CN107501611A - 一种具有补强‑阻燃协同性能的钢渣‑赤泥复合橡胶填料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有补强‑阻燃协同性能的钢渣‑赤泥复合橡胶填料及其制备方法，属于固废资源循环利用领域。该复合橡胶填料配方包括磷酸溶液、硅烷偶联剂、硬酯酸、赤泥和钢渣。其制备方法：首先将磷酸溶液与钢渣进行混合，得到多孔钢渣；然后再将多孔钢渣与赤泥进行混合，得到钢渣‑赤泥混合物；最后再将钢渣‑赤泥混合物与硅烷偶联剂、硬酯酸进行混合，获得钢渣‑赤泥复合橡胶填料。本发明解决了橡胶工业主要填料炭黑和白炭黑的价格较高，钢渣与赤泥直接加入橡胶中极易发生团聚，以及钢渣‑赤泥无机界面与橡胶有机界面的相容性较差的问题。不仅提高了橡胶的力学性能与阻燃性能；而且实现了工业废料的循环利用，符合当前产业的发展要求。
Description
技术领域
本发明属于固废资源循环利用领域，具体涉及一种具有补强-阻燃协同性能的钢渣-赤泥复合橡胶填料及其制备方法。
背景技术
钢渣是炼钢过程中产生的固体废弃物，约占炼钢产量的15％～20％。钢渣主要由钙、铁、硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成，即SiO2、Fe2O3、Al2O3、ZnO、CaO、MgO、P2O5、MnO、SO3等，还含有少量游离氧化钙以及金属铁等。赤泥是氧化铝生产过程中产生的废渣，其主要组份是SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、Na2O、TiO2、K2O等，此外还含灼碱成份和微量有色金属等。目前大量钢渣与赤泥的堆存，不仅占用宝贵土地，而且还会对周围环境和地下水造成污染。因此，如何大规模、高效的利用钢渣与赤泥，实现环境减负，企业增效，是一个迫切需要解决的问题。
橡胶作为广泛应用的聚合物材料，其在制备加工过程中需要大量使用填料以改善其的力学性能、加工性能和填充增容。目前常用的橡胶填料主要包括炭黑、白炭黑等，但是炭黑与白炭黑的生产不仅工艺繁杂，而且需要消耗大量能源和资源，导致成本较高。面对上述问题，钢渣与赤泥作为一种高碱性物质是一种潜在的补强填料；赤泥含有大量的Al2O3与钢渣含有的ZnO、MgO、P2O5等产生阻燃协效作用，是一种潜在的阻燃填料。因此，将钢渣与赤泥进行复合，形成钢渣-赤泥复合橡胶填料，实现工业废料的循环利用，促进冶金企业增效、橡胶制品行业降成本。
发明内容
为了解决现有橡胶工业主要填料炭黑和白炭黑的价格较高，钢渣与赤泥直接加入橡胶中极易发生团聚，以及钢渣-赤泥无机界面与橡胶有机界面的相容性较差的问题，本发明提供了一种具有补强-阻燃协同性能的钢渣-赤泥复合橡胶填料，以期解决以上问题。
本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明提供了一种具有补强-阻燃协同性能的钢渣-赤泥复合橡胶填料，该钢渣-赤泥复合橡胶填料按重量百分比配方如下：
所述磷酸溶液的质量分数为75％～95％；所述硅烷偶联剂为工业纯；所述硬脂酸为分析纯；所述赤泥为拜尔法赤泥、烧结法赤泥、混联法赤泥，或其混合物；所述钢渣为铁水脱硫渣、铸余渣、转炉热泼渣、转炉滚筒渣、电炉热泼渣、电炉滚筒渣，或其混合物，其粒径为2.2μm～115.0μm。
本发明同时提供了上述钢渣-赤泥复合橡胶填料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
首先将磷酸溶液与钢渣进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌4h～6h，得到多孔钢渣；然后再将多孔钢渣与赤泥进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌6h～12h，得到钢渣-赤泥混合物；最后再将钢渣-赤泥混合物与硅烷偶联剂、硬酯酸进行混合，利用恒温磁力搅拌器在搅拌温度60℃～80℃下，搅拌2h～3h，获得钢渣-赤泥复合橡胶填料。
本发明的科学原理：
一方面，利用磷酸溶液去除钢渣中的f-CaO，从而有利于提高钢渣的比表面积、孔体积和孔径，形成多孔钢渣，实现丰富孔结构的目的，提高钢渣与橡胶的接触面积，从而提高补强效果。
另一方面，采用硅烷偶联剂、硬酯酸对多孔钢渣与赤泥表面进行改性处理，形成钢渣-赤泥复合橡胶填料，不仅能克服钢渣-赤泥无机界面与橡胶有机界面的相容性较差的弊端，进一步提高补强效果；而且赤泥与钢渣产生阻燃协效作用，提高阻燃效果。
而且，由于钢渣与赤泥作为一种高碱性物质，将钢渣-赤泥填充于橡胶中，可以加快硫化速度。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明解决了现有橡胶工业主要填料炭黑和白炭黑的价格较高，钢渣与赤泥直接加入橡胶中极易发生团聚，以及钢渣-赤泥无机界面与橡胶有机界面的相容性较差的问题。
2、本发明利用钢渣与赤泥行复合作为橡胶填料，不仅解决了橡胶工业主要填料炭黑和白炭黑的价格较高，提高了橡胶的力学性能与阻燃性能；而且实现了工业废料的循环利用，促进了冶金企业增效、橡胶制品行业降成本，符合当前节能环保、循环经济的产业发展要求。
具体实施方式
以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。
一、本发明一种具有补强-阻燃协同性能的钢渣-赤泥复合橡胶填料的制备方法
实施例1
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述磷酸溶液的质量分数为75％；所述硅烷偶联剂为工业纯；所述硬脂酸为分析纯；所述赤泥为烧结法赤泥，其化学成分(质量分数)为SiO2(22.91％)、Al2O3(4.57％)、CaO(51.87％)、Fe2O3(7.84％)、MgO(1.01％)、Na2O(3.23％)和其他(8.57％)；所述钢渣为铁水脱硫渣，其粒径为4.70μm～90.29μm，化学成分(质量分数)为SiO2(15.32％)、Fe2O3(12.64％)、Al2O3(5.47％)、CaO(51.34％)、MgO(3.47％)、P2O5(0.50％)、MnO(0.80％)、SO3(2.06％)和其他(8.40％)。
首先将磷酸溶液与钢渣进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌4h，得到多孔钢渣；然后再将多孔钢渣与赤泥进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌12h，得到钢渣-赤泥混合物；最后再将钢渣-赤泥混合物与硅烷偶联剂、硬酯酸进行混合，利用恒温磁力搅拌器在搅拌温度70℃下，搅拌3h，获得钢渣-赤泥复合橡胶填料。
实施例2
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述磷酸溶液的质量分数为85％；所述硅烷偶联剂为工业纯；所述硬脂酸为分析纯；所述赤泥为拜尔法赤泥，其化学成分(质量分数)为SiO2(18.67％)、Al2O3(23.04％)、CaO(16.03％)、Fe2O3(22.76％)、MgO(1.21％)、Na2O(10.42％)和其他(7.87％)；所述钢渣为铸余渣，其粒径为5.04μm～105.30μm，化学成分(质量分数)为SiO2(10.0％～18.0％)、Fe2O3(10.0％～35.0％)、Al2O3(2.0％～12.0％)、CaO(35.0％～55.0％)、MgO(3.0％～7.0％)、P2O5(0.5％～1.0％)、MnO(0.5％～4.0％)、SO3(0.1％～3.0％)和其他(4.0％～9.0％)。
首先将磷酸溶液与钢渣进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌6h，得到多孔钢渣；然后再将多孔钢渣与赤泥进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌8h，得到钢渣-赤泥混合物；最后再将钢渣-赤泥混合物与硅烷偶联剂、硬酯酸进行混合，利用恒温磁力搅拌器在搅拌温度60℃下，搅拌2h，获得钢渣-赤泥复合橡胶填料。
实施例3
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述磷酸溶液的质量分数为95％；所述硅烷偶联剂为工业纯；所述硬脂酸为分析纯；所述赤泥为混联法赤泥，其化学成分(质量分数)为SiO2(23.38％)、Al2O3(12.83％)、CaO(28.47％)、Fe2O3(15.60％)、MgO(0.98％)、Na2O(6.56％)和其他(12.18％)；所述钢渣为转炉热泼渣，其粒径为5.48μm～104.30μm，化学成分(质量分数)为SiO2(11.06％)、Fe2O3(24.40％)、Al2O3(2.30％)、CaO(46.78％)、MgO(5.75％)、P2O5(0.91％)、MnO(2.19％)、SO3(0.23％)和其他(6.38％)。
首先将磷酸溶液与钢渣进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌5h，得到多孔钢渣；然后再将多孔钢渣与赤泥进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌10h，得到钢渣-赤泥混合物；最后再将钢渣-赤泥混合物与硅烷偶联剂、硬酯酸进行混合，利用恒温磁力搅拌器在搅拌温度80℃下，搅拌2.5h，获得钢渣-赤泥复合橡胶填料。
实施例4
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述磷酸溶液的质量分数为90％；所述硅烷偶联剂为工业纯；所述硬脂酸为分析纯；所述赤泥为拜尔法赤泥与烧结法赤泥，其拜尔法赤泥化学成分(质量分数)为SiO2(18.67％)、Al2O3(23.04％)、CaO(16.03％)、Fe2O3(22.76％)、MgO(1.21％)、Na2O(10.42％)和其他(7.87％)，烧结法赤泥化学成分(质量分数)为SiO2(22.91％)、Al2O3(4.57％)、CaO(51.87％)、Fe2O3(7.84％)、MgO(1.01％)、Na2O(3.23％)和其他(8.57％)，拜尔法赤泥与烧结法赤泥的质量分数比为30:70；所述钢渣为转炉滚筒渣与电炉热泼渣，其转炉滚筒渣粒径为2.68μm～92.14μm，化学成分(质量分数)为SiO2(12.31％)、Fe2O3(25.08％)、Al2O3(1.56％)、CaO(47.00％)、MgO(5.61％)、P2O5(0.99％)、MnO(1.80％)、SO3(0.13％)和其他(5.52％)；电炉热泼渣粒径为6.35μm～111.50μm，化学成分(质量分数)为SiO2(13.04％)、Fe2O3(29.91％)、Al2O3(3.26％)、CaO(41.18％)、MgO(3.37％)、P2O5(0.69％)、MnO(3.56％)、SO3(0.28％)和其他(4.71％)，转炉滚筒渣与电炉热泼渣的质量分数比为50:50。
首先将磷酸溶液与钢渣进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌6h，得到多孔钢渣；然后再将多孔钢渣与赤泥进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌6h，得到钢渣-赤泥混合物；最后再将钢渣-赤泥混合物与硅烷偶联剂、硬酯酸进行混合，利用恒温磁力搅拌器在搅拌温度70℃下，搅拌2h，获得钢渣-赤泥复合橡胶填料。
实施例5
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述磷酸溶液的质量分数为80％；所述硅烷偶联剂为工业纯；所述硬脂酸为分析纯；所述赤泥为拜尔法赤泥与烧结法赤泥，其拜尔法赤泥化学成分(质量分数)为SiO2(18.67％)、Al2O3(23.04％)、CaO(16.03％)、Fe2O3(22.76％)、MgO(1.21％)、Na2O(10.42％)和其他(7.87％)，烧结法赤泥化学成分(质量分数)为SiO2(22.91％)、Al2O3(4.57％)、CaO(51.87％)、Fe2O3(7.84％)、MgO(1.01％)、Na2O(3.23％)和其他(8.57％)，拜尔法赤泥与烧结法赤泥的质量分数比为70:30；所述钢渣为电炉热泼渣与电炉滚筒渣，其电炉热泼渣粒径为6.35μm～111.50μm，化学成分(质量分数)为SiO2(13.04％)、Fe2O3(29.91％)、Al2O3(3.26％)、CaO(41.18％)、MgO(3.37％)、P2O5(0.69％)、MnO(3.56％)、SO3(0.28％)和其他(4.71％)；电炉滚筒渣粒径为5.40μm～111.60μm，化学成分(质量分数)为SiO2(11.14％)、Fe2O3(33.14％)、Al2O3(2.79％)、CaO(38.94％)、MgO(3.40％)、P2O5(0.19％)、MnO(3.49％)、SO3(0.28％)和其他(6.63％)，电炉热泼渣与电炉滚筒渣的质量分数比为50:50。
首先将磷酸溶液与钢渣进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌5h，得到多孔钢渣；然后再将多孔钢渣与赤泥进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌10h，得到钢渣-赤泥混合物；最后再将钢渣-赤泥混合物与硅烷偶联剂、硬酯酸进行混合，利用恒温磁力搅拌器在搅拌温度60℃下，搅拌3h，获得钢渣-赤泥复合橡胶填料。
实施例6
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述磷酸溶液的质量分数为85％；所述硅烷偶联剂为工业纯；所述硬脂酸为分析纯；所述赤泥为混联法赤泥，其化学成分(质量分数)为SiO2(23.38％)、Al2O3(12.83％)、CaO(28.47％)、Fe2O3(15.60％)、MgO(0.98％)、Na2O(6.56％)和其他(12.18％)；所述钢渣为铁水脱硫渣、铸余渣和转炉热泼渣，其铁水脱硫渣粒径为4.70μm～90.29μm，化学成分(质量分数)为SiO2(15.32％)、Fe2O3(12.64％)、Al2O3(5.47％)、CaO(51.34％)、MgO(3.47％)、P2O5(0.50％)、MnO(0.80％)、SO3(2.06％)和其他(8.40％)；铸余渣粒径为5.04μm～105.30μm，化学成分(质量分数)为SiO2(10.0％～18.0％)、Fe2O3(10.0％～35.0％)、Al2O3(2.0％～12.0％)、CaO(35.0％～55.0％)、MgO(3.0％～7.0％)、P2O5(0.5％～1.0％)、MnO(0.5％～4.0％)、SO3(0.1％～3.0％)和其他(4.0％～9.0％)；转炉热泼渣，其粒径为5.48μm～104.30μm，化学成分(质量分数)为SiO2(11.06％)、Fe2O3(24.40％)、Al2O3(2.30％)、CaO(46.78％)、MgO(5.75％)、P2O5(0.91％)、MnO(2.19％)、SO3(0.23％)和其他(6.38％)，铁水脱硫渣、铸余渣和转炉热泼渣的质量分数比为30:40:30。
首先将磷酸溶液与钢渣进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌4h，得到多孔钢渣；然后再将多孔钢渣与赤泥进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌8h，得到钢渣-赤泥混合物；最后再将钢渣-赤泥混合物与硅烷偶联剂、硬酯酸进行混合，利用恒温磁力搅拌器在搅拌温度80℃下，搅拌2.5h，获得钢渣-赤泥复合橡胶填料。
对比例1
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述硅烷偶联剂为工业纯；所述硬脂酸为分析纯；所述赤泥为混联法赤泥，其化学成分(质量分数)为SiO2(23.38％)、Al2O3(12.83％)、CaO(28.47％)、Fe2O3(15.60％)、MgO(0.98％)、Na2O(6.56％)和其他(12.18％)；所述钢渣为铁水脱硫渣、铸余渣和转炉热泼渣，其铁水脱硫渣粒径为4.70μm～90.29μm，化学成分(质量分数)为SiO2(15.32％)、Fe2O3(12.64％)、Al2O3(5.47％)、CaO(51.34％)、MgO(3.47％)、P2O5(0.50％)、MnO(0.80％)、SO3(2.06％)和其他(8.40％)；铸余渣粒径为5.04μm～105.30μm，化学成分(质量分数)为SiO2(10.0％～18.0％)、Fe2O3(10.0％～35.0％)、Al2O3(2.0％～12.0％)、CaO(35.0％～55.0％)、MgO(3.0％～7.0％)、P2O5(0.5％～1.0％)、MnO(0.5％～4.0％)、SO3(0.1％～3.0％)和其他(4.0％～9.0％)；转炉热泼渣，其粒径为5.48μm～104.30μm，化学成分(质量分数)为SiO2(11.06％)、Fe2O3(24.40％)、Al2O3(2.30％)、CaO(46.78％)、MgO(5.75％)、P2O5(0.91％)、MnO(2.19％)、SO3(0.23％)和其他(6.38％)，铁水脱硫渣、铸余渣和转炉热泼渣的质量分数比为30:40:30。
首先将钢渣与赤泥进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌8h，得到钢渣-赤泥混合物；最后再将钢渣-赤泥混合物与硅烷偶联剂、硬酯酸进行混合，利用恒温磁力搅拌器在搅拌温度80℃下，搅拌2.5h，获得钢渣-赤泥复合橡胶填料。
对比例2
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述磷酸溶液的质量分数为85％；所述赤泥为混联法赤泥其化学成分(质量分数)为SiO2(23.38％)、Al2O3(12.83％)、CaO(28.47％)、Fe2O3(15.60％)、MgO(0.98％)、Na2O(6.56％)和其他(12.18％)；所述钢渣为铁水脱硫渣、铸余渣和转炉热泼渣，其铁水脱硫渣粒径为4.70μm～90.29μm，化学成分(质量分数)为SiO2(15.32％)、Fe2O3(12.64％)、Al2O3(5.47％)、CaO(51.34％)、MgO(3.47％)、P2O5(0.50％)、MnO(0.80％)、SO3(2.06％)和其他(8.40％)；铸余渣粒径为5.04μm～105.30μm，化学成分(质量分数)为SiO2(10.0％～18.0％)、Fe2O3(10.0％～35.0％)、Al2O3(2.0％～12.0％)、CaO(35.0％～55.0％)、MgO(3.0％～7.0％)、P2O5(0.5％～1.0％)、MnO(0.5％～4.0％)、SO3(0.1％～3.0％)和其他(4.0％～9.0％)；转炉热泼渣，其粒径为5.48μm～104.30μm，化学成分(质量分数)为SiO2(11.06％)、Fe2O3(24.40％)、Al2O3(2.30％)、CaO(46.78％)、MgO(5.75％)、P2O5(0.91％)、MnO(2.19％)、SO3(0.23％)和其他(6.38％)，铁水脱硫渣、铸余渣和转炉热泼渣的质量分数比为30:40:30。
首先将磷酸溶液与钢渣进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌4h，得到多孔钢渣；然后再将多孔钢渣与赤泥进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌8h，得到钢渣-赤泥复合橡胶填料。
对比例3
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述磷酸溶液的质量分数为85％；所述硅烷偶联剂为工业纯；所述硬脂酸为分析纯；所述钢渣为铁水脱硫渣、铸余渣和转炉热泼渣，所述钢渣为铁水脱硫渣、铸余渣和转炉热泼渣，其铁水脱硫渣粒径为4.70μm～90.29μm，化学成分(质量分数)为SiO2(15.32％)、Fe2O3(12.64％)、Al2O3(5.47％)、CaO(51.34％)、MgO(3.47％)、P2O5(0.50％)、MnO(0.80％)、SO3(2.06％)和其他(8.40％)；铸余渣粒径为5.04μm～105.30μm，化学成分(质量分数)为SiO2(10.0％～18.0％)、Fe2O3(10.0％～35.0％)、Al2O3(2.0％～12.0％)、CaO(35.0％～55.0％)、MgO(3.0％～7.0％)、P2O5(0.5％～1.0％)、MnO(0.5％～4.0％)、SO3(0.1％～3.0％)和其他(4.0％～9.0％)；转炉热泼渣，其粒径为5.48μm～104.30μm，化学成分(质量分数)为SiO2(11.06％)、Fe2O3(24.40％)、Al2O3(2.30％)、CaO(46.78％)、MgO(5.75％)、P2O5(0.91％)、MnO(2.19％)、SO3(0.23％)和其他(6.38％)，铁水脱硫渣、铸余渣和转炉热泼渣的质量分数比为30:40:30。
首先将磷酸溶液与钢渣进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌4h，得到多孔钢渣；然后再将多孔钢渣与硅烷偶联剂、硬酯酸进行混合，利用恒温磁力搅拌器在搅拌温度80℃下，搅拌2.5h，获得钢渣橡胶填料。
二、本发明钢渣-赤泥复合橡胶填料加入橡胶后的力学性能测试与阻燃性能测试
制备实施例1～6及对比例1～3，其性能检测过程如下：
将丁苯橡胶(100份)放入开炼机薄通3～5次后，将丁苯橡胶加入密炼机(密炼温度70℃)混炼3min，依次加入氧化锌(2.5份)混合样混炼1min、加入炭黑(25份)与钢渣-赤泥复合橡胶填料(25份)混合样混炼1min、加入促进剂(1.0份)和硫磺(1.5份)混炼1min后取出备用，即密炼胶；将密炼胶放入开炼机薄通6～8次，打三角包5次后停放12h后，称取60g的密炼胶，采用四柱式平板硫化机进行硫化，硫化温度为145℃，硫化一定时间后放置24h，获得钢渣-赤泥复合丁苯橡胶。
《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》(GB/T528-2009)测试钢渣-赤泥复合丁苯橡胶的拉伸性能；《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定(裤型、直角形、新月形试样)》(GB/T529-2008)测试钢渣-赤泥复合丁苯橡胶的撕裂强度；《硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第1部分：邵氏硬度计法(邵尔硬度)》测试钢渣-赤泥复合丁苯橡胶的硬度；《塑料燃烧性能试验方法氧指数法》(GB/T2406-1993)测试钢渣-赤泥复合丁苯橡胶的极限氧指数(LOI)；《设备及器件塑料材料燃烧性能试验方法UL94》(ISBN 0-7629-0082-2)测试钢渣-赤泥复合丁苯橡胶的垂直燃烧级别。
表1.钢渣-纤维复合丁苯橡胶的力学性能与阻燃性能
将天然橡胶(100份)放入开炼机薄通1～3次后，将天然橡胶加入密炼机(密炼温度70℃)混炼3min，依次加入氧化锌(6.0份)混合样混炼1min、加入炭黑(25份)与钢渣-赤泥复合橡胶填料(25份)混合样混炼1min、加入促进剂(0.5份)和硫磺(2.5份)混炼1min后取出备用，即密炼胶；将密炼胶放入开炼机薄通2～4次，打三角包3次后停放12h后，称取60g的密炼胶，采用四柱式平板硫化机进行硫化，硫化温度为145℃，硫化一定时间后放置24h，获得钢渣-赤泥复合天然橡胶
《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》(GB/T528-2009)测试钢渣-赤泥复合天然橡胶的拉伸性能；《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定(裤型、直角形、新月形试样)》(GB/T529-2008)测试钢渣-赤泥复合天然橡胶的撕裂强度；《硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第1部分：邵氏硬度计法(邵尔硬度)》测试钢渣-赤泥复合天然橡胶的硬度；《塑料燃烧性能试验方法氧指数法》(GB/T2406-1993)测试钢渣-赤泥复合天然橡胶的极限氧指数(LOI)；《设备及器件塑料材料燃烧性能试验方法UL94》(ISBN 0-7629-0082-2)测试钢渣-赤泥复合天然橡胶的垂直燃烧级别。
表2.钢渣-纤维复合天然橡胶的力学性能与阻燃性能
Claims (5)
1.一种具有补强-阻燃协同性能的钢渣-赤泥复合橡胶填料，其特征在于，按重量百分比计，所述钢渣-赤泥复合橡胶填料组成如下：
所述磷酸溶液的质量分数为75％～95％。
2.如权利要求1所述的具有补强-阻燃协同性能的钢渣-赤泥复合橡胶填料，其特征在于，所述赤泥为拜尔法赤泥、烧结法赤泥、混联法赤泥或其混合物。
3.如权利要求1所述的具有补强-阻燃协同性能的钢渣-赤泥复合橡胶填料，其特征在于，所述钢渣为铁水脱硫渣、铸余渣、转炉热泼渣、转炉滚筒渣、电炉热泼渣、电炉滚筒渣或其混合物，其粒径为2.2μm～115.0μm。
4.如权利要求1所述的具有补强-阻燃协同性能的钢渣-赤泥复合橡胶填料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为工业纯；所述硬脂酸为分析纯。
5.一种如权利要求1所述具有补强-阻燃协同性能的钢渣-赤泥复合橡胶填料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
首先将磷酸溶液与钢渣进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌4h～6h，得到多孔钢渣；然后再将多孔钢渣与赤泥进行混合，利用恒温磁力搅拌器在常温下对其进行搅拌6h～12h，得到钢渣-赤泥混合物；最后再将钢渣-赤泥混合物与硅烷偶联剂、硬酯酸进行混合，利用恒温磁力搅拌器在搅拌温度60℃～80℃下，搅拌2h～3h，获得钢渣-赤泥复合橡胶填料。
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Application publication date: 20171222 Assignee: MAANSHAN Mine Research Institute Co.,Ltd. Assignor: ANHUI University OF TECHNOLOGY Contract record no.: X2023980031959 Denomination of invention: A kind of steel slag-red mud composite rubber filler with reinforcing and flame-retardant synergism Granted publication date: 20190416 License type: Common License Record date: 20230209 |