改性橡胶及其制备方法、应用、输送带技术

本发明专利技术公开了一种改性橡胶及其制备方法、应用、输送带。本发明专利技术的改性橡胶原料组合物包括固体丁腈橡胶(NBR)、金属盐和液体含丁腈橡胶(LNBR)，所述金属盐为铜盐或锌盐，所述NBR、所述金属盐和所述LNBR的质量比为100:(5～15):(1～12)。本发明专利技术的改性橡胶具有高强度、高韧性、硬度适中和优异的耐油性能，并且原料组合物配方组分简单，制备过程耗时短、生产效率高、耗能低。耗能低。耗能低。

【技术实现步骤摘要】
改性橡胶及其制备方法、应用、输送带


[0001]本专利技术涉及一种改性橡胶及其制备方法、应用、输送带。

技术介绍

[0002]输送带，又称运输带，是用于皮带输送带中起承载和运送物料作用的橡胶与纤维、金属复合制品，或者是物料和织物复合的制品，广泛应用于水泥、焦化、冶金、化工和钢铁等行业。其中，覆盖胶在橡胶输送带中发挥着极为重要的作用。由于经常需要输送大重量、形状尖锐的物料，在输送带输送物料的过程中，输送带的覆盖胶会与物料不断地发生碰撞和摩擦而产生磨损，当磨损程度太高时，水分或油性物质便容易渗入输送带内部，腐蚀骨架材料，使输送带失效。同时，输送带运输重物时会产生一定的变形，所以对输送带覆盖胶的韧性也有较高的要求。另外，覆盖胶容易被矿物油侵蚀，致使输送带发生溶胀，引起输送带上胶料的脱落。
[0003]中国专利文献CN104311896A公开了一种制备高强度、高耐磨输送带用覆盖胶的方法，该方法是将天然橡胶、顺丁橡胶和相应的助剂以两段混炼工艺制备出混炼胶，主要采用共价键形成交联网络的方式对混炼胶进行增强。中国专利文献CN104292537A提供了一种耐油输送带覆盖胶的制备方法，该方法是先将丁腈橡胶投入开炼机中进行塑炼，再将塑炼胶投入密炼机中，依次加入一定质量份的补强填料、硫化活性剂、增塑剂、防老剂、软化剂、填充剂、硫化剂、促进剂等，混匀后以硫化的方式得到耐油覆盖胶。上述现有技术所制备的覆盖胶，其拉伸强度和韧性互相制约，无法对二者同时进行提升，未能实现同时具有高强和高韧的性能。同时，两者在使用过程中也存在局限性：前者不适于输送矿物油等物料，后者不适于输送大重量物料。并且，CN104292537A的混炼配方组分多，制备过程耗时长、效率低。因此，提高输送带用覆盖胶的强度、韧性和耐油性能，简化配方组分、提高生产效率具有十分重要的经济效益。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题在于克服了现有技术的输送带覆盖胶的强度和韧性不能同时提升、耐油性能差、配方组分多、制备过程耗时长、效率低等缺陷，提供了一种改性橡胶、输送带及其制备方法、应用。本专利技术的改性橡胶具有高强度、高韧性、高硬度和优异的耐油性能，并且原料组合物配方组分简单，制备过程耗时短、生产效率高、耗能低。
[0005]本专利技术采用以下技术方法解决上述技术问题：
[0006]本专利技术提供了一种改性橡胶的原料组合物，其包括固体丁腈橡胶(NBR)、金属盐和液体含丁腈橡胶(LNBR)，所述金属盐为铜盐或锌盐，所述NBR、所述金属盐和所述LNBR的质量比为100:(5～15):(1～12)。
[0007]本专利技术通过金属盐中的金属离子和固体丁腈橡胶中的腈基发生配位交联反应，形成配位键网络结构，突出了现有技术的硫磺共价交联中需要添加炭黑补强材料，进而带来的无机填料粒子分散不均以及和基体橡胶的界面相互作用导致拉伸强度始终无法达到更
高的水平的技术瓶颈。
[0008]本专利技术中，所述NBR的结合腈含量较佳地为不低于40％，更佳地为40～50％；其中，结合腈含量指的是腈基占所述NBR的质量百分比。
[0009]现有技术中虽有公开含腈基橡胶中结合腈含量对聚合物强度的影响，但是本领域技术人员会常规地选择中等结合腈含量的丁腈橡胶作为基材，这是因为结合腈含量越高，对提高改性橡胶的强度虽有利，但是其韧性相应地会很差。为了同时满足强度和韧性的要求，本领域技术人员一般不会选择高结合腈含量的丁腈橡胶作为基材。本专利技术优选高结合腈含量的NBR、不仅进一步提升了橡胶制品的强度，而且通过与特定质量比的LNBR配合，使同时具有高韧性。
[0010]本专利技术中，所述NBR的分子量可为本领域常规，一般地使所述NBR在常温下呈固体即可，较佳地为平均分子量大于十万。
[0011]本专利技术中，所述锌盐可为本领域常规的阳离子为锌离子的盐，较佳地为硫酸锌、氯化锌、硝酸锌、碱式碳酸锌和磷酸二氢锌中的一种或多种，较佳地为硫酸锌或氯化锌。
[0012]本专利技术中，所述铜盐可为本领域常规的阳离子为铜离子的盐，一般地可为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、碳酸铜、碱式碳酸铜和碱式硫酸铜中的一种或多种，较佳地为硫酸铜或氯化铜，更佳地为硫酸铜。
[0013]本专利技术中，所述金属盐的结合水的含量可为本领域常规，较佳地为不含结合水。
[0014]不含结合水的金属盐的颗粒粒径更小，金属离子与腈基的配方反应的程度更高，制得的改性橡胶的强度更高。
[0015]本专利技术中，所述金属盐较佳地为铜盐，更佳地为硫酸铜，进一步更佳地为无水硫酸铜。
[0016]本专利技术中，所述LNBR的结合腈含量较佳地为不高于40％，更佳地为20～40％，进一步更佳地为33％；其中，结合腈含量指的是腈基占所述LNBR的质量百分比。
[0017]LNBR中较低的结合腈含量，使得在热压硫化过程中，与附着在其表面的金属离子不易发生配位交联反应，从而不会形成良好的三维网状结构。同时，专利技术人发现，NBR橡胶基体的交联密度高是其韧性变差的主要原因，而LNBR能显著提升样品的韧性。
[0018]其它小分子如邻苯二甲酸酯等，仅仅起到增塑剂的作用，能够改变生胶的柔顺性，使其便于加工；但是小分子会被包裹在NBR基体中，既无法降低体系的交联密度，也会由于共混性较差，形成缺陷，不利于复合材料机械性能的提高。本专利技术添加LNBR改善韧性，则不会出现上述问题。
[0019]本专利技术中，所述LNBR的分子量可为本领域常规，一般地使所述LNBR在常温下呈液体即可，较佳地为平均分子量小于10000。
[0020]本专利技术中，所述NBR和所述金属盐的质量比较佳地为100:(7～13)，更佳地为100:(9～11)，例如100:10。
[0021]专利技术人在研究中发现，随着金属盐的用量的增加，交联密度明显增加，得到的改性橡胶的硬度上升、耐曲挠性变差，随之韧性也相应变差。
[0022]本专利技术中，所述NBR和所述LNBR质量比较佳地为100:(1～10)；更佳地为100:(2～7)，例如100:4。
[0023]本专利技术中，所述NBR、所述金属盐和所述LNBR的质量比较佳地为100:(7～13):(1～
10)，更佳地为100:(9～11):(2～7)，例如100:9:2，100:10:4或100:11:7。
[0024]本专利技术还提供了一种改性橡胶预混料，其包括NBR、金属盐和LNBR，所述NBR、所述金属盐和所述LNBR的质量比为100:(5～15):(1～12)，所述金属盐被包裹在所述NBR的基体中，所述金属盐还分散在所述LNBR的表面，所述LNBR与所述NBR呈共连续结构。
[0025]本专利技术还提供一种如上所述的改性橡胶预混料的制备方法，其包括如下步骤：将如上所述的原料组合物进行混炼即可。
[0026]本专利技术中，所述混炼可采用本领域常规的方法进行，一般地在加热中进行混合即可。
[0027]其中，所述混合较佳地为先将所述NBR和所述LNBR混合，再与所述金属盐混合。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性橡胶的原料组合物，其特征在于，其包括NBR、金属盐和LNBR，所述金属盐为铜盐或锌盐，所述NBR、所述金属盐和所述LNBR的质量比为100:(5～15):(1～12)；所述NBR的结合腈含量较佳地不低于40％，更佳地为40～50％；其中，结合腈含量指的是腈基占所述NBR的质量百分比；所述NBR的平均分子量较佳地大于十万；所述金属盐较佳地为铜盐；所述铜盐较佳地为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、碳酸铜、碱式碳酸铜和碱式硫酸铜中的一种或多种，更佳地为硫酸铜或氯化铜，进一步更佳地为硫酸铜；所述锌盐较佳地为硫酸锌、氯化锌、硝酸锌、碱式碳酸锌和磷酸二氢锌中的一种或多种，更佳地为硫酸锌或氯化锌；所述金属盐较佳地不含结合水；所述LNBR的结合腈含量较佳地为不高于40％，更佳地为20～40％，进一更佳地为33％；其中，结合腈含量指的是腈基占所述LNBR的质量百分比；所述LNBR的平均分子量较佳地小于10000；所述NBR和所述金属盐的质量比较佳地为100:(7～13)，更佳地为100:(9～11)，例如100:10；所述NBR和所述LNBR质量比较佳地为100:(1～10)；更佳地为100:(2～7)，例如100:4；所述NBR、所述金属盐和所述LNBR的质量比较佳地为100:(7～13):(1～10)，更佳地为100:(9～11):(2～7)，例如100:9:2、100:10:4或100:11:7。2.一种改性橡胶预混料，其特征在于，其包括NBR、金属盐和LNBR，所述NBR、所述金属盐和所述LNBR的质量比为100:(5～15):(1～12)，所述金属盐被包裹在所述NBR的基体中，所述金属盐还分散在所述LNBR的表面，所述LNBR与所述NBR呈共连续结构。3.一种如权利要求2所述的改性橡胶预混料的制备方法，其包括如下步骤：将如权利要求1所述的改性橡胶的原料组合物进行混炼即可；所述混炼较佳地在加热中进行混合即可；所述混合较佳地为先将所述NBR和所述LNBR混合，再与所述金属盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秋影，何宇，邵卓妍，金谊，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：