本发明属于机械材料技术领域，具体地，涉及一种矿山机械用耐磨橡胶履带及其制备方法。
背景技术：
矿山机械是直接用于矿物开采和富选等作业的机械。包括采矿机械和选矿机械，矿山机械由于工作场地比较恶劣、载重量较大，其轮胎不仅容易磨损、而且还经常被乱石划伤或扎破，使用寿命很短。为了延长轮胎使用寿命，降低更换轮胎费用，采用履带是保护轮胎的一种方法。
轮胎保护履带是在轮胎外面裹一条履带，构成履带踏面轮胎。其构造是轮胎胎面中央有一圈十字形的凹槽，用螺栓固定在履带板上的十字形凸块嵌在凹槽中，各履带板经轮胎两侧的链轨节连成封闭的多边形包在轮胎的外周。但目前现有的履带性能不够理想，耐磨性方面不能够满足矿山机械的工作环境。
因此，需要研发一种矿山机械用耐磨橡胶履带及其制备方法。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种矿山机械用耐磨橡胶履带及制备方法。
根据本发明一方面提供的一种矿山机械用耐磨橡胶履带，所述的矿山机械用耐磨橡胶履带包括如下重量份数的原料：nr/炭黑复合材料12-19份、聚异戊二烯橡胶40-50份、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料15-29份、全氟烷氧基烷树脂7-18份、纳米zro2颗粒3-7份、氧化镁11-15份、高铝矾土5-12份、棕榈蜡7-23份、硅钙钡3-11份、相容剂0.8-3.1份、硅烷偶联剂0.3-2.1份、水91-100份。
优选地，所述的矿山机械用耐磨橡胶履带包括如下重量份数的原料：nr/炭黑复合材料12-15份、聚异戊二烯橡胶45-50份、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料15-22份、全氟烷氧基烷树脂9-18份、纳米zro2颗粒3-6份、氧化镁11-14份、高铝矾土7-12份、棕榈蜡7-21份、硅钙钡5-11份、相容剂0.8-2.1份、硅烷偶联剂0.3-1.1份、水95-100份。
优选地，所述的矿山机械用耐磨橡胶履带包括如下重量份数的原料：nr/炭黑复合材料14份、聚异戊二烯橡胶47份、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料17份、全氟烷氧基烷树脂11份、纳米zro2颗粒5份、氧化镁13份、高铝矾土9份、棕榈蜡13份、硅钙钡6份、相容剂1.3份、硅烷偶联剂0.6份、水98份。
优选地，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
优选地，所述相容剂由82-90重量份的卤化聚丙烯、13-20重量份的一乙醇胺在100℃下熔融挤出制得的。
优选地，所述mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料还含有增强剂。
优选地，所述增强剂的化学成分为碳化硅和三氧化二铝的混合物。
一种矿山机械用耐磨橡胶履带的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照重量配比称取nr/炭黑复合材料、聚异戊二烯橡胶、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料、全氟烷氧基烷树脂、纳米zro2颗粒、氧化镁、高铝矾土、棕榈蜡、硅钙钡、相容剂、硅烷偶联剂、水；
步骤二、将nr/炭黑复合材料、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料、聚异戊二烯橡胶、全氟烷氧基烷树脂、纳米zro2颗粒、氧化镁、高铝矾土、棕榈蜡、硅钙钡混合，放入高温炉中煅烧，温度550-800℃，时间2-3h；
步骤三、煅烧之后，待冷却至室温，取出，放入球磨机进行研磨，向研磨后的粉体中加入相容剂、硅烷偶联剂和水，混合搅拌均匀，取出烘干，研磨至粉体的平均粒径为2-5um；
步骤四、将烘干后的粉体放入化学气相沉积反应室，抽真空至50-100pa，预热至500-600℃，以乙烷为前驱体，通入氩气，反应室旋转速率为40-60r/min，反应时间15-60min，反应结束后，待冷却至室温，取出；
步骤五、将所述步骤四处理后的粉体放入模具进行高温煅烧，温度为1350-1500℃，时间为1-3h，待冷却至室温，取出，即可。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供一种矿山机械用耐磨橡胶履带，本发明研发的用于矿山机械的抛光剂成分包括三氯化铁、稀盐酸、四聚蓖麻油酸酯、葡萄糖酸钠、硅酸钠、无机磨料、棕榈蜡、有机聚三元羧酸、分散剂、消泡剂，由上述成分及相应的配比制成的橡胶履带耐磨性强，适合矿山机械在恶劣环境中使用。
2、本发明提供一种矿山机械用耐磨橡胶履带，在橡胶履带的配方中加入相容剂，该相容剂由82-90重量份的卤化聚丙烯、13-20重量份的一乙醇胺在100℃下熔融挤出制得的。该相容剂能与镁基复合材料、全氟烷氧基烷树脂大分子化学物质亲合，形成稳定的混合物，进而形成稳定的具有高韧性的共混复合材料。本发明的橡胶履带复合材料采用上述的相容剂，在保持较好的拉伸强度的同时，提高了拉伸伸长率和冲击强度，使得制备的橡胶履带具有良好的耐磨性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供的一种矿山机械用耐磨橡胶履带，所述的矿山机械用耐磨橡胶履带包括如下重量份数的原料：nr/炭黑复合材料19份、聚异戊二烯橡胶40份、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料29份、全氟烷氧基烷树脂7份、纳米zro2颗粒7份、氧化镁11份、高铝矾土12份、棕榈蜡7份、硅钙钡11份、相容剂0.8份、硅烷偶联剂2.1份、水91份。
作为优选方案，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
作为优选方案，所述相容剂由90重量份的卤化聚丙烯、13重量份的一乙醇胺在100℃下熔融挤出制得的。
作为优选方案，所述mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料还含有增强剂。
作为优选方案，所述增强剂的化学成分为碳化硅和三氧化二铝的混合物。
一种矿山机械用耐磨橡胶履带的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照重量配比称取nr/炭黑复合材料、聚异戊二烯橡胶、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料、全氟烷氧基烷树脂、纳米zro2颗粒、氧化镁、高铝矾土、棕榈蜡、硅钙钡、相容剂、硅烷偶联剂、水；
步骤二、将nr/炭黑复合材料、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料、聚异戊二烯橡胶、全氟烷氧基烷树脂、纳米zro2颗粒、氧化镁、高铝矾土、棕榈蜡、硅钙钡混合，放入高温炉中煅烧，温度800℃，时间2h；
步骤三、煅烧之后，待冷却至室温，取出，放入球磨机进行研磨，向研磨后的粉体中加入相容剂、硅烷偶联剂和水，混合搅拌均匀，取出烘干，研磨至粉体的平均粒径为5um；
步骤四、将烘干后的粉体放入化学气相沉积反应室，抽真空至100pa，预热至500℃，以乙烷为前驱体，通入氩气，反应室旋转速率为60r/min，反应时间15min，反应结束后，待冷却至室温，取出；
步骤五、将所述步骤四处理后的粉体放入模具进行高温煅烧，温度为1500℃，时间为1h，待冷却至室温，取出，即可。
实施例2
本实施例提供的一种矿山机械用耐磨橡胶履带，所述的矿山机械用耐磨橡胶履带包括如下重量份数的原料：nr/炭黑复合材料12份、聚异戊二烯橡胶50份、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料15份、全氟烷氧基烷树脂18份、纳米zro2颗粒3份、氧化镁15份、高铝矾土5份、棕榈蜡23份、硅钙钡3份、相容剂3.1份、硅烷偶联剂0.3份、水100份。
作为优选方案，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
作为优选方案，所述相容剂由82重量份的卤化聚丙烯、20重量份的一乙醇胺在100℃下熔融挤出制得的。
作为优选方案，所述mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料还含有增强剂。
作为优选方案，所述增强剂的化学成分为碳化硅和三氧化二铝的混合物。
一种矿山机械用耐磨橡胶履带的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照重量配比称取nr/炭黑复合材料、聚异戊二烯橡胶、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料、全氟烷氧基烷树脂、纳米zro2颗粒、氧化镁、高铝矾土、棕榈蜡、硅钙钡、相容剂、硅烷偶联剂、水；
步骤二、将nr/炭黑复合材料、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料、聚异戊二烯橡胶、全氟烷氧基烷树脂、纳米zro2颗粒、氧化镁、高铝矾土、棕榈蜡、硅钙钡混合，放入高温炉中煅烧，温度550℃，时间3h；
步骤三、煅烧之后，待冷却至室温，取出，放入球磨机进行研磨，向研磨后的粉体中加入相容剂、硅烷偶联剂和水，混合搅拌均匀，取出烘干，研磨至粉体的平均粒径为2um；
步骤四、将烘干后的粉体放入化学气相沉积反应室，抽真空至50pa，预热至600℃，以乙烷为前驱体，通入氩气，反应室旋转速率为40r/min，反应时间60min，反应结束后，待冷却至室温，取出；
步骤五、将所述步骤四处理后的粉体放入模具进行高温煅烧，温度为1350℃，时间为3h，待冷却至室温，取出，即可。
实施例3
本实施例提供的一种矿山机械用耐磨橡胶履带，所述的矿山机械用耐磨橡胶履带包括如下重量份数的原料：nr/炭黑复合材料15份、聚异戊二烯橡胶45份、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料22份、全氟烷氧基烷树脂9份、纳米zro2颗粒6份、氧化镁11份、高铝矾土12份、棕榈蜡7份、硅钙钡11份、相容剂0.8份、硅烷偶联剂1.1份、水95份。
作为优选方案，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
作为优选方案，所述相容剂由85重量份的卤化聚丙烯、15重量份的一乙醇胺在100℃下熔融挤出制得的。
作为优选方案，所述mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料还含有增强剂。
作为优选方案，所述增强剂的化学成分为碳化硅和三氧化二铝的混合物。
一种矿山机械用耐磨橡胶履带的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照重量配比称取nr/炭黑复合材料、聚异戊二烯橡胶、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料、全氟烷氧基烷树脂、纳米zro2颗粒、氧化镁、高铝矾土、棕榈蜡、硅钙钡、相容剂、硅烷偶联剂、水；
步骤二、将nr/炭黑复合材料、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料、聚异戊二烯橡胶、全氟烷氧基烷树脂、纳米zro2颗粒、氧化镁、高铝矾土、棕榈蜡、硅钙钡混合，放入高温炉中煅烧，温度600℃，时间3h；
步骤三、煅烧之后，待冷却至室温，取出，放入球磨机进行研磨，向研磨后的粉体中加入相容剂、硅烷偶联剂和水，混合搅拌均匀，取出烘干，研磨至粉体的平均粒径为3um；
步骤四、将烘干后的粉体放入化学气相沉积反应室，抽真空至60pa，预热至550℃，以乙烷为前驱体，通入氩气，反应室旋转速率为50r/min，反应时间30min，反应结束后，待冷却至室温，取出；
步骤五、将所述步骤四处理后的粉体放入模具进行高温煅烧，温度为1400℃，时间为2h，待冷却至室温，取出，即可。
实施例4
本实施例提供的一种矿山机械用耐磨橡胶履带，所述的矿山机械用耐磨橡胶履带包括如下重量份数的原料：nr/炭黑复合材料12份、聚异戊二烯橡胶50份、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料15份、全氟烷氧基烷树脂18份、纳米zro2颗粒3份、氧化镁14份、高铝矾土7份、棕榈蜡21份、硅钙钡5份、相容剂2.1份、硅烷偶联剂0.3份、水100份。
作为优选方案，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
作为优选方案，所述相容剂由90重量份的卤化聚丙烯、20重量份的一乙醇胺在100℃下熔融挤出制得的。
作为优选方案，所述mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料还含有增强剂。
作为优选方案，所述增强剂的化学成分为碳化硅和三氧化二铝的混合物。
一种矿山机械用耐磨橡胶履带的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照重量配比称取nr/炭黑复合材料、聚异戊二烯橡胶、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料、全氟烷氧基烷树脂、纳米zro2颗粒、氧化镁、高铝矾土、棕榈蜡、硅钙钡、相容剂、硅烷偶联剂、水；
步骤二、将nr/炭黑复合材料、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料、聚异戊二烯橡胶、全氟烷氧基烷树脂、纳米zro2颗粒、氧化镁、高铝矾土、棕榈蜡、硅钙钡混合，放入高温炉中煅烧，温度800℃，时间3h；
步骤三、煅烧之后，待冷却至室温，取出，放入球磨机进行研磨，向研磨后的粉体中加入相容剂、硅烷偶联剂和水，混合搅拌均匀，取出烘干，研磨至粉体的平均粒径为5um；
步骤四、将烘干后的粉体放入化学气相沉积反应室，抽真空至100pa，预热至600℃，以乙烷为前驱体，通入氩气，反应室旋转速率为60r/min，反应时间60min，反应结束后，待冷却至室温，取出；
步骤五、将所述步骤四处理后的粉体放入模具进行高温煅烧，温度为1500℃，时间为3h，待冷却至室温，取出，即可。
实施例5
本实施例提供的一种矿山机械用耐磨橡胶履带，所述的矿山机械用耐磨橡胶履带包括如下重量份数的原料：nr/炭黑复合材料14份、聚异戊二烯橡胶47份、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料17份、全氟烷氧基烷树脂11份、纳米zro2颗粒5份、氧化镁13份、高铝矾土9份、棕榈蜡13份、硅钙钡6份、相容剂1.3份、硅烷偶联剂0.6份、水98份。
作为优选方案，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
作为优选方案，所述相容剂由82重量份的卤化聚丙烯、13重量份的一乙醇胺在100℃下熔融挤出制得的。
作为优选方案，所述mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料还含有增强剂。
作为优选方案，所述增强剂的化学成分为碳化硅和三氧化二铝的混合物。
一种矿山机械用耐磨橡胶履带的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照重量配比称取nr/炭黑复合材料、聚异戊二烯橡胶、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料、全氟烷氧基烷树脂、纳米zro2颗粒、氧化镁、高铝矾土、棕榈蜡、硅钙钡、相容剂、硅烷偶联剂、水；
步骤二、将nr/炭黑复合材料、mg-ni-10%-g-5%镁基复合材料、聚异戊二烯橡胶、全氟烷氧基烷树脂、纳米zro2颗粒、氧化镁、高铝矾土、棕榈蜡、硅钙钡混合，放入高温炉中煅烧，温度550℃，时间2h；
步骤三、煅烧之后，待冷却至室温，取出，放入球磨机进行研磨，向研磨后的粉体中加入相容剂、硅烷偶联剂和水，混合搅拌均匀，取出烘干，研磨至粉体的平均粒径为2um；
步骤四、将烘干后的粉体放入化学气相沉积反应室，抽真空至50pa，预热至500℃，以乙烷为前驱体，通入氩气，反应室旋转速率为40r/min，反应时间15min，反应结束后，待冷却至室温，取出；
步骤五、将所述步骤四处理后的粉体放入模具进行高温煅烧，温度为1380℃，时间为3h，待冷却至室温，取出，即可。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。