CN114196079B - 一种含铜尾矿的橡胶及其制备方法和应用 - Google Patents

一种含铜尾矿的橡胶及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114196079B
CN114196079B CN202111665341.7A CN202111665341A CN114196079B CN 114196079 B CN114196079 B CN 114196079B CN 202111665341 A CN202111665341 A CN 202111665341A CN 114196079 B CN114196079 B CN 114196079B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rubber
copper tailings
parts
tailings
copper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111665341.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114196079A (zh
Inventor
曹劲楠
王博
王静
肖潇
刘冬勤
杨伟卫
蔡恒安
刘徽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
First Geological Brigade Of Hubei Geological Bureau
Chinese Academy of Geological Sciences
Original Assignee
First Geological Brigade Of Hubei Geological Bureau
Chinese Academy of Geological Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by First Geological Brigade Of Hubei Geological Bureau, Chinese Academy of Geological Sciences filed Critical First Geological Brigade Of Hubei Geological Bureau
Priority to CN202111665341.7A priority Critical patent/CN114196079B/zh
Publication of CN114196079A publication Critical patent/CN114196079A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114196079B publication Critical patent/CN114196079B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/06—Sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/548—Silicon-containing compounds containing sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2206—Oxides; Hydroxides of metals of calcium, strontium or barium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种含铜尾矿的橡胶及其制备方法和应用，涉及橡胶材料领域。橡胶包括以下制备步骤：将天然橡胶、氧化锌、防老剂和硬脂酸进行混炼，随后分两次加入铜尾矿和Si69混炼，随后排胶；将密炼后的产物与促进剂和硫磺混合，进行开炼工艺处理，静置停放后再进行硫化工艺，制得橡胶。本申请通过Si69在铜尾矿和橡胶之间产生界面结合，起到了桥梁连接的作用，增加两者的相容性，减少团聚，并且在增加铜尾矿的填充量的前提下提升橡胶的各项性能，降低原料的生产成本，橡胶的力学强度和耐磨性能得到提高，且压缩生热的温升值较低，可以满足应用于特定产品时的性能需求。

Description

一种含铜尾矿的橡胶及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及橡胶材料的领域，尤其涉及一种含铜尾矿的橡胶及其制备方法和应用。
背景技术
由于矿业活动的快速发展，尾矿排放量逐年增加，不仅污染环境，而且也直接影响着尾矿库的汛期安全和环保安全，造成了严重的环境污染和资源利用问题。据了解，仅铜绿山矿尾矿库自1970年投入使用以来，已累计堆放尾矿7×106m3(2005年)，大量占用土地，危害环境。
目前提高矿产资源综合利用率，对尾矿资源材料化利用和无害化处理，已成为国内外尾矿综合利用的必然趋势。利用廉价的尾矿粉体作为填充剂填充到橡胶中，不仅能达到传统填料的补强效果，大大降低生产成本，还可以增加企业的经济效益，减少尾矿排放量，进而减少对土地资源的占用和对环境的危害，延长矿库的服务年限，节约管理以及环境治理费用，降低安全隐患，因此是一项具有长远经济利益和环保效益的研究技术。
但是，由于铜尾矿属于无机物，与有机橡胶基体之间的界面相容性较差，尾矿容易团聚，从而会影响橡胶产品的性能，导致铜尾矿的应用受限。
发明内容
本发明提供了一种含铜尾矿的橡胶及其制备方法和应用，以解决目前铜尾矿应用在橡胶产品中相容性不足的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明目的之一提供了一种含铜尾矿的橡胶，包括以下重量份原料：
天然橡胶：100份；
铜尾矿：10份-50份；
Si69：1份-7份；
防老剂：1份-3份；
硬脂酸：1份-3份；
氧化锌：5份-8份；
促进剂：2.5份-5.5份；
硫磺：2份-3份；
其中，所述铜尾矿中包括有以下质量分数的原料：
硫：0.3％-0.6％；
二氧化硅：18％-30％；
氧化钙：20％-35％。
通过采用上述方案，Si69在铜尾矿和橡胶之间产生界面结合，起到了桥梁连接的作用，增加两者的相容性，减少团聚，同时铜尾矿中的S起到提高橡胶交联密度的作用，从而能够有效的提高橡胶的性能，提高了橡胶的力学强度，耐磨性能提升了51.5％，且压缩生热的温升值较低；同时在增加铜尾矿的填充量的前提下，并兼顾提升橡胶的各项性能，提高了尾矿资源的利用率，使橡胶的性能满足特定产品应用的要求。
作为优选方案，所述Si69和铜尾矿的质量比为1：10。
通过采用上述方案，当Si69与铜尾矿的比值控制在1：10的质量比时，可以提高铜尾矿在橡胶中的添加量，同时兼顾提高橡胶的各项性能。
作为优选方案，所述促进剂包括重量份为1份-2.5份的促进剂D和1.5份-3份的促进剂CZ。
作为优选方案，所述促进剂D和促进剂CZ的质量比为3：4。
通过采用上述方案，当促进剂D和促进剂CZ的质量比值控制在3：4时,可以提高铜尾矿在橡胶中的添加量，同时兼顾提高橡胶的各项性能。
作为优选方案，所述防老剂为4010NA。
作为优选方案，所述铜尾矿占天然橡胶质量的10wt％-50wt％。
为了解决上述技术问题，本发明目的之二提供了一种含铜尾矿的橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将已塑炼后的天然橡胶加入密炼设备中，同时加入氧化锌、防老剂和硬脂酸进行混炼，随后加入一半铜尾矿进行混炼，再加入剩下的铜尾矿和Si69混炼，随后排胶；
(2)将步骤(1)密炼后的产物在开炼设备中薄通降温，随后加入促进剂和硫磺，随后左右割胶各两次，打五个三角包，静置停放后进行硫化工艺，制得橡胶。
作为优选方案，在步骤(1)中，密炼的起始温度为80℃-85℃，排胶时温度为150℃-155℃，保持5min后排胶。
作为优选方案，在步骤(2)中，静置停放16h后进行硫化工艺，硫化温度为143℃，硫化时间为7min-20min，硫化压力为15MPa。
通过采用上述方案，相比于将尾矿和改性剂在混炼前进行预处理，得到改性过的尾矿，再将改性过的尾矿与橡胶一起复合，本申请采用粉体共混复合技术，直接把粉体通过常规机械共混的方式与橡胶进行复合，其优点是简便、直观、经济，随后将所有的原材料在密炼设备里在150℃-155℃温度下热处理5min，该步骤既可以使Si69在密炼机里原位改性铜尾矿，又可以同时持续混炼橡胶，该工艺减少了实验流程，操作简单，加工性能好，容易混炼。
为了解决上述技术问题，本发明目的之三提供了一种含铜尾矿的橡胶在农业轮胎的垫带和力学轮胎中的应用。
作为优选方案，所述轮胎为农业轮胎或力车轮胎。
相比于现有技术，本发明实施例至少具有如下有益效果之一：
1、本申请通过Si69在铜尾矿和橡胶之间产生界面结合，起到了桥梁连接的作用，增加两者的相容性，减少尾矿团聚，从而能够有效的提高橡胶的性能，既能提高橡胶的力学强度和耐磨性能，又能使橡胶的温升值较低。
2、本申请在增加铜尾矿填充量的前提下，兼顾提升橡胶的各项性能，铜尾矿的添加量达到了50phr，提高了尾矿资源的利用率，使生产原料的成本下降。
3、本申请采用粉体共混复合技术，直接把粉体通过常规机械共混的方式与橡胶进行复合，其优点是简便、直观、经济，随后将所有的原材料在密炼设备里混炼，本工艺既可以使Si69在密炼机里原位改性铜尾矿，又可以同时持续混炼橡胶，减少了实验流程，操作简单，加工性能好，容易混炼。
附图说明
图1-为本发明实施例和对比例方案中硅烷偶联剂Si69的分子式；
图2-为本发明实施例1-7和对比例1-4中一种含铜尾矿的橡胶的磨耗性能统计图表；
图3-为本发明实施例1-7和对比例1-4中一种含铜尾矿的橡胶的压缩生热性能统计图表；
图4-为本发明实施例3-5和对比例1-2中一种含铜尾矿的橡胶的应力-应变曲线统计图表；
图5-为本发明实施例3-5和对比例1-2的硫化曲线统计图表。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
通过对铜尾矿的化学组成分析发现，其主要化学成分是二氧化硅、氧化钙、氧化铁等，含有丰富的无机矿物，可以作为补强填料填充到橡胶基体中，对橡胶进行补强，为促进尾矿的资源化利用提供新的思路和方法。
本申请采用的铜尾矿中主要含有硫、二氧化硅和氧化钙成分，具体含量为0.3wt％-0.6wt％的硫、18wt％-30wt％二氧化硅和20wt％-35wt％的氧化钙，本申请实施例中具体选用为三鑫金铜的铜尾矿，铜尾矿中各组分含量如下表1所示。
表1-三鑫金铜的铜尾矿的成分表
成分 S SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 FeO
含量(％) 0.47 22.19 3.97 26.77 1.3 12.46 9.07
成分 Cu Mn K2O Na2O P 烧失量 -
含量(％) 0.046 0.21 0.76 0.28 0.037 23.64 -
实施例1-3
一种含铜尾矿的橡胶，包括天然橡胶、10phr铜尾矿(phr表示每100g天然橡胶基料中物料添加的克数，即铜尾矿和天然橡胶的质量比为1：10)、氧化锌、防老剂4010NA、硬脂酸、硅烷偶联剂Si69、促进剂D、促进剂CZ和硫磺，各步骤具体的试剂含量及工艺参数如表2所示，包括以下制备步骤：
(1)尾矿预处理：将铜尾矿烘干后先用颚式破碎机破碎，再用行星球磨机研磨，将铜尾矿研磨至粉末状；
(2)橡胶密炼工艺：将密炼机的起始温度设置为80℃-85℃，转速为25r/min，加入塑炼过的天然橡胶，转速升到40r/min，混炼30s后加入氧化锌、防老剂4010NA、硬脂酸，混炼30s；接着加入一半的铜尾矿，转速升到60r/min，混炼30s后加入另一半铜尾矿和Si69，Si69的分子式如图1所示，转速升到80r/min，之后利用转速控制料温，使排胶温度在150℃-155℃之间，保持5分钟后排胶；
(3)橡胶开炼工艺：将密炼机制备的橡胶在开炼机上先薄通降温，再加入促进剂D、促进剂CZ和硫磺，加料完毕后左右割胶各两次，打五个三角包，混炼胶停放16h后再进行硫化；
(4)硫化工艺：将开炼后的橡胶进行硫化处理，硫化温度143℃，硫化时间7min-20min，硫化压力15MPa，即得橡胶硫化胶，随后进行橡胶性能测试。
表2-实施例1-3中各步骤试剂含量及其工艺参数
Figure BDA0003448175730000051
Figure BDA0003448175730000061
实施例4
一种含铜尾矿的橡胶，各步骤及各步骤使用的试剂、工艺参数均与实施例3相同，不同的地方在于，铜尾矿的添加量为30phr(即铜尾矿与天然橡胶的质量比为3：10)，铜尾矿与Si69的质量比为10：1，具体地，铜尾矿的添加量为30g，Si69的添加量为3g。
实施例5
一种含铜尾矿的橡胶，各步骤及各步骤使用的试剂、工艺参数均与实施例3相同，不同的地方在于，铜尾矿的添加量为50phr(即铜尾矿与天然橡胶的质量比为5：10)，铜尾矿与Si69的质量比为10：1，具体地，铜尾矿的添加量为50g，Si69的添加量为5g。
实施例6
一种含铜尾矿的橡胶，各步骤及各步骤使用的试剂、工艺参数均与实施例4相同，不同的地方在于，铜尾矿与Si69的质量比为25:1，Si69的添加量为1.5g，天然橡胶的添加量为84g。
实施例7
一种含铜尾矿的橡胶，各步骤及各步骤使用的试剂、工艺参数均与实施例4相同，不同的地方在于，促进剂D和促进剂CZ的质量比为1：1。
对比例1
一种含铜尾矿的橡胶，各步骤及各步骤使用的试剂、工艺参数均与实施例3相同，不同的地方在于，铜尾矿的添加量为0，Si69的添加量为0。
对比例2
一种含铜尾矿的橡胶，各步骤及各步骤使用的试剂、工艺参数均与实施例3相同，不同的地方在于，铜尾矿的添加量为70phr(即铜尾矿与天然橡胶的质量比为7：10)，铜尾矿与Si69的质量比为10：1，具体地，铜尾矿的添加量为70g，Si69的添加量为7g。
对比例3
一种含铜尾矿的橡胶，各步骤及各步骤使用的试剂、工艺参数均与实施例5相同，不同的地方在于，铜尾矿与Si69的质量比为25:1，Si69的添加量为2g。
对比例4
一种含铜尾矿的橡胶，各步骤及各步骤使用的试剂、工艺参数均与实施例5相同，不同的地方在于，促进剂D和促进剂CZ的质量比为1：1。
性能检测试验
1、磨耗性能：采用GB/T1689-1998对实施例1-7和对比例1-4的橡胶进行磨耗性能检测，计算阿克隆磨耗值，实施例1-7和对比例1-4的检测结果如表3和图2所示。
2、压缩生热性能：采用GB/T1687.1-2016对实施例1-7和对比例1-4的橡胶进行压缩生热性能检测，实施例1-7和对比例1-4的检测结果如表3和图3所示。
3、力学性能:采用GB/T528-2009和GB/T529-2008对实施例1-7和对比例1-4的橡胶进行力学性能检测，包括拉伸强度、100％定伸应力、300％定伸应力、断裂伸长率、撕裂强度和硬度，实施例1-7和对比例1-4的检测结果如表4所示，同时对实施例3-5和对比例1-2进行应力-应变检测，结果如图4所示。
3、硫化性能：对实施例3-5和对比例1-2的橡胶进行硫化性能检测，检测结果如图5和表5所示。
表3-实施例1-7和对比例1-4的磨耗性能和压缩生热性能结果
检测项目 阿克隆磨耗值(cm3) 压缩生热值(℃)
检测国标 GB/T1689-1998 GB/T1687.1-2016
实施例1 0.869 1.2
实施例2 0.857 1.2
实施例3 0.827 1.2
实施例4 0.545 1.4
实施例5 0.544 1.5
实施例6 0.734 1.4
实施例7 0.801 1.4
对比例1 1.122 1.2
对比例2 0.752 8.6
对比例3 0.958 7.3
对比例4 0.582 7.7
表4-实施例1-7和对比例1-4的力学性能结果
Figure BDA0003448175730000081
Figure BDA0003448175730000091
表5-实施例3-5和对比例1-2的硫化性能结果
Figure BDA0003448175730000092
结合表2和图2-图3中实施例3-5和对比例1-2的检测结果可知，随着铜尾矿添加量从0phr到50phr增加，橡胶的磨耗体积逐渐减少，耐磨性提高，橡胶力学性能提高进而使橡胶的耐磨性能变好，橡胶的压缩生热值变化不大，略高于不添加尾矿的纯橡胶；而当添加70phr铜尾矿时，橡胶的磨耗突然增大，与10phr铜尾矿时几乎持平，此时的橡胶耐磨性能变差，同时压缩生热值急剧升高，远高于其他橡胶样品的温升值，说明了尾矿用量少于50phr时，填料网络较稳定，能量耗散少，橡胶的生热低。
同时，当尾矿的添加量低于70phr时，随着尾矿添加量的增加，橡胶的压缩生热值变化不大，略高于不添加尾矿的纯橡胶。而当加入70phr尾矿时，温升值急剧升高，远高于其他几组橡胶的温升值。说明了尾矿用量少于50phr时，填料网络较稳定，能量耗散少，橡胶的生热低。
结合表4和图4中实施例3-5和对比例1-2的检测结果可知，随着实施例3-5中和对比例2中铜尾矿填充量的增加，橡胶的拉伸强度呈现降低的趋势，断裂伸长率降低，而100％定伸应力、300％定伸应力、撕裂强度、硬度均随着尾矿质量的增加呈增加的趋势，说明了当尾矿填充足够多，有助于橡胶静态力学性能的提高，并且当尾矿添加量为50phr时，橡胶的力学性能表现出最好。
结合表5和图5中实施例3-5和对比例1-2的检测结果可知，表5列出了橡胶的硫化参数，随着实施例3-5中铜尾矿填充量的增加，最大扭矩和最小扭矩的差值先增大后减小，但是均高于对比例1中未添加填料的纯橡胶，这是由于在铜尾矿中含有少量的硫元素以及Si69的用量逐渐增多，S起到提高橡胶交联密度的作用，两者进一步促使橡胶的交联程度增大；并且随着铜尾矿填充量的增加，橡胶焦烧时间缩短，正硫化时间先延长后缩短，当尾矿添加量为50phr时，橡胶的正硫化时间低于未添加尾矿的纯橡胶，硫化速度加快。
同时，从硫化曲线可以发现当对比例2中尾矿添加量为70phr时，橡胶出现了返原现象，此时橡胶分子链的断链多于交联，导致了橡胶降解速率加快。说明当尾矿添加量过多时，尾矿中含有的金属氧化物数量较多，从而会影响橡胶的交联，导致橡胶返原，不利于提高橡胶的性能。
综上所述，本申请方案中铜尾矿填充量可以达到50phr，提高了尾矿资源的利用率，并兼顾提升橡胶的各项性能，提高了橡胶的力学性能，耐磨性能提升了51.5％，且压缩生热值较低，使橡胶的性能满足特定产品应用的要求。
结合表3-5和图2-图5中实施例4-6和对比例3的检测结果可知，当Si69与铜尾矿的比值控制在1：10的质量比时，可以提高铜尾矿在橡胶中的添加量，同时兼顾提高橡胶的各项性能；Si69的一端能与铜尾矿表面的官能团发生化学反应或者吸附在铜尾矿的表面，与铜尾矿相结合，含S的另一端能够参与橡胶的硫化反应，与天然橡胶大分子链结合，于是在铜尾矿和橡胶之间产生界面结合，起到了桥梁连接的作用，增加两者的相容性，减少团聚，从而能够有效的提高橡胶的性能。
结合表3-表5和图2-图5中实施例4-5、7和对比例4的检测结果可知，当促进剂D和促进剂CZ的质量比值控制在3：4时,可以提高铜尾矿在橡胶中的添加量，同时兼顾提高橡胶的各项性能。
应用例
本申请铜尾矿作为主要原料填充橡胶复合材料中，使铜尾矿综合利用率大概达到50phr左右，使用该尾矿制备的橡胶材料与未采用填料填充的纯橡胶相比，性能得到明显的提高，生产原料的成本下降，为尾矿的资源化利用提供了新的思路和方向。
通过比对国家标准对橡胶材料性能的要求，发现本申请研制的铜尾矿填充橡胶复合材料性能满足农业轮胎(GB/T1192-1999)中垫带的标准和力车轮胎(GB/T1702-2017)标准，农业轮胎的性能标准如表5所示，力车轮胎的性能标准如表6所示，可以利用三鑫金铜铜尾矿生产橡胶制品如垫带和力车轮胎。
表5-农业轮胎(GB/T1192-1999)
Figure BDA0003448175730000111
表6-力车轮胎(GB/T1702-2017)
Figure BDA0003448175730000112
力车胎行业主导产品为自行车胎、电动自行车胎、摩托车胎、电动摩托车胎，以及手推车胎和各种小轮径轮胎。利用尾矿生产力车轮胎，不仅能够满足国家标准对这些产品性能的要求，迎合市场需求，缓解原材料供应压力，还可以减少尾矿的堆存量，降低环境压力并且降低原料成本从而减少能耗，因此具有良好的社会与经济效益。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种含铜尾矿的橡胶，其特征在于，包括以下重量份原料：
天然橡胶：100份；
铜尾矿：10份-50份；
Si69：1份-7份；
防老剂：1份-3份；
硬脂酸：1份-3份；
氧化锌：5份-8份；
促进剂：2.5份-5.5份；
硫磺：2份-3份；
其中，铜尾矿中包括有以下质量分数的原料：
硫：0.3％-0.6％；
二氧化硅：18％-30％；
氧化钙：20％-35％；
所述Si69和铜尾矿的质量比为1：10；所述铜尾矿占天然橡胶质量的10wt％-50wt％。
2.如权利要求1所述的一种含铜尾矿的橡胶，其特征在于，所述促进剂包括重量份为1份-2.5份的促进剂D和1.5份-3份的促进剂CZ。
3.如权利要求2所述的一种含铜尾矿的橡胶，其特征在于，所述促进剂D和促进剂CZ的质量比为3：4。
4.如权利要求1所述的一种含铜尾矿的橡胶，其特征在于，所述防老剂为4010NA。
5.一种含铜尾矿的橡胶的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-4任一所述的一种含铜尾矿的橡胶，包括以下步骤：
(1)将已塑炼后的天然橡胶加入密炼设备中，同时加入氧化锌、防老剂和硬脂酸进行混炼，随后加入一半铜尾矿进行混炼，再加入剩下的铜尾矿和Si69混炼，随后排胶；
(2)将步骤(1)密炼后的产物在开炼设备中薄通降温，随后加入促进剂和硫磺，随后左右割胶各两次，打五个三角包，静置停放后进行硫化工艺，制得橡胶；
在步骤(1)中，密炼的起始温度为80℃-85℃，排胶时温度为150℃-155℃，保持5min后排胶；在步骤(2)中，静置停放16h后进行硫化工艺，硫化温度为143℃，硫化时间为7min-20min，硫化压力为15MPa。
6.一种如权利要求1-4中任一所述的含铜尾矿的橡胶在轮胎中的应用。
7.如权利要求6所述的一种含铜尾矿的橡胶在农业轮胎的垫带和力学轮胎中的应用。
CN202111665341.7A 2021-12-30 2021-12-30 一种含铜尾矿的橡胶及其制备方法和应用 Active CN114196079B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111665341.7A CN114196079B (zh) 2021-12-30 2021-12-30 一种含铜尾矿的橡胶及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111665341.7A CN114196079B (zh) 2021-12-30 2021-12-30 一种含铜尾矿的橡胶及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114196079A CN114196079A (zh) 2022-03-18
CN114196079B true CN114196079B (zh) 2023-06-02

Family

ID=80657803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111665341.7A Active CN114196079B (zh) 2021-12-30 2021-12-30 一种含铜尾矿的橡胶及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114196079B (zh)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105384975B (zh) * 2015-10-25 2018-02-13 北京化工大学 一种低生热、高导热的工程巨胎基部胶材料及其制备方法
CN108794833B (zh) * 2018-05-31 2021-05-28 武汉金发科技有限公司 一种橡胶复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114196079A (zh) 2022-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105324429B (zh) 轮胎用橡胶组合物和充气轮胎
CN100441622C (zh) 轮胎胎面用橡胶组合物
KR101442216B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
CN111607136A (zh) 一种全钢子午线轮胎基部胶配方及其制备方法
CN114316384B (zh) 用于形成子口耐磨胶的组合物和子口耐磨胶
JP2007131730A (ja) ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ
CN113896965A (zh) 一种白炭黑填充胎面橡胶组合物、混炼方法和耐磨轮胎
JP2007308623A (ja) トレッド用ゴム組成物
CN111777804A (zh) 一种用于制备高性能全钢子午线轮胎胎面胶组合物及其混炼方法和轮胎
CN110372936A (zh) 高抗湿滑低滚动阻力轮胎胎面胶料及合成方法
JP4819236B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ
CN114196079B (zh) 一种含铜尾矿的橡胶及其制备方法和应用
CN105566702B (zh) 一种高填充轮胎再生胶的农业轮胎胎冠胶
CN115322454B (zh) 一种全钢子午线轮胎胎侧用橡胶组合物及其制备方法
CN116178812A (zh) 具有高耐磨高抗撕裂性能的工程轮胎胎面胶及其制备方法
CN101351497A (zh) 侧壁用橡胶组合物
CN114316401B (zh) 抗切割低生热的矿用工程轮胎胎面胶及其制备方法
JP2006321827A (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
CN115141415A (zh) 一种耐切割耐磨的工程机械轮胎胎面胶及其制备方法及应用
KR100553994B1 (ko) 트럭 버스용 타이어 트레드 고무 조성물
CN115028907B (zh) 矿用工程轮胎胎面胶及其制备方法
CN105968794B (zh) 一种实心轮胎的环保材料配方及工艺
CN108676207A (zh) 一种矿山用全钢工程子午线轮胎胎肩垫胶配方
CN110818960A (zh) 由硼烷偶联剂材料改性的轮胎胎面胶胶料及制备方法
CN115109325B (zh) 一种高耐切割高抗撕裂全钢巨型工程子午线轮胎基部胶及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant