一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料和製備方法以及應用的製作方法
2023-10-06 06:19:14 6
專利名稱：一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料和製備方法以及應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種橡膠材料及其製備方法，尤其是涉及一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料及其製備方法。
背景技術：
由於在煉鋼廠、熱電廠、水泥廠等廠礦企業，輸送機械所運送的物料都是高溫物料，若採用金屬履帶輸送物料，不僅動力消耗大，熱損失大，而且容易造成人員傷害，操作起來很不方便，因此，重量輕、強度好的輸送皮帶越來越受到業界的青睞。但是，目前的輸送帶的耐溫性能普遍不好，主要原因是骨架材料承受不了高溫，而且膠面自身的耐溫和隔熱性能較差，在高溫環境下輸送帶的膠面因炭化燒結成龜裂紋，由於龜裂紋路較大形成縫隙，高溫物料的熱量容易迅速向帶芯的骨架層傳遞，骨架層溫度過高會造成其強度下降，從而降低輸送帶的壽命。專利號為200810069236. 5中國專利公布了一種防撕裂耐高溫輸送帶，其包括骨架層、工作面蓋膠層、非工作面蓋膠層，還包括橫向補強層、緩衝膠層，雖然提高了耐溫性能，但因其未添加無機類增強劑，導致其在高溫下的抗撕裂能力迅速下降，大大減少了使用壽命。因此，亟待一種新的增強劑，既帶有無機物質，又能與橡膠材料緊密結合，提高耐高溫輸送帶橡膠材料的耐高溫性能和防撕裂性能。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種耐高溫的離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料和製備方法以及應用。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特徵在於各原料組份與重量份數為
膠料80 100份；
DCP硫化劑(過氧化二異丙苯)6 10份；
DM促進劑(二硫化二苯並噻唑)0. 5 2份；
TT促進劑(二硫化四甲基秋蘭姆)1 5份；
氧化鋅 5 10份；
硬脂酸 1 3份；
RD防老劑(2- 二氫化喹啉聚合體)1 3份；
BLE防老劑(丙酮與二苯胺高溫縮合物)0. 5 1. 5份；
TCP阻燃劑(磷酸三甲酚酯)6 12份；
氯化石蠟 2 5份；
萜烯樹脂3 8份；
古馬龍5 8份；
炭黑50 90份；300號石蠟油 3 8份； 硫磺0. 5 1份；
離子液體型層狀矽酸鹽1 10份。所述的膠料為天然橡膠、三元乙丙橡膠、丁苯橡膠三者的混合，天然橡膠、三元乙丙橡膠和丁苯橡膠的質量比為4 8 :2 4 :1。
該離子液體為1-十四烷基-3-甲基咪唑溴鹽([C1#in]Br)、l-十六烷基-3-甲基咪唑溴鹽([C16Hiin] Br)、1-十八烷基-3甲基咪唑溴鹽([C18min]Br)、1_十四烷基-3-甲基吡啶溴鹽([C14mpy] Br)、1-十六烷基-3-甲基吡啶溴鹽([C16mpy]Br)和1_十八烷基-3-甲基吡啶溴鹽([C18mpy] Br)至少一種。該離子液體型層狀矽酸鹽組分中層狀矽酸鹽為蒙脫土、累託石、高嶺土至少一種。所述的炭黑為N330、N220和白炭黑的混合物，N330、N220和白炭黑的質量比為2 4 :2 4 :1。一種如權利要求1所述的一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料的製備方法，其特徵在於包括以下具體步驟按配比備好原料，先將膠料加入密煉機混煉1 3分鐘，再將氧化鋅、硬脂酸、RD防老劑、BLE防老劑、萜烯樹脂、古馬龍和DM促進劑加入密煉機混煉 0. 5 2分鐘，再將炭黑、離子液體型層狀矽酸鹽、TCP阻燃劑、300號石蠟油、氯化石蠟加入密煉機混煉2 5分鐘，混煉好後的物質加入DCP硫化劑、TT促進劑和硫磺到開煉機翻煉 2 5遍，冷卻後得到膠片，待膠片溫度降至40°C以下後碼垛，其中混煉時密煉機轉速為 15 30轉/分鐘。所述的離子液體型層狀矽酸鹽的製備過程如下1)將0. 5 6份層狀矽酸鹽粘土加入到50 600份蒸餾水中攪拌分散配製成泥漿，然後加熱至50 80°C，得到層狀矽酸鹽懸浮液；
2)將1 10份離子液體加入到80 1000份蒸餾水中，將配好的離子液體溶液緩慢加入到上述層狀矽酸鹽懸浮液中，並不斷攪拌，恆溫反應4 他，靜置冷卻，抽濾，洗滌，60 80°C真空乾燥10 15h，研磨過篩，即得離子液體型層狀矽酸鹽產物；
一種機械傳動輸送帶，包括工作面膠表層，所述的工作面膠表層由所述的離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料製得。與現有技術相比，本發明的優點在於將離子液體型層狀矽酸鹽添加到膠帶的配方中，實現膠帶耐熱溫度可調，並能實現300 500攝氏度的耐溫性能；
本發明的離子液體耐高溫輸送帶連續使用壽命高，其使用壽命高於現有的耐高溫膠帶 3 8倍以上。主要原因在於離子液體是一類熱穩定性較高的有機鹽，以離子液體處理過的層狀矽酸鹽，獲得熱穩定性較高的納米複合材料，見圖1，其熱失重曲線體現出本發明得到的材料的熱失重溫度要遠遠高於橡膠材料，另一方面，我們選擇的離子液體都帶有長鏈烷烴結構，可和橡膠材料很好的結合，形成剝離型的橡膠複合材料，因此，這時的橡膠複合材料不僅具有橡膠的性能，而且還具有層狀矽酸鹽耐高溫、抗撕裂能力強的性能。
圖1為純累脫石和本發明得到的離子液體耐高溫輸送帶材料的熱失重比較曲線。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。實施例1
一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，各原料組份與重量份數為
膠料 80份；
DCP硫化劑6份；
DM促進劑0. 5份；
TT促進劑1份；
氧化鋅 5份；
硬脂酸 1份；
RD防老劑1份；
BLE防老劑0. 5份;
TCP阻燃劑6份；
氯化石蠟2份；
萜烯樹脂3份；
古馬龍5份；
炭黑50份；
300號石蠟油 3份；
硫磺0. 5份；
離子液體型層狀矽酸鹽1份。膠料為天然橡膠、三元乙丙橡膠、丁苯橡膠三者的混合，其質量比為天然橡膠三元乙丙橡膠丁苯橡膠=4 2 :1。採用離子液體為1-十四烷基-3-甲基咪唑溴鹽([C1#in]Br)。該離子液體型層狀矽酸鹽組分中層狀矽酸鹽為蒙脫土。炭黑為N330、N220和白炭黑的混合物，其質量比為2 2 :1。一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料的製備方法
按配比備好原料，先將膠料加入密煉機混煉1分鐘，再將氧化鋅、硬脂酸、RD防老劑、 BLE防老劑、萜烯樹脂、古馬龍和促進劑DM加入密煉機混煉0.5分鐘，再將炭黑、離子液體型層狀矽酸鹽、TCP阻燃劑、300號石蠟油、氯化石蠟加入密煉機混煉2分鐘，
混煉好後的物質加入DCP硫化劑、TT促進劑和硫磺到開煉機翻煉2遍，冷卻後得到膠
片，
待膠片溫度降至40°C以下後碼垛，其中混煉時密煉機轉速為15轉/分鐘。離子液體型層狀矽酸鹽的製備過程如下將0. 5份層狀矽酸鹽粘土加入到50份蒸餾水中攪拌分散配製成泥漿。然後加熱至50°C，得到層狀矽酸鹽懸浮液，將1份離子液體加入到80份蒸餾水中，將配好的離子液體溶液緩慢加入到上述層狀矽酸鹽懸浮液中，並不斷攪拌，恆溫反應4h。靜置冷卻，抽濾，洗滌，60°C真空乾燥10h，研磨過篩，即得離子液體型層狀矽酸鹽產物。在圖1中的a2曲線是實施例1得到的離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料的熱失重曲線。一種機械傳動輸送帶，包括工作面膠表層，工作面膠表層由離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料製得。
實施例2:
一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，各原料組份與重量份數為 膠料100份；
DCP硫化劑10份；DM促進劑2份；TT促進劑5份；氧化鋅10份；硬脂酸3份；RD防老劑3份；BLE防老劑1. 5 份；TCP阻燃劑12份；氯化石蠟5份；萜烯樹脂8份；古馬龍8份；炭黑90份；300號石蠟油 8份硫磺1份；離子液體型層狀矽酸鹽膠料為天然橡膠、三元乙丙橡膠、丁苯橡膠三者的混合，其質量比為天然橡膠三元乙丙橡膠丁苯橡膠=8 4:1。該離子液體為1-十八烷基-3甲基咪唑溴鹽([C1#in]Br)。該離子液體型層狀矽酸鹽組分中層狀矽酸鹽為累託石。炭黑為N330、N220和白炭黑的混合物，其質量比為4: 4:1。一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料的製備方法按配比備好原料，先將膠料加入密煉機混煉3分鐘，再將氧化鋅、硬脂酸、RD防老劑、BLE防老劑、萜烯樹脂、古馬龍和促進劑DM加入密煉機混煉2分鐘，再將炭黑、離子液體型層狀矽酸鹽、TCP阻燃劑、300號石蠟油、氯化石蠟加入密煉機混煉5分鐘，混煉好後的物質加入DCP硫化劑、TT促進劑和硫磺到開煉機翻煉5遍，冷卻後得到膠片，待膠片溫度降至40°C以下後碼垛，其中混煉時密煉機轉速為:30轉/分鐘。離子液體型層狀矽酸鹽的製備過程如下將6份層狀矽酸鹽粘土加入到600份蒸餾水中攪拌分散配製成泥漿，然後加熱至80°C，得到層狀矽酸鹽懸浮液，將10份離子液體加入到1000份蒸餾水中，將配好的離子液體溶液緩慢加入到上述層狀矽酸鹽懸浮液中，並不斷攪拌，恆溫反應他。靜置冷卻，抽濾，洗滌，80°C真空乾燥15h，研磨過篩，即得離子液體型層狀矽酸鹽產物。在圖1中的a3曲線是實施例2得到的離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料的熱失重曲線。一種機械傳動輸送帶，包括工作面膠表層，工作面膠表層由離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料製得。實施例3 一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特徵在於各原料組份與重量份數為
膠料90份；
DCP硫化劑8份；
DM促進劑1份；
TT促進劑2份;
氧化鋅 8份；
硬脂酸2份；
RD防老劑2份；
BLE防老劑1份;
TCP阻燃劑10份；
氯化石蠟3份；
萜烯樹脂5份；
古馬龍6份；
炭黑70份；
300號石蠟油 5份；
硫磺0. 75份；
離子液體型層狀矽酸鹽5份。所述的膠料為天然橡膠、三元乙丙橡膠、丁苯橡膠三者的混合，其質量比為天然橡膠三元乙丙橡膠丁苯橡膠=6 :3 :1。
該離子液體為1-十四烷基-3-甲基吡啶溴鹽([C14mpy]Br)。該離子液體型層狀矽酸鹽組分中層狀矽酸鹽為高嶺土。炭黑為N330、N220和白炭黑的混合物，其質量比為3 3 :1。一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料的製備方法按配比備好原料，先將膠料加入密煉機混煉2分鐘，再將氧化鋅、硬脂酸、RD防老劑、BLE防老劑、萜烯樹脂、古馬龍和促進劑DM加入密煉機混煉1分鐘，再將炭黑、離子液體型層狀矽酸鹽、TCP阻燃劑、300號石蠟油、氯化石蠟加入密煉機混煉3分鐘，混煉好後的物質加入DCP硫化劑、TT促進劑和硫磺到開煉機翻煉3遍，冷卻後得到膠片，待膠片溫度降至40°C以下後碼垛，其中混煉時密煉機轉速為:20轉/分鐘。離子液體型層狀矽酸鹽的製備過程如下將3份層狀矽酸鹽粘土加入到200份蒸餾水中攪拌分散配製成泥漿，然後加熱至60°C。得到層狀矽酸鹽懸浮液，將5份離子液體加入到500份蒸餾水中，將配好的離子液體溶液緩慢加入到上述層狀矽酸鹽懸浮液中，並不斷攪拌，恆溫反應證。靜置冷卻，抽濾，洗滌，70°C真空乾燥12h，研磨過篩，即得離子液體型層狀矽酸鹽產物。在圖1中的a4曲線是實施例3得到的離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料的熱失重曲線。一種機械傳動輸送帶，包括工作面膠表層，工作面膠表層由離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料製得。實施例4
一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，各原料組份與重量份數為 膠料90份；DCP硫化劑8份； DM促進劑1份； TT促進劑2份; 氧化鋅 8份； 硬脂酸2份； RD防老劑2份； BLE防老劑1份; TCP阻燃劑10份； 氯化石蠟3份； 萜烯樹脂5份；
古馬龍6份；
炭黑70份；
300號石蠟油 5份； 硫磺0. 75份；
離子液體型層狀矽酸鹽5份。所述的膠料為天然橡膠、三元乙丙橡膠、丁苯橡膠三者的混合，其質量比為天然橡膠三元乙丙橡膠丁苯橡膠=6 :3 :1。該離子液體為1-十八烷基-3-甲基吡啶溴鹽。該離子液體型層狀矽酸鹽組分中層狀矽酸鹽為高嶺土、累脫石、蒙脫土，三者比例為 1:1:1。炭黑為N330、N220和白炭黑的混合物，其質量比為3 3 :1。一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料的製備方法如下按配比備好原料，先將膠料加入密煉機混煉2分鐘，再將氧化鋅、硬脂酸、RD防老劑、BLE防老劑、萜烯樹脂、古馬龍和促進劑DM加入密煉機混煉1分鐘，再將炭黑、離子液體型層狀矽酸鹽、TCP阻燃劑、300 號石蠟油、氯化石蠟加入密煉機混煉3分鐘，混煉好後的物質加入DCP硫化劑、TT促進劑和硫磺到開煉機翻煉3遍，冷卻後得到膠片，待膠片溫度降至40°C以下後碼垛，其中混煉時密煉機轉速為20轉/分鐘。離子液體型層狀矽酸鹽的製備將3份層狀矽酸鹽粘土加入到200份蒸餾水中攪拌分散配製成泥漿。然後加熱至60°C，得到層狀矽酸鹽懸浮液，將5份離子液體加入到500 份蒸餾水中，將配好的離子液體溶液緩慢加入到上述層狀矽酸鹽懸浮液中，並不斷攪拌，恆溫反應證。靜置冷卻，抽濾，洗滌，70°C真空乾燥12h，研磨過篩，即得離子液體型層狀矽酸鹽產物。一種機械傳動輸送帶，包括工作面膠表層，工作面膠表層由離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料製得。
權利要求
1.一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特徵在於各原料組份與重量份數為 膠料80 100份；DCP硫化劑6 10份； DM促進劑0. 5 2份； TT促進劑1 5份； 氧化鋅 5 10份； 硬脂酸 1 3份； RD防老劑1 3份； BLE防老劑0. 5 1. 5份； TCP阻燃劑6 12份； 氯化石蠟 2 5份； 萜烯樹脂3 8份；古馬龍5 8份；炭黑50 90份；300號石蠟油 3 8份； 硫磺0. 5 1份；離子液體型層狀矽酸鹽1 10份。
2.根據權利要求1所述的一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特徵在於所述的膠料為天然橡膠、三元乙丙橡膠、丁苯橡膠三者的混合，天然橡膠、三元乙丙橡膠和丁苯橡膠的質量比為4 8 :2 4:1。
3.根據權利要求1所述的離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特徵在於該離子液體為1-十四烷基-3-甲基咪唑溴鹽、1-十六烷基-3-甲基咪唑溴鹽、1-十八烷基-3甲基咪唑溴鹽、1-十四烷基-3-甲基吡啶溴鹽、1-十六烷基-3-甲基吡啶溴鹽和1-十八烷基-3-甲基吡啶溴鹽至少一種。
4.根據權利要求1所述的離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特徵在於該離子液體型層狀矽酸鹽組分中層狀矽酸鹽為蒙脫土、累託石、高嶺土至少一種。
5.根據權利要求1所述的一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特徵在於所述的炭黑為N330、N220和白炭黑的混合物，N330、N220和白炭黑的質量比為2 4 :2 4 :1。
6.一種如權利要求1所述的一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料的製備方法，其特徵在於包括以下具體步驟按配比備好原料，先將膠料加入密煉機混煉1 3分鐘，再將氧化鋅、硬脂酸、RD防老劑、BLE防老劑、萜烯樹脂、古馬龍和DM促進劑加入密煉機混煉0. 5 2分鐘，再將炭黑、離子液體型層狀矽酸鹽、TCP阻燃劑、300號石蠟油、氯化石蠟加入密煉機混煉2 5分鐘，混煉好後的物質加入DCP硫化劑、TT促進劑和硫磺到開煉機翻煉2 5 遍，冷卻後得到膠片，待膠片溫度降至40°C以下後碼垛，其中混煉時密煉機轉速為15 30 轉/分鐘。
7.根據權利要求6所述的一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料的製備方法，其特徵在於所述的離子液體型層狀矽酸鹽的製備過程如下1)將0. 5 6份層狀矽酸鹽粘土加入到50 600份蒸餾水中攪拌分散配製成泥漿，然後加熱至50 80°C，得到層狀矽酸鹽懸浮液；2)將1 10份離子液體加入到80 1000份蒸餾水中，將配好的離子液體溶液緩慢加入到上述層狀矽酸鹽懸浮液中，並不斷攪拌，恆溫反應4 他，靜置冷卻，抽濾，洗滌，60 80°C真空乾燥10 15h，研磨過篩，即得離子液體型層狀矽酸鹽產物。
8. 一種機械傳動輸送帶，包括工作面膠表層，其特徵在於所述的工作面膠表層由權利要求1 5任一所述的離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料製得。
全文摘要
本發明公開了一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特徵在於各原料組份與重量份數為膠料 80～100份；DCP硫化劑6～10份；DM促進劑0.5～2份；TT促進劑 1～5份；氧化鋅5～10份；硬脂酸1～3份；RD防老劑1～3份；BLE防老劑 0.5～1.5份；TCP阻燃劑 6～12份；氯化石蠟2～5份；萜烯樹脂3～8份；古馬龍5～8份；炭黑50～90份；300號石蠟油3～8份；硫磺0.5～1份；離子液體型層狀矽酸鹽1～10份，其優點是離子液體型層狀矽酸鹽添加到膠帶的配方中，實現膠帶耐熱溫度可調，並能實現300～500攝氏度的耐溫性能。
文檔編號C08K5/09GK102336932SQ201110187399
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月6日 優先權日2011年7月6日
發明者侯琳熙, 夏濟婷, 謝方琳 申請人:寧波大學