專利名稱：一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料和制備方法以及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡膠材料及其制備方法，尤其是涉及一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
由于在煉鋼廠、熱電廠、水泥廠等廠礦企業(yè)，輸送機(jī)械所運送的物料都是高溫物料，若采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(qiáng)度好的輸送皮帶越來越受到業(yè)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(huán)境下輸送帶的膠面因炭化燒結(jié)成龜裂紋，由于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(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)層、緩沖膠層，雖然提高了耐溫性能，但因其未添加無機(jī)類增強(qiáng)劑，導(dǎo)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(qiáng)劑，既帶有無機(jī)物質(zhì)，又能與橡膠材料緊密結(jié)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)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制備方法以及應(yīng)用。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特征在于各原料組份與重量份數(shù)為
膠料80 100份；
DCP硫化劑(過氧化二異丙苯)6 10份；
DM促進(jìn)劑(二硫化二苯并噻唑)0. 5 2份；
TT促進(jìn)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；
離子液體型層狀硅酸鹽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(zhì)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。該離子液體型層狀硅酸鹽組分中層狀硅酸鹽為蒙脫土、累托石、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(zhì)量比為2 4 :2 4 :1。一種如權(quán)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制備方法，其特征在于包括以下具體步驟按配比備好原料，先將膠料加入密煉機(jī)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(jìn)劑加入密煉機(jī)混煉 0. 5 2分鐘，再將炭黑、離子液體型層狀硅酸鹽、TCP阻燃劑、300號石蠟油、氯化石蠟加入密煉機(jī)混煉2 5分鐘，混煉好后的物質(zhì)加入DCP硫化劑、TT促進(jìn)劑和硫磺到開煉機(jī)翻煉 2 5遍，冷卻后得到膠片，待膠片溫度降至40°C以下后碼垛，其中混煉時密煉機(jī)轉(zhuǎn)速為 15 30轉(zhuǎn)/分鐘。所述的離子液體型層狀硅酸鹽的制備過程如下1)將0. 5 6份層狀硅酸鹽粘土加入到50 600份蒸餾水中攪拌分散配制成泥漿，然后加熱至50 80°C，得到層狀硅酸鹽懸浮液；
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硅酸鹽懸浮液中，并不斷攪拌，恒溫反應(yīng)4 他，靜置冷卻，抽濾，洗滌，60 80°C真空干燥10 15h，研磨過篩，即得離子液體型層狀硅酸鹽產(chǎn)物；
一種機(jī)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制得。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于將離子液體型層狀硅酸鹽添加到膠帶的配方中，實現(xiàn)膠帶耐熱溫度可調(diào)，并能實現(xiàn)300 500攝氏度的耐溫性能；
本發(fā)明的離子液體耐高溫輸送帶連續(xù)使用壽命高，其使用壽命高于現(xiàn)有的耐高溫膠帶 3 8倍以上。主要原因在于離子液體是一類熱穩(wěn)定性較高的有機(jī)鹽，以離子液體處理過的層狀硅酸鹽，獲得熱穩(wěn)定性較高的納米復(fù)合材料，見圖1，其熱失重曲線體現(xiàn)出本發(fā)明得到的材料的熱失重溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于橡膠材料，另一方面，我們選擇的離子液體都帶有長鏈烷烴結(jié)構(gòu)，可和橡膠材料很好的結(jié)合，形成剝離型的橡膠復(fù)合材料，因此，這時的橡膠復(fù)合材料不僅具有橡膠的性能，而且還具有層狀硅酸鹽耐高溫、抗撕裂能力強(qiáng)的性能。


圖1為純累脫石和本發(fā)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(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)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(shù)為
膠料 80份；
DCP硫化劑6份；
DM促進(jìn)劑0. 5份；
TT促進(jìn)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；
離子液體型層狀硅酸鹽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(zhì)量比為天然橡膠三元乙丙橡膠丁苯橡膠=4 2 :1。采用離子液體為1-十四烷基-3-甲基咪唑溴鹽([C1#in]Br)。該離子液體型層狀硅酸鹽組分中層狀硅酸鹽為蒙脫土。炭黑為N330、N220和白炭黑的混合物，其質(zhì)量比為2 2 :1。一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料的制備方法
按配比備好原料，先將膠料加入密煉機(jī)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(jìn)劑DM加入密煉機(jī)混煉0.5分鐘，再將炭黑、離子液體型層狀硅酸鹽、TCP阻燃劑、300號石蠟油、氯化石蠟加入密煉機(jī)混煉2分鐘，
混煉好后的物質(zhì)加入DCP硫化劑、TT促進(jìn)劑和硫磺到開煉機(jī)翻煉2遍，冷卻后得到膠
片，
待膠片溫度降至40°C以下后碼垛，其中混煉時密煉機(jī)轉(zhuǎn)速為15轉(zhuǎn)/分鐘。離子液體型層狀硅酸鹽的制備過程如下將0. 5份層狀硅酸鹽粘土加入到50份蒸餾水中攪拌分散配制成泥漿。然后加熱至50°C，得到層狀硅酸鹽懸浮液，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硅酸鹽懸浮液中，并不斷攪拌，恒溫反應(yīng)4h。靜置冷卻，抽濾，洗滌，60°C真空干燥10h，研磨過篩，即得離子液體型層狀硅酸鹽產(chǎn)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(jī)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制得。
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(shù)為 膠料100份；
DCP硫化劑10份；DM促進(jìn)劑2份；TT促進(jìn)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；離子液體型層狀硅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(zhì)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)。該離子液體型層狀硅酸鹽組分中層狀硅酸鹽為累托石。炭黑為N330、N220和白炭黑的混合物，其質(zhì)量比為4: 4:1。一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料的制備方法按配比備好原料，先將膠料加入密煉機(jī)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(jìn)劑DM加入密煉機(jī)混煉2分鐘，再將炭黑、離子液體型層狀硅酸鹽、TCP阻燃劑、300號石蠟油、氯化石蠟加入密煉機(jī)混煉5分鐘，混煉好后的物質(zhì)加入DCP硫化劑、TT促進(jìn)劑和硫磺到開煉機(jī)翻煉5遍，冷卻后得到膠片，待膠片溫度降至40°C以下后碼垛，其中混煉時密煉機(jī)轉(zhuǎn)速為:30轉(zhuǎn)/分鐘。離子液體型層狀硅酸鹽的制備過程如下將6份層狀硅酸鹽粘土加入到600份蒸餾水中攪拌分散配制成泥漿，然后加熱至80°C，得到層狀硅酸鹽懸浮液，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硅酸鹽懸浮液中，并不斷攪拌，恒溫反應(yīng)他。靜置冷卻，抽濾，洗滌，80°C真空干燥15h，研磨過篩，即得離子液體型層狀硅酸鹽產(chǎn)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(jī)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制得。實施例3 一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特征在于各原料組份與重量份數(shù)為
膠料90份；
DCP硫化劑8份；
DM促進(jìn)劑1份；
TT促進(jìn)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；
離子液體型層狀硅酸鹽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(zhì)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)。該離子液體型層狀硅酸鹽組分中層狀硅酸鹽為高嶺土。炭黑為N330、N220和白炭黑的混合物，其質(zhì)量比為3 3 :1。一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料的制備方法按配比備好原料，先將膠料加入密煉機(jī)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(jìn)劑DM加入密煉機(jī)混煉1分鐘，再將炭黑、離子液體型層狀硅酸鹽、TCP阻燃劑、300號石蠟油、氯化石蠟加入密煉機(jī)混煉3分鐘，混煉好后的物質(zhì)加入DCP硫化劑、TT促進(jìn)劑和硫磺到開煉機(jī)翻煉3遍，冷卻后得到膠片，待膠片溫度降至40°C以下后碼垛，其中混煉時密煉機(jī)轉(zhuǎn)速為:20轉(zhuǎn)/分鐘。離子液體型層狀硅酸鹽的制備過程如下將3份層狀硅酸鹽粘土加入到200份蒸餾水中攪拌分散配制成泥漿，然后加熱至60°C。得到層狀硅酸鹽懸浮液，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硅酸鹽懸浮液中，并不斷攪拌，恒溫反應(yīng)證。靜置冷卻，抽濾，洗滌，70°C真空干燥12h，研磨過篩，即得離子液體型層狀硅酸鹽產(chǎn)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(jī)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制得。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(shù)為 膠料90份；DCP硫化劑8份； DM促進(jìn)劑1份； TT促進(jìn)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；
離子液體型層狀硅酸鹽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(zhì)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。該離子液體型層狀硅酸鹽組分中層狀硅酸鹽為高嶺土、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(zhì)量比為3 3 :1。一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料的制備方法如下按配比備好原料，先將膠料加入密煉機(jī)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(jìn)劑DM加入密煉機(jī)混煉1分鐘，再將炭黑、離子液體型層狀硅酸鹽、TCP阻燃劑、300 號石蠟油、氯化石蠟加入密煉機(jī)混煉3分鐘，混煉好后的物質(zhì)加入DCP硫化劑、TT促進(jìn)劑和硫磺到開煉機(jī)翻煉3遍，冷卻后得到膠片，待膠片溫度降至40°C以下后碼垛，其中混煉時密煉機(jī)轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)/分鐘。離子液體型層狀硅酸鹽的制備將3份層狀硅酸鹽粘土加入到200份蒸餾水中攪拌分散配制成泥漿。然后加熱至60°C，得到層狀硅酸鹽懸浮液，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硅酸鹽懸浮液中，并不斷攪拌，恒溫反應(yīng)證。靜置冷卻，抽濾，洗滌，70°C真空干燥12h，研磨過篩，即得離子液體型層狀硅酸鹽產(chǎn)物。一種機(jī)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制得。
權(quán)利要求
1.一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特征在于各原料組份與重量份數(shù)為 膠料80 100份；DCP硫化劑6 10份； DM促進(jìn)劑0. 5 2份； TT促進(jìn)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；離子液體型層狀硅酸鹽1 10份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特征在于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(zhì)量比為4 8 :2 4:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特征在于該離子液體為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(jù)權(quán)利要求1所述的離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特征在于該離子液體型層狀硅酸鹽組分中層狀硅酸鹽為蒙脫土、累托石、高嶺土至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特征在于所述的炭黑為N330、N220和白炭黑的混合物，N330、N220和白炭黑的質(zhì)量比為2 4 :2 4 :1。
6.一種如權(quán)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制備方法，其特征在于包括以下具體步驟按配比備好原料，先將膠料加入密煉機(jī)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(jìn)劑加入密煉機(jī)混煉0. 5 2分鐘，再將炭黑、離子液體型層狀硅酸鹽、TCP阻燃劑、300號石蠟油、氯化石蠟加入密煉機(jī)混煉2 5分鐘，混煉好后的物質(zhì)加入DCP硫化劑、TT促進(jìn)劑和硫磺到開煉機(jī)翻煉2 5 遍，冷卻后得到膠片，待膠片溫度降至40°C以下后碼垛，其中混煉時密煉機(jī)轉(zhuǎn)速為15 30 轉(zhuǎn)/分鐘。
7.根據(jù)權(quán)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制備方法，其特征在于所述的離子液體型層狀硅酸鹽的制備過程如下1)將0. 5 6份層狀硅酸鹽粘土加入到50 600份蒸餾水中攪拌分散配制成泥漿，然后加熱至50 80°C，得到層狀硅酸鹽懸浮液；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硅酸鹽懸浮液中，并不斷攪拌，恒溫反應(yīng)4 他，靜置冷卻，抽濾，洗滌，60 80°C真空干燥10 15h，研磨過篩，即得離子液體型層狀硅酸鹽產(chǎn)物。
8. 一種機(jī)械傳動輸送帶，包括工作面膠表層，其特征在于所述的工作面膠表層由權(quán)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制得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種離子液體型耐高溫輸送帶橡膠材料，其特征在于各原料組份與重量份數(shù)為膠料 80～100份；DCP硫化劑6～10份；DM促進(jìn)劑0.5～2份；TT促進(jìn)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；離子液體型層狀硅酸鹽1～10份，其優(yōu)點是離子液體型層狀硅酸鹽添加到膠帶的配方中，實現(xiàn)膠帶耐熱溫度可調(diào)，并能實現(xiàn)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(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者侯琳熙, 夏濟(jì)婷, 謝方琳 申請人:寧波大學(xué)