一种简单有效的提高橡胶表面疏水性的制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种简单有效的提高橡胶表面疏水性的制备工艺，首先采用常规干法橡胶混炼工艺制得混炼胶备用；同时预热模具至橡胶硫化所需温度后取出，再放入预先准备好的不锈钢网，然后把放有不锈钢网的模具一同加热；随后将混炼胶在开炼机上排气出片，再取出预热好的模具与不锈钢网，将不锈钢网从模具中拿出后放入片状混炼胶，把从模具中拿出的不锈钢网放置于混炼胶表面，然后铺平；最后把上下两层模具压好后放入平板硫化机中；达到硫化时间后，取出模具，开模后取下片状硫化胶，在片状硫化胶冷却后手动剥离下橡胶表面的不锈钢网，得到表面具有特殊凹凸结构的橡胶。本发明专利技术通过构建特殊凹凸结构便可提高橡胶基体的疏水性能，甚至达到超疏水效果。

A simple and effective preparation process to improve the hydrophobicity of rubber surface

【技术实现步骤摘要】
一种简单有效的提高橡胶表面疏水性的制备工艺
本专利技术属于超疏水材料制备
，具体涉及一种简单有效的提高橡胶表面疏水性的制备工艺。
技术介绍
在自然界中有很多动植物表面都能够实现超疏水，例如荷叶、水稻叶、玫瑰花瓣、蝴蝶和蜻蜓的翅膀、水黾的腿、蝉翼等，超疏水这一性能给动植物的生存带来了极大的便利。近年来，以动植物组织和结构为仿生对象研究超疏水材料的制备方法已经成为材料领域的一大热点，超疏水材料具有自清洁、防污染、防雪、防冰冻、耐腐蚀、抗氧化等优良性能，具有广泛的应用和商业价值。目前比较成熟的超疏水制备方法主要有刻蚀法、模板法、化学气相沉积法、相分离法、静电纺丝法、电化学沉积法、溶液沉浸法等，可以总结出制备超疏水表面的途径有两种：一是在具有微纳米粗糙结构的表面修饰低表面能物质，二是在低表面能物质表面构建微纳米粗糙结构。与金属、塑料、树脂相比，以橡胶为基体制备的超疏水材料具有较好的耐磨性和优异的弹性，然而由于受到制造成本(低表面能物质比较昂贵)、制备工艺、难以量化生产等因素的影响，使超疏水橡胶材料的发展收到了很大限制。因此，降低生产成本和简化制备工艺对超疏水材料的制备显得尤为重要。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提出一种通过简单的制备工艺和廉价的生产原料显著提高橡胶材料表面疏水性能的方法。本专利技术的目的是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种简单有效的提高橡胶表面疏水性的制备工艺，包括以下步骤：1)采用常规干法橡胶混炼工艺制得混炼胶备用；<br>2)预热模具至橡胶硫化所需温度；3)取出步骤2)预热完成的模具并放入预先准备好的不锈钢网，然后将放有不锈钢网的模具一同加热；4)使用开炼机将步骤1)制得的混炼胶排气出片，再取出步骤3)加热完成的模具与不锈钢网，将不锈钢网从模具中拿出后在模具中放入片状混炼胶，再将从模具中拿出的不锈钢网放置于混炼胶表面上，然后铺平；最后把上下两层模具压好后放入平板硫化机中；5)达到硫化时间后，取出步骤4)硫化完成的模具，开模后取下片状硫化胶，在片状硫化胶冷却至30-45℃后手动剥离下步骤4)中放入的不锈钢网，得到表面具有特殊凹凸结构的硫化胶。进一步的，步骤1)中，常规干法橡胶混炼工艺是将准备好的橡胶和填料通过开炼机机械地混炼到一起，混炼过程中辊距为0.5-1.5mm，为使填料在混炼胶中分散均匀，填料添加完成后打三角包薄通10-12次。进一步的，填料为但不限于硫化剂、补强剂中的一种。进一步的，步骤2)中，模具预热之前先用酒精清理、再用去离子水冲洗，预热温度为170-180℃。进一步的，步骤3)中，模具和不锈钢网一同加热的时间为5-8min。进一步的，步骤3)中，所使用不锈钢网的大小为8*12cm(根据模具的实际大小来定)，孔径为600-2300目(橡胶的疏水效果会因不锈钢网的孔径不同而有所差异)；不锈钢网使用之前需要浸泡于酒精中并在超声环境下处理20-40min，取出后再用去离子水冲洗干净；不锈钢网放入模具之前需在不锈钢网表面均匀喷涂一层脱模剂以使步骤5)中手动剥离不锈钢网时更容易且表面结构不易被破坏。进一步的，步骤4)中，排气出片时辊距为1.5-2mm；不锈钢网放置到混炼胶表面之前再次均匀喷涂一层脱模剂，平铺于混炼胶表面后用工具清理掉多余的脱模剂。进一步的，步骤5)中，硫化温度为170-180℃,硫化时间为7-10min，硫化压力为10-15Mpa。通过本专利技术提供的制备工艺最终制得表面具有特殊凹凸结构的橡胶材料，并具有优异的疏水甚至超疏水性能。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)制备工艺十分简单；(2)原料来源广泛，对人体无害，无污染，价格低廉；(3)不需要使用昂贵的低表面能物质修饰，通过构建特殊凹凸结构便可提高橡胶基体的疏水性能，甚至达到超疏水效果；(4)本专利技术构建的特殊凹凸结构对多种橡胶具有普遍的适用性。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1是本专利技术制备超疏水橡胶的工艺流程图。图2是本专利技术制备的橡胶(以硅橡胶为例)表面结构扫描电子显微镜图。图3是本专利技术制备的硅橡胶、氟硅橡胶、丁腈橡胶试样示意图。图4是本专利技术制备的原始硅橡胶和具有特殊鱼鳞状结构(不锈钢网孔径不同结构不同)的硅橡胶试样与水的接触角测试图。图5是本专利技术制备的原始氟硅橡胶和具有特殊凹凸结构的氟硅橡胶试样与水的接触角测试图。图6是本专利技术制备的原始丁腈橡胶和具有特殊凹凸结构的丁腈橡胶试样与水的接触角测试图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本专利技术的技术方案作进一步的详细说明。本专利技术一种简要有效的提高橡胶表面疏水性的制备工艺包括以下步骤：1)采用常规干法橡胶混炼工艺制得混炼胶备用；2)预热模具至橡胶硫化所需温度；3)取出步骤2)预热完成的模具并放入预先准备好的不锈钢网，然后将放有不锈钢网的模具一同加热；4)使用开炼机将步骤1)制得的混炼胶排气出片，再取出步骤3)加热完成的模具与不锈钢网，将不锈钢网从模具中拿出后在模具中放入片状混炼胶，再将从模具中拿出的不锈钢网放置于混炼胶表面，然后铺平；最后把上下两层模具压好后放入平板硫化机中；5)达到硫化时间后，取出步骤4)硫化完成的模具，开模后取下片状硫化胶，在片状硫化胶冷却一段时间后手动剥离下步骤4)中放入的不锈钢网，得到表面具有特殊凹凸结构的硫化胶。通过本专利技术提供的制备工艺制得表面具有特殊凹凸结构的橡胶材料，该橡胶材料具有优异的疏水，甚至超疏水性能。采用本
技术实现思路
中的制备工艺，针对不同种类的橡胶进行工艺参数的调整，具体实施如下：实施例1首先采用常规干法橡胶混炼工艺制得硅橡胶混炼胶备用；预热模具至硅橡胶硫化所需温度(170-180℃)后取出，再放入预先准备好的不锈钢网(实施过程中已做了多种孔径的不锈钢网，本实施例以孔径2300目为例)，然后把放有不锈钢网的模具一同加热；随后将混炼胶在开炼机上排气出片，再取出预热好的模具与不锈钢网，将不锈钢网从模具中拿出后在模具中放入片状混炼硅胶，把从模具中拿出的不锈钢网放置于混炼硅胶表面，然后铺平；最后把上下两层模具压好后放入平板硫化机中；达到硫化时间后，取出模具，开模后取下放入的片状硫化硅橡胶(由上一步骤放入的片状混炼硅胶硫化得到)，在片状硫化硅橡胶冷却至30-45℃后，手动剥离下硅橡胶表面的不锈钢网，得到表面具有特殊鱼鳞状结构的硅橡胶。经测试，本实施例制备的硅橡胶与水的静态接触角可达157.41°，达到了超疏水状态，而原始硅橡胶与水的静态接触角大约为119°。实施例2首先采用常规干法橡胶混炼工艺制得氟硅橡胶混炼胶备用；预热模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种简单有效的提高橡胶表面疏水性的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：/n1)采用常规干法橡胶混炼工艺制得混炼胶备用；/n2)预热模具至橡胶硫化所需温度；/n3)取出步骤2)预热完成的模具并放入预先准备好的不锈钢网，然后将放有不锈钢网的模具一同加热；/n4)使用开炼机将步骤1)制得的混炼胶排气出片，再取出步骤3)加热完成的模具与不锈钢网，将不锈钢网从模具中拿出后在模具中放入片状混炼胶，再将从模具中拿出的不锈钢网放置于混炼胶表面上，然后铺平；最后把上下两层模具压好后放入平板硫化机中；/n5)达到硫化时间后，取出步骤4)硫化完成的模具，开模后取下片状硫化胶，在片状硫化胶冷却至30-45℃后手动剥离下步骤4)中放入的不锈钢网，得到表面具有特殊凹凸结构的硫化胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种简单有效的提高橡胶表面疏水性的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：
1)采用常规干法橡胶混炼工艺制得混炼胶备用；
2)预热模具至橡胶硫化所需温度；
3)取出步骤2)预热完成的模具并放入预先准备好的不锈钢网，然后将放有不锈钢网的模具一同加热；
4)使用开炼机将步骤1)制得的混炼胶排气出片，再取出步骤3)加热完成的模具与不锈钢网，将不锈钢网从模具中拿出后在模具中放入片状混炼胶，再将从模具中拿出的不锈钢网放置于混炼胶表面上，然后铺平；最后把上下两层模具压好后放入平板硫化机中；
5)达到硫化时间后，取出步骤4)硫化完成的模具，开模后取下片状硫化胶，在片状硫化胶冷却至30-45℃后手动剥离下步骤4)中放入的不锈钢网，得到表面具有特殊凹凸结构的硫化胶。


2.如权利要求1所述的一种简单有效的提高橡胶表面疏水性的制备工艺，其特征在于步骤1)中，常规干法橡胶混炼工艺是将准备好的橡胶和填料通过开炼机机械地混炼到一起，混炼过程中辊距为0.5-1.5mm，填料添加完成后打三角包薄通10-12次。


3.如权利要求2所述的一种简单有效的提高橡胶表面疏水性的制备工艺，其特征在于填料为但不限于硫化剂、补强剂中的一种。
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【专利技术属性】
技术研发人员：何强，王广飞，李安玲，周新宇，任路文，许泽华，石建永，亓名，张勇，
申请(专利权)人：安阳工学院，
类型：发明
国别省市：河南;41