CN113563645A - 一种耐切割橡胶履带胶料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐切割橡胶履带胶料，这种胶料按重量份数包括以下组分：天然橡胶10‑100份、丁苯橡胶0‑90份、炭黑45‑75份、白炭黑5‑15份、硫磺1‑2.5份、促进剂1‑2份，本发明通过橡胶品种、填充软体体系及硫化体系优化，工程机械橡胶履带胶料配方耐切割性能明显提升，其他机械物料性能相差不大，通过本发明橡胶履带胶料得到的橡胶履带磨面光滑，大幅提高橡胶履带使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶应用，具体涉及一种耐切割橡胶履带胶料。
背景技术
随着国家和人民对环境保护意识的提高，以及橡胶履带胶料拥有的优点，橡胶履带取代金属履带将成为未来发展的趋势，同时改写了轮式车辆取代履带车辆的观点。
工程机械橡胶履带普遍用于欧美、日本、澳大利亚、俄罗斯等发达国家，拥有接地面积大，通过性能好，路面破坏少等优点，广泛应用于建筑、修路及矿山、沼泽、雪地等各种恶劣地形。面对工程机械橡胶履带日益增加的巨大需求量，中国履带企业开始积极调整生产结构，进行工程机械橡胶履带胶料的研发，抢占国内外工程机械橡胶履带胶料市场。
而国内的橡胶履带胶料存在其耐磨、抗撕裂切割、耐疲劳老化、乃热氧老化和耐臭氧老化性能较差，无法满足现有作业的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐切割橡胶履带胶料，这种橡胶履带胶料解决了国内的橡胶履带胶料存在其耐磨、抗撕裂切割差的问题。
为了实现上述目的本发明提供一下技术方案：
一种耐切割橡胶履带胶料按重量份数包括以下组分：天然橡胶10-90份、丁苯橡胶10-90份、炭黑45-75份、白炭黑5-15份、抗撕裂树脂1-4份、硫磺1-2.5份、促进剂1-3份。
优选地，所述橡胶履带胶料按重量份数包括以下组分：天然橡胶30-85份、丁苯橡胶15-70份、炭黑50-75份、白炭黑5-15份、抗撕裂树脂1.2-3.6份、硫磺1-2.2份、促进剂1-2.5份。
优选地，所述橡胶履带胶料按重量份数包括以下组分：天然橡胶40-70份、丁苯橡胶30-60份、炭黑50-60份、白炭黑6-12份、抗撕裂树脂1.2-3.6份、硫磺1-2份、促进剂1-2.0份。
优选地，所述丁苯橡胶为SBR1502。
优选地，所述抗撕裂树脂为C5/C9共聚树脂、松香、耐磨剂及改性苯酚-双环戊二烯树脂的混合物。
优选地，所述改性苯酚-双环戊二烯树脂的制备方法包括：
(1)通过苯酚与双环戊二烯树脂通过三氟化硼-乙醚催化作用进行Friedel-Crafts烷基化反应合成苯酚-双环戊二烯树脂，
(2)将苯酚-双环戊二烯树脂与苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物混合得到改性苯酚-双环戊二烯树脂。
优选地，所述炭黑为炭黑N220。
优选地，所述促进剂为次磺酰胺类。
优选地，所述硫磺为硫磺S-80。
一种制备耐切割橡胶履带胶料的方法，包括以下步骤：
S1、将天然橡胶在塑炼机上塑炼；
S2、胶料按比例配料，在密炼机中按标准炼胶工艺进行混炼得母炼胶；
S3、将母炼胶和硫磺促进剂按比例配料，在终炼机混炼，加入硫磺和促进剂，待分散后，将胶料压片得终炼胶；
S4、炼胶通过平板硫化机硫化。
天然橡胶：天然橡胶(NR)是一种以顺-1，4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，其成分中91％～94％是橡胶烃(顺-1，4-聚异戊二烯)，其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。天然橡胶是应用最广的通用橡胶。
丁苯橡胶：丁苯橡胶(SBR)，又称聚苯乙烯丁二烯共聚物。其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域，是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶品种之一。
顺丁橡胶：顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称，其分子式为(C4H6)n。顺丁橡胶是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶，其顺式结构含量在95％以上。根据催化剂的不同，可分成镍系、钴系、钛系和稀土系(钕系)顺丁橡胶。顺丁橡胶是仅次于丁苯橡胶的第二大合成橡胶。与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后其耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性尚好，易与天然橡、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用。顺丁橡胶特别适用于制造汽车轮胎和耐寒制品，还可以制造缓冲材料及各种胶鞋、胶布、胶带和海绵胶等。
炭黑N220：碳黑(carbon black)，又名炭黑，是一种无定形碳。是一种轻、松而极细的黑色粉末，表面积非常大，范围从10～3000m2/g，是含碳物质(煤、天然气、重油、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。由天然气制成的称“气黑”，由油类制成的称“灯黑”，由乙炔制成的称“乙炔黑”。此外还有“槽黑”“炉黑”。按炭黑性能区分有“补强炭黑”“导电炭黑”“耐磨炭黑”等。可作黑色染料，用于制造中国墨、油墨、油漆等，也用于做橡胶的补强剂，炭黑N220为炭黑中用于橡胶相关的高耐磨炭黑。
硫磺S-80：全称硫磺预分散药胶S-80，是橡胶工业中最重要的硫化剂，价格低廉，在天然胶及合成橡胶中使用最广泛。它是通过80％硫磺和20％高聚物(三元乙丙橡胶、丙烯酸橡胶等)预分散制得的橡胶母粒，外观呈黄色，比重1.96-2.07g/cm3，熔点112.8-119.3℃，溶于二硫化碳、四氯化碳和苯，不溶于水，稍溶于乙醇和乙醚。具有更好的分散性；可以缩短混炼时间；与胶料的相容性更好；无粉尘飞扬，改善工作环境；操作方便，便于自动称量；加工过程中无损失，使批次之间品质更稳定；减少残次品和废品的产生，提高产品的合格率。
有益效果：
1、通过橡胶品种、填充软体体系及硫化体系优化，工程机械橡胶履带胶料配方耐切割性能明显提升，其他机械物料性能相差不大。
2、通过本发明橡胶履带胶料得到的橡胶履带磨面光滑，大幅提高橡胶履带使用寿命。
3、本发明橡胶履带胶料配方合理，成本较低。
具体实施方式
为突出本发明的实施目的、技术方案和优点，下面对本发明实例中的技术方案做详细描述，所描述的实例是本发明的一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明中的实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实例，都属于本发明保护的范围。
实施例1-5，对比例1-4橡胶履带胶料配方见下表1
表1
实施例1-5及对比例1-4所述的橡胶履带胶料制备方法包括以下步骤：
(1)天然橡胶先在塑炼机上塑炼；
(2)胶料按比例配料，在密炼机中按标准炼胶工艺进行混炼得母炼胶；
(3)将母炼胶和硫磺促进剂按比例配料，在终炼机混炼，加入硫磺和促进剂，待分散后，将胶料压片得终炼胶；
(4)将终炼胶通过平板硫化机硫化。
上述丁苯橡胶为SBR1502；抗撕裂树脂为C5/C9共聚树脂、松香、耐磨剂及改性苯酚-双环戊二烯树脂的混合物；改性苯酚-双环戊二烯树脂的制备方法包括：(1)通过苯酚与双环戊二烯树脂通过三氟化硼-乙醚催化作用进行Friedel-Crafts烷基化反应合成苯酚-双环戊二烯树脂，(2)将苯酚-双环戊二烯树脂与苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物混合得到改性苯酚-双环戊二烯树脂；炭黑为炭黑N220；促进剂为次磺酰胺类；硫磺为硫磺S-80。
对实施例1-5及对比例1-4得到的胶料进行小配合实验检测，检测数据见下表2。
表2
对实施例1-5及对比例1-4得到的胶料小配合实验100℃×72h老后进行检测，检测结果见下表3
表3
对实施例1-5及对比例1-4得到的胶料进行大配合实验检测，检测数据见下表4。
表4
由表2及表3可见，实施例1-5得到的胶料相较于对比例1-4具备更好的机械强度，天然橡胶的添加在10-100份之间具备保证胶料具备更好的机械强度。
对实施例1-5及对比例1-4得到的胶料小配合实验100℃×72h老后进行检测，检测结果见下表5
表5
由表3及表5可见实施例1-5相较于对比例1-4具备更好的耐磨性能，实施例1-5的阿克隆磨耗不高于0.32cm3/1.61km，而对比例1-4的阿克隆磨耗不低于0.69cm3/1.61km，由此可见本发明得到的橡胶履带胶料具备更好的耐磨性能，由表3及表5项属性可见本发明得到的橡胶履带胶料具备更好耐切割属性。
对比例5
对比例5与实施例1的区别仅在于未添加抗撕裂树脂，其他制备方法与制备条件与实施例1一致。
对比例6
对比例6与实施例1的区别仅在于抗撕裂树脂中使用苯酚-双环戊二烯树脂替换改性苯酚-双环戊二烯树脂，其他制备方法与制备条件与实施例1一致。
对比例7
对比例7与实施例1的区别仅在于抗撕裂树脂中未添加松香,其他制备方法与制备条件与实施例1一致。
对比例8
对比例7与实施例1的区别仅在于抗撕裂树脂中未添加C5/C9共聚树脂,其他制备方法与制备条件与实施例1一致。
对实施例1及对比例5-8得到的胶料进行大配合实验检测，检测数据见下表6。
表6
| 硫化仪数据(150℃) | 实施例1 | 对比例5 | 对比例6 | 对比例7 | 对比例8 |
| 拉伸强度/MPa | 20.65 | 13.65 | 12.37 | 18.65 | 15.28 |
| 撕裂强度/(kN·m<sup>-1</sup>) | 105.8 | 56.5 | 78.3 | 85.5 | 78.3 |
由表6可见在本发明中拉伸强度及撕裂强度与抗撕裂树脂相关性较大，而在抗撕裂树脂中松香、C5/C9共聚树脂以及改性苯酚-双环戊二烯树脂互相配合从而提升撕裂强度，而使用苯酚-双环戊二烯树脂替换改性苯酚-双环戊二烯树脂后撕裂强度提升远不足替换前，可见在抗撕裂树脂中改性苯酚-双环戊二烯树脂为重要组成部分。
最后声明的是：以上详细描述的仅用于本发明的实施方案，而并非对本发明专利范围内的限制。需要指出的是，本领域的普通技术人员在本发明的构思范围内进行若干变形和修改，或者对其中的部分技术特征进行相关替换，这些都属于本发明的保护范围。上述专利保护范围以所附权利要求为准最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神及范围。
Claims (10)
1.一种耐切割橡胶履带胶料，其特征在于，所述橡胶履带胶料按重量份数包括以下组分：天然橡胶10-90份、丁苯橡胶10-90份、炭黑45-75份、白炭黑5-15份、抗撕裂树脂1-4份、硫磺1-2.5份、促进剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的耐切割橡胶履带胶料，其特征在于，所述橡胶履带胶料按重量份数包括以下组分：天然橡胶30-85份、丁苯橡胶15-70份、炭黑50-75份、白炭黑5-15份、抗撕裂树脂1.2-3.6份、硫磺1-2.2份、促进剂1-2.5份。
3.根据权利要求1所述的耐切割橡胶履带胶料，其特征在于，所述橡胶履带胶料按重量份数包括以下组分：天然橡胶40-70份、丁苯橡胶30-60份、炭黑50-60份、白炭黑6-12份、抗撕裂树脂1.2-3.6份、硫磺1-2份、促进剂1-2.0份。
4.根据权利要求1所述的耐切割橡胶履带胶料，其特征在于，所述丁苯橡胶为SBR1502。
5.根据权利要求1所述的耐切割橡胶履带胶料，其特征在于，所述抗撕裂树脂为C5/C9共聚树脂、松香、耐磨剂及改性苯酚-双环戊二烯树脂的混合物。
6.根据权利要求5所述的耐切割橡胶履带胶料，其特征在于，所述改性苯酚-双环戊二烯树脂的制备方法包括：
(1)通过苯酚与双环戊二烯树脂通过三氟化硼-乙醚催化作用进行Friedel-Crafts烷基化反应合成苯酚-双环戊二烯树脂，
(2)将苯酚-双环戊二烯树脂与苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物混合得到改性苯酚-双环戊二烯树脂。
7.根据权利要求1所述的耐切割橡胶履带胶料，其特征在于，所述炭黑为炭黑N220。
8.根据权利要求1所述的耐切割橡胶履带胶料，其特征在于，所述促进剂为次磺酰胺类。
9.根据权利要求1所述的耐切割橡胶履带胶料，其特征在于，所述硫磺为硫磺S-80。
10.一种制备权利要求1-9任一项所述的耐切割橡胶履带胶料的方法，包括以下步骤：
S1、将天然橡胶在塑炼机上塑炼；
S2、胶料按比例配料，在密炼机中按标准炼胶工艺进行混炼得母炼胶；
S3、将母炼胶和硫磺促进剂按比例配料，在终炼机混炼，加入硫磺和促进剂，待分散后，将胶料压片得终炼胶；
S4、炼胶通过平板硫化机硫化。
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