一种橡胶耐磨剂及其制备方法、耐磨耐老化硫化橡胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种橡胶耐磨剂及其制备方法、一种耐磨耐老化硫化橡胶及其制备方法和应用，属于橡胶技术领域。本发明专利技术提供的橡胶耐磨剂的制备方法，包括如下步骤：将锰矿渣依次进行破碎，在所述破碎的过程中将pH调节剂水溶液喷入锰矿渣中，得到pH值为6～8的锰矿渣粉；将所述锰矿渣粉与硅烷偶联剂混合进行改性，得到橡胶耐磨剂。本发明专利技术所提供的制备方法得到的橡胶耐磨剂以锰矿渣为原料，不仅解决了锰矿渣的堆积问题，减少了废渣对环境的污染，同时将低价值的锰矿渣转变为高价值的橡胶耐磨剂，极大程度上提高了锰矿渣的利用价值，降低了橡胶制品材料的成本，为综合利用锰矿渣提供了新的应用领域和新思路。

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶耐磨剂及其制备方法、耐磨耐老化硫化橡胶及其制备方法和应用
本专利技术涉及橡胶
，尤其涉及一种橡胶耐磨剂及其制备方法、一种耐磨耐老化硫化橡胶及其制备方法和应用。
技术介绍
纯锰主要通过电解法和还原法制得，其中电解法制锰约占纯锰制取总量的95％以上。据统计，2008年电解锰产能达187.9×104t，产量达113.9×104t，分别占全球的98％和97％。电解锰作为一种重要的冶金、化工原材料，为我国工业发展和地区经济建设作出了巨大贡献。但电解锰行业作为典型的湿法冶金行业，在其快速发展的同时，也引发了严重的环境污染，其中电解锰废渣污染尤为突出。据统计，每生产1t电解锰粉所排放的酸浸渣量为7～9t。随着矿石品位越来越贫化，吨电解锰产渣量还会大幅增加。伴随着电解锰行业的迅速发展，锰矿的开采程度越来越大，在开采过程中产生了大量的锰矿尾渣(即锰的洗矿尾渣)。电解锰废渣和锰矿尾渣均为锰矿渣，目前国外对锰矿渣一般采用尾库处置，要求较为严格，而我国大都将锰矿渣输送到堆场，筑坝湿法堆存，不仅占用土地，而且大量有害物质渗透到土壤、地表水和地下水中，存在严重的环境污染和安全隐患。最大限度地降低锰矿渣的危害，并进行多渠道的综合利用，已迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种橡胶耐磨剂及其制备方法、一种耐磨耐老化硫化橡胶及其制备方法和应用，本专利技术以锰矿渣为原料制备了橡胶耐磨剂，且该橡胶耐磨剂可显著提高橡胶的耐磨和耐老化性，为锰矿渣的综合利用提供了新思路。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种橡胶耐磨剂的制备方法，包括如下步骤：将锰矿渣进行破碎，在所述破碎的过程中将pH调节剂水溶液喷入锰矿渣中，得到pH值为6～8的锰矿渣粉；将所述锰矿渣粉与硅烷偶联剂混合进行改性，得到橡胶耐磨剂。优选地，所述改性的温度为90～120℃，时间为16～18min。优选地，所述锰矿渣粉的粒径≤2μm。优选地，所述硅烷偶联剂为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷。优选地，所述锰矿渣粉与硅烷偶联剂的质量比为1:0.01～0.03。本专利技术还提供了一种橡胶耐磨剂，由上述技术方案所述的制备方法制备得到。本专利技术还提供了一种耐磨耐老化硫化橡胶，包括如下质量份的原料：天然橡胶39.5～42.4份，丁苯橡胶14.5～15.8份，防老剂1.35～2.5份，促进剂1.21～2.86份，硫化剂1.23～1.86份，橡胶耐磨剂19.34～21.24份，炭黑14.54～17.89份，芳烃油7.6～11.23份，润滑剂0.45～0.69份；所述橡胶耐磨剂为权利要求6所述的橡胶耐磨剂。本专利技术还提供了一种上述技术方案所述的耐磨耐老化硫化橡胶的制备方法，包括如下步骤：将天然橡胶和丁苯橡胶混合进行密炼，然后将得到的混合橡胶与橡胶耐磨剂混合进行第一混炼，得到第一胶料；将所述第一胶料与炭黑、防老剂、促进剂、芳烃油和润滑剂混合，依次进行第二混炼和醒胶，得到第二胶料；使用硫化剂对所述第二胶料硫化，得到耐磨耐老化硫化橡胶。优选地，所述第一密炼的温度为75～85℃，时间为12～15min；所述第一混炼的温度为75～85℃，时间为4～6min；所述第二混炼的温度为75～78℃，拨通次数为4～6次；醒胶的温度为25-35℃，时间为4～8h；所述硫化的过程为将所述第二胶料在75～78℃密炼5～8min，然后加入硫化剂硫化3～6min。本专利技术还提供了上述技术方案所述的耐磨耐老化硫化橡胶或上述技术方案所述的制备方法得到的耐磨耐老化硫化橡胶在制备密封圈中的应用。本专利技术提供了一种橡胶耐磨剂的制备方法，包括如下步骤：将锰矿渣进行破碎，在所述破碎的过程中将pH调节剂水溶液喷入锰矿渣中，得到pH值为6～7的锰矿渣粉；将所述锰矿渣粉与硅烷偶联剂混合进行改性，得到橡胶耐磨剂。本专利技术所提供的制备方法得到的橡胶耐磨剂能够有效提高橡胶的耐磨和耐老化性，延长橡胶使用寿命，其机理具体为锰矿渣以硅(SiO2)和氧化锰为主，化学稳定好，耐酸碱性能，能有效提高橡胶制品耐老化性，此外锰矿渣中硅和锰的结构为柱状形状，摩氏硬度达到6～7.5，可承受1500～1600℃的高温，有利于提高橡胶制品的耐磨性和耐热性。此外，本专利技术所提供的橡胶耐磨剂以锰矿渣为原料，不仅解决了锰矿渣的堆积问题，减少了废渣对环境的污染，同时将低价值的锰矿渣转变为高价值的橡胶耐磨剂，极大程度上提高了锰矿渣的价值，为综合利用锰矿渣提供了新思路。本专利技术所提供的耐磨耐老化硫化橡胶热老化前的磨耗为0.48Cm/r，低于国标值，同时还具有优异的绝缘性，并且其在热老化前后的拉伸强度、撕裂强度和300％定伸应力也均优于现有技术，说明其具有更优异的力学性能和耐老化性能。具体实施方式本专利技术提供了一种橡胶耐磨剂的制备方法，包括如下步骤：将锰矿渣进行破碎，在所述破碎的过程中将pH调节剂水溶液喷入锰矿渣中，得到pH值为6～8的锰矿渣粉；将所述锰矿渣粉与硅烷偶联剂混合进行改性，得到橡胶耐磨剂。本专利技术先将锰矿渣进行破碎，在所述破碎的过程中将pH调节剂水溶液喷入锰矿渣中，得到pH值为6～8的锰矿渣粉。本专利技术对所述锰矿渣的来源没有特殊限定，任意来源均可，在本专利技术实施例中，所述锰矿渣优选为电解锰废渣；以质量百分含量计，所述锰矿渣的主要组分优选包括三氧化二铝21.63～22.6％，二氧化硅41.13～42.69％，氧化锰15.03～16.05％，三氧化二铁0.06％，氧化钙7.46％，氧化钾2.40％，氧化钠0.48％，二氧化钛0.21％，灼碱0.90％；更优选包括三氧化二铝21.63％，二氧化硅41.13％，氧化锰15.03％，三氧化二铁0.06％，氧化钙7.46％，氧化钾2.40％，氧化钠0.48％，二氧化钛0.21％，灼碱0.90％。在本专利技术中，所述破碎优选在蒸汽磨中进行，所述破碎所得锰矿尾矿颗粒的粒径优选≥1250目；本专利技术对所述破碎的参数没有特殊限定，能够得到上述粒径的锰矿尾矿颗粒即可，在本专利技术实施例中，所述破碎的温度优选为260℃，压力优选为12kg。在本专利技术实施例中，所述pH调节剂水溶液优选为碱性水溶液；所述碱性水溶液优选为氢氧化钠水溶液，所述氢氧化钠水溶液的浓度优选为0.012～0.014g/mL，更优选为0.012g/mL。在本专利技术中，所述锰矿渣粉的粒径优选≤2μm。破碎完成后，本专利技术优选进行筛分，以得到所需粒径的锰矿渣粉。得到锰矿渣粉后，本专利技术将所述锰矿渣粉与硅烷偶联剂混合进行改性，得到橡胶耐磨剂。在本专利技术中，所述改性过程中，硅烷偶联剂包覆在锰矿渣粉的表面，将锰矿渣粉变为疏水亲油性，以提高和橡胶高分子的相容性，进而提高橡胶制品的物理和机械性能。在本专利技术中，所述硅烷偶联剂优选为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷，所述乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷更优选为美国联碳生产的A-172硅烷偶联剂；所述锰矿渣粉与硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种橡胶耐磨剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n将锰矿渣进行破碎，在所述破碎的过程中将pH调节剂水溶液喷入锰矿渣中，得到pH值为6～8的锰矿渣粉；/n将所述锰矿渣粉与硅烷偶联剂混合进行改性，得到橡胶耐磨剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种橡胶耐磨剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将锰矿渣进行破碎，在所述破碎的过程中将pH调节剂水溶液喷入锰矿渣中，得到pH值为6～8的锰矿渣粉；
将所述锰矿渣粉与硅烷偶联剂混合进行改性，得到橡胶耐磨剂。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性的温度为90～120℃，时间为16～18min。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷。


4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述锰矿渣粉与硅烷偶联剂的质量比为1:0.01～0.03。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锰矿渣粉的粒径≤2μm。


6.一种橡胶耐磨剂，其特征在于，由权利要求1～5任一项所述的制备方法制备得到。


7.一种耐磨耐老化硫化橡胶，其特征在于，包括如下质量份的原料：天然橡胶39.5～42.4份，丁苯橡胶14.5～15.8份，防老剂1.35～2.5份，促进剂1.21～2.86份，硫化剂1.23～1.86份，橡胶耐磨剂19.34～...

【专利技术属性】
技术研发人员：畅吉庆，王振友，王靖，畅军森，宗贺，王美艳，
申请(专利权)人：河北旭龙液压密封件有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13