本发明涉及橡胶加工技术领域，具体是一种环保型水性橡胶处理剂及其制备方法。
背景技术：
橡胶是制鞋业中广泛使用的一种鞋底材料，需要对其进行预处理以客服材料差异带来的影响，达到鞋底粘合的客观要求。传统制鞋业使用冷粘工艺，通过去除橡胶表面的弱界面层，增加粗糙度，使橡胶的比表面积增大，从而提高接触面积。传统的表面处理方法有两种，一是通过机械打磨增加表面粗糙度，一是机械打磨后使用丙酮等溶剂进行表面擦拭，经过表面处理的橡胶进行上胶即可进行粘合；
现有技术主要是增加粗糙程度，以达到增加比表面积，提高接触面积的效果，对于一般的橡胶表面，确实可以通过提高接触面积来部分提高橡胶表面的结合程度，但是，由于橡胶的种类是多种多样的，很多橡胶表面结构特殊，以物理方式的提高接触面不能达到理想的处理效果。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种环保型水性橡胶处理剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种环保型水性橡胶处理剂，包括以下按照重量份的原料：纳米二氧化硅4-8份、接枝单体80-140份、引发剂1-3份、界面处理剂4-10份、乙酸乙酯40-60份、聚乙烯亚胺3-7份、终止剂2-6份、酸剂4-8份、橡胶基体20-30份、三氯异氰尿酸15-21份、改性环氧乙烷-丙烯酸共聚物20-30份、聚醚改性二甲基硅氧烷共聚合物20-50份、过硫酸铵2-4份、分散剂0.5-1.5份、流平剂2-6份、去离子水10-16份、ph调节剂0.5-1.5份。
作为本发明进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：纳米二氧化硅5-7份、接枝单体90-130份、引发剂1.5-2.5份、界面处理剂6-8份、乙酸乙酯45-55份、聚乙烯亚胺4-6份、终止剂3-5份、酸剂5-7份、橡胶基体22-28份、三氯异氰尿酸17-19份、改性环氧乙烷-丙烯酸共聚物23-27份、聚醚改性二甲基硅氧烷共聚合物25-45份、过硫酸铵2.5-3.5份、分散剂0.7-1.3份、流平剂3-5份、去离子水12-14份、ph调节剂0.8-1.2份。
作为本发明进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：纳米二氧化硅6份、接枝单体110份、引发剂2份、界面处理剂7份、乙酸乙酯50份、聚乙烯亚胺5份、终止剂4份、酸剂6份、橡胶基体25份、三氯异氰尿酸18份、改性环氧乙烷-丙烯酸共聚物25份、聚醚改性二甲基硅氧烷共聚合物35份、过硫酸铵3份、分散剂1份、流平剂4份、去离子水13份、ph调节剂1份。
作为本发明进一步的方案：所述接枝单体为甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸中的一种或两种的混合物。
作为本发明进一步的方案：所述引发剂为过氧化苯甲酰。
作为本发明进一步的方案：所述界面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、月桂醇硫酸钠、月桂酰基谷氨酸、木质素磺酸盐中的任意一种。
作为本发明进一步的方案：所述终止剂为对苯二酚或2,6-二叔丁基对甲苯酚中的一种或两种的混合物。
作为本发明进一步的方案：所述酸剂为磷酸、甲酸、乙酸、苯甲酸、水杨酸、草酸、苹果酸中的任意一种。
作为本发明进一步的方案：所述的分散剂为聚甘油脂肪酸酯、山梨坦单油酸酯中的一种。
上述环保型水性橡胶处理剂的制备方法，步骤如下：
1)按配比称取各原料；
2)将酸剂和纳米二氧化硅混合，在200-220℃下保温搅拌30-40min，冷却至常温，加入到去离子水中，超声10-20min，得纳米分散液；
3)开启搅拌机，当搅拌机的转速为400-600r/min时，将分散剂、乙酸乙酯、聚乙烯亚胺、三氯异氰尿酸、过硫酸铵加入纳米分散液中搅拌均匀；
4)加热至55-60摄氏度，搅拌速度为600-700r/min，分批加入引发剂、接枝单体和橡胶基体，快速搅拌2.5-3h至完全溶解，得到橡胶分散液；
5)将界面处理剂、流平剂、终止剂依次加入橡胶分散液中，搅拌均匀，然后加入改性环氧乙烷-丙烯酸共聚物、聚醚改性二甲基硅氧烷共聚合物，最后加入ph调节剂，最终得到所需环保型水性橡胶处理剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本申请改性了各原料在聚合物乳液间的分散性能，从而提高了对橡胶的表面处理效果，而纳米二氧化硅则可以进一步提高橡胶的力学性能和表面抗性，本发明的处理剂改善了传统采用有机溶剂处理的方式，安全环保性高，效果好；使用高活性的三氯异氰尿酸，可以在常温下使处理的橡胶材料表面实现高效卤化，促进橡胶与其他材料的粘合，提升粘合强度，同时可以消除橡胶材料在生产过程中残留的油污。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种环保型水性橡胶处理剂，包括以下按照重量份的原料：纳米二氧化硅4份、接枝单体80份、引发剂1份、界面处理剂4份、乙酸乙酯40份、聚乙烯亚胺3份、终止剂2份、酸剂4份、橡胶基体20份、三氯异氰尿酸15份、改性环氧乙烷丙烯酸共聚物20份、聚醚改性二甲基硅氧烷共聚合物20份、过硫酸铵2份、分散剂0.5份、流平剂2份、去离子水10份、ph调节剂0.5份。
其中，所述接枝单体为甲基丙烯酸甲酯。
所述引发剂为过氧化苯甲酰。
所述界面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
所述终止剂为对苯二酚。
所述酸剂为磷酸。
所述的分散剂为聚甘油脂肪酸酯。
上述环保型水性橡胶处理剂的制备方法，步骤如下：
1)按配比称取各原料；
2)将酸剂和纳米二氧化硅混合，在200℃下保温搅拌30min，冷却至常温，加入到去离子水中，超声10min，得纳米分散液；
3)开启搅拌机，当搅拌机的转速为400r/min时，将分散剂、乙酸乙酯、聚乙烯亚胺、三氯异氰尿酸、过硫酸铵加入纳米分散液中搅拌均匀；
4)加热至55摄氏度，搅拌速度为600r/min，分批加入引发剂、接枝单体和橡胶基体，快速搅拌2.5h至完全溶解，得到橡胶分散液；
5)将界面处理剂、流平剂、终止剂依次加入橡胶分散液中，搅拌均匀，然后加入改性环氧乙烷-丙烯酸共聚物、聚醚改性二甲基硅氧烷共聚合物，最后加入ph调节剂，最终得到所需环保型水性橡胶处理剂。
实施例2
本发明实施例中，一种环保型水性橡胶处理剂，包括以下按照重量份的原料：纳米二氧化硅5份、接枝单体90份、引发剂1.5份、界面处理剂6份、乙酸乙酯45份、聚乙烯亚胺4份、终止剂3份、酸剂5份、橡胶基体22份、三氯异氰尿酸17份、改性环氧乙烷丙烯酸共聚物23份、聚醚改性二甲基硅氧烷共聚合物25份、过硫酸铵2.5份、分散剂0.7份、流平剂3份、去离子水12份、ph调节剂0.8份。
其中，所述接枝单体为甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸等比混合。
所述引发剂为过氧化苯甲酰。
所述界面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵。
所述终止剂为对苯二酚与2,6-二叔丁基对甲苯酚等比混合。
所述酸剂为水杨酸。
所述的分散剂为聚甘油脂肪酸酯。
上述环保型水性橡胶处理剂的制备方法，步骤如下：
1)按配比称取各原料；
2)将酸剂和纳米二氧化硅混合，在205℃下保温搅拌32min，冷却至常温，加入到去离子水中，超声12min，得纳米分散液；
3)开启搅拌机，当搅拌机的转速为450r/min时，将分散剂、乙酸乙酯、聚乙烯亚胺、三氯异氰尿酸、过硫酸铵加入纳米分散液中搅拌均匀；
4)加热至56摄氏度，搅拌速度为620r/min，分批加入引发剂、接枝单体和橡胶基体，快速搅拌2.5h至完全溶解，得到橡胶分散液；
5)将界面处理剂、流平剂、终止剂依次加入橡胶分散液中，搅拌均匀，然后加入改性环氧乙烷-丙烯酸共聚物、聚醚改性二甲基硅氧烷共聚合物，最后加入ph调节剂，最终得到所需环保型水性橡胶处理剂。
实施例3
本发明实施例中，一种环保型水性橡胶处理剂，包括以下按照重量份的原料：纳米二氧化硅6份、接枝单体110份、引发剂2份、界面处理剂7份、乙酸乙酯50份、聚乙烯亚胺5份、终止剂4份、酸剂6份、橡胶基体25份、三氯异氰尿酸18份、改性环氧乙烷-丙烯酸共聚物25份、聚醚改性二甲基硅氧烷共聚合物35份、过硫酸铵3份、分散剂1份、流平剂4份、去离子水13份、ph调节剂1份。
其中，所述接枝单体为丙烯酸。
所述引发剂为过氧化苯甲酰。
所述界面活性剂选自月桂醇硫酸钠。
所述终止剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚。
所述酸剂为苯甲酸。
所述的分散剂为山梨坦单油酸酯。
上述环保型水性橡胶处理剂的制备方法，步骤如下：
1)按配比称取各原料；
2)将酸剂和纳米二氧化硅混合，在210℃下保温搅拌35min，冷却至常温，加入到去离子水中，超声15min，得纳米分散液；
3)开启搅拌机，当搅拌机的转速为500r/min时，将分散剂、乙酸乙酯、聚乙烯亚胺、三氯异氰尿酸、过硫酸铵加入纳米分散液中搅拌均匀；
4)加热至58摄氏度，搅拌速度为650r/min，分批加入引发剂、接枝单体和橡胶基体，快速搅拌2.8h至完全溶解，得到橡胶分散液；
5)将界面处理剂、流平剂、终止剂依次加入橡胶分散液中，搅拌均匀，然后加入改性环氧乙烷-丙烯酸共聚物、聚醚改性二甲基硅氧烷共聚合物，最后加入ph调节剂，最终得到所需环保型水性橡胶处理剂。
实施例4
本发明实施例中，一种环保型水性橡胶处理剂，包括以下按照重量份的原料：纳米二氧化硅7份、接枝单体130份、引发剂2.5份、界面处理剂8份、乙酸乙酯55份、聚乙烯亚胺6份、终止剂5份、酸剂7份、橡胶基体28份、三氯异氰尿酸19份、改性环氧乙烷丙烯酸共聚物27份、聚醚改性二甲基硅氧烷共聚合物45份、过硫酸铵3.5份、分散剂1.3份、流平剂5份、去离子水14份、ph调节剂1.2份。
其中，所述接枝单体为甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸1:2混合。
所述引发剂为过氧化苯甲酰。
所述界面活性剂选自月桂酰基谷氨酸。
所述终止剂为对苯二酚。
所述酸剂为草酸。
所述的分散剂为聚甘油脂肪酸酯。
上述环保型水性橡胶处理剂的制备方法，步骤如下：
1)按配比称取各原料；
2)将酸剂和纳米二氧化硅混合，在215℃下保温搅拌38min，冷却至常温，加入到去离子水中，超声18min，得纳米分散液；
3)开启搅拌机，当搅拌机的转速为550r/min时，将分散剂、乙酸乙酯、聚乙烯亚胺、三氯异氰尿酸、过硫酸铵加入纳米分散液中搅拌均匀；
4)加热至58摄氏度，搅拌速度为680r/min，分批加入引发剂、接枝单体和橡胶基体，快速搅拌3h至完全溶解，得到橡胶分散液；
5)将界面处理剂、流平剂、终止剂依次加入橡胶分散液中，搅拌均匀，然后加入改性环氧乙烷-丙烯酸共聚物、聚醚改性二甲基硅氧烷共聚合物，最后加入ph调节剂，最终得到所需环保型水性橡胶处理剂。
实施例5
本发明实施例中，一种环保型水性橡胶处理剂，包括以下按照重量份的原料：纳米二氧化硅8份、接枝单体140份、引发剂3份、界面处理剂10份、乙酸乙酯60份、聚乙烯亚胺7份、终止剂6份、酸剂8份、橡胶基体30份、三氯异氰尿酸21份、改性环氧乙烷丙烯酸共聚物30份、聚醚改性二甲基硅氧烷共聚合物50份、过硫酸铵4份、分散剂1.5份、流平剂6份、去离子水16份、ph调节剂1.5份。
其中，所述接枝单体为丙烯酸。
所述引发剂为过氧化苯甲酰。
所述界面活性剂选自木质素磺酸盐。
所述终止剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚。
所述酸剂为乙酸。
所述的分散剂为山梨坦单油酸酯。
上述环保型水性橡胶处理剂的制备方法，步骤如下：
1)按配比称取各原料；
2)将酸剂和纳米二氧化硅混合，在220℃下保温搅拌40min，冷却至常温，加入到去离子水中，超声20min，得纳米分散液；
3)开启搅拌机，当搅拌机的转速为600r/min时，将分散剂、乙酸乙酯、聚乙烯亚胺、三氯异氰尿酸、过硫酸铵加入纳米分散液中搅拌均匀；
4)加热至60摄氏度，搅拌速度为700r/min，分批加入引发剂、接枝单体和橡胶基体，快速搅拌3h至完全溶解，得到橡胶分散液；
5)将界面处理剂、流平剂、终止剂依次加入橡胶分散液中，搅拌均匀，然后加入改性环氧乙烷-丙烯酸共聚物、聚醚改性二甲基硅氧烷共聚合物，最后加入ph调节剂，最终得到所需环保型水性橡胶处理剂。
本申请改性了各原料在聚合物乳液间的分散性能，从而提高了对橡胶的表面处理效果，而纳米二氧化硅则可以进一步提高橡胶的力学性能和表面抗性，本发明的处理剂改善了传统采用有机溶剂处理的方式，安全环保性高，效果好；使用高活性的三氯异氰尿酸，可以在常温下使处理的橡胶材料表面实现高效卤化，促进橡胶与其他材料的粘合，提升粘合强度，同时可以消除橡胶材料在生产过程中残留的油污。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。