本发明涉及橡胶制品领域，具体公开了一种以镍铁渣粉作为阻燃与填充材料的橡胶制品。
背景技术：
钢渣作为炼钢工业产生的废渣，生产量约为粗钢产量的10％-15％，是冶炼行业的主要固体副产物，其严峻的综合利用形势使各国对钢渣资源化利用空前重视，因此，研究钢渣的特性，开发新的综合利用途径具有重要的意义。
镍铁渣是镍铁冶炼产生的工业副产品，其主要成分为SiO2含量45-55％、MgO含量25-35％，FeO含量5-8％，Al2O3含量3-5％，镍铁渣的出炉温度1500-1600℃，因此余热回收是最主要的利用方向，另外矿棉纤维、铸石等也是其利用方向，但成本高、能耗高、质量低等问题制约着进一步的规模化应用。因此，镍铁渣尚无有效的利用途径。
填料是橡胶生产过程中不可或缺的组分，通常用量在30-60％之间，根据橡胶的种类和用途，填料性能要求也不同，但补强、阻燃和填充是橡胶填料最常见的性能要求。目前，橡胶工业主要补强填料为炭黑和炭白，但价格昂贵。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种以镍铁渣粉作为阻燃与填充材料的橡胶制品，用于克服现有技术中对镍铁钢渣浪费严重以及再利用不合理的缺陷。
为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：
本发明提供了一种镍铁渣粉的制备方法，为采用镍铁冶炼产生的废渣经350℃以上温度烘干、柱磨机破碎、皮带悬挂磁辊磁选和立磨机粉磨而得到。
本发明提供了一种镍铁渣粉，由上述所述方法制备获得，所述镍铁渣粉的含水量≤0.5％，MFe≤0.5％；且平均粒径为15～30μm，采用45μm孔径网筛的筛分通过率为100％。
本发明还公开了一种如上述所述镍铁渣粉的用途，为将其作为填料用于橡胶制品中，以橡胶制品的原料组分的总质量为基准计，所述镍铁渣粉的含量为4～32wt％。
本发明还提供了一种采用如上述所述镍铁渣粉作为阻燃与填充材料的橡胶制品，所述橡胶制品包括如下原料组分及重量份：
优选地，所述镍铁渣粉为10～35重量份。
优选地，所述天然橡胶的分子量为2.0×106～8.0×106。
更优选地，所述天然橡胶为环氧化天然橡胶，所述环氧化天然橡胶的环氧化程度为10～25％。
优选地，所述氯化聚乙烯型号为CM135。
优选地，所述阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁中的一种或多种。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550。
优选地，所述硫化剂为DTDM。
本发明还提供了一种制备如上述所述橡胶制品的方法，为将所述原料组分混合并硫化后获得。
优选地，所述硫化的温度为130～160℃，硫化时间为20～60min。
本发明还提供了如上述所述橡胶制品在轮胎上的用途。
本发明中技术方案充分利用镍铁渣中含有的丰富的SiO2、MgO、Al2O3等组分，将其用于橡胶填料，而这些组分均为橡胶制品的有益填料成分，可同时起到填充和阻燃作用，本发明中技术方案将镍铁渣粉结合到橡胶制品中，用于改善耐磨性和阻燃性，并降低生产成本；而且由此制成的橡胶具有优异的综合性能。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明的范围。
本发明实施例中所述镍铁渣粉的制备方法，为采用镍铁冶炼产生的废渣经350℃以上温度烘干、柱磨机破碎、皮带悬挂磁辊磁选和立磨机粉磨而得到。
所述镍铁渣粉的含水量≤0.5％，MFe≤0.5％；且平均粒径为15～30μm，采用45μm孔径网筛的筛分通过率为100％。
实施例1～5中的组分及含量如下表表1所示：
表1
其中，
表1中所述氯化聚乙烯型号为CM135。所述天然橡胶的分子量为2.0×106～8.0×106。
实施例1中：镍铁渣粉平均粒径为15.79μm，含水量为0.5％，MFe的含量为0.18％，所述天然橡胶为环氧化天然橡胶，所述环氧化天然橡胶的环氧化程度为10％；
实施例2中：镍铁渣粉平均粒径为23.81μm，含水量为0.19％，MFe的含量为0.33％；所述天然橡胶为环氧化天然橡胶，所述环氧化天然橡胶的环氧化程度为15％；
实施例3中：镍铁渣粉平均粒径为29.75μm，含水量为0.37％，MFe的含量为0.05％；所述天然橡胶为环氧化天然橡胶，所述环氧化天然橡胶的环氧化程度为20％。
实施例4中：镍铁渣粉平均粒径为20.75μm，含水量为0.25％，MFe的含量为0.48％；所述天然橡胶为环氧化天然橡胶，所述环氧化天然橡胶的环氧化程度为25％；Mg(OH)2平均粒径为18.49μm，含水量为0.24％。
实施例5中：镍铁渣粉平均粒径为25.75μm，含水量为0.10％，MFe的含量为0.43％；所述天然橡胶为环氧化天然橡胶，所述环氧化天然橡胶的环氧化程度为10％；Al(OH)3平均粒径为21.05μm，含水量为0.18％。
将实施例1～5中制备橡胶制品的方法，为将所述原料组分混合并硫化后获得。所述硫化的温度为150℃，硫化时间为20min。制得的橡胶制品的性能检测结果如表2所示：
表2
将实施例1～5中配方中的原料组分混合并硫化后。所述硫化的温度为150℃，硫化时间为30min。获得的橡胶制品性能检测结果如下表表3所示：
表3
将实施例1～5中配方中的原料组分混合并硫化后。所述硫化的温度为150℃，硫化时间为45min。获得的橡胶制品性能检测结果如下表表4所示：
表4
将实施例1～5中配方中的原料组分混合并硫化后。所述硫化的温度为150℃，硫化时间为60min。获得的橡胶制品性能检测结果如下表表5所示：
表5
对于橡胶来说氧指数越高，阻燃性能越好；磨耗值越低，耐磨性越好。由上述实验可以看出，掺入镍铁渣粉，明显可改善橡胶制品阻燃性能和耐磨性能，而橡胶制品的其他性能并未有太大改变；由此本发明中技术方案将镍铁冶炼产生的废渣有效的应用于橡胶制品中，其部分或全部替代硅铝炭黑等填充材料以及Mg(OH)2、Al(OH)3等无机阻燃材料使用，并能够达到相同或相似的效果，这种技术方案变废为宝，降低了橡胶制品的生产成本和镍铁冶炼废渣的处理成本。
实施例6～8中的橡胶制品的配方如表6所示，按照表6中配方将各组分混合并在140℃下硫化，硫化时间为45min。实施例6～8中制备的橡胶制品的性能检测结果表7所示。
表6
其中，
表6中所述氯化聚乙烯型号为CM135。所述天然橡胶的分子量为2.0×106～8.0×106。
实施例6中：镍铁渣粉平均粒径为15.79μm，含水量为0.5％，MFe的含量为0.18％，所述天然橡胶为环氧化天然橡胶，所述环氧化天然橡胶的环氧化程度为20％；
实施例7中：镍铁渣粉平均粒径为23.81μm，含水量为0.19％，MFe的含量为0.33％；所述天然橡胶为环氧化天然橡胶，所述环氧化天然橡胶的环氧化程度为25％；
实施例8中：镍铁渣粉平均粒径为29.75μm，含水量为0.37％，MFe的含量为0.05％；所述天然橡胶为环氧化天然橡胶，所述环氧化天然橡胶的环氧化程度为20％。
表7
将实施例1～8中的橡胶用于轮胎，其能够满足国标《GB/T 1190-2009工程机械轮胎技术要求》上的标准。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。