一种提高橡胶履带花纹面胶使用寿命的材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种提高橡胶履带花纹面胶使用寿命的材料，采用了反式异戊二烯、乙烯辛烯弹性体、混炼型聚氨酯橡胶、硅橡胶、爽滑剂、白炭黑、碳纳米管、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、过氧化物引发剂，分别在橡塑密炼机中按照加料顺序共混改性，通过高温动态硫化生成预交联的共混型弹性体；将该材料与天然橡胶按照比例共混，同时加入活性剂、促进剂、炭黑、软化剂、防老剂和硫化剂后制成混炼胶，该混炼胶在保持天然橡胶力学性能的同时，提高耐磨性，降低橡胶材料的表面张力，降低橡胶材料与地面的摩擦系数，减少花纹面胶与泥土的粘附性，减轻履带转弯时对橡胶花纹面胶的磨损和剪切破坏，从而达到延长橡胶履带的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种提高橡胶履带花纹面胶使用寿命的材料及其制备方法
本专利技术属于橡胶
，具体涉及一种添加在橡胶中改善橡胶性能的材料。
技术介绍
近些年，由于橡胶履带具有接地比压小、牵引力大、振动小、机械质量轻，转向灵活和在复杂地形上通过能力强等优点,替代钢质履带和轮胎已是趋势。橡胶履带广泛应用于行走式农业机械和石油勘探、森林防火车辆和工程机械等许多领域，橡胶履带能改善机械的行驶性能,扩大机械作业范围,对实现市政基础建设机械化,农田、沙漠、沼泽地等松软地面的作业和运输具有重要意义。现阶段国内履带生产厂家已达到二十多家，年产履带数量已超过200万条，但国产橡胶履带的使用寿命不如国外的一些品牌履带，主要表现在以下一些问题：轮侧铁齿面上橡胶破损、履带表面橡胶断裂、铁齿脱落、钢丝断裂、履带花纹面胶磨损严重等。履带花纹面胶直接与地面接触，其性能好坏直接影响履带的使用寿命，其主要受到以下几个机械载荷力：弯曲曲挠力；与泥地、沙地、水泥地、石子路面等各种地面接触，受地面对其的摩擦力、切割力以及剪切力等。履带机械正常行驶时，动力平均输出到两个驱动轮上，此时履带受到的阻力是滚动摩擦阻力，因此机械输出的动力也不大，对铁齿、钢丝、履带表面来说，它们所受的机械力也不大。因履带机械的特殊性，当履带机械转向时，此时不再以滚动的方式运动，而是以该履带接地中心为圆心做滑动运动，有动力输出的一边履带此时也以同样的圆心做半滑动半滚动的运动，因滑动摩擦系数远大于滚动摩擦系数。履带机械在转弯时，机械动力输出大，此时履带各部位所受力最大，这种情况容易造成履带掉齿、断钢丝、脱带、履带花纹磨损过快的问题，这些问题也造成国内履带寿命普遍短的一个重要原因。为了减小履带机械转弯时履带各部位的受力，必须减小橡胶履带表面橡胶的滑动摩擦系数，特别是现在国内农机要求履带的宽度越来越宽，相应的转向时阻力越来越大，更要求必须减小滑动摩擦系数，减轻履带行进或转弯时对橡胶花纹面胶的磨损和剪切破坏，从而达到延长使用寿命。提高橡胶履带的耐久性是一项非常艰巨的任务，耐久性表现为橡胶履带耐磨损切割、穿刺、龟裂和碎裂的能力。目前为止，橡胶履带仍属易损件，国外先进产品的寿命也仅约1万公里。除传动件和牵引件的品质外，强力保护层与橡胶弹性体的性能也是影响橡胶履带耐久性的重要因素。橡胶胶料不仅要有良好的物理性能、动态疲劳性能、抗应力集中和耐天候老化性能，还需要具有与传动件和保护层间优异的粘合强度。对于某些特殊产品，还要求有耐盐碱、耐油、耐寒和防火阻燃等特殊功能。
技术实现思路
橡胶履带都是在动态条件下使用的，国内橡胶履带使用寿命比较短，主要原因与橡胶材料的耐疲劳破坏性能及橡胶履带花纹面胶磨损严重有关。为了解决该问题仍，本专利技术提供了一种提高橡胶履带花纹面胶使用寿命的材料，该材料替代天然橡胶，能提高耐磨性，降低橡胶材料的表面张力，减少花纹面胶与泥土的粘附性，降低橡胶材料与地面的摩擦力，减轻履带转弯时对橡胶花纹面胶的剪切破坏，从而达到延长橡胶履带使用寿命的目的。本专利技术采用了下述技术方案：一种提高橡胶履带花纹面胶使用寿命的材料，包含以下组分：反式异戊二烯20-30质量份、乙烯辛烯弹性体30-40质量份、混炼型聚氨酯橡胶15-20质量份、硅橡胶15-20质量份、爽滑剂2-3质量份、白炭黑3-8质量份、碳纳米管3-5质量份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：0.2-0.3质量份、过氧化物引发剂：0.1-0.2质量份，分别在橡塑密炼机中共混均匀，通过高温下动态硫化生成预交联的共混型弹性体。进一步优选，反式异戊二烯：乙烯辛烯弹性体：混炼型聚氨酯橡胶：硅橡胶：爽滑剂：白炭黑：碳纳米管：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：过氧化物引发剂＝22：36：16：16：2.5：3.9：3.3：0.2：0.1。进一步优选，所述爽滑剂是油酸酰胺或四氟乙烯微粉。本专利技术还提供了一种提高橡胶履带花纹面胶使用寿命的材料的制备方法，b)先把硅橡胶、白炭黑和过氧化物引发剂在开炼机上混炼均匀，制成硅橡胶母胶备用；b)在密炼机中加入反式异戊二烯和乙烯辛烯弹性体热炼，60-80℃下共混均匀后加入混炼型聚氨酯橡胶，然后加入爽滑剂、碳纳米管和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，混合均匀；再加入硅橡胶母胶，在密炼机温度为150-160℃，转速为50rpm下，混合10分钟排料，在开炼机温度为60-80℃下薄通3遍下片冷却。或者是，一种提高橡胶履带花纹面胶使用寿命的材料的制备方法，a)先把硅橡胶、白炭黑和氧化物引发剂在开炼机上混炼均匀，制成硅橡胶母胶备用；b)在密炼机中加入反式异戊二烯和乙烯辛烯弹性体热炼，60-80℃下共混均匀后加入混炼型聚氨酯橡胶，然后加入爽滑剂油酸酰胺、碳纳米管和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，混合均匀；再加入硅橡胶母胶，在密炼机温度为150-160℃，转速为50rpm下，混合10分钟排料，通过橡胶挤出机造粒冷却，挤出机设定温度为80-100℃，转速为80rpm，即得。本专利技术解决其技术问题的技术机理为：a)采用反式异戊二烯，其具有与天然橡胶较好的相容性，同时在常温下具有结晶性，有良好的耐磨性和疲劳性能。b)采用多种材料共混改性，实现性能互补。乙烯辛烯弹性体、混炼型聚氨酯橡胶和硅橡胶，在过氧化物引发剂作用下均能参与交联反应，形成多项体系互穿网络。乙烯辛烯弹性体具有良好的加工性和力学性能；混炼型聚氨酯橡胶具有优良的耐磨性和力学性能；硅橡胶具有疏水性，能降低橡胶材料的表面张力，减小橡胶与地面的摩擦系数。c)加入爽滑剂和碳纳米管。爽滑剂选用油酸酰胺、芥酸酰胺或四氟乙烯微粉单独使用或并用，爽滑剂加入橡胶中，其迁移到橡胶表面，使橡胶表面光洁，减小橡胶与接触物体的摩擦系数，减小因剪切造成橡胶破坏；加入碳纳米管增强橡胶，可以解决多项体系因界面分离造成破坏，能提高橡胶材料的撕裂强度和耐切割破坏，同时具有优良的导热性，可以提高橡胶履带的散热速度。d)加入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和过氧化物引发剂，在高温下释放出自由基，引发橡胶交联，在动态硫化过程中形成预交联体系均匀分散在乙烯辛烯弹性体中。该共混物与天然橡胶的相容性得到了显著改善，解决了混炼型聚氨酯橡胶和硅橡胶难以与天然橡胶类材料共混并用的问题。本专利技术具有如下技术效果：将该材料部分替代天然橡胶后制成的胶料，该胶料在保持天然橡胶力学性能的同时，提高耐磨性，降低橡胶材料的表面张力，降低橡胶材料与地面的摩擦系数，减少花纹面胶与泥土的粘附性，减轻履带转弯时对橡胶花纹面胶的磨损和剪切破坏，从而达到延长使用寿命。本专利技术材料创造性的解决了混炼型聚氨酯及硅橡胶与天然橡胶并用难以共硫化及力学性能差的关键技术问题。具体实施方式结合实施例对本专利技术进一步详细描述，但专利技术的方式不限于此。反式异戊二烯20-30质量份、乙烯辛烯弹性体30-40质量份、混炼型聚氨酯橡胶15-20质量份、硅橡胶15-20质量份、爽滑剂2-3质量份、白炭黑3-8质量份、碳纳米管3-5质量份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：0.2-0.3质量份、过氧化物引发剂：0.1-0.2质量份，实施例一：c)先把16质量份硅橡胶、3.9质量份白炭黑和0.1质量份过氧化物BIBP在开炼机上混炼均匀，制成硅橡胶母胶备用；其用量配比为:16:3.9:0.1d)在密炼机中加入22质量份反式异戊二烯和3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高橡胶履带花纹面胶使用寿命的材料，其特在是：包含以下组分：反式异戊二烯20‑30质量份、乙烯辛烯弹性体30‑40质量份、混炼型聚氨酯橡胶15‑20质量份、硅橡胶15‑20质量份、爽滑剂2‑3质量份、白炭黑3‑8质量份、碳纳米管3‑5质量份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：0.2‑0.3质量份、过氧化物引发剂：0.1‑0.2质量份。

【技术特征摘要】
1.一种提高橡胶履带花纹面胶使用寿命的材料，其特在是：包含以下组分：反式异戊二烯20-30质量份、乙烯辛烯弹性体30-40质量份、混炼型聚氨酯橡胶15-20质量份、硅橡胶15-20质量份、爽滑剂2-3质量份、白炭黑3-8质量份、碳纳米管3-5质量份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：0.2-0.3质量份、过氧化物引发剂：0.1-0.2质量份。2.根据权利要求1所述的一种提高橡胶履带花纹面胶使用寿命的材料，其特在是：反式异戊二烯：乙烯辛烯弹性体：混炼型聚氨酯橡胶：硅橡胶：爽滑剂：白炭黑：碳纳米管：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：过氧化物引发剂＝22：36：16：16：2.5：3.9：3.3：0.2：0.1。3.根据权利要求1所述的一种提高橡胶履带花纹面胶使用寿命的材料，其特在是：所述爽滑剂是油酸酰胺或四氟乙烯微粉。4.一种提高橡胶履带花纹面胶使用寿命的材料的制备方法，其特征是：采用如权利要求1-3所述的原料组分，制备工艺如下：a)先把硅橡胶、白炭黑和过氧化物引发剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑刚，葛献民，李玲丽，
申请(专利权)人：郑刚，
类型：发明
国别省市：浙江,33