一种高拉伸性能的煤矸石改性橡胶制造技术

技术编号:10713134 阅读:138 留言:0更新日期:2014-12-03 17:11
本发明专利技术公开了一种高拉伸性能的煤矸石改性橡胶,其原料按重量份包括:天然橡胶20-23份,氯丁橡胶15-18份,三元乙丙橡胶72-76份,棉纤维10-14份,硫磺粉2-3份,促进剂DZ 1.5-2.4份,促进剂TMTM 1.1-1.5份,改性填充混合物35-38份,轻质碳酸钙20-23份,高耐磨炭黑11-14份,壬二酸二辛酯D0Z 3-4份,邻苯二甲酸二异丁酯DIBP 5-8份,氢氧化镁3-4份,三聚氰胺磷酸盐2.5-3.2份,防老剂OD 1.1-1.7份,防老剂BLE 1.5-1.9份。本发明专利技术对煤矸石进行处理后添加进入橡胶材料中,提高橡胶材料的拉伸强度、300%拉伸应力和拉断伸长率,并能降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及橡胶
,尤其涉及一种高拉伸性能的煤矸石改性橡胶
技术介绍
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物,是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2,另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。 中国历年已积存煤矸石约1000Mt,并且每年仍继续排放约100Mt,不仅堆积占地,而且还能自燃污染空气或引起火灾。煤矸石主要被用于生产矸石水泥、混凝土的轻质骨料、耐火砖等建筑材料,此外还可用于回收煤炭,煤与矸石混烧发电,制取结晶氯化铝、水玻璃等化工产品以及提取贵重稀有金属,也可作肥料。现需要对煤矸石进行废物处理,使之能在更多的领域使用。
技术实现思路
基本
技术介绍
存在的技术问题,本专利技术提出了一种高拉伸性能的煤矸石改性橡胶,对煤矸石进行球磨、焙烧、偶联改性后添加进入橡胶材料中,提高橡胶材料的拉伸强度、300%拉伸应力和拉断伸长率,并能降低生产成本。 本专利技术提出的一种高拉伸性能的煤矸石改性橡胶,其原料按重量份包括:天然橡胶20-23份,氯丁橡胶15-18份,三元乙丙橡胶72-76份,棉纤维10-14<br>份,硫磺粉2-3份,促进剂DZ 1.5-2.4份,促进剂TMTM 1.1-1.5份,改性填充混合物35-38份,轻质碳酸钙20-23份,高耐磨炭黑11-14份,壬二酸二辛酯D0Z 3-4份,邻苯二甲酸二异丁酯DIBP 5-8份,氢氧化镁3-4份,三聚氰胺磷酸盐2.5-3.2份,防老剂OD 1.1-1.7份,防老剂BLE 1.5-1.9份;其中改性填充混合物的制备过程中,将铝锆偶联剂TL-6溶于无水乙醇中并搅拌均匀,加入纳米焙烧硅铝炭黑在72-75℃时以840-860rpm的搅拌速率搅拌15-19min,取出置于干燥箱内干燥43-47min,干燥温度为92-95℃,再加入煅烧高岭土以680-700rpm的搅拌速率搅拌20-23min后,取出置于球磨机中球磨得到改性填充混合物,铝锆偶联剂TL-6与无水乙醇的体积比为1-2:10-12,铝锆偶联剂TL-6、纳米焙烧硅铝炭黑和煅烧高岭土的重量比为1.2-1.5:15-18:23-26;改性填充混合物中的纳米焙烧硅铝炭黑制备方法包括:将煤矸石破碎后,再置于球磨机中球磨得到纳米煤矸石粉,纳米煤矸石粉的粒径为75-100nm;将纳米煤矸石粉以10℃/min升高至470-500℃后,保温28-32min,然后继续升温至630-640℃,升温过程符合T=500+ln(t+1),T为温度,单位为℃,t为时间,单位为min,接着保温47-52min,空冷至室温得到纳米焙烧硅铝炭黑。 优选地,煤矸石的吸碘值为33-35mg/g。 优选地,改性填充混合物的平均粒径为75-100nm。 优选地,天然橡胶、氯丁橡胶和三元乙丙橡胶21-22:16-17:73-75。 优选地,其原料按重量份包括:天然橡胶21-22份,氯丁橡胶16-17份,三元乙丙橡胶73-75份,棉纤维12-13份,硫磺粉2.3-2.5份,促进剂DZ 1.8-2.2份,促进剂TMTM 1.2-1.4份,改性填充混合物36-37份,轻质碳酸钙21-22份,高耐磨炭黑12-13份,壬二酸二辛酯D0Z 3.2-3.6份,邻苯二甲酸二异丁酯DIBP6.4-7.2份,氢氧化镁3.5-3.9份,三聚氰胺磷酸盐2.8-3份,防老剂OD 1.4-1.6份,防老剂BLE 1.7-1.8份。 优选地,改性填充混合物的制备过程中,将铝锆偶联剂TL-6溶于无水乙醇中并搅拌均匀,加入纳米焙烧硅铝炭黑在73-74℃时以845-855rpm的搅拌速率搅拌16-18min,取出置于干燥箱内干燥44-46min,干燥温度为93-94℃,再加入煅烧高岭土以685-690rpm的搅拌速率搅拌21-22min后,取出置于球磨机中球磨得到改性填充混合物,铝锆偶联剂TL-6与无水乙醇的体积比为1:6-8,铝锆偶联剂TL-6、纳米焙烧硅铝炭黑和煅烧高岭土的重量比为1.3-1.4:16-17:24-25。 优选地,改性填充混合物中的纳米焙烧硅铝炭黑制备方法包括:将煤矸石破碎后,再置于球磨机中球磨得到纳米煤矸石粉,纳米煤矸石粉的粒径为75-100nm;将纳米煤矸石粉以10℃/min升高至480-490℃后,保温29-30min,然后继续升温至634-638℃,升温过程符合T=500+ln(t+1),T为温度,单位为℃,t为时间,单位为min,接着保温48-50min,空冷至室温得到纳米焙烧硅铝炭黑。 本专利技术以天然橡胶、氯丁橡胶和三元乙丙橡胶为主料,使本专利技术具有高弹性和优异的耐油耐压缩变形性能;硫磺粉、促进剂DZ和促进剂TMTM形成交联系统,促进主料中天然橡胶、氯丁橡胶和三元乙丙橡胶的橡胶大分子彼此交联形成立体网格结构,增加三种主料之间的交联密度,而加入棉纤维与主料进行配合,形成互穿的网格结构,使本专利技术的拉伸性能、弹性性能和耐压缩变形性能进一步得到提升;壬二酸二辛酯D0Z和邻苯二甲酸二异丁酯DIBP作为增塑剂和脱模剂,使改性填充混合物、轻质碳酸钙和高耐磨炭黑均匀分散在主料的大分子间隙中,保证了本专利技术材料性能的一致性;三聚氰胺磷酸盐同时具备磷系阻燃剂和氮系阻燃剂的特点,提高了本专利技术的氧指数,氢氧化镁与聚氰胺磷酸盐配合使用,不仅进一步提高本专利技术的阻燃能力,而且还达到抑制烟雾产生的效果,而氢氧化镁与改性填充混合物、轻质碳酸钙、高耐磨炭黑作为补强填充剂,提高了本专利技术的密度,而且增强本专利技术的强度和耐磨抗撕裂的性能;防老剂OD和防老剂BLE复合加入主料中,能有效抵抗紫外线和高温对橡胶材料的影响,显著提高了本专利技术的抗氧化耐老化的能力。 煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物,价格低廉,在通过对其球磨和焙烧后得到纳米焙烧硅铝炭黑,煤矸石中的可挥发份被燃烧,纳米焙烧硅铝炭黑中的主要物质为Al2O3、SiO2和类炭黑物质,当纳米煤矸石粉先以10℃/min升高至470-500℃后,保温28-32min,使温度以较快的速度升高,促进煤矸石中的挥发分挥发,然后继续升温至630-640℃,而升温过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高拉伸性能的煤矸石改性橡胶,其特征在于,其原料按重量份包括:天然橡胶20‑23份,氯丁橡胶15‑18份,三元乙丙橡胶72‑76份,棉纤维10‑14份,硫磺粉2‑3份,促进剂DZ 1.5‑2.4份,促进剂TMTM 1.1‑1.5份,改性填充混合物35‑38份,轻质碳酸钙20‑23份,高耐磨炭黑11‑14份,壬二酸二辛酯D0Z 3‑4份,邻苯二甲酸二异丁酯DIBP 5‑8份,氢氧化镁3‑4份,三聚氰胺磷酸盐2.5‑3.2份,防老剂OD 1.1‑1.7份,防老剂BLE 1.5‑1.9份;其中改性填充混合物的制备过程中,将铝锆偶联剂TL‑6溶于无水乙醇中并搅拌均匀,加入纳米焙烧硅铝炭黑在72‑75℃时以840‑860rpm的搅拌速率搅拌15‑19min,取出置于干燥箱内干燥43‑47min,干燥温度为92‑95℃,再加入煅烧高岭土以680‑700rpm的搅拌速率搅拌20‑23min后,取出置于球磨机中球磨得到改性填充混合物,铝锆偶联剂TL‑6与无水乙醇的体积比为1‑2:10‑12,铝锆偶联剂TL‑6、纳米焙烧硅铝炭黑和煅烧高岭土的重量比为1.2‑1.5:15‑18:23‑26;改性填充混合物中的纳米焙烧硅铝炭黑制备方法包括:将煤矸石破碎后,再置于球磨机中球磨得到纳米煤矸石粉,纳米煤矸石粉的粒径为75‑100nm;将纳米煤矸石粉以10℃/min升高至470‑500℃后,保温28‑32min,然后继续升温至630‑640℃,升温过程符合T=500+ln(t+1),T为温度,单位为℃,t为时间,单位为min,接着保温47‑52min,空冷至室温得到纳米焙烧硅铝炭黑。...

【技术特征摘要】
1.一种高拉伸性能的煤矸石改性橡胶,其特征在于,其原料按重量份包括:
天然橡胶20-23份,氯丁橡胶15-18份,三元乙丙橡胶72-76份,棉纤维10-14
份,硫磺粉2-3份,促进剂DZ 1.5-2.4份,促进剂TMTM 1.1-1.5份,改性填
充混合物35-38份,轻质碳酸钙20-23份,高耐磨炭黑11-14份,壬二酸二辛
酯D0Z 3-4份,邻苯二甲酸二异丁酯DIBP 5-8份,氢氧化镁3-4份,三聚氰胺
磷酸盐2.5-3.2份,防老剂OD 1.1-1.7份,防老剂BLE 1.5-1.9份;
其中改性填充混合物的制备过程中,将铝锆偶联剂TL-6溶于无水乙醇中并
搅拌均匀,加入纳米焙烧硅铝炭黑在72-75℃时以840-860rpm的搅拌速率搅拌
15-19min,取出置于干燥箱内干燥43-47min,干燥温度为92-95℃,再加入煅
烧高岭土以680-700rpm的搅拌速率搅拌20-23min后,取出置于球磨机中球磨
得到改性填充混合物,铝锆偶联剂TL-6与无水乙醇的体积比为1-2:10-12,铝
锆偶联剂TL-6、纳米焙烧硅铝炭黑和煅烧高岭土的重量比为1.2-1.5:15-18:
23-26;
改性填充混合物中的纳米焙烧硅铝炭黑制备方法包括:将煤矸石破碎后,
再置于球磨机中球磨得到纳米煤矸石粉,纳米煤矸石粉的粒径为75-100nm;将
纳米煤矸石粉以10℃/min升高至470-500℃后,保温28-32min,然后继续升温
至630-640℃,升温过程符合T=500+ln(t+1),T为温度,单位为℃,t为时间,
单位为min,接着保温47-52min,空冷至室温得到纳米焙烧硅铝炭黑。
2.根据权利要求1所述高拉伸性能的煤矸石改性橡胶,其特征在于,煤矸
石的吸碘值为33-35mg/g。
3.根据权利要求2所述高拉伸性能的煤矸石改性橡胶,其特征在于,改性
填充混合物的平均粒径为75-100nm。
4.根据权利要求3所述高拉伸...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴本长
申请(专利权)人:安徽弘毅电缆集团有限公司
类型:发明
国别省市:安徽;34

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