复配改性氧化铈改进挂胶履带板橡胶性能的方法
【专利摘要】本发明公开了一种复配改性氧化铈改进挂胶履带板橡胶性能的方法，用至少两种改性剂对氧化铈分别进行改性，在保持橡胶原有生产配方不变和生产流程不变的基础上，通过机械共混的方法添加0.1～10%的复配改性氧化铈，改善挂胶履带板橡胶的性能，特别是耐磨性能和抗撕裂性能。本发明得到的橡胶拉伸强度和撕裂强度分别提高了11%和41%，磨耗量降低了16%，适用于坦克、吊臂起重机、农用收割机等大型机械用橡胶履带。
【专利说明】复配改性氧化铈改进挂胶履带板橡胶性能的方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种复配改性氧化铈改进挂胶履带板橡胶性能的方法，属于先进复合材料及制备和改性橡胶技术工艺领域。
【背景技术】
[0003]橡胶作为战略性物资在国民经济中占据着重要地位，其独特的粘弹性和相容性是其它材料无法比拟的，它的利用价值随着经济与社会的发展而日趋广泛。
[0004]橡胶随着世界高新技术得到重大发展，有力地促进了橡胶工业的发展，其新型原材料、新产品、新设备和新工艺等的进步都受益于高新技术的应用，利用高新技术改造传统的橡胶工业已成为必然。
[0005]稀土 /高分子材料从稀土的应用可以分为两大类型:一是稀土化合物作为掺杂剂均匀地分散到单体或聚合物中，制成以掺杂方式存在的掺杂型稀土高分子；二是稀土化合物以单体形式参与聚合或缩合，或稀土化合物配位在聚合物侧链上，获得以键合方式存在的键合型稀土高分子。稀土新材料可用做橡胶的合成催化剂、硫化促进剂、防老剂、补强剂、以及橡胶填料的便面处理剂。
[0006]由于许多橡胶助剂的物理性能与橡胶基体相差较大，特别是一些无机填料，使其在橡胶的添加过程中受到一定限制。因此许多研究表明在对橡胶助剂进行改性后，可以更好的提高橡胶各方面的性能，比如二氧化硅、碳酸钙、重晶石等。
[0007]中国专利CN 101456974A报道了一种稀土助剂改性橡胶的方法，但其只涉及了橡胶的耐磨性，并未提及其它力学性能。
[0008]而本发明采用了多种改性氧化铈复配的橡胶助剂，改变加料顺序，以获得高性能的挂胶履带板橡胶。
【发明内容】
[0009]本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种复配改性氧化铈改进挂胶履带板橡胶性能的方法，本发明添加经有机表面处理后的氧化铈，改善了无机填料与橡胶基体的相容性，不同改性剂处理的氧化铈所改进橡胶的性能类型也不同。
[0010]为解决上述问题，本发明采用如下技术方案:
本发明提供了一种复配改性氧化铈改进挂胶履带板橡胶性能的方法，用两种或两种以上改性剂对氧化铈分别进行改性，在保持橡胶原有生产配方不变和生产流程不变的基础上，通过机械共混的方法添加0.1~10%的复配改性氧化铈，改善挂胶履带板橡胶的性能，特别是耐磨性能和抗撕裂性能。
[0011]具体包括下列步骤:
(I)、预先将氧化铈加水浸润打散处理，固液比为(8-200):lg/mL ；(2)、以偶联剂或阴离子表面活性剂为改性剂，采用两种或两种以上改性剂分别对氧化铺进行表面改性，反应为液相法；
将氧化铈重量1%~8%的改性剂溶于水或乙醇配成600mL透明溶液，用蠕动泵将该溶液滴加到氧化铈中恒温搅拌反应，蠕动泵加料时间为0.5~3h ;反应温度为20~90°C，反应时间为0.5~6h，搅拌速度为500~1500r/min ;静置取上层溶液，抽滤，烘干，得到改性氧化铈； (3)混炼中加入复配改性氧化铈。
[0012]本发明中，改性剂为月桂酸、硬脂酸、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠或硅烷偶联剂中的至少两种。
[0013]本发明中，复配改性氧化铈在塑炼阶段加入；或与硬脂酸、氧化锌等小料共同加入密炼机中；或在开炼机上与硫磺共同加入。
[0014]具体地，将生胶放入密炼机中经过3~5分钟塑炼，加入小料及复配改性氧化铈，炭黑分2次加入，密炼15~30分钟，取出后在开炼机上加入硫黄，混炼均匀后下片，停放24小时，用平板硫化机在151°C下按正硫化时间硫化。
[0015]本发明的优点是:通过改变加入改性氧化铈的加料顺序，可以改善稀土助剂的分散性，改善与橡胶的相容性，更好的提高发挥稀土助剂的作用，进一步提高橡胶履带板的力学性能。采用机械共混的方法加入改性氧化铈粒子，方法简单，操作便捷，适用于工业化生产。
[0016]本发明方法制备的橡胶履带板，由于采用了两种改性氧化铈的复配加入，可以同时达到改善橡胶耐磨性能和撕裂性能的目的，避免了单一稀土助剂的加入并不能得到优良的综合性能的缺点。
[0017]本发明得到的橡胶拉伸强度和撕裂强度分别提高了 11%和41%，磨耗量降低了16%，适用于坦克、吊臂起重机、农用收割机等大型机械用橡胶履带。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
称取5g氧化铈，加入1200ml去离子水，在70°C水浴中搅拌20min，转速等级20。称取十二烷基硫酸钠0.lg，加少量乙醇，加去离子水配成600ml溶液，用蠕动泵将该溶液滴加到氧化铈中，反应3h后静置沉降，取上层溶液，抽滤烘干，制得十二烷基硫酸钠改性氧化铈。同样方法制得硬脂酸改性氧化铈，其中硬脂酸用量为0.2g，反应时间lh，转速等级15。
[0019]用十二烷基硫酸钠和硬脂酸改性氧化铈按1:1比例在塑炼阶段添加至挂胶履带板橡胶中。
[0020]用两种改性剂对氧化铈进行表面有机改性。在保持挂胶履带板橡胶的原有生产配方及工艺流程不变的基础上，将复配改性氧化铈在塑炼阶段添加到履带橡胶中，进行混炼、硫化，得到测试样条，按照国家标准进行测试。
[0021]实施例2
称取5g氧化铈，加入1200ml去离子水，在70°C水浴中搅拌20min，转速等级20。称取十二烷基硫酸钠0.lg，加少量乙醇，加去离子水配成600ml溶液，用蠕动泵将该溶液滴加到氧化铈中，反应3h后静置沉降，取上层溶液，抽滤烘干，制得十二烷基硫酸钠改性氧化铈。同样方法制得硬脂酸改性氧化铈，其中硬脂酸用量为0.2g，反应时间lh，转速等级15。
[0022]用十二烷基硫酸钠和硬脂酸改性氧化铈按1:1比例在密炼机中与其他橡胶小料一起添加至挂胶履带板橡胶中。
[0023]用两种改性剂对氧化铈进行表面有机改性。在保持挂胶履带板橡胶的原有生产配方及工艺流程不变的基础上，将复配改性氧化铈在密炼机中与硬脂酸、氧化锌等小料一起添加到履带橡胶中，进行混炼、硫化，得到测试样条，按照国家标准进行测试。
[0024]实施例3
称取5g氧化铈，加入1200ml去离子水，在70°C水浴中搅拌20min，转速等级20。称取十二烷基硫酸钠0.lg，加少量乙醇，加去离子水配成600ml溶液，用蠕动泵将该溶液滴加到氧化铈中，反应3h后静置沉降，取上层溶液，抽滤烘干，制得十二烷基硫酸钠改性氧化铈。同样方法制得硬脂酸改性氧化铈，其中硬脂酸用量为0.2g，反应时间lh，转速等级15。
[0025]用十二烷基硫酸钠和硬脂酸改性氧化铈按1:1比例在开炼机上与硫磺一起添加至挂胶履带板橡胶中。
[0026]本实施例的工艺过程与实施例2不同的是将复配改性氧化铈在开炼机上与硫磺共同加入，其余工艺过程完全相同。
[0027]实施例4
称取5g氧化铈，加入1200ml去离子水，在70°C水浴中搅拌20min，转速等级20。称取十二烷基硫酸钠0.lg，加少量乙醇，加去离子水配成600ml溶液，用蠕动泵将该溶液滴加到氧化铈中，反应3h后静置沉降，取上层溶液，抽滤烘干，制得十二烷基硫酸钠改性氧化铈。同样方法制得硬脂酸改性氧化铈，其中硬脂酸用量为0.2g，反应时间lh，转速等级15。
[0028]用十二烷基硫酸钠和硬脂酸改性氧化铈按1:10比例在塑炼阶段添加至挂胶履带板橡胶中。`
[0029]用两种改性剂对氧化铈进行表面有机改性。在保持挂胶履带板橡胶的原有生产配方及工艺流程不变的基础上，将复配改性氧化铈在塑炼阶段添加到履带橡胶中，进行混炼、硫化，得到测试样条，按照国家标准进行测试。
[0030]实施例5
称取5g氧化铈，加入1200ml去离子水，在70°C水浴中搅拌20min，转速等级20。称取十二烷基硫酸钠0.lg，加少量乙醇，加去离子水配成600ml溶液，用蠕动泵将该溶液滴加到氧化铈中，反应3h后静置沉降，取上层溶液，抽滤烘干，制得十二烷基硫酸钠改性氧化铈。同样方法制得硬脂酸改性氧化铈，其中硬脂酸用量为0.2g，反应时间lh，转速等级15。
[0031]用十二烷基硫酸钠和硬脂酸改性氧化铈按1:10比例在密炼机中与其他橡胶小料一起添加至挂胶履带板橡胶中。
[0032]用两种改性剂对氧化铈进行表面有机改性。在保持挂胶履带板橡胶的原有生产配方及工艺流程不变的基础上，将复配改性氧化铈在密炼机中与硬脂酸、氧化锌等小料一起添加到履带橡胶中，进行混炼、硫化，得到测试样条，按照国家标准进行测试。
[0033]实施例6
称取5g氧化铈，加入1200ml去离子水，在70°C水浴中搅拌20min，转速等级20。称取十二烷基硫酸钠0.lg，加少量乙醇，加去离子水配成600ml溶液，用蠕动泵将该溶液滴加到氧化铈中，反应3h后静置沉降，取上层溶液，抽滤烘干，制得十二烷基硫酸钠改性氧化铈。同样方法制得硬脂酸改性氧化铈，其中硬脂酸用量为0.2g，反应时间lh，转速等级15。
[0034]用十二烷基硫酸钠和硬脂酸改性氧化铈按1:10比例在开炼机上与硫磺一起添加至挂胶履带板橡胶中。
[0035]本实施例的工艺过程与实施例5不同的是将复配改性氧化铈在开炼机上与硫磺共同加入，其余工艺过程完全相同。
【权利要求】
1.一种复配改性氧化铈改进挂胶履带板橡胶性能的方法，其特征在于，用两种或两种以上改性剂对氧化铈分别进行改性，在保持橡胶原有生产配方不变和生产流程不变的基础上，通过机械共混的方法添加0.1~10%的复配改性氧化铈，改善挂胶履带板橡胶的性能，特别是耐磨性能和抗撕裂性能。
2.如权利要求1所述的复配改性氧化铈改进挂胶履带板橡胶性能的方法，其特征在于，具体包括下列步骤: (1)、预先将氧化铈加水浸润打散处理，固液比为(8-200):lg/mL ； (2)、以偶联剂或阴离子表面活性剂为改性剂，采用两种或两种以上改性剂分别对氧化铺进行表面改性，反应为液相法； 将氧化铈重量1%~8%的改性剂溶于水或乙醇配成600mL透明溶液，用蠕动泵将该溶液滴加到氧化铈中恒温搅拌反应，蠕动泵加料时间为0.5~3h ;反应温度为20~90°C，反应时间为0.5~6h，搅拌速度为500~1500r/min ;静置取上层溶液，抽滤，烘干，得到改性氧化铈； (3)混炼中加入复配改性氧化铈。
3.如权利要求2所述的复配改性氧化铈改进挂胶履带板橡胶性能的方法，其特征在于，改性剂为月桂酸、硬脂酸、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠或硅烷偶联剂中的至少两种。
4.如权利要求3所述的复配改性氧化铈改进挂胶履带板橡胶性能的方法，其特征在于，复配改性氧化铈在塑炼阶段加入；或与硬脂酸、氧化锌等小料共同加入密炼机中；或在开炼机上与硫磺共同加入。
5.如权利要求4所述的复配改性氧化铈改进挂胶履带板橡胶性能的方法，其特征在于，将生胶放入密炼机中经过3~5分钟塑炼，加入小料及复配改性氧化铈，炭黑分2次加入，密炼15~30分钟，取出后在开炼机上加入硫黄，混炼均匀后下片，停放24小时，用平板硫化机在151°C下按正硫化时间硫化。
【文档编号】C08L21/00GK103756079SQ201410041015
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2014年1月28日
【发明者】李梅, 郝伟, 柳召刚, 胡艳宏, 王觅堂, 王博 申请人:内蒙古科技大学