本申请公开了一种耐磨聚氨酯橡胶，它是由下述重量份的原料组成的：γ‑巯丙基三甲氧基硅烷3‑5、石墨烯20‑30、催化剂0.1‑0.3、氨基甲酸酯20‑30、三氯化铝0.6‑1、聚氨酯树脂60‑70、顺丁橡胶180‑200、N‑苯基苯胺2‑3、促进剂1‑2、硬脂酸3‑4、硫磺1‑2、双(γ‑三乙氧基硅基丙基)四硫化物1‑2、氯化石蜡10‑17、防老剂aw 1‑2。该耐磨聚氨酯橡胶作为覆盖胶应用于橡胶输送带上，耐磨性能好，可以提高输送带的使用寿命。对应的，本申请还提供一种了耐磨聚氨酯橡胶的制备方法，该方法工艺过程易于实施，适合在产业上应用。同时，本申请还提供了一种聚氨酯橡胶输送带，该输送带耐磨性能好，在矿山、建材、冶金等行业用于输送块径大、尖锐的物料时，不易损坏，使用寿命长。
【技术实现步骤摘要】
一种耐磨聚氨酯橡胶及其制备方法和在输送带中的应用
本申请涉及橡胶材料领域，具体涉及一种耐磨聚氨酯橡胶及其制备方法。
技术介绍
橡胶输送带由中间芯层和覆于其两侧的盖胶片层构成，已广泛应用于矿山、建材、冶金等行业中物料输送。目前，橡胶输送带上的盖胶片层一般由普通天然橡胶和再生橡胶并配置硬脂酸、松胶油、防老剂、氧化锌、补强炭黑等经过塑炼、混炼、下片和硫化工艺制备而成。然而，利用天然橡胶和再生橡胶等材料制备出的盖胶片层覆于中间芯层两侧而构成的橡胶输送带，由于其盖胶片的耐磨性能差，极容易造成内芯完好而外胶工作面已磨损损坏的现象，致使橡胶输送带不能继续使用而报废，这一现象在矿山、建材、冶金等行业用于输送块径大、尖锐的物料时，表现的尤为突出。聚氨酯具有高强度、高模量、高伸长率、高弹性、硬度可调以及很好的耐油、耐低温、耐撕裂、耐化学腐蚀等特点，在性能上可以很好的与橡胶材料互补，以提高其韧性和抗磨性能；然而，如何实现两者稳定的共混，是本领域技术人员当前面临的技术难题。
技术实现思路
本申请提供了一种耐磨聚氨酯橡胶，该耐磨聚氨酯橡胶作为覆盖胶应用于橡胶输送带上，耐磨性能好，可以提高输送带的使用寿命。对应的，本申请还提供一种了耐磨聚氨酯橡胶的制备方法，该方法工艺过程易于实施，适合在产业上应用。同时，本申请还提供了一种聚氨酯橡胶输送带，该输送带耐磨性能好，在矿山、建材、冶金等行业用于输送块径大、尖锐的物料时，不易损坏，使用寿命长。对于橡胶，本申请采用以下技术方案：一种耐磨聚氨酯橡胶，它是由下述重量份的原料制成的：γ-巯丙基三甲氧基硅烷3-5、石墨烯20-30、催化剂0.1-0.3、氨基甲酸酯20-30、三氯化铝0.6-1、聚氨酯树脂60-70、顺丁橡胶180-200、N-苯基苯胺2-3、促进剂1-2、硬脂酸3-4、硫磺1-2、双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物混合1-2、氯化石蜡10-17、防老剂aw1-2。所述催化剂优选为胺试剂；进一步，所述胺试剂优选为二乙烯三胺、三乙胺中的一种。作为优化，所述促进剂优选为促进剂CZ、促进剂TMTD中的一种。对于橡胶的制备方法，本申请采用以下技术方案：一种耐磨聚氨酯橡胶的制备方法，包括以下步骤：(1)取石墨烯，加入到混酸溶液中，超声10-12小时，抽滤，将滤饼水洗，与硬脂酸混合，在220-240℃下干燥，冷却至常温，得预处理石墨烯；所述的混酸溶液为质量比为3-4:1的96-97％的硝酸和94-96％的硫酸混合而成；(2)取γ-巯丙基三甲氧基硅烷、N-苯基苯胺混合，加入到混合料重量30-40倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得硅烷分散液；(3)取预处理石墨烯，加入到上述硅烷分散液中，升高温度为45-60℃，搅拌反应3-5小时，过滤，将沉淀水洗，真空干燥，得巯基改性石墨烯；(4)取防老剂aw，加入到其重量80-100倍的丙酮中，搅拌均匀，得防老剂溶液；(5)取氨基甲酸酯，加入到防老剂溶液中，搅拌均匀，加入三氯化铝，送入到反应釜中，调节反应釜温度为130-135℃，保温反应90-110分钟，出料冷却，得酯分散液；(6)取巯基改性石墨烯，加入到酯分散液中，搅拌均匀，加入催化剂，超声20-30分钟，出料，旋蒸除去丙酮，与聚氨酯树脂混合，在80-90℃下保温搅拌1-2小时，得改性聚氨酯；(7)取顺丁橡胶、双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物混合，送入到密炼机中，在60-65℃下混炼2-3分钟；(8)加入改性聚氨酯、氯化石蜡，调节密炼机温度为75-85℃，混炼3-4分钟；(9)与促进剂、硫磺混合，送入到开炼机中，混炼出片，控制片的厚度在2.5±0.2mm，得混炼胶；(10)将混炼胶在室温下放置20-30小时，在平板硫化机上硫化，即得。步骤(10)中，硫化温度优选为155-150℃，硫化时间优选为30-35min。步骤(3)中，真空干燥的温度优选为90-100℃。对于输送带，本申请采用如下技术方案：一种聚氨酯橡胶输送带，包括盖胶片层，所述的盖胶片层为耐磨聚氨酯橡胶，所述的耐磨聚氨酯橡胶通过前述本申请的制备方法制备而成。与现有技术相比，本申请的上述方案中：采用γ-巯丙基三甲氧基硅烷处理石墨烯，然后以氨基甲酸酯为原料，以三氯化铝为催化剂制备异氰酸酯，再与巯基改性石墨烯共混反应，从而改善了石墨烯的表面活性，进而提高了其在聚氨酯树脂间的分散性能，降低了石墨烯的团聚，提高了成品橡胶材料的耐磨性能；在进行硅烷改性的同时直接引入防老剂掺杂，在进行巯基与碳碳双键反应过程中也引入防老剂，有效的促进了防老剂的渗透效果，使得成品橡胶材料具有更好的抗氧化性能(抗老化性能)；通过顺丁橡胶和聚氨酯树脂共混，使橡胶材料结合了聚氨酯树脂的高回弹性和韧性。从而，本申请的聚氨酯橡胶用于输送带上(作为覆盖胶使用)，能够提高输送带覆盖层的抗磨性能，延长输送带的使用寿命，在矿山、建材、冶金等行业用于输送块径大、尖锐的物料时，不易损坏。具体实施方式下面结合具体实施方式(实施例)对本申请作进一步的说明，但并不作为对本申请限制的依据。实施例1本实施例中，聚氨酯橡胶输送带的盖胶片层为耐磨聚氨酯橡胶。本实施例中，耐磨聚氨酯橡胶是由下述重量份的原料制成的：γ-巯丙基三甲氧基硅烷3、石墨烯20、催化剂0.1、氨基甲酸酯20、三氯化铝0.6、聚氨酯树脂60、顺丁橡胶180、N-苯基苯胺2、促进剂1、硬脂酸3、硫磺1、双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物1、氯化石蜡10、防老剂aw1。本实施例中，所述催化剂为三乙胺，所述促进剂为促进剂CZ。本实施例中，耐磨聚氨酯橡胶的制备方法，包括以下步骤：(1)取石墨烯，加入到混酸溶液中，超声10小时，抽滤，将滤饼水洗，与硬脂酸混合，在220℃下干燥，冷却至常温，得预处理石墨烯；所述的混酸溶液为质量比为3:1的96％的硝酸和94％的硫酸混合而成；(2)取γ-巯丙基三甲氧基硅烷、N-苯基苯胺混合，加入到混合料重量30倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得硅烷分散液；(3)取预处理石墨烯，加入到上述硅烷分散液中，升高温度为45℃，搅拌反应3小时，过滤，将沉淀水洗，真空干燥(真空干燥的温度为90℃)，得巯基改性石墨烯；(4)取防老剂aw，加入到其重量80倍的丙酮中，搅拌均匀，得防老剂溶液；(5)取氨基甲酸酯，加入到防老剂溶液中，搅拌均匀，加入三氯化铝，送入到反应釜中，调节反应釜温度为130℃，保温反应90分钟，出料冷却，得酯分散液；(6)取巯基改性石墨烯，加入到酯分散液中，搅拌均匀，加入催化剂，超声20-30分钟，出料，旋蒸除去丙酮，与聚氨酯树脂混合，在80-90℃下保温搅拌1-2小时，得改性聚氨酯；(7)取顺丁橡胶、双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物混合，送入到密炼机中，在60℃下混炼2分钟；(8)加入改性聚氨酯、氯化石蜡，调节密炼机温度为75℃，混炼3分钟；(9)与促进剂、硫磺混合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐磨聚氨酯橡胶，其特征在于，它是由下述重量份的原料制成的：γ-巯丙基三甲氧基硅烷3-5、石墨烯20-30、催化剂0.1-0.3、氨基甲酸酯20-30、三氯化铝0.6-1、聚氨酯树脂60-70、顺丁橡胶180-200、N-苯基苯胺2-3、促进剂1-2、硬脂酸3-4、硫磺1-2、双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物1-2、氯化石蜡10-17、防老剂aw 1-2。/n
【技术特征摘要】
1.一种耐磨聚氨酯橡胶，其特征在于，它是由下述重量份的原料制成的：γ-巯丙基三甲氧基硅烷3-5、石墨烯20-30、催化剂0.1-0.3、氨基甲酸酯20-30、三氯化铝0.6-1、聚氨酯树脂60-70、顺丁橡胶180-200、N-苯基苯胺2-3、促进剂1-2、硬脂酸3-4、硫磺1-2、双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物1-2、氯化石蜡10-17、防老剂aw1-2。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨聚氨酯橡胶，其特征在于，所述催化剂为胺试剂。
3.根据权利要求2所述的一种耐磨聚氨酯橡胶，其特征在于，所述胺试剂为二乙烯三胺、三乙胺中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨聚氨酯橡胶，其特征在于，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂TMTD中的一种。
5.一种如权利要求1所述耐磨聚氨酯橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取石墨烯，加入到混酸溶液中，超声10-12小时，抽滤，将滤饼水洗，与硬脂酸混合，在220-240℃下干燥，冷却至常温，得预处理石墨烯；所述的混酸溶液为质量比为3-4:1的96-97％的硝酸和94-96％的硫酸混合而成；
(2)取γ-巯丙基三甲氧基硅烷、N-苯基苯胺混合，加入到混合料重量30-40倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得硅烷分散液；
(3)取预处理石墨烯，加入到上述硅烷分散液中，升高温度为45-60℃，搅拌反应3-5小时，过滤，将沉淀水洗，真空干燥，...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴远滨，刘波华，余捃晗，郑启航，
申请(专利权)人：浙江奋飞橡塑制品有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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