一种橡胶衬里防护涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及橡胶衬里防护技术领域，具体涉及一种橡胶衬里防护涂料及其制备方法。


背景技术：

2.天然橡胶具有优良的耐磨性和粘结性，被广泛应用于选矿设备的耐磨衬里，但天然橡胶是不饱和橡胶，特别是含胶量高的、低硬度的耐磨天然橡胶衬里耐光(紫外线)老化性能不佳，存放数周后，在光(紫外线)、热、氧的作用下，橡胶衬里表面，特别是有拉应力的阳角部位的衬里，会产生细微的龟裂，并随时间加长，逐渐加深，这严重影响衬里的存放期限，进而影响衬里的使用寿命。由于这类衬里有优良的耐磨性，是选矿设备必不可少的耐磨衬里，而且我国已成为全球最大的选矿设备供应基地，许多选矿设备及其衬里在我国制造，通过海运等方式送往世界各地，然后在矿山安装调试后才能使用，从衬里设备制造到正式投入使用有非常长的“存放期限”，因此解决这个过程中的衬里老化问题非常必要。现有技术中，在橡胶衬里组分中增加防老剂的用量，一定程度上可提高耐老化性能，但其“存放期限”仍然偏短，而且在防老剂用量过高时，极易产生喷霜，严重影响衬里的外观。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的上述问题至少之一，本发明提供了一种橡胶衬里防护涂料及其制备方法。
4.为实现以上目的，本发明的其中一个目的提供了一种橡胶衬里防护涂料，包括如下重量份的组分：氯磺化聚乙烯100份、光屏蔽材料40～80份、氯磺化聚乙烯交联体系4～8份、硅烷偶联剂1～2份、防老剂组合物3～7份、溶剂600～800份。
5.优选地，所述的光屏蔽材料包括以下重量份的组分：纳米二氧化钛20～40份、纳米活性碳酸钙20～40份。优选地，所述纳米二氧化钛的粒径约1～100nm。只有普通二氧化钛粒径的十分之一，具有很强的屏蔽紫外线的能力。与同样剂量的一些有机紫外线防护剂相比，纳米二氧化钛在紫外区的吸收峰更高，更可贵的是它还是广谱屏蔽剂，不象有机紫外线防护剂那样只单一对uva(波长介于320～400的紫外线)或uvb(波长介于280～320的紫外线)有吸收。本发明采用的纳米二氧化钛既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，是极其优良的光屏蔽剂。优选地，所述纳米活性碳酸钙为经过钛酸酯与硬质酸复合偶联剂湿法表面活性处理的纳米活性碳酸钙，活化指数99.5％，比表面积15.5m2/g。具有空间位阻效应，无团聚性。可使橡胶易混炼、易分散，并具有良好的光屏蔽性。
6.优选地，所述防老剂组合物包括以下重量份的组分：防老剂rd 1～2份，防老剂4010na 2～3份，石蜡1～2份。具有优良的耐光、热、氧的老化性。在橡胶衬里组分中增加防老剂的用量等可以在一定程度上提高橡胶衬里的耐老化性能，但其“存放期限”仍然偏短，而且在防老剂用量过高时，极易产生喷霜，严重影响衬里的外观。本发明通过合理优化防老剂的用量，达到提高耐老化性能的同时提高衬里的外观。
7.本发明组分中的氯磺化聚乙烯与天然橡胶衬里的粘结良好，本发明组分中的硅烷偶联剂有利于纳米二氧化钛的分散，可提高涂料的内聚力及涂料与橡胶衬里的粘结力。
8.本发明的另一个目的在于提供一种橡胶衬里防护涂料的制备方法，包括以下步骤：
9.步骤1、按配方量将氯磺化聚乙烯投入密炼机，转速为20转/分钟，密炼1～2分钟；
10.步骤2、按配方比例将光屏蔽材料、氯磺化聚乙烯交联体系、硅烷偶联剂、防老剂组合物加入密炼机，20转/分钟，密炼3～5分钟，成团状胶料；
11.步骤3、将步骤2所得的胶料倒入开炼机，辊压成片，然后调节辊距至3～4mm，经过定宽切刀，切割成约200mm宽的胶片；
12.步骤4、将步骤3所得的胶片经橡胶冷却机冷却、风干；
13.步骤5、将步骤4所的胶片，用橡胶切片机切成小块；
14.步骤6、将步骤5所得的小胶块加入高速分散机搅拌桶中，打开冷却水阀，通过调节冷却水量，控制搅拌桶温度不超过45℃，按配方比例加入溶剂，开始搅拌，搅拌速度为1000～1200转/分钟，搅拌6～8小时，提起搅拌桨叶，桨叶及桶壁和桶底无未溶解的胶料时停止搅拌，得防护涂料。
15.与现有技术相比，本发明的优点是：
16.本发明的橡胶衬里防护涂料，优选与天然橡胶衬里粘结良好的饱和橡胶氯磺化聚乙烯，添加优良的光屏蔽材料纳米二氧化钛和纳米碳酸钙等制成橡胶衬里防护涂料，在衬里表面涂刷1～2遍防护涂料，能有效阻止天然耐磨橡胶衬里的老化，延长衬里设备的存放期限，同时也美化了橡胶衬里的外观。防护涂料能有效防止天然橡胶衬里的光老化、热老化、氧老化，可有效延长衬里的存放时间。
具体实施方式
17.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
18.本发明实施例提供的一种橡胶衬里防护涂料，包括如下重量份的组分：氯磺化聚乙烯100份、光屏蔽材料40～80份、氯磺化聚乙烯交联体系4～8份、硅烷偶联剂1～2份、防老剂组合物3～7份、溶剂600～800份。其中光屏蔽材料包括以下重量份的组分：纳米二氧化钛20～40份、纳米活性碳酸钙20～40份。优选地，纳米二氧化钛的粒径约1～100nm。只有普通二氧化钛粒径的十分之一，具有很强的屏蔽紫外线的能力。与同样剂量的一些有机紫外线防护剂相比，纳米二氧化钛在紫外区的吸收峰更高，更可贵的是它还是广谱屏蔽剂，不象有机紫外线防护剂那样只单一对uva(波长介于320～400的紫外线)或uvb(波长介于280～320的紫外线)有吸收。本发明采用的纳米二氧化钛既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，是极其优良的光屏蔽剂。纳米活性碳酸钙为纳米活性碳酸钙为经过钛酸酯与硬质酸复合偶联剂湿法表面活性处理的纳米活性碳酸钙，活化指数99.5％，比表面积15.5m2/g，具有空间位阻效应，无团聚性，可使橡胶易混炼、易分散，并具有良好的光屏蔽性。防老剂组合物包括以下重量份的组分：防老剂rd 1～2份，防老剂4010na2～3份，石蜡1～2份。具有优良的耐光、热、氧的老化性。溶剂优选为二甲苯。硅烷偶联剂可选为现有市场上常规的有利于纳米二氧
化钛的分散的硅烷偶联剂比如硅烷偶联剂kh-570，可提高涂料的内聚力及涂料与橡胶衬里的粘结力。
19.本发明实施例提供的一种橡胶衬里防护涂料的制备方法，包括以下步骤：
20.步骤1、按配方量将氯磺化聚乙烯投入密炼机，转速为20转/分钟，密炼1～2分钟；
21.步骤2、按配方比例将光屏蔽材料、氯磺化聚乙烯交联体系、硅烷偶联剂、防老剂组合物加入密炼机，20转/分钟，密炼3～5分钟，成团状胶料；
22.步骤3、将步骤2所得的胶料倒入开炼机，辊压成片，然后调节辊距至3～4mm，经过定宽切刀，切割成约200mm宽的胶片；
23.步骤4、将步骤3所得的胶片经橡胶冷却机冷却、风干；
24.步骤5、将步骤4所的胶片，用橡胶切片机切成小块；比如10mm*10mm
25.等；
26.步骤6、将步骤5所得的小胶块加入高速分散机搅拌桶中，打开冷却水阀，通过调节冷却水量，控制搅拌桶温度不超过45℃比如40℃，按配方比例加入溶剂，开始搅拌，搅拌速度为1000～1200转/分钟，搅拌6～8小时，
27.提起搅拌桨叶，桨叶及桶壁和桶底无未溶解的胶料时停止搅拌，得防护涂料。
28.表1本发明实施例的橡胶衬里防护涂料的各组分配比
[0029] 实施例1实施例2实施例3氯磺化聚乙烯100100100纳米二氧化钛203040纳米活性碳酸钙403040氧化镁345氢化松香123硅烷偶联剂11.52防老剂rd122防老剂4010na222.5石蜡111.5二甲苯600700800
[0030]
将上述实施例1至实施例3中除二甲苯以外所有的组分按照上述的制备方法制备得到胶片j1、胶片j2、胶片j3待用。将上述制得的胶片j1、胶片j2、胶片j3和上述表1中对应比例的二甲苯加入到高速分散机中，按上述的制备方法制得防护涂料y1、y2、y3备用。
[0031]
将上述制得的防护涂料y1、y2、y3，用滚筒或毛刷直接涂刷到橡胶衬里表面，约15分钟后，涂料表干、固化，涂层外观白亮、光滑，且与橡胶衬里粘结良好，能防止光(紫外线)、热、氧等对天然橡胶衬里的加速老化。
[0032]
效果验证：将硬度38shore a的耐磨天然橡胶(用ja表述)和硬度45shore a的耐磨天然橡胶(用jb表述)衬在槽钢表面，硫化后，各分成3个区域(一区、二区、三区)，一区、二区、三区的处理方式如下：一区不涂刷防护涂料、二区涂刷一遍防护涂料、三区涂刷两遍防护涂料，然后暴露在阳光充足的地方，观察耐磨天然橡胶衬表面出现老化特征(龟裂)的时间节点。
[0033]
表2涂刷防护涂料y1的耐磨天然橡胶ja和jb的效果对比表
[0034][0035]
表3涂刷防护涂料y2的耐磨天然橡胶ja和jb的效果对比表
[0036][0037]
表4涂刷防护涂料y3的耐磨天然橡胶ja和jb的效果对比表
[0038][0039]
注：以上暴露于阳光下的时间从4月份开始，连续进行。
[0040]
表2、表3、表4的试验表明，本发明实施例的防护涂料能有效防止天然橡胶衬里的光老化、热老化、氧老化，可有效延长衬里的存放时间。
[0041]
需要说明的是，本发明实施例中各组分均可以在市场上购买得到。本发明实施例的制备方法中所使用的设备如密炼机、开炼机、橡胶冷却机、橡胶切片机、高速分散机等均为现有技术中常规的设备，具体规格和型号不做特别限定。
[0042]
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
[0043]
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。