CN114230873A - 用于石油工人的安全防护靴 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于石油工人的安全防护靴，原料按重量份包括天然橡胶、顺丁橡胶、白炭黑、硫醇基苯基吲哚、木质素、聚二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸镁、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧、N‑苯基‑N'‑(γ‑三乙氧基硅烷)‑丙基‑硫脲、1，1‑双(叔丁基过氧基)3，3，5‑三甲基环己烷、促进剂CZ、促进剂DM、橡胶粘合剂、交联剂、偶联剂，所述偶联剂为γ‑铵丙基三乙氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯与甲基丙烯酸镁的混合物；在满足阻燃、绝缘的功能条件下，增强防护靴靴底的耐高低温性、耐化学腐蚀性、耐候性、热稳定性，进一步提高胶靴大底的物理机械性能和耐老化性能，同时改善胶靴大底的柔软性，使其具有耐磨且不变形的特点，同时具有防刺穿和吸放热功能。

Description

用于石油工人的安全防护靴
技术领域
本发明涉及防护鞋领域，具体涉及一种用于石油工人的安全防护靴。
背景技术
石油开采是指在有石油储存的地方对石油进行挖掘、提取的行为。在开采石油的过程中，油气从储层流入井底，又从井底上升到井口的驱动方式。石油作业使用的防护装备包括防护上衣、防护裤、绝缘靴、绝缘手套和防护头套等。天然橡胶是可再生的天然绿色原材料,具有成本低廉、高强度、高弹性、高耐寒性等优点而被广泛应用。但是，由于天然橡胶主链上存在大量不规则的反应性双键,严重影响了其热氧稳定性，导致其耐热氧老化性能差，同时也影响其耐磨耗性能，同时因其本身非极性结构的影响,耐油性存在固有的缺陷,天然橡胶中含有不饱和双键,使其耐油性、致密性差而限制了天然橡胶再石油开采防护靴中的应用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于石油工人的安全防护靴，在满足阻燃、绝缘的功能条件下，增强防护靴靴底的耐高低温性、耐化学腐蚀性、耐候性、热稳定性，进一步提高胶靴大底的物理机械性能和耐老化性能，同时改善胶靴大底的柔软性，使其具有耐磨且不变形的特点，同时具有防刺穿和吸放热功能。
本发明的用于石油工人的安全防护靴，包括中底、大底和内衬，所述内衬由二醋酸纤维素和聚乙二醇单甲醚采用溶液聚合法制得，按质量比聚乙二醇单甲醚：二醋酸纤维素＝4：1；所述中底为芳香族聚酰胺纤维，所述大底的胶料原料按重量份包括以下组分：天然橡胶60-80份、顺丁橡胶20-40份、白炭黑35-45份、硫醇基苯基吲哚5-15份、豆蛋白1-3份、海藻酸丙二醇酯1-3份、壳聚糖1-3份、木质素10-20份、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PPDA)1-5份、甲基丙烯酸镁5-10份、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧(LD-DTC)1-5份、N-苯基-N'-(γ-三乙氧基硅烷)-丙基-硫脲(STU)1-5份、1，1-双(叔丁基过氧基)3，3，5-三甲基环己烷1-3份、促进剂CZ1-3份、促进剂DM1-3份、橡胶粘合剂1-3份、交联剂1-3份、偶联剂1-3份，所述偶联剂为γ-铵丙基三乙氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯与甲基丙烯酸镁的混合物；
进一步，原料按重量份包括以下组分：天然橡胶70份、顺丁橡胶30份、白炭黑40份、硫醇基苯基吲哚10份、木质素15份、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PPDA)3份、甲基丙烯酸镁8份、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧(LD-DTC)3份、N-苯基-N'-(γ-三乙氧基硅烷)-丙基-硫脲(STU)3份、1，1-双(叔丁基过氧基)3，3，5-三甲基环己烷2份、促进剂CZ2份、促进剂DM2份、橡胶粘合剂2份、交联剂2份、偶联剂2份；
进一步，所述内衬材料通过下述方式制得：将聚乙二醇单甲醚与4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯反应生成预聚物,然后将二醋酸纤维素与预聚物反应；
进一步，按质量比γ-铵丙基三乙氧基硅烷：异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯：甲基丙烯酸镁＝3：2：1；
进一步，所述木质素为羟丙基化木质素；
进一步，所述橡胶粘合剂为粘合剂PER、粘合剂RS、粘合剂RH中的一种或两种以上混合物；
进一步，所述交联剂为二羟甲基二羟基乙烯脲树脂。
本发明的有益效果：本发明的用于石油工人的安全防护靴，在满足阻燃、绝缘的功能条件下，增强防护靴靴底的耐高低温性、耐化学腐蚀性、耐候性、热稳定性，进一步提高胶靴大底的物理机械性能和耐老化性能，同时改善胶靴大底的柔软性，使其具有耐磨且不变形的特点，同时具有防刺穿和吸放热功能。
具体实施方式
为更好的理解本发明，下面的实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本实施例的用于石油工人的安全防护靴，包括中底、大底和内衬，所述内衬由二醋酸纤维素和聚乙二醇单甲醚采用溶液聚合法制得，按质量比聚乙二醇单甲醚：二醋酸纤维素＝4：1；所述中底为芳香族聚酰胺纤维，所述大底的胶料原料按重量份包括以下组分：：天然橡胶60-80份、顺丁橡胶20-40份、白炭黑35-45份、硫醇基苯基吲哚5-15份、豆蛋白1-3份、海藻酸丙二醇酯1-3份、壳聚糖1-3份、木质素10-20份、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PPDA)1-5份、甲基丙烯酸镁5-10份、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧(LD-DTC)1-5份、N-苯基-N'-(γ-三乙氧基硅烷)-丙基-硫脲(STU)1-5份、1，1-双(叔丁基过氧基)3，3，5-三甲基环己烷1-3份、促进剂CZ1-3份、促进剂DM1-3份、橡胶粘合剂1-3份、交联剂1-3份、偶联剂1-3份，所述偶联剂为γ-铵丙基三乙氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯与甲基丙烯酸镁的混合物；所采用的内衬材料为相变材料，具有吸放热功能，所采用的大底材料具有防穿刺功能，而且具有很好的弹性，能够随着步态发生适应性变形。所采用的大底胶料中，针对天然橡胶中含有不饱和双键,使其耐油性、致密性差,甚至其中的溢出水溶性蛋白引起人体过敏反应的问题，采用豆蛋白、海藻酸丙二醇酯和壳聚糖使天然橡胶膜在降低水溶性蛋白溢出、补强致密、耐油等方面得到明显改善，另外再结合特定的偶联剂和木质素以及并结合顺丁橡胶对天然橡胶改性和增强，提高天然橡胶的耐热氧老化性能、耐磨耗性能、耐挠龟裂性能，其压缩疲劳生热、压缩永久变形显著降低，提高拉伸强度和撕裂强度。由于木质素的添加影响分散性，同时会阻碍天然橡胶的硫化并破坏橡胶的交联网络，因此采用聚二甲基二烯丙基氯化铵，木质素带有阴离子，聚二甲基二烯丙基氯化铵带有阳离子，两者之间具有强烈的阳离子-π，π-π作用，能够使木质素粒子在橡胶中均匀分散，并达到纳米级分散的效果，并与橡胶具有很好的相容性，促进橡胶硫化并提高交联强度。添加的谷氨酸二硫代氨基甲酸镧(LD-DTC)和N-苯基-N'-(γ-三乙氧基硅烷)-丙基-硫脲(STU)可以无需添加氧化锌和硬脂酸即可表现出良好的硫化促进功能，提高混炼胶的活化性能，使硫化反应更容易进行。谷氨酸二硫代氨基甲酸镧具有较好地促进填料分散的功能，能够有效抑制混炼胶中填料网络的形成，改善填料和木质素在橡胶基体中的分散性，提高高填料分散和增强橡胶基体-填料之间界面粘结作用。
本实施例中，所述内衬材料通过下述方式制得：将聚乙二醇单甲醚与4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯反应生成预聚物,然后将二醋酸纤维素中的羟基与预聚物中的-NCO反应；该内衬具有为相变材料，具有吸放热功能。
本实施例中，大底胶料原料按重量份包括以下组分：天然橡胶70份、顺丁橡胶30份、白炭黑40份、硫醇基苯基吲哚10份、豆蛋白2份、海藻酸丙二醇酯2份、壳聚糖2份、木质素15份、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PPDA)3份、甲基丙烯酸镁8份、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧(LD-DTC)3份、N-苯基-N'-(γ-三乙氧基硅烷)-丙基-硫脲(STU)3份、1，1-双(叔丁基过氧基)3，3，5-三甲基环己烷2份、促进剂CZ2份、促进剂DM2份、橡胶粘合剂2份、交联剂2份、偶联剂2份；为优选实施例。
本实施例中，按质量比γ-铵丙基三乙氧基硅烷：异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯：甲基丙烯酸镁＝3：2：1；所述木质素为羟丙基化木质素；所述橡胶粘合剂为粘合剂PER、粘合剂RS、粘合剂RH中的一种或两种以上混合物；所述交联剂为二羟甲基二羟基乙烯脲树脂。
实施例一
本实施例的用于石油工人的安全防护靴，大底胶料原料按重量份包括以下组分：天然橡胶60份、顺丁橡胶20份、白炭黑35份、硫醇基苯基吲哚5份、豆蛋白1份、海藻酸丙二醇酯1份、壳聚糖1份、木质素10份、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PPDA)1份、甲基丙烯酸镁5份、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧(LD-DTC)1份、N-苯基-N'-(γ-三乙氧基硅烷)-丙基-硫脲(STU)1份、1，1-双(叔丁基过氧基)3，3，5-三甲基环己烷1份、促进剂CZ1份、促进剂DM1份、橡胶粘合剂1份、交联剂1份、偶联剂1份。
实施例二
本实施例的用于石油工人的安全防护靴，大底胶料原料按重量份包括以下组分：天然橡胶80份、顺丁橡胶40份、白炭黑45份、硫醇基苯基吲哚15份、豆蛋白3份、海藻酸丙二醇酯3份、壳聚糖3份、木质素20份、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PPDA)5份、甲基丙烯酸镁10份、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧(LD-DTC)5份、N-苯基-N'-(γ-三乙氧基硅烷)-丙基-硫脲(STU)5份、1，1-双(叔丁基过氧基)3，3，5-三甲基环己烷3份、促进剂CZ3份、促进剂DM3份、橡胶粘合剂3份、交联剂3份、偶联剂3份。
实施例三
本实施例的用于石油工人的安全防护靴，大底胶料原料按重量份包括以下组分：天然橡胶60份、顺丁橡胶40份、白炭黑35份、硫醇基苯基吲哚15份、豆蛋白1份、海藻酸丙二醇酯3份、壳聚糖1份、木质素10份、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PPDA)5份、甲基丙烯酸镁5份、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧(LD-DTC)5份、N-苯基-N'-(γ-三乙氧基硅烷)-丙基-硫脲(STU)1份、1，1-双(叔丁基过氧基)3，3，5-三甲基环己烷3份、促进剂CZ1份、促进剂DM3份、橡胶粘合剂1份、交联剂3份、偶联剂1份。
实施例四
本实施例的用于石油工人的安全防护靴，大底胶料原料按重量份包括以下组分：天然橡胶80份、顺丁橡胶20份、白炭黑45份、硫醇基苯基吲哚5份、豆蛋白3份、海藻酸丙二醇酯1份、壳聚糖3份、木质素20份、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PPDA)1份、甲基丙烯酸镁10份、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧(LD-DTC)1份、N-苯基-N'-(γ-三乙氧基硅烷)-丙基-硫脲(STU)5份、1，1-双(叔丁基过氧基)3，3，5-三甲基环己烷1份、促进剂CZ3份、促进剂DM1份、橡胶粘合剂3份、交联剂1份、偶联剂3份。
实施例五
本实施例的用于石油工人的安全防护靴，大底胶料原料按重量份包括以下组分：天然橡胶70份、顺丁橡胶25份、白炭黑42份、硫醇基苯基吲哚10份、豆蛋白2份、海藻酸丙二醇酯1份、壳聚糖3份、木质素10份、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PPDA)5份、甲基丙烯酸镁8份、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧(LD-DTC)2份、N-苯基-N'-(γ-三乙氧基硅烷)-丙基-硫脲(STU)4份、1，1-双(叔丁基过氧基)3，3，5-三甲基环己烷2份、促进剂CZ1份、促进剂DM3份、橡胶粘合剂2份、交联剂1份、偶联剂3份。
实施例六
本实施例的用于石油工人的安全防护靴，大底胶料原料按重量份包括以下组分：天然橡胶70份、顺丁橡胶30份、白炭黑40份、硫醇基苯基吲哚10份、豆蛋白2份、海藻酸丙二醇酯2份、壳聚糖2份、木质素15份、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PPDA)3份、甲基丙烯酸镁8份、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧(LD-DTC)3份、N-苯基-N'-(γ-三乙氧基硅烷)-丙基-硫脲(STU)3份、1，1-双(叔丁基过氧基)3，3，5-三甲基环己烷2份、促进剂CZ2份、促进剂DM2份、橡胶粘合剂2份、交联剂2份、偶联剂2份。
上述实施例中，按质量比γ-铵丙基三乙氧基硅烷：异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯：甲基丙烯酸镁＝3：2：1；所述木质素为羟丙基化木质素；所述橡胶粘合剂为粘合剂PER、粘合剂RS、粘合剂RH中的一种或两种以上混合物；所述交联剂为二羟甲基二羟基乙烯脲树脂。
将实施例1的大底胶料采用常规方法测试其物理性能，测试结果如下:
Figure BDA0003438072900000061
Figure BDA0003438072900000071
上述实施例中，实施例2-6的防护靴大底胶料物理性能均优于实施例1。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种用于石油工人的安全防护靴，其特征在于：包括中底、大底和内衬，所述内衬由二醋酸纤维素和聚乙二醇单甲醚采用溶液聚合法制得，按质量比聚乙二醇单甲醚：二醋酸纤维素＝4：1；所述中底为芳香族聚酰胺纤维，所述大底的胶料原料按重量份包括以下组分：天然橡胶60-80份、顺丁橡胶20-40份、白炭黑35-45份、硫醇基苯基吲哚5-15份、大豆蛋白1-3份、海藻酸丙二醇酯1-3份、壳聚糖1-3份、木质素10-20份、聚二甲基二烯丙基氯化铵1-5份、甲基丙烯酸镁5-10份、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧1-5份、N-苯基-N'-(γ-三乙氧基硅烷)-丙基-硫脲1-5份、1，1-双(叔丁基过氧基)3，3，5-三甲基环己烷1-3份、促进剂CZ1-3份、促进剂DM1-3份、橡胶粘合剂1-3份、交联剂1-3份、偶联剂1-3份，所述偶联剂为γ-铵丙基三乙氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯与甲基丙烯酸镁的混合物。
2.根据权利要求1所述的用于石油工人的安全防护靴，其特征在于：原料按重量份包括以下组分：天然橡胶70份、顺丁橡胶30份、白炭黑40份、硫醇基苯基吲哚10份、豆蛋白2份、海藻酸丙二醇酯2份、壳聚糖2份、木质素15份、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PPDA)3份、甲基丙烯酸镁8份、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧(LD-DTC)3份、N-苯基-N'-(γ-三乙氧基硅烷)-丙基-硫脲(STU)3份、1，1-双(叔丁基过氧基)3，3，5-三甲基环己烷2份、促进剂CZ2份、促进剂DM2份、橡胶粘合剂2份、交联剂2份、偶联剂2份。
3.根据权利要求1所述的用于石油工人的安全防护靴，其特征在于：所述内衬材料通过下述方式制得：将聚乙二醇单甲醚与4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯反应生成预聚物,然后将二醋酸纤维素中的羟基与预聚物中的-NCO反应。
4.根据权利要求3所述的用于石油工人的安全防护靴，其特征在于：按质量比γ-铵丙基三乙氧基硅烷：异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯：甲基丙烯酸镁＝3：2：1。
5.根据权利要求4所述的用于石油工人的安全防护靴，其特征在于：所述木质素为羟丙基化木质素。
6.根据权利要求5所述的用于石油工人的安全防护靴，其特征在于：所述橡胶粘合剂为粘合剂PER、粘合剂RS、粘合剂RH中的一种或两种以上混合物。
7.根据权利要求6所述的用于石油工人的安全防护靴，其特征在于：所述交联剂为二羟甲基二羟基乙烯脲树脂。
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