[發明專利]一種高拉伸強度高耐磨改性橡膠

在審

• 申請號: 201410457558.2
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104212077A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 吳本長
• 申請（專利權）人: 安徽弘毅電纜集團有限公司
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08L9/06;C08L23/22;C08L97/02;C08L77/06;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/06;C08K3/34;C08K3/04;C08K5/526;C08K5/12;C08K3/30;C0
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 程篤慶;黃樂瑜

技術領域

本發明涉及改性橡膠技術領域，尤其涉及一種高拉伸強度高耐磨改性橡膠。

背景技術

煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石。包括巷道掘進過程中的掘進矸石、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石。中國歷年已積存煤矸石約1000Mt，并且每年仍繼續排放約100Mt，不僅堆積占地，而且還能自燃污染空氣或引起火災。

煤矸石的主要成分是Al₂O₃、SiO₂，另外還含有數量不等的Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素(鎵、釩、鈦、鈷)。煤矸石主要被用于生產矸石水泥、混凝土的輕質骨料、耐火磚等建筑材料，此外還可用于回收煤炭，煤與矸石混燒發電，制取結晶氯化鋁、水玻璃等化工產品以及提取貴重稀有金屬，也可作肥料。

通過對煤矸石的主要成分進行研究發現，煤矸石可以替代橡膠中的部分填充劑，既達到了廢物利用的效果，也簡化的生產步驟和生產成本，但煤矸石直接加入橡膠中，橡膠的各項性能難以滿足各種生產生活對橡膠的要求。現在通過對煤矸石進行活化處理后再加入橡膠中，對橡膠進行改性。

發明內容

基本背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種高拉伸強度高耐磨改性橡膠，對煤矸石進行球磨、焙燒、偶聯改性后與其他填充補強劑配合添加入橡膠材料中，對橡膠進行改性，使本發明具有優異的拉伸強度、300％拉伸應力、拉斷伸長率和耐磨性能，滿足生產、生活中對橡膠性能的要求，還降低生產成本。

本發明提出的一種高拉伸強度高耐磨改性橡膠，其原料按重量份包括：丁苯橡膠25-28份，丁基橡膠20-23份，三元乙丙橡膠64-68份，黃麻纖維7-10份，尼龍66纖維5-8份，硫磺粉1.2-1.5份，促進劑PZ?1.1-1.5份，促進劑H1.5-2.4份，改性填充混合物35-38份，硬質陶土25-28份，中超耐磨炭黑6-9份，磷酸甲苯二苯酯CDPP?3-4份，偏苯三酸三辛酯TOTM?7-10份，磷酸三甲苯酯3-4份，磷酸蜜胺2.8-3.5份，七水硫酸鋅8-12份，防老劑2642-2.3份，防老劑1010NA?1.1-1.4份；

其中改性填充混合物的制備過程中，將鋁鋯偶聯劑TL-4溶于丙酮中并攪拌均勻，加入納米焙燒硅鋁炭黑在70-73℃時以825-835rpm的攪拌速率攪拌20-23min，取出置于干燥箱內干燥53-57min，干燥溫度為87-90℃，再加入煅燒高嶺土以715-725rpm的攪拌速率攪拌16-19min后，取出置于球磨機中球磨得到改性填充混合物，鋁鋯偶聯劑TL-4與丙酮的體積比為1-2:7-9，鋁鋯偶聯劑TL-4、納米焙燒硅鋁炭黑和煅燒高嶺土的重量比為1.4-1.7：19-22：23-26；

改性填充混合物中的納米焙燒硅鋁炭黑制備方法為將煤矸石破碎后，再置于球磨機中球磨得到納米煤矸石粉，納米煤矸石粉的粒徑為50-70nm；將納米煤矸石粉以12℃/min升高至470-500℃后，保溫23-26min，然后繼續升溫至615-625℃，升溫過程符合T＝500+ln(t+1)，T為溫度，單位為℃，t為時間，單位為min，接著保溫50-54min，空冷至室溫得到納米焙燒硅鋁炭黑。

優選地，煤矸石的DBP吸收值為35-36ml/100g。

優選地，硫磺粉、促進劑PZ和促進劑H的重量比為1.3-1.4：1.2-1.4：1.8-2.2。

優選地，其原料按重量份包括：丁苯橡膠26-27份，丁基橡膠21-22份，三元乙丙橡膠65-67份，黃麻纖維8-9份，尼龍66纖維6-7份，硫磺粉1.3-1.4份，促進劑PZ?1.2-1.4份，促進劑H?1.8-2.2份，改性填充混合物36-37份，硬質陶土26-27份，中超耐磨炭黑7-8份，磷酸甲苯二苯酯CDPP?3.3-3.6份，偏苯三酸三辛酯TOTM?8-9份，磷酸三甲苯酯3.5-3.7份，磷酸蜜胺3.2-3.4份，七水硫酸鋅9-10份，防老劑2642.1-2.2份，防老劑1010NA?1.2-1.3份。