的紡織皮輥用橡膠的制備方法，包括如下步驟：

1、原料準(zhǔn)備：稱取丁腈橡膠100份、導(dǎo)電炭黑10份、碳納米管0.5份、增塑劑6份、防老劑1份、硫化劑2.5份、氧化鋅3份。增塑劑為二辛酯和凡士林各3份、防老劑為二苯胺類4010na、硫化劑為氧化二異丙苯。

2、塑煉：丁腈橡膠分二次塑煉，每次塑煉40分鐘，塑煉溫度控制在40～50℃，第一次塑煉完畢后放置4小時(shí)再進(jìn)行第二次塑煉，第二次塑煉完畢后放置15小時(shí)，得到塑煉料；

3、預(yù)混：在少量液體丁腈橡膠按比例添加碳納米管，進(jìn)行預(yù)混，得到預(yù)混料；

4、混煉：將增塑劑加入到所述塑煉料中混煉，在混煉過程中先后按比例加入導(dǎo)電炭黑和預(yù)混料，然后加入防老劑、氧化鋅，混煉均勻；最后加入硫化劑混煉3分鐘后卸料，混煉過程溫度控制在40℃；

5、硫化：硫化溫度為150℃，硫化時(shí)間為40分鐘。

通過上述工藝制備的導(dǎo)電丁腈橡膠抗張強(qiáng)度>15mpa，斷裂伸長率>350％，體積電阻率>1.4×10^-4ω·cm。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的紡織皮輥用橡膠的制備方法，包括如下步驟：

1、原料準(zhǔn)備：稱取丁腈橡膠100份、導(dǎo)電炭黑20份、碳納米管2份、增塑劑10份、防老劑2份、硫化劑3份、氧化鋅3份。增塑劑為石蠟和二辛酯各5份、防老劑為喹啉類rd、硫化劑為氧化二異丙苯。

2、塑煉：丁腈橡膠分二次塑煉，每次塑煉30分鐘，塑煉溫度控制在40～45℃，第一次塑煉完畢后放置3小時(shí)再進(jìn)行第二次塑煉，第二次塑煉完畢后放置10小時(shí)，得到塑煉料；

3、預(yù)混：在少量液體丁腈橡膠按比例添加碳納米管，進(jìn)行預(yù)混，得到預(yù)混料；

4、混煉：將增塑劑加入到所述塑煉料中混煉，在混煉過程中先后按比例加入導(dǎo)電炭黑和預(yù)混料，然后加入防老劑、氧化鋅，混煉均勻；最后加入硫化劑混煉4分鐘后卸料，混煉過程溫度控制在35℃；

5、硫化：硫化溫度為160℃，硫化時(shí)間為15分鐘。

通過上述工藝制備的導(dǎo)電丁腈橡膠抗張強(qiáng)度>15mpa，斷裂伸長率>300％，體積電阻率>1.3×10^-4ω·cm。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的紡織皮輥用橡膠的制備方法，包括如下步驟：

1、原料準(zhǔn)備：稱取丁腈橡膠100份、導(dǎo)電炭黑30份、碳納米管3份、增塑劑12份、防老劑1.5份、硫化劑4份、氧化鋅3～5份。增塑劑為石蠟和硬脂酸各6份、防老劑為二苯胺類4010na、硫化劑為氧化二異丙苯。

2、塑煉：丁腈橡膠分二次塑煉，每次塑煉30分鐘，塑煉溫度控制在35～40℃，第一次塑煉完畢后放置3小時(shí)再進(jìn)行第二次塑煉，第二次塑煉完畢后放置10小時(shí)，得到塑煉料；

3、預(yù)混：在少量液體丁腈橡膠按比例添加碳納米管，進(jìn)行預(yù)混，得到預(yù)混料；

4、混煉：將增塑劑加入到所述塑煉料中混煉，在混煉過程中先后按比例加入導(dǎo)電炭黑和預(yù)混料，然后加入防老劑、氧化鋅，混煉均勻；最后加入硫化劑混煉4分鐘后卸料，混煉過程溫度控制在35℃；

5、硫化：硫化溫度為160℃，硫化時(shí)間為15分鐘。

通過上述工藝制備的導(dǎo)電丁腈橡膠抗張強(qiáng)度>15mpa，斷裂伸長率>300％，體積電阻率>1.2×10^-4ω·cm。

上述實(shí)施例中導(dǎo)電炭黑可以使用金屬粉末替代，碳納米管可以使用納米銀線替代，得到的紡織皮輥用橡膠性能近似。

應(yīng)當(dāng)理解，以下技術(shù)方案僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。