復(fù)配改性氧化鈰改進(jìn)掛膠履帶板橡膠性能的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)配改性氧化鈰改進(jìn)掛膠履帶板橡膠性能的方法，用至少兩種改性劑對(duì)氧化鈰分別進(jìn)行改性，在保持橡膠原有生產(chǎn)配方不變和生產(chǎn)流程不變的基礎(chǔ)上，通過(guò)機(jī)械共混的方法添加0.1～10%的復(fù)配改性氧化鈰，改善掛膠履帶板橡膠的性能，特別是耐磨性能和抗撕裂性能。本發(fā)明得到的橡膠拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度分別提高了11%和41%，磨耗量降低了16%，適用于坦克、吊臂起重機(jī)、農(nóng)用收割機(jī)等大型機(jī)械用橡膠履帶。
【專(zhuān)利說(shuō)明】復(fù)配改性氧化鈰改進(jìn)掛膠履帶板橡膠性能的方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種復(fù)配改性氧化鈰改進(jìn)掛膠履帶板橡膠性能的方法，屬于先進(jìn)復(fù)合材料及制備和改性橡膠技術(shù)工藝領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]橡膠作為戰(zhàn)略性物資在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著重要地位，其獨(dú)特的粘彈性和相容性是其它材料無(wú)法比擬的，它的利用價(jià)值隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展而日趨廣泛。
[0004]橡膠隨著世界高新技術(shù)得到重大發(fā)展，有力地促進(jìn)了橡膠工業(yè)的發(fā)展，其新型原材料、新產(chǎn)品、新設(shè)備和新工藝等的進(jìn)步都受益于高新技術(shù)的應(yīng)用，利用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)的橡膠工業(yè)已成為必然。
[0005]稀土 /高分子材料從稀土的應(yīng)用可以分為兩大類(lèi)型:一是稀土化合物作為摻雜劑均勻地分散到單體或聚合物中，制成以摻雜方式存在的摻雜型稀土高分子；二是稀土化合物以單體形式參與聚合或縮合，或稀土化合物配位在聚合物側(cè)鏈上，獲得以鍵合方式存在的鍵合型稀土高分子。稀土新材料可用做橡膠的合成催化劑、硫化促進(jìn)劑、防老劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、以及橡膠填料的便面處理劑。
[0006]由于許多橡膠助劑的物理性能與橡膠基體相差較大，特別是一些無(wú)機(jī)填料，使其在橡膠的添加過(guò)程中受到一定限制。因此許多研究表明在對(duì)橡膠助劑進(jìn)行改性后，可以更好的提高橡膠各方面的性能，比如二氧化硅、碳酸鈣、重晶石等。
[0007]中國(guó)專(zhuān)利CN 101456974A報(bào)道了一種稀土助劑改性橡膠的方法，但其只涉及了橡膠的耐磨性，并未提及其它力學(xué)性能。
[0008]而本發(fā)明采用了多種改性氧化鈰復(fù)配的橡膠助劑，改變加料順序，以獲得高性能的掛膠履帶板橡膠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種復(fù)配改性氧化鈰改進(jìn)掛膠履帶板橡膠性能的方法，本發(fā)明添加經(jīng)有機(jī)表面處理后的氧化鈰，改善了無(wú)機(jī)填料與橡膠基體的相容性，不同改性劑處理的氧化鈰所改進(jìn)橡膠的性能類(lèi)型也不同。
[0010]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
本發(fā)明提供了一種復(fù)配改性氧化鈰改進(jìn)掛膠履帶板橡膠性能的方法，用兩種或兩種以上改性劑對(duì)氧化鈰分別進(jìn)行改性，在保持橡膠原有生產(chǎn)配方不變和生產(chǎn)流程不變的基礎(chǔ)上，通過(guò)機(jī)械共混的方法添加0.1~10%的復(fù)配改性氧化鈰，改善掛膠履帶板橡膠的性能，特別是耐磨性能和抗撕裂性能。
[0011]具體包括下列步驟:
(I)、預(yù)先將氧化鈰加水浸潤(rùn)打散處理，固液比為(8-200):lg/mL ；(2)、以偶聯(lián)劑或陰離子表面活性劑為改性劑，采用兩種或兩種以上改性劑分別對(duì)氧化鋪進(jìn)行表面改性，反應(yīng)為液相法；
將氧化鈰重量1%~8%的改性劑溶于水或乙醇配成600mL透明溶液，用蠕動(dòng)泵將該溶液滴加到氧化鈰中恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)，蠕動(dòng)泵加料時(shí)間為0.5~3h ;反應(yīng)溫度為20~90°C，反應(yīng)時(shí)間為0.5~6h，攪拌速度為500~1500r/min ;靜置取上層溶液，抽濾，烘干，得到改性氧化鈰； (3)混煉中加入復(fù)配改性氧化鈰。
[0012]本發(fā)明中，改性劑為月桂酸、硬脂酸、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉或硅烷偶聯(lián)劑中的至少兩種。
[0013]本發(fā)明中，復(fù)配改性氧化鈰在塑煉階段加入；或與硬脂酸、氧化鋅等小料共同加入密煉機(jī)中；或在開(kāi)煉機(jī)上與硫磺共同加入。
[0014]具體地，將生膠放入密煉機(jī)中經(jīng)過(guò)3~5分鐘塑煉，加入小料及復(fù)配改性氧化鈰，炭黑分2次加入，密煉15~30分鐘，取出后在開(kāi)煉機(jī)上加入硫黃，混煉均勻后下片，停放24小時(shí)，用平板硫化機(jī)在151°C下按正硫化時(shí)間硫化。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:通過(guò)改變加入改性氧化鈰的加料順序，可以改善稀土助劑的分散性，改善與橡膠的相容性，更好的提高發(fā)揮稀土助劑的作用，進(jìn)一步提高橡膠履帶板的力學(xué)性能。采用機(jī)械共混的方法加入改性氧化鈰粒子，方法簡(jiǎn)單，操作便捷，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0016]本發(fā)明方法制備的橡膠履帶板，由于采用了兩種改性氧化鈰的復(fù)配加入，可以同時(shí)達(dá)到改善橡膠耐磨性能和撕裂性能的目的，避免了單一稀土助劑的加入并不能得到優(yōu)良的綜合性能的缺點(diǎn)。
[0017]本發(fā)明得到的橡膠拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度分別提高了 11%和41%，磨耗量降低了16%，適用于坦克、吊臂起重機(jī)、農(nóng)用收割機(jī)等大型機(jī)械用橡膠履帶。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
稱(chēng)取5g氧化鈰，加入1200ml去離子水，在70°C水浴中攪拌20min，轉(zhuǎn)速等級(jí)20。稱(chēng)取十二烷基硫酸鈉0.lg，加少量乙醇，加去離子水配成600ml溶液，用蠕動(dòng)泵將該溶液滴加到氧化鈰中，反應(yīng)3h后靜置沉降，取上層溶液，抽濾烘干，制得十二烷基硫酸鈉改性氧化鈰。同樣方法制得硬脂酸改性氧化鈰，其中硬脂酸用量為0.2g，反應(yīng)時(shí)間lh，轉(zhuǎn)速等級(jí)15。
[0019]用十二烷基硫酸鈉和硬脂酸改性氧化鈰按1:1比例在塑煉階段添加至掛膠履帶板橡膠中。
[0020]用兩種改性劑對(duì)氧化鈰進(jìn)行表面有機(jī)改性。在保持掛膠履帶板橡膠的原有生產(chǎn)配方及工藝流程不變的基礎(chǔ)上，將復(fù)配改性氧化鈰在塑煉階段添加到履帶橡膠中，進(jìn)行混煉、硫化，得到測(cè)試樣條，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。
[0021]實(shí)施例2
稱(chēng)取5g氧化鈰，加入1200ml去離子水，在70°C水浴中攪拌20min，轉(zhuǎn)速等級(jí)20。稱(chēng)取十二烷基硫酸鈉0.lg，加少量乙醇，加去離子水配成600ml溶液，用蠕動(dòng)泵將該溶液滴加到氧化鈰中，反應(yīng)3h后靜置沉降，取上層溶液，抽濾烘干，制得十二烷基硫酸鈉改性氧化鈰。同樣方法制得硬脂酸改性氧化鈰，其中硬脂酸用量為0.2g，反應(yīng)時(shí)間lh，轉(zhuǎn)速等級(jí)15。
[0022]用十二烷基硫酸鈉和硬脂酸改性氧化鈰按1:1比例在密煉機(jī)中與其他橡膠小料一起添加至掛膠履帶板橡膠中。
[0023]用兩種改性劑對(duì)氧化鈰進(jìn)行表面有機(jī)改性。在保持掛膠履帶板橡膠的原有生產(chǎn)配方及工藝流程不變的基礎(chǔ)上，將復(fù)配改性氧化鈰在密煉機(jī)中與硬脂酸、氧化鋅等小料一起添加到履帶橡膠中，進(jìn)行混煉、硫化，得到測(cè)試樣條，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。
[0024]實(shí)施例3
稱(chēng)取5g氧化鈰，加入1200ml去離子水，在70°C水浴中攪拌20min，轉(zhuǎn)速等級(jí)20。稱(chēng)取十二烷基硫酸鈉0.lg，加少量乙醇，加去離子水配成600ml溶液，用蠕動(dòng)泵將該溶液滴加到氧化鈰中，反應(yīng)3h后靜置沉降，取上層溶液，抽濾烘干，制得十二烷基硫酸鈉改性氧化鈰。同樣方法制得硬脂酸改性氧化鈰，其中硬脂酸用量為0.2g，反應(yīng)時(shí)間lh，轉(zhuǎn)速等級(jí)15。
[0025]用十二烷基硫酸鈉和硬脂酸改性氧化鈰按1:1比例在開(kāi)煉機(jī)上與硫磺一起添加至掛膠履帶板橡膠中。
[0026]本實(shí)施例的工藝過(guò)程與實(shí)施例2不同的是將復(fù)配改性氧化鈰在開(kāi)煉機(jī)上與硫磺共同加入，其余工藝過(guò)程完全相同。
[0027]實(shí)施例4
稱(chēng)取5g氧化鈰，加入1200ml去離子水，在70°C水浴中攪拌20min，轉(zhuǎn)速等級(jí)20。稱(chēng)取十二烷基硫酸鈉0.lg，加少量乙醇，加去離子水配成600ml溶液，用蠕動(dòng)泵將該溶液滴加到氧化鈰中，反應(yīng)3h后靜置沉降，取上層溶液，抽濾烘干，制得十二烷基硫酸鈉改性氧化鈰。同樣方法制得硬脂酸改性氧化鈰，其中硬脂酸用量為0.2g，反應(yīng)時(shí)間lh，轉(zhuǎn)速等級(jí)15。
[0028]用十二烷基硫酸鈉和硬脂酸改性氧化鈰按1:10比例在塑煉階段添加至掛膠履帶板橡膠中。`
[0029]用兩種改性劑對(duì)氧化鈰進(jìn)行表面有機(jī)改性。在保持掛膠履帶板橡膠的原有生產(chǎn)配方及工藝流程不變的基礎(chǔ)上，將復(fù)配改性氧化鈰在塑煉階段添加到履帶橡膠中，進(jìn)行混煉、硫化，得到測(cè)試樣條，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。
[0030]實(shí)施例5
稱(chēng)取5g氧化鈰，加入1200ml去離子水，在70°C水浴中攪拌20min，轉(zhuǎn)速等級(jí)20。稱(chēng)取十二烷基硫酸鈉0.lg，加少量乙醇，加去離子水配成600ml溶液，用蠕動(dòng)泵將該溶液滴加到氧化鈰中，反應(yīng)3h后靜置沉降，取上層溶液，抽濾烘干，制得十二烷基硫酸鈉改性氧化鈰。同樣方法制得硬脂酸改性氧化鈰，其中硬脂酸用量為0.2g，反應(yīng)時(shí)間lh，轉(zhuǎn)速等級(jí)15。
[0031]用十二烷基硫酸鈉和硬脂酸改性氧化鈰按1:10比例在密煉機(jī)中與其他橡膠小料一起添加至掛膠履帶板橡膠中。
[0032]用兩種改性劑對(duì)氧化鈰進(jìn)行表面有機(jī)改性。在保持掛膠履帶板橡膠的原有生產(chǎn)配方及工藝流程不變的基礎(chǔ)上，將復(fù)配改性氧化鈰在密煉機(jī)中與硬脂酸、氧化鋅等小料一起添加到履帶橡膠中，進(jìn)行混煉、硫化，得到測(cè)試樣條，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。
[0033]實(shí)施例6
稱(chēng)取5g氧化鈰，加入1200ml去離子水，在70°C水浴中攪拌20min，轉(zhuǎn)速等級(jí)20。稱(chēng)取十二烷基硫酸鈉0.lg，加少量乙醇，加去離子水配成600ml溶液，用蠕動(dòng)泵將該溶液滴加到氧化鈰中，反應(yīng)3h后靜置沉降，取上層溶液，抽濾烘干，制得十二烷基硫酸鈉改性氧化鈰。同樣方法制得硬脂酸改性氧化鈰，其中硬脂酸用量為0.2g，反應(yīng)時(shí)間lh，轉(zhuǎn)速等級(jí)15。
[0034]用十二烷基硫酸鈉和硬脂酸改性氧化鈰按1:10比例在開(kāi)煉機(jī)上與硫磺一起添加至掛膠履帶板橡膠中。
[0035]本實(shí)施例的工藝過(guò)程與實(shí)施例5不同的是將復(fù)配改性氧化鈰在開(kāi)煉機(jī)上與硫磺共同加入，其余工藝過(guò)程完全相同。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)配改性氧化鈰改進(jìn)掛膠履帶板橡膠性能的方法，其特征在于，用兩種或兩種以上改性劑對(duì)氧化鈰分別進(jìn)行改性，在保持橡膠原有生產(chǎn)配方不變和生產(chǎn)流程不變的基礎(chǔ)上，通過(guò)機(jī)械共混的方法添加0.1~10%的復(fù)配改性氧化鈰，改善掛膠履帶板橡膠的性能，特別是耐磨性能和抗撕裂性能。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)配改性氧化鈰改進(jìn)掛膠履帶板橡膠性能的方法，其特征在于，具體包括下列步驟: (1)、預(yù)先將氧化鈰加水浸潤(rùn)打散處理，固液比為(8-200):lg/mL ； (2)、以偶聯(lián)劑或陰離子表面活性劑為改性劑，采用兩種或兩種以上改性劑分別對(duì)氧化鋪進(jìn)行表面改性，反應(yīng)為液相法； 將氧化鈰重量1%~8%的改性劑溶于水或乙醇配成600mL透明溶液，用蠕動(dòng)泵將該溶液滴加到氧化鈰中恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)，蠕動(dòng)泵加料時(shí)間為0.5~3h ;反應(yīng)溫度為20~90°C，反應(yīng)時(shí)間為0.5~6h，攪拌速度為500~1500r/min ;靜置取上層溶液，抽濾，烘干，得到改性氧化鈰； (3)混煉中加入復(fù)配改性氧化鈰。
3.如權(quán)利要求2所述的復(fù)配改性氧化鈰改進(jìn)掛膠履帶板橡膠性能的方法，其特征在于，改性劑為月桂酸、硬脂酸、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉或硅烷偶聯(lián)劑中的至少兩種。
4.如權(quán)利要求3所述的復(fù)配改性氧化鈰改進(jìn)掛膠履帶板橡膠性能的方法，其特征在于，復(fù)配改性氧化鈰在塑煉階段加入；或與硬脂酸、氧化鋅等小料共同加入密煉機(jī)中；或在開(kāi)煉機(jī)上與硫磺共同加入。
5.如權(quán)利要求4所述的復(fù)配改性氧化鈰改進(jìn)掛膠履帶板橡膠性能的方法，其特征在于，將生膠放入密煉機(jī)中經(jīng)過(guò)3~5分鐘塑煉，加入小料及復(fù)配改性氧化鈰，炭黑分2次加入，密煉15~30分鐘，取出后在開(kāi)煉機(jī)上加入硫黃，混煉均勻后下片，停放24小時(shí)，用平板硫化機(jī)在151°C下按正硫化時(shí)間硫化。
【文檔編號(hào)】C08L21/00GK103756079SQ201410041015
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】李梅, 郝偉, 柳召剛, 胡艷宏, 王覓堂, 王博 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)