一种低生热橡胶材料和橡胶履带制造技术

本发明专利技术涉及一种低生热橡胶材料，由包含以下成分的原料组合物炼制获得：天然橡胶、丁苯橡胶、稀土顺丁橡胶、硫化促进剂、不溶性硫磺、氧化镁、氧化锌、硬脂酸、防老剂、炭黑、白炭黑、碳纳米管、硅烷偶联剂、防焦剂、增塑剂、阻燃剂和光稳定剂。

【技术实现步骤摘要】
一种低生热橡胶材料和橡胶履带
本专利技术涉及材料领域，具体涉及一种低生热橡胶材料和橡胶履带。
技术介绍
橡胶履带在履带式车辆中有着广泛的用途，尤其是在工程机械、农用机械、军用机械和装备上应用更多。随着工业化发展，人们对橡胶履带的要求越来越高，橡胶履带正在向种类多样化、规格齐全化的方向发展。相对于金属履带，橡胶履带的最主要的优势是行驶速度快。但是，伴随行驶速度快带来的一个重要问题是橡胶履带发热严重，而橡胶的导热性能较差，无法及时将热量排除，会在橡胶履带上积攒大量的热，从而导致温度上升，对橡胶履带造成热损伤，使其老化速度加快，力学性能下降，如果温度过高还会使橡胶分子链降解，出现早期损坏。一般在使用过程中，会采用停止施工的方式来降低履带的温度，但这将大大影响橡胶履带的使用效率。
技术实现思路
专利技术人发现，要获得长使用寿命的橡胶履带，需要提供低生热性能和力学性能良好的橡胶材料。本公开提供一种橡胶材料，该橡胶材料具有显著改善的综合性能，特别是同时具有较高的拉伸强度值、适中的橡胶硬度值，较低的压缩永久变形值、压缩生热值和阿克拉磨耗值。与现有类似体系的橡胶材料相比，本公开橡胶材料各项指标改善量均超过5％，部分指标改善量约20％，该技术效果的改善是本领域技术人员预料不到的。在一些方面，提供一种橡胶材料，由包含以下成分的原料组合物炼制获得，其中，按重量份计，所述原料组合物包括：天然橡胶45～55份；(例如48～52份)丁苯橡胶18～22份；(例如19～21份)稀土顺丁橡胶25～35份；(例如28～32份)硫化促进剂M0.3～0.7份；(例如0.4～0.6份)不溶性硫磺2～4份；(例如2.8～3.2份)氧化镁1.3～1.7份；(例如1.4～1.6份)氧化锌2.5～3.5份；(例如1.8～2.2份)硬脂酸1～2份；(例如1.4～1.6份)防老剂DNP0.2-1.7份；(例如1.1～1.3份)防老剂MB0.5-1份；(例如0.7～0.9份)增塑剂DOP0.3-0.8份；(例如0.4～0.6份)炭黑N3305-18份；(例如11～13份)炭黑N55010-27份；(例如17～19份)白炭黑13～17份；(优选为白炭黑1115MP)碳纳米管4～6份；硅烷偶联剂CG-Si690.6-1.7份；(例如0.8～1.2份)硅烷偶联剂CG-Si751.3-2.7份；(例如1.8～2.2份)防焦剂PVI1～2份；三氧化二锑0.3-0.7份(例如0.5份)；氯化石蜡2.3-2.8份(例如2.5份)；光稳定剂BW-10LD1.5～2.5份。(例如1.8～2.2份)在一些实施方案中，所述白炭黑为沉淀法合成无定形二氧化硅粉末，平均粒径200～300μm。在一些实施方案中，所述碳纳米管的平均长度为3-10μm。在一些实施方案中，天然橡胶、丁苯橡胶和稀土顺丁橡胶的总份数为95～105份。在一些实施方案中，防老剂DNP、防老剂MB的总份数为1.5～2.5份。在一些实施方案中，炭黑N330和炭黑N550的总份数为28～32份。在一些实施方案中，硅烷偶联剂CG-Si69和CG-Si75的总份数为2.5～3.5份。在一些实施方案中，三氧化二锑和氯化石蜡的总份数为2.5～3.5份。在一些实施方案中，所述原料组合物包括：天然橡胶50份；丁苯橡胶20份；稀土顺丁橡胶30份；硫化促进剂M0.5份；不溶性硫磺3份；氧化镁1.5份；氧化锌3份；硬脂酸1.5份；防老剂DNP1.2份；防老剂MB0.8份；增塑剂DOP0.5份；炭黑N33012份；炭黑N55018份白炭黑1115MP15份；碳纳米管5份；硅烷偶联剂CG-Si691份硅烷偶联剂CG-Si752份；防焦剂PVI1份；三氧化二锑0.5份；氯化石蜡2.5份光稳定剂BW-10LD2份。在一些实施方案中，橡胶材料具有以下特征：橡胶硬度HS值75～78；抗拉强度值25～26.7MPa；压缩永久变形值2.6～3％；压缩生热值28.6～30℃；以及阿克拉磨耗值0.2～0.24cm3/1.61km。在一些方面，本公开提供一种橡胶履带，含有上述任一项所述的橡胶材料。在一些方面，本公开提供一种制备权利要求上述任一项所述的橡胶材料的方法，包括以下步骤：(1)提供根据权利要求上述任一项所述原料组合物；(2)将氧化镁、氧化锌、硬脂酸、防焦剂PVI混匀；(3)将天然橡胶、丁苯橡胶、稀土顺丁橡胶、白炭黑加入开炼机中进行塑炼，然后加入步骤(2)的配料继续进行塑炼；(4)将步骤(3)的产物与硅烷偶联剂CG-Si69、硅烷偶联剂CG-Si75、三氧化二锑、氯化石蜡、光稳定剂BW-10LD混合进行第一混炼；(5)向步骤(4)的产物中加入不溶性硫磺、炭黑N330、炭黑N550、碳纳米管、防老剂DNP、防老剂MB和增塑剂DOP进行第二混炼；第二混炼完成后，在橡胶中加入促进剂M进行最终混炼；(6)对上一步产物进行翻炼，使生胶和配合剂均匀分散；(7)将上一步产物下片。在一些实施方案中，步骤(3)中，塑炼完成后，产物冷却停放14～16小时。在一些实施方案中，步骤(3)中，开炼机的前后辊的速比为1：1.1～1.3，辊距调至0.8～1mm。在一些实施方案中，步骤(4)中，第一混炼完成后，产物冷却停放8～12小时。在一些实施方案中，硬度根据GB/T531.1-2008硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第1部分：邵氏硬度计法(邵尔硬度)测定。在一些实施方案中，抗拉强度和断裂伸长率根据GB/T528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定测定。在一些实施方案中，压缩永久变形和压缩生热根据GB/T1687.3-2016硫化橡胶在屈挠试验中温升和耐疲劳性能的测定第3部分：压缩屈挠试验(恒应变型)测定。在一些实施方案中，阿克拉磨耗根据GB/T1689-2014硫化橡胶耐磨性能的测定(用阿克隆磨耗试验机)测定。术语说明：如果本专利技术使用了如下的术语，它们可以具有以下含义：可以使用诸如“前”、“后”、“顶”和“底”、“上”、“下”、“上方”、“下方”等各种相对术语以促进对各种实施例的描述。相对术语关于结构的常规方位来限定，而不必表示结构在制造或使用时的实际方位。因此，下面的详细描述不应当在限制意义上来理解。如描述和所附权利要求中所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数引用，除非上下文另外清楚地指出。含有是指含量大于0％，例如1％以上，10％以上，例如20％以上，例如30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种橡胶材料，由包含以下成分的原料组合物炼制获得，其中，按重量份计，所述原料组合物包括：/n天然橡胶 45～55份；/n丁苯橡胶 18～22份；/n稀土顺丁橡胶 25～35份；/n硫化促进剂M 0.3～0.7份；/n不溶性硫磺 2～4份；/n氧化镁 1.3～1.7份；/n氧化锌 2.5～3.5份；/n硬脂酸 1～2份；/n防老剂DNP 0.2-1.7份；/n防老剂MB 0.5-1份；/n增塑剂DOP 0.3-0.8份；/n炭黑N330 5-18份；/n炭黑N550 10-27份；/n白炭黑 13～17份；/n碳纳米管 4～6份；/n硅烷偶联剂CG-Si69 0.6-1.7份；/n硅烷偶联剂CG-Si75 1.3-2.7份；/n防焦剂PVI 1～2份；/n三氧化二锑 0.3-0.7份；/n氯化石蜡 2.3-2.8份；/n光稳定剂BW-10LD 1.5～2.5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种橡胶材料，由包含以下成分的原料组合物炼制获得，其中，按重量份计，所述原料组合物包括：
天然橡胶45～55份；
丁苯橡胶18～22份；
稀土顺丁橡胶25～35份；
硫化促进剂M0.3～0.7份；
不溶性硫磺2～4份；
氧化镁1.3～1.7份；
氧化锌2.5～3.5份；
硬脂酸1～2份；
防老剂DNP0.2-1.7份；
防老剂MB0.5-1份；
增塑剂DOP0.3-0.8份；
炭黑N3305-18份；
炭黑N55010-27份；
白炭黑13～17份；
碳纳米管4～6份；
硅烷偶联剂CG-Si690.6-1.7份；
硅烷偶联剂CG-Si751.3-2.7份；
防焦剂PVI1～2份；
三氧化二锑0.3-0.7份；
氯化石蜡2.3-2.8份；
光稳定剂BW-10LD1.5～2.5份。


2.根据权利要求1所述的橡胶材料，其中，所述白炭黑为沉淀法合成无定形二氧化硅粉末，平均粒径200～300μm。


3.根据权利要求1所述的橡胶材料，其中，所述碳纳米管的平均长度为3-10μm。


4.根据权利要求1所述的橡胶材料，其中，天然橡胶、丁苯橡胶和稀土顺丁橡胶的总份数为95～105份。


5.根据权利要求1所述的橡胶材料，其中，防老剂DNP、防老剂MB的总份数为1.5～2.5份。


6.根据权利要求1所述的橡胶材料，其中，炭黑N330和炭黑N550的总份数为28～32份。


7.根据权利要求1所述的橡胶材料，其中，硅烷偶联剂CG-Si69和CG-Si75的总份数为2.5～3.5份。


8.根据权利要求1所述的橡胶材料，其中，三氧化二锑和氯化石蜡的总份数为2.5～3.5份。


9.根据权利要求1所述的橡胶材料，其中，所述原料组合物包括：
天然橡胶50份；
丁苯橡胶20份；
稀土顺丁橡胶30份；
硫化促进剂M0.5份；
不溶性硫磺3份；
氧化镁1.5份；
氧化锌3份；

【专利技术属性】
技术研发人员：李毅，朱鹏霄，陈波，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32