CN113458046A - 一种抗拉伸气垫船用橡胶生产设备及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗拉伸气垫船用橡胶生产设备及其制备方法，按照改性氧化石墨/混合胶乳102～103份、环氧化顺丁橡胶2.5～3.5份、膨润土6～7份、硼酸锌@氧化锌8～12份、硬脂酸1.5～2.5份、2‑硫醇基苯并噻唑0.4～0.6份、N‑环己基‑2‑苯并噻唑次磺酰胺0.4～0.6份、硫磺2～3份、改性间苯二酚预缩聚树脂1.5～2.5份、防老剂RD0.8～1.2份、防老剂DNP0.8～1.2份，依次加入至开炼机中进行混炼，混炼10min后加入改性炭黑9～11份，混炼1min，待温度稳定在110℃左右时排胶，将混炼后胶体在室温下停放4小时后，于平板硫化机上进行硫化，所制得的抗拉伸气垫船用橡胶，具有高抗拉升强度，抗拉强度达到38KN/m以上，抗撕裂强度达到73KN/m以上。

Description

一种抗拉伸气垫船用橡胶生产设备及其制备方法
技术领域
本发明属于橡胶生产方法领域，具体为一种抗拉伸气垫船用橡胶生产设备及其制备方法。
背景技术
随着海上运输行业的发展，围裙作为气垫船的重要组成部分，是气垫船沉入海面的直接接触的部分，但气垫船需要离开水面时，通过气垫船内的空压系统，使得气垫船围裙内部充满空气，气垫船围裙受空气的剧烈拉扯，经常会导致橡胶和骨架材料之间发生脱层现象，从而影响气垫船的使用。
现有专利号为ZL 201110148459.2的中国专利公布了一种气垫船围裙用氯丁/天然橡胶及制作方法，其有益效果是粘合剂XS-100以三聚氰胺和间苯二酚预缩聚树脂为主体材料，加入活性添加剂及惰性填料制成的浅黄褐色粉末，属于复合型间甲白体系，它可直接在胶料混炼后期加入，吃料快，工艺简单易行；配合使用白炭黑/si-69，即含有XS-100/白炭黑/si-69体系的橡胶，能够大幅提高橡胶和骨架材料的粘合强度。但仍存在以下缺点：由于间苯二酚预缩聚树脂中游离间苯二酚含量过高，当温度超过110℃时，会产生大量的烟雾，使加料不能严格按配方执行，且由于炭黑粒子很小，使得炭黑粒子有彼此团聚的内在属性，当其加入非极性的橡胶等有机基体中时，如天然橡胶，会存在相容性问题。
发明内容
本发明解决的问题在于提供一种抗拉伸气垫船用橡胶生产设备及其制备方法，其解决了炭黑在天然橡胶中分散性较差，降低间苯二酚预缩聚树脂中游离间苯二酚的含量，气垫船用橡胶抗拉伸差等问题，制备的抗拉伸气垫船用橡胶的性能指标优良，满足应用需求。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种抗拉伸气垫船用橡胶开炼机，包括第一转轴、第一开炼辊筒、第二转轴、第二开炼辊筒、第一驱动装置、第二驱动装置，其特征在于：所述的第一开炼辊筒上方设置有限位滑杆，所述限位滑杆圆周表面滑动连接有移动块，所述移动块表面固定连接有挡片，所述限位滑杆两侧设置有转轴，所述转轴固定连接有滑动块，所述转轴转动连接有第三驱动装置，所述限位滑杆斜下方设置有移动杆，所述移动杆圆周表面花键连接有刷毛，所述移动杆两侧滑动连接于移动限位槽内。
作为优选，所述挡片为半圆弧状，其厚度小于第一开炼辊筒与第二开炼辊筒之间间隙的宽度。
作为优选，所述移动块在限位滑杆上作往复运动。
作为优选，所述移动限位槽为勾状，其大小与挡片相同。
一种抗拉伸气垫船用橡胶其制备方法，包括以下步骤：
a)称取一定份数的改性氧化石墨烯倒入纯水中，混合搅拌2h，得到8mg/ml的改性氧化石墨烯溶液，加入天然胶乳和丁晴胶乳至改性氧化石墨溶液中搅拌30min，所述的天然胶乳：丁晴胶乳：改性氧化石墨的质量比为70：30：2～3，按照改性氧化石墨烯溶液的体积的3倍配置质量分数为10％的氯化钠溶液，将氯化钠溶液与硬脂酸倒入至混合胶乳/改性氧化石墨溶液中，所述的硬脂酸与所述的改性氧化石墨的质量比为1：3，将上述溶液移入离心分离机中，进行离心分离，得到氧化石墨/混合胶乳，纯水洗涤2-3次，放入60℃的真空干燥箱中烘干，得到改性氧化石墨/混合胶乳；
b)将上述改性氧化石墨/混合胶乳加入开炼机中，通过第一驱动装置与第二驱动装置驱动第一转轴与第二转轴转动，从而带动第一开炼辊筒与第二开炼辊筒滚动进行塑炼，利用挡片将第二开炼辊筒上方部分氧化石墨/混合胶乳截取，并通过滑动块带动挡片在限位滑杆上作往复运动，3min后排胶，冷却至室温后裁片待用；
c)按照以下重量配比的成分，改性氧化石墨/混合胶乳102～103份、环氧化顺丁橡胶2.5～3.5份、膨润土6～7份、硼酸锌@氧化锌8～12份、硬脂酸1.5～2.5份、2-硫醇基苯并噻唑0.4～0.6份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.4～0.6份、硫磺2～3份、改性间苯二酚预缩聚树脂1.5～2.5份、防老剂RD0.8～1.2份、防老剂DNP0.8～1.2份，依次加入至开炼机中进行混炼，混炼10min后加入改性炭黑9～11份，继续混炼1min，待温度稳定在110℃时排胶，排胶得到混炼胶体，通过第三驱动装置驱动移动块移动，并使转轴发生转动，从而带动限位滑杆杆上的挡片发生转动，使得挡片能够进入第一开炼辊筒与第二开炼辊筒之间，从而刮除第一开炼辊筒与第二开炼辊筒上沾染的物料，利用移动杆沿移动限位槽滑动，使得移动杆上的刷毛紧贴挡片下表面，同时移动杆带动刷毛转动，达到清理挡片的作用；
d)将上述混炼胶体在室温下停放4小时后，于平板硫化机上进行硫化，硫化条件为160℃×t90。
作为优选，所述的改性氧化石墨烯的制备工艺，包括以下步骤：称取一定量的氧化石墨烯加入至乙醇-水混合溶液中，所述的乙醇：水的体积比为10：1，混合搅拌30min，加入硅烷偶联剂KH-570，所述的氧化石墨烯：硅烷偶联剂KH-570的质量比为1：6～8，加入盐酸调节pH值至4～5，在N2环境下80℃反应回流12h，将回流反应结束后的溶液过滤，采用纯水和乙醇洗涤2-3次，得到改性氧化石墨烯。
作为优选，所述改性炭黑的制备工艺，包括以下步骤：
a)将炭黑与过碳酸钠按重量比为1.8～2：1加入反应釜中，倒入纯水，所述的炭黑：纯水按重量比为1：10，混合搅拌，升温至25℃反应3h，将反应结束后的溶液进行过滤，滤饼采用去离子水反复洗涤，直至滤液呈中性为止，滤饼于70℃下烘干，得到氧化改性炭黑；
b)将氧化改性炭黑、乙二酰氯加入反应釜中，其中氧化改性炭黑与乙二酰氯按重量比为1：0.10～0.12，采用1，2-二氯乙烷作为溶剂，混合搅拌5min，冰浴反应30min后加热至60℃，混合反应30min，旋转蒸发除去未反应的乙二酰氯，得到酰氯化炭黑；
c)将酰氯化炭黑加入聚丙二醇中，其中酰氯化炭黑与聚丙二醇按重量比为2.2：0.8～1，采用乙醇为溶剂，加入二丁基二月桂酸锡作催化剂，所述的二丁基二月桂酸锡：酰氯化炭黑比为5ml：1Kg，冰浴反应45min后升温加热到120℃继续反应1小时，反应结束后，自然冷却至25℃，将自然冷却后的溶液进行过滤，滤渣采用乙醇水溶液洗涤3-4次，将洗涤后的滤渣于60℃下烘干，即得表面接枝改性炭黑。
作为优选，所述硼酸锌@二氧化硅的制备工艺，包括以下步骤：
a)称取定量的SiO2倒入甲苯中，65℃混合搅拌2～3h，直至溶液呈凝胶状，纯水洗涤凝胶至中性，加入硅烷偶联剂KH-550，所述的硅烷偶联剂KH-550：SiO2的比为800～1000ml：1Kg，70℃下回流反应4h，将回流结束后的溶液进行过滤，过滤后的物料通过纯水反复洗涤3-4次，得到氨基化SiO2；
b)通过将氨基化SiO2倒入浓盐酸中，加入氯化亚铜，其中氨基化SiO2：氯化亚铜的质量比为43：59～69，其中加热至130℃，在氮气环境下回流反应6h，将回流结束后的溶液进行过滤，过滤后的物料通过纯水洗涤2-3次，得到氰基化SiO2；
c)通过将氧化锌与氰基化SiO2倒入在硼酸中，所述的氧化锌：氰基化SiO2：硼酸的质量比为1：2～2.2：6～6.4，加热至85℃，反应8h，离心分离后得到ZnO@SiO2杂化物并在60℃下干燥。
作为优选，所述改性间苯二酚预缩聚树脂的制备，包括以下步骤：通过将间苯二酚预缩聚树脂在130℃下熔化，加入二(三苯基膦)醋酸钯与丙二醇双-(4，4’一二氨基)苯甲酸酯反应1h，在130～140℃减压蒸馏2h，得到改性间苯二酚树脂。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明通过一种抗拉伸气垫船用橡胶开炼机，采用挡片将炼辊筒上方部分氧化石墨/混合胶乳截取，通过滑动块带动挡片在限位滑杆上作往复运动，使得各部分的氧化石墨/混合胶乳得到均匀混合。
2、本发明通过一种抗拉伸气垫船用橡胶开炼机，采用驱动装置驱动移动块移动，并从而带动限位滑杆杆上的挡片发生转动，使得挡片能够进入第一开炼辊筒与第二开炼辊筒之间，从而刮除第一开炼辊筒与第二开炼辊筒上沾染的物料。
3、本发明通过一种抗拉伸气垫船用橡胶开炼机，利用移动杆沿移动限位槽滑动，使得移动杆上的刷毛紧贴挡片下表面，同时移动杆带动刷毛转动，达到清理挡片的作用。
4、本发明通过一种抗拉伸气垫船用橡胶其制备方法，采用硅烷偶联剂KH570对氧化石墨烯改性，从而改善氧化石墨烯在橡胶中的分散效果，提高气垫船用橡胶的抗拉伸性能。
5、本发明通过一种抗拉伸气垫船用橡胶其制备方法，通过将聚丙二醇接枝在炭黑上，从而提高炭黑与橡胶的相容性，增强气垫船用橡胶的使用强度。
6、本发明通过一种抗拉伸气垫船用橡胶其制备方法，通过将硼酸锌与氧化锌杂化复合，利用二氧化硅上的氰基增强硼酸锌@氧化锌与橡胶分子链的不饱和位点反应形成交联网络，从而提高气垫船用橡胶的抗拉伸性能。
7、本发明通过一种抗拉伸气垫船用橡胶其制备方法，采用丙二醇双-(4，4’一二氨基)苯甲酸酯对间苯二酚预缩聚树脂进行改性，从而提高丙二醇双-(4，4’一二氨基)苯甲酸酯的使用性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
附图中标记分述如下：1、转轴；2、第一转轴；3、第一开炼辊筒；4、第二转轴；5、第二开炼辊筒；6、滑动块；7、限位滑杆；8、挡片；9、刷毛；10、移动块；11、移动杆；12、第三驱动装置；13、第二驱动装置；14、第一驱动装置；15、移动限位槽。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
如图1所示，本发明所述的一种抗拉伸气垫船用橡胶开炼机，包括第一转轴2、第一开炼辊筒3、第二转轴4、第二开炼辊筒5、第一驱动装置14、第二驱动装置13，其特征在于：所述的第一开炼辊筒3上方设置有限位滑杆7，所述限位滑杆7圆周表面滑动连接有移动块10，所述移动块10表面固定连接有挡片8，所述限位滑杆7两侧设置有转轴1，所述转轴1固定连接有滑动块6，所述转轴1转动连接有第三驱动装置12，所述限位滑杆7斜下方设置有移动杆11，所述移动杆11圆周表面花键连接有刷毛9，所述移动杆11两侧滑动连接于移动限位槽15内。
在一种实施例中，所述挡片8为半圆弧状，其厚度小于第一开炼辊筒3与第二开炼辊筒5之间间隙的宽度，使得挡片通过旋转贴合第二开炼辊筒表面，进入第一开炼辊筒3与第二开炼辊筒5之间间隙，达到清理第一开炼辊筒3与第二开炼辊筒5表面沾染物料的目的。
在一种实施例中，所述移动块10在限位滑杆7上作往复运动，从而带动挡片在炼辊筒上作往复运动，进而使挡片上截取的部分氧化石墨/混合胶乳，分散于炼辊筒各部位，提高开炼机混合效果。
在一种实施例中，所述移动限位槽15为勾状，其大小与挡片相同，通过移动杆沿移动限位槽进行移动，使得移动杆11上的刷毛9能够沿挡板下表面进行运动，达到清理挡片8污染物的作用。
具体实施时，通过第一驱动装置12与第二驱动装置13驱动第一转轴2与第二转轴4转动，从而带动第一开炼辊筒3与第二开炼辊筒5滚动进行塑炼，利用挡片8将第二开炼辊筒5上方部分氧化石墨/混合胶乳截取，并通过滑动块6带动挡片8在限位滑杆7上作往复运动，使得各部分的氧化石墨/混合胶乳得到均匀混合，通过第三驱动装置12驱动移动块10移动，并使转轴1发生转动，从而带动限位滑杆7杆上的挡片8发生转动，使得挡片8能够进入第一开炼辊筒3与第二开炼辊筒5之间，从而刮除第一开炼辊筒3与第二开炼辊筒5上沾染的物料，利用移动杆11沿移动限位槽15滑动，使得移动杆11上的刷毛9紧贴挡片8下表面，同时移动杆11带动刷毛9转动，达到清理挡片8的作用。
本发明提供一种抗拉伸气垫船用橡胶，工艺过程包括以下步骤：
a)称取一定量的氧化石墨烯加入至乙醇-水混合溶液中，其中乙醇与水体积比为10：1，混合搅拌30min，加入硅烷偶联剂KH-570，其中氧化石墨烯与硅烷偶联剂KH-570的质量比为1：6～8，加入盐酸调节pH值至4～5，在N2环境下80℃反应回流12h，将回流反应结束后的溶液过滤，采用纯水和乙醇洗涤2-3次，从而得到改性氧化石墨烯；
b)将炭黑与过碳酸钠按重量比为1.8～2：1加入反应釜中，倒入纯水，所述的炭黑：纯水按重量比为1：10，混合搅拌，升温至25℃反应3h，将反应结束后的溶液进行过滤，滤饼采用去离子水反复洗涤，直至滤液呈中性为止，滤饼于70℃下烘干，得到氧化改性炭黑；
c)将氧化改性炭黑、乙二酰氯加入反应釜中，其中氧化改性炭黑与乙二酰氯按重量比为1：0.10～0.12，采用1，2-二氯乙烷作为溶剂，混合搅拌5min，冰浴反应30min后加热至60℃，混合反应30min，旋转蒸发除去未反应的乙二酰氯，得到酰氯化炭黑；
d)将酰氯化炭黑加入聚丙二醇中，其中酰氯化炭黑与聚丙二醇按重量比为2.2：0.8～1，采用乙醇为溶剂，加入二丁基二月桂酸锡作催化剂，所述的二丁基二月桂酸锡：酰氯化炭黑比为5ml：1Kg，冰浴反应45min后升温加热到120℃继续反应1小时，反应结束后，自然冷却至25℃，将自然冷却后的溶液进行过滤，滤渣采用乙醇水溶液洗涤3-4次，将洗涤后的滤渣于60℃下烘干，即得表面接枝改性炭黑。
e)称取定量的SiO2倒入甲苯中，65℃混合搅拌2～3h，直至溶液呈凝胶状，纯水洗涤凝胶至中性，加入硅烷偶联剂KH-550，所述的硅烷偶联剂KH-550：SiO2的比为800～1000ml：1Kg，70℃下回流反应4h，将回流结束后的溶液进行过滤，过滤后的物料通过纯水反复洗涤3-4次，得到氨基化SiO2；
f)通过将氨基化SiO2倒入浓盐酸中，加入氯化亚铜，其中氨基化SiO2：氯化亚铜的质量比为43：59～69，其中加热至130℃，在氮气环境下回流反应6h，将回流结束后的溶液进行过滤，过滤后的物料通过纯水洗涤2-3次，得到氰基化SiO2；
g)通过将氧化锌与氰基化SiO2倒入在硼酸中，所述的氧化锌：氰基化SiO2：硼酸的质量比为1：2～2.2：6～6.4，加热至85℃，反应8h，离心分离后得到ZnO@SiO2杂化物并在60℃下干燥。
h)通过将间苯二酚预缩聚树脂在130℃下熔化，加入二(三苯基膦)醋酸钯与丙二醇双-(4，4’一二氨基)苯甲酸酯反应1h，在130～140℃减压蒸馏2h，得到改性间苯二酚树脂；
i)称取一定份数的改性氧化石墨烯倒入纯水中，混合搅拌2h，得到8mg/ml的改性氧化石墨烯溶液，加入天然胶乳和丁晴胶乳至改性氧化石墨溶液中搅拌30min，所述的天然胶乳：丁晴胶乳：改性氧化石墨的质量比为70：30：2～3，按照改性氧化石墨烯溶液的体积的3倍配置质量分数为10％的氯化钠溶液，将氯化钠溶液与硬脂酸倒入至混合胶乳/改性氧化石墨溶液中，所述的硬脂酸与所述的改性氧化石墨的质量比为1：3，将上述溶液移入离心分离机中，进行离心分离，得到氧化石墨/混合胶乳，纯水洗涤2-3次，放入60℃的真空干燥箱中烘干，得到改性氧化石墨/混合胶乳；
j)将改性氧化石墨/混合胶乳加入开炼机中3min后排胶，冷却至室温后裁片待用；
k)按照以下重量配比的成分，改性氧化石墨/混合胶乳102～103份、环氧化顺丁橡胶2.5～3.5份、膨润土6～7份、硼酸锌@氧化锌8～12份、硬脂酸1.5～2.5份、2-硫醇基苯并噻唑0.4～0.6份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.4～0.6份、硫磺2～3份、改性间苯二酚预缩聚树脂1.5～2.5份、防老剂RD0.8～1.2份、防老剂DNP0.8～1.2份，依次加入至开炼机中进行混炼，混炼10min后加入改性炭黑9～11份，混炼1min，待温度稳定在110℃时排胶，排胶得到混炼胶体；
l)将上述混炼胶体在室温下停放4小时后，于平板硫化机上进行硫化，硫化条件为160℃×t90。
实例1
a)称取一定量的氧化石墨烯加入至乙醇-水混合溶液中，其中乙醇与水体积比为10：1，混合搅拌30min，加入硅烷偶联剂KH570，其中氧化石墨烯与硅烷偶联剂KH570的质量比为1：6，加入盐酸调节pH值至4～5，在N2环境下80℃反应回流12h，将回流反应结束后的溶液过滤，采用纯水和乙醇洗涤2-3次，从而得到改性氧化石墨烯；
b)将炭黑与过碳酸钠按重量比为1.8：1加入反应釜中，倒入纯水，所述的炭黑：纯水按重量比为1：10，混合搅拌，升温至25℃反应3h，将反应结束后的溶液进行过滤，滤饼采用去离子水反复洗涤，直至滤液呈中性为止，滤饼于70℃下烘干，得到氧化改性炭黑；
c)将氧化改性炭黑、乙二酰氯加入反应釜中，其中氧化改性炭黑与乙二酰氯按重量比为1：0.10，采用1，2-二氯乙烷作为溶剂，混合搅拌5min，冰浴反应30min后加热至60℃，混合反应30min，旋转蒸发除去未反应的乙二酰氯，得到酰氯化炭黑；
d)将酰氯化炭黑加入聚丙二醇中，其中酰氯化炭黑与聚丙二醇按重量比为2.2：0.8，采用乙醇为溶剂，加入二丁基二月桂酸锡作催化剂，所述的二丁基二月桂酸锡：酰氯化炭黑比为5ml：1Kg，冰浴反应45min后升温加热到120℃继续反应1小时，反应结束后，自然冷却至25℃，将自然冷却后的溶液进行过滤，滤渣采用乙醇水溶液洗涤3-4次，将洗涤后的滤渣于60℃下烘干，即得表面接枝改性炭黑。
e)称取定量的SiO2倒入甲苯中，65℃混合搅拌2～3h，直至溶液呈凝胶状，纯水洗涤凝胶至中性，加入硅烷偶联剂KH-550，所述的硅烷偶联剂KH-550：SiO2的比为800～1000ml：1Kg，70℃下回流反应4h，将回流结束后的溶液进行过滤，过滤后的物料通过纯水反复洗涤3-4次，得到氨基化SiO2；
f)通过将氨基化SiO2倒入浓盐酸中，加入氯化亚铜，其中氨基化SiO2：氯化亚铜的质量比为43：59，其中加热至130℃，在氮气环境下回流反应6h，将回流结束后的溶液进行过滤，过滤后的物料通过纯水洗涤2-3次，得到氰基化SiO2；
g)通过将氧化锌与氰基化SiO2倒入在硼酸中，所述的氧化锌：氰基化SiO2：硼酸的质量比为1：2：6，加热至85℃，反应8h，离心分离后得到ZnO@SiO2杂化物并在60℃下干燥。
h)通过将间苯二酚预缩聚树脂在130℃下熔化，加入二(三苯基膦)醋酸钯与丙二醇双-(4，4’一二氨基)苯甲酸酯反应1h，在130～140℃减压蒸馏2h，得到改性间苯二酚树脂；
i)称取一定份数的改性氧化石墨烯倒入纯水中，混合搅拌2h，得到8mg/ml的改性氧化石墨烯溶液，加入天然胶乳和丁晴胶乳至改性氧化石墨溶液中搅拌30min，所述的天然胶乳：丁晴胶乳：改性氧化石墨的质量比为70：30：2，按照改性氧化石墨烯溶液的体积的3倍配置质量分数为10％的氯化钠溶液，将氯化钠溶液与硬脂酸倒入至混合胶乳/改性氧化石墨溶液中，所述的硬脂酸与所述的改性氧化石墨的质量比为1：3，将上述溶液移入离心分离机中，进行离心分离，得到氧化石墨/混合胶乳，纯水洗涤2-3次，放入60℃的真空干燥箱中烘干，得到改性氧化石墨/混合胶乳；
j)将改性氧化石墨/混合胶乳加入开炼机中，塑炼3min后排胶，冷却至室温后裁片待用；
k)按照以下重量配比的成分，改性氧化石墨/混合胶乳102份、环氧化顺丁橡胶2.5份、膨润土6份、硼酸锌@氧化锌8份、硬脂酸1.5份、2-硫醇基苯并噻唑0.4份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.4份、硫磺2份、改性间苯二酚预缩聚树脂1.5份、防老剂RD0.8份、防老剂DNP0.8份，依次加入至开炼机中进行混炼，混炼10min后加入改性炭黑9份，混炼1min，待温度稳定在110℃时排胶，排胶得到混炼胶体；
l)将上述混炼胶体在室温下停放4小时后，于平板硫化机上进行硫化，硫化条件为160℃×t90。
实例2
a)称取一定量的氧化石墨烯加入至乙醇-水混合溶液中，其中乙醇与水体积比为10：1，混合搅拌30min，加入硅烷偶联剂KH570，其中氧化石墨烯与硅烷偶联剂KH570的质量比为1：8，加入盐酸调节pH值至4～5，在N2环境下80℃反应回流12h，将回流反应结束后的溶液过滤，采用纯水和乙醇洗涤2-3次，从而得到改性氧化石墨烯；
b)将炭黑与过碳酸钠按重量比为2：1加入反应釜中，倒入纯水，所述的炭黑：纯水按重量比为1：10，混合搅拌，升温至25℃反应3h，将反应结束后的溶液进行过滤，滤饼采用去离子水反复洗涤，直至滤液呈中性为止，滤饼于70℃下烘干，得到氧化改性炭黑；
c)将氧化改性炭黑、乙二酰氯加入反应釜中，其中氧化改性炭黑与乙二酰氯按重量比为1：0.12，采用1，2-二氯乙烷作为溶剂，混合搅拌5min，冰浴反应30min后加热至60℃，混合反应30min，旋转蒸发除去未反应的乙二酰氯，得到酰氯化炭黑；
d)将酰氯化炭黑加入聚丙二醇中，其中酰氯化炭黑与聚丙二醇按重量比为2.2：1，采用乙醇为溶剂，加入二丁基二月桂酸锡作催化剂，所述的二丁基二月桂酸锡：酰氯化炭黑比为5ml：1Kg，冰浴反应45min后升温加热到120℃继续反应1小时，反应结束后，自然冷却至25℃，将自然冷却后的溶液进行过滤，滤渣采用乙醇水溶液洗涤3-4次，将洗涤后的滤渣于60℃下烘干，即得表面接枝改性炭黑。
e)称取定量的SiO2倒入甲苯中，65℃混合搅拌2～3h，直至溶液呈凝胶状，纯水洗涤凝胶至中性，加入硅烷偶联剂KH-550，所述的硅烷偶联剂KH-550：SiO2的比为800～1000ml：1Kg，70℃下回流反应4h，将回流结束后的溶液进行过滤，过滤后的物料通过纯水反复洗涤3-4次，得到氨基化SiO2；
f)通过将氨基化SiO2倒入浓盐酸中，加入氯化亚铜，其中氨基化SiO2：氯化亚铜的质量比为43：69，其中加热至130℃，在氮气环境下回流反应6h，将回流结束后的溶液进行过滤，过滤后的物料通过纯水洗涤2-3次，得到氰基化SiO2；
g)通过将氧化锌与氨基化SiO2倒入在硼酸中，其中氧化锌：氨基化SiO2：硼酸的质量比为1：2.2：6.4，加热至85℃，反应8h，离心分离后得到ZnO@SiO2杂化物并在60℃下干燥。
h)通过将间苯二酚预缩聚树脂在130℃下熔化，加入二(三苯基膦)醋酸钯与丙二醇双-(4，4’一二氨基)苯甲酸酯反应1h，在130～140℃减压蒸馏2h，得到改性间苯二酚树脂；
i)称取一定份数的改性氧化石墨烯倒入纯水中，混合搅拌2h，得到8mg/ml的改性氧化石墨烯溶液，加入天然胶乳和丁晴胶乳至改性氧化石墨溶液中搅拌30min，所述的天然胶乳：丁晴胶乳：改性氧化石墨的质量比为70：30：3，按照改性氧化石墨烯溶液的体积的3倍配置质量分数为10％的氯化钠溶液，将氯化钠溶液与硬脂酸倒入至混合胶乳/改性氧化石墨溶液中，所述的硬脂酸与所述的改性氧化石墨的质量比为1：3，将上述溶液移入离心分离机中进行离心分离，得到氧化石墨/混合胶乳，纯水洗涤2-3次，放入60℃的真空干燥箱中烘干，得到改性氧化石墨/混合胶乳；
j)将改性氧化石墨/混合胶乳加入开炼机中进行塑炼，塑炼3min后排胶，冷却至室温后裁片待用；
k)按照以下重量配比的成分，改性氧化石墨/混合胶乳103份、环氧化顺丁橡胶3.5份、膨润土7份、硼酸锌@氧化锌12份、硬脂酸2.5份、2-硫醇基苯并噻唑0.6份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.6份、硫磺3份、改性间苯二酚预缩聚树脂2.5份、防老剂RD1.2份、防老剂DNP1.2份，依次加入至开炼机中进行混炼，混炼10min后加入改性炭黑11份，混炼1min，待温度稳定在110℃时排胶，排胶得到混炼胶体，通过第三驱动装置12驱动移动块10移动，并使转轴1发生转动，从而带动限位滑杆7杆上的挡片8发生转动，使得挡片8能够进入第一开炼辊筒3与第二开炼辊筒5之间，从而刮除第一开炼辊筒3与第二开炼辊筒5上沾染的物料，利用移动杆11沿移动限位槽15滑动，使得移动杆11上的刷毛9紧贴挡片8下表面，同时移动杆11带动刷毛9转动，达到清理挡片8的作用；
l)将上述混炼胶体在室温下停放4小时后，于平板硫化机上进行硫化，硫化条件为160℃×t90。
对比例1
a)按照以下重量配比的成分，天然橡胶NR30份、氯丁橡胶CR70份、硫磺1.25份、促进剂DM1.25份、ZnO6.5份、MgO6.5份、促进剂NA-22 1.5份、炭黑N550 25份、炭黑N330 25份、高岭土12.5份、白炭黑5份、偶联剂Si-69 2份，橡胶粘合剂XS-100 6.5份，硬脂酸StA 1.5份，芳烃油5.5份，防护蜡1.5份，防老剂4010NA 1.5份，防老剂A1.5份，防老剂RD 1.5份，依次加入至开炼机中进行密炼，开炼，下片，硫化胶片，按标准裁取试。
对比例2
a)称取天然胶乳和丁晴胶乳，其中天然胶乳：丁晴胶乳：改性氧化石墨的质量比为70：30，加入至纯水中搅拌30min，按照存水的体积的3倍配置10％的氯化钠溶液，倒入氯化钠溶液与硬脂酸，移入离心分离机中，进行高速离心分离，得到混合胶乳，纯水洗涤数次，放入60℃的真空干燥箱中烘干；
b)将混合胶乳加入开炼机中，塑炼3min后排胶，冷却至室温后裁片待用；
c)按照以下重量配比的成分，混合胶乳102份、环氧化顺丁橡胶2.5份、膨润土6份、硼酸锌8份、硬脂酸1.5份、2-硫醇基苯并噻唑0.4份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.4份、硫磺2份、间苯二酚预缩聚树脂1.5份、防老剂RD0.8份、防老剂DNP0.8-1.2份，依次加入至开炼机中进行混炼，混炼10min后加入炭黑9份，混炼1min，待温度稳定在110℃左右时排胶；
d)将混炼后胶体在室温下停放4小时后，于平板硫化机上进行硫化，硫化条件为160℃×t90。
产品检测如表：
测试项目 实施例1 实施例2 对比例1 对比例2 测试标准
抗拉强度 38.51KN/m 39.12KN/m 33.98KN/m 31.75KN/m GB/T 528-92
抗撕裂强度 73.8KN/m 74.1KN/m 22.61KN/m 20.57KN/m GB/T 528-92
从表中可以看出，实施例1-2加入的改性氧化石墨烯、改性炭黑、硼酸锌@二氧化硅、改性间苯二酚所制得的抗拉伸气垫船用橡胶，抗拉强度达到38KN/m以上，抗撕裂强度达到73KN/m以上，而对比例1的气垫船用橡胶，抗拉强度为33.98KN/m，抗撕裂强度为22.61KN/m，而对比例2的抗拉强度为31.75KN/m，抗撕裂强度为20.57KN/m。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明通过一种抗拉伸气垫船用橡胶开炼机，采用挡片将炼辊筒上方部分氧化石墨/混合胶乳截取，通过滑动块带动挡片在限位滑杆上作往复运动，使得各部分的氧化石墨/混合胶乳得到均匀混合。
2、本发明通过一种抗拉伸气垫船用橡胶开炼机，采用驱动装置驱动移动块移动，并从而带动限位滑杆杆上的挡片发生转动，使得挡片能够进入第一开炼辊筒与第二开炼辊筒之间，从而刮除第一开炼辊筒与第二开炼辊筒上沾染的物料。
3、本发明通过一种抗拉伸气垫船用橡胶开炼机，利用移动杆沿移动限位槽滑动，使得移动杆上的刷毛紧贴挡片下表面，同时移动杆带动刷毛转动，达到清理挡片的作用。
4、本发明通过一种抗拉伸气垫船用橡胶其制备方法，采用硅烷偶联剂KH570对氧化石墨烯改性，从而改善氧化石墨烯在橡胶中的分散效果，提高气垫船用橡胶的抗拉伸性能。
5、本发明通过一种抗拉伸气垫船用橡胶其制备方法，通过将聚丙二醇接枝在炭黑上，从而提高炭黑与橡胶的相容性，增强气垫船用橡胶的使用强度。
6、本发明通过一种抗拉伸气垫船用橡胶其制备方法，通过将硼酸锌与氧化锌杂化复合，利用二氧化硅上的氰基增强硼酸锌@氧化锌与橡胶分子链的不饱和位点反应形成交联网络，从而提高气垫船用橡胶的抗拉伸性能。
7、本发明通过一种抗拉伸气垫船用橡胶其制备方法，采用丙二醇双-(4，4’一二氨基)苯甲酸酯对间苯二酚预缩聚树脂进行改性，从而提高丙二醇双-(4，4’一二氨基)苯甲酸酯的使用性能。
以上述依据本发明的实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种抗拉伸气垫船用橡胶开炼机，包括第一转轴(2)、第一开炼辊筒(3)、第二转轴(4)、第二开炼辊筒(5)、第一驱动装置(14)、第二驱动装置(13)，其特征在于：所述的第一开炼辊筒(3)上方设置有限位滑杆(7)，所述的限位滑杆(7)圆周表面滑动连接有移动块(10)，所述的移动块(10)表面固定连接有挡片(8)，所述的限位滑杆(7)两侧设置有转轴(1)，所述的转轴(1)固定连接有滑动块(6)，所述的转轴(1)转动连接有第三驱动装置(12)，所述的限位滑杆(7)斜下方设置有移动杆(11)，所述的移动杆(11)圆周表面花键连接有刷毛(9)，所述的移动杆(11)两侧滑动连接于移动限位槽(15)内。
2.根据权利要求1所述的一种抗拉伸气垫船用橡胶开炼机，其特征在于：所述的挡片(8)为半圆弧状，其厚度小于第一开炼辊筒(3)与第二开炼辊筒(5)之间间隙的宽度。
3.根据权利要求1所述的一种抗拉伸气垫船用橡胶开炼机，其特征在于：所述的移动块(10)在限位滑杆(7)上作往复运动。
4.根据权利要求1所述的一种抗拉伸气垫船用橡胶开炼机，其特征在于：所述的移动限位槽(15)为勾状，其大小与挡片相同。
5.一种抗拉伸气垫船用橡胶其制备方法，包括以下步骤：
a)称取一定份数的改性氧化石墨烯倒入纯水中，混合搅拌2h，得到8mg/ml的改性氧化石墨烯溶液，加入天然胶乳和丁晴胶乳至改性氧化石墨溶液中搅拌30min，所述的天然胶乳：丁晴胶乳：改性氧化石墨的质量比为70：30：2～3，，按照改性氧化石墨烯溶液的体积的3倍配置质量分数为10％的氯化钠溶液，将氯化钠溶液与硬脂酸倒入至混合胶乳/改性氧化石墨溶液中，所述的硬脂酸与所述的改性氧化石墨的质量比为1：3，将上述溶液移入离心分离机中，进行离心分离，得到氧化石墨/混合胶乳，纯水洗涤2-3次，放入60℃的真空干燥箱中烘干，得到改性氧化石墨/混合胶乳；
b)将上述改性氧化石墨/混合胶乳加入开炼机中，通过第一驱动装置(12)与第二驱动装置(13)驱动第一转轴(2)与第二转轴(4)转动，从而带动第一开炼辊筒(3)与第二开炼辊筒(5)滚动进行塑炼，利用挡片(8)将第二开炼辊筒(5)上方部分氧化石墨/混合胶乳截取，通过滑动块(6)带动挡片(8)在限位滑杆(7)上作往复运动，3min后排胶，冷却至室温后裁片待用；
c)按照以下重量配比的成分，改性氧化石墨/混合胶乳102～103份、环氧化顺丁橡胶2.5～3.5份、膨润土6～7份、硼酸锌@氧化锌8～12份、硬脂酸1.5～2.5份、2-硫醇基苯并噻唑0.4～0.6份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.4～0.6份、硫磺2～3份、改性间苯二酚预缩聚树脂1.5～2.5份、防老剂RD0.8～1.2份、防老剂DNP0.8～1.2份，依次加入至开炼机中进行混炼，混炼10min后加入改性炭黑9～11份，继续混炼1min，待温度稳定在110℃时排胶，排胶得到混炼胶体，通过第三驱动装置(12)驱动移动块(10)移动，并使转轴(1)发生转动，从而带动限位滑杆(7)杆上的挡片(8)发生转动，使得挡片(8)能够进入第一开炼辊筒(3)与第二开炼辊筒(5)之间，从而刮除第一开炼辊筒(3)与第二开炼辊筒(5)上沾染的物料，利用移动杆(11)沿移动限位槽(15)滑动，使得移动杆(11)上的刷毛(9)紧贴挡片(8)下表面，同时移动杆(11)带动刷毛(9)转动，达到清理挡片(8)的作用；
d)将上述混炼胶体在室温下停放4小时后，于平板硫化机上进行硫化，硫化条件为160℃×t90。
6.根据权利要求5所述的一种抗拉伸气垫船用橡胶，其特征在于：所述的改性氧化石墨烯的制备工艺，包括以下步骤：称取一定量的氧化石墨烯加入至乙醇-水混合溶液中，所述的乙醇：水的体积比为10：1，混合搅拌30min，加入硅烷偶联剂KH-570，所述的氧化石墨烯：硅烷偶联剂KH-570的质量比为1：6～8，加入盐酸调节pH值至4～5，在N2环境下80℃反应回流12h，将回流反应结束后的溶液过滤，采用纯水和乙醇洗涤2-3次，得到改性氧化石墨烯。
7.根据权利要求5所述的一种抗拉伸气垫船用橡胶，其特征在于：所述改性炭黑的制备工艺，包括以下步骤：
a)将炭黑与过碳酸钠按重量比为1.8～2：1加入反应釜中，倒入纯水，所述的炭黑：纯水按重量比为1：10，混合搅拌，升温至25℃反应3h，将反应结束后的溶液进行过滤，滤饼采用去离子水反复洗涤，直至滤液呈中性为止，滤饼于70℃下烘干，得到氧化改性炭黑；
b)将氧化改性炭黑、乙二酰氯加入反应釜中，其中氧化改性炭黑与乙二酰氯按重量比为1：0.10～0.12，采用1，2-二氯乙烷作为溶剂，混合搅拌5min，冰浴反应30min后加热至60℃，混合反应30min，旋转蒸发除去未反应的乙二酰氯，得到酰氯化炭黑；
c)将酰氯化炭黑加入聚丙二醇中，其中酰氯化炭黑与聚丙二醇按重量比为2.2：0.8～1，采用乙醇为溶剂，加入二丁基二月桂酸锡作催化剂，所述的二丁基二月桂酸锡：酰氯化炭黑比为5ml：1Kg，冰浴反应45min后升温加热到120℃继续反应1小时，反应结束后，自然冷却至25℃，将自然冷却后的溶液进行过滤，滤渣采用乙醇水溶液洗涤3-4次，将洗涤后的滤渣于60℃下烘干，即得表面接枝改性炭黑。
8.根据权利要求5所述的一种抗拉伸气垫船用橡胶，其特征在于：所述硼酸锌@二氧化硅的制备工艺，包括以下步骤：
a)称取定量的SiO2倒入甲苯中，65℃混合搅拌2～3h，直至溶液呈凝胶状，纯水洗涤凝胶至中性，加入硅烷偶联剂KH-550，所述的硅烷偶联剂KH-550：SiO2的比为800～1000ml：1Kg，70℃下回流反应4h，将回流结束后的溶液进行过滤，过滤后的物料通过纯水反复洗涤3-4次，得到氨基化SiO2；
b)通过将氨基化SiO2倒入浓盐酸中，加入氯化亚铜，所述的氨基化SiO2：氯化亚铜的质量比为43：59～69，溶液加热升温至130℃，在氮气环境下回流反应6h，将回流结束后的溶液进行过滤，过滤后的物料通过纯水洗涤2-3次，得到氰基化SiO2；
c)通过将氧化锌与氰基化SiO2倒入在硼酸中，所述的氧化锌：氰基化SiO2：硼酸的质量比为1：2～2.2：6～6.4，加热至85℃，反应8h，离心分离后得到ZnO@SiO2杂化物并在60℃下干燥。
9.根据权利要求5所述的一种抗拉伸气垫船用橡胶，其特征在于：所述改性间苯二酚预缩聚树脂的制备，包括以下步骤：通过将间苯二酚预缩聚树脂在130℃下熔化，加入二(三苯基膦)醋酸钯与丙二醇双-(4，4’一二氨基)苯甲酸酯反应1h，在130～140℃下减压蒸馏2h，得到改性间苯二酚树脂。
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Denomination of invention: A preparation method for rubber used in anti tensile air cushion ships

Effective date of registration: 20231110

Granted publication date: 20230512

Pledgee: Deqing sub branch of Huzhou Bank Co.,Ltd.

Pledgor: DEQING QIANYE SHIP EQUIPMENT Co.,Ltd.

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