一种抗拉断耐强力的橡胶履带及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种抗拉断耐强力的橡胶履带及其制备方法，所述履带的制备原料包括以下成分：丁腈橡胶；端丙烯酸酯聚氨酯‑金刚石/羟基磷灰石纳米颗粒；非卤化有机次膦酸酯；乙烯基三乙氧基硅烷；聚甲基乙烯基硅氧烷；气相二氧化硅；羟基硅油；层状镁铝双氢氧化物等。制备原料采用了乙烯基三乙氧基硅烷和层状镁铝双氢氧化物，由于层状镁铝双氢氧化物的较大比较面积和大量的氢键结构，可利用其纳米颗粒微细结构与乙烯基三乙氧基硅烷耦合形成的具有优异的机械性能增强功能的有机硅化合物，增强后续加入的丁腈橡胶、非卤化有机次膦酸酯等有机聚合物的相互之间的融合度和机械强度性能，进而可以有效提高最终制备得到的橡胶履带的耐强力性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗拉断耐强力的橡胶履带及其制备方法
本专利技术属于橡胶履带
，具体涉及一种抗拉断耐强力的橡胶履带及其制备方法。
技术介绍
钢质履带的使用已有很长的历史，但因其价格昂贵、质量重、噪音大，一般只用于军事和一些工程机械及旱田作业的农用拖拉机上。橡胶履带是一种橡胶与金属或纤维材料复合而成的环形橡胶带，通常由橡胶主体、芯金、帘线骨架材料等部分组成，主要适用于农业机械、工程机械和运输车辆等行走部分。橡胶履带最初是为了解决农用联合收割机金属履带易被稻草、麦杆和泥土堵塞，橡胶轮胎易在水田中打滑以及金属履带会对沥青和混凝土路面造成破坏而研制的。近些年，由于橡胶履带具有接地比压小、牵引力大、振动小、机械质量轻等优异性能，已部分替代钢质履带和轮胎。但是现有技术中的制备原材料的制备的橡胶履带具有长时间使用后，橡胶履带老化不耐强力，受外界强力作用时易拉断的现象发生
技术实现思路
本专利技术针对上述缺陷，提供一种通过自制备的端丙烯酸酯聚氨酯-金刚石/羟基磷灰石纳米颗粒，通过加入的金刚石和与羟基磷灰石纳米颗粒的各种官能团进行界面结合改善了端丙烯酸酯聚氨酯的弯曲强度过大，柔韧性过大的缺陷，且无需任何偶联剂的同时，增大了羟基磷灰石的单位体积分散相的界面面积，进而增强了羟基磷灰石作为纳米陶瓷晶体的机械性能，共同改善了最终形成的橡胶履带制备原材料的机械强度和断裂伸长率的抗拉断耐强力的橡胶履带。本专利技术提供如下技术方案：一种抗拉断耐强力的橡胶履带，所述履带的制备原料按重量份计，包括以下成分：所述层状镁铝双氢氧化物中的MgO和Al2O3的摩尔比为3:1～5:1；所述聚甲基乙烯基硅氧烷中含有摩尔质量分数为2.5％～3.5％的乙烯含量，平均分子量为650000g/mol～700000g/mol。进一步地，所述端丙烯酸酯聚氨酯为聚(ε-己内酯)二醇、、脂肪族1,6-六亚甲基二异氰酸酯、甲基丙烯酸羟乙基酯中的一种或多种。进一步地，所述端丙烯酸酯聚氨酯-金刚石/羟基磷灰石纳米颗粒的制备原料，按重量组分计，包括以下成分：进一步地，所述纳米金刚石的粒径为15nm～25nm。进一步地，所述端丙烯酸酯聚氨酯-金刚石/羟基磷灰石纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：S1：将所述重量份的纳米金刚石于高温、空气气氛下热氧化1h～1.25h，以使在所述纳米金刚石表面的含氧基团转化为羧酸，得到带有羧酸官能团的纳米金刚石；S2：将所述S1步骤得到的带有羧酸官能团的纳米金刚石置于60℃～70℃、氮气气氛下与所述重量份的亚硫酰氯混合，进行回流搅拌10min～15min，然后将混合物冷却至室温，然后采用聚偏氟乙烯滤膜过滤，采用无水四氢呋喃洗涤过滤得到的沉淀，以去除多余的亚硫酰氯，得到酰氯接枝纳米金刚石；S3：将所述重量份的端丙烯酸酯聚氨酯与所述S2步骤得到的酰氯接枝纳米金刚石混合，分散在无水四氢呋喃中，将该混合物在氮气气氛下、室温下搅拌2h～3h，通过2次-3次离心和丙酮洗涤收集沉淀，分离得到端丙烯酸酯聚氨酯-金刚石接枝共聚物；S4：将所述重量份的CaCl2和所述重量份的(NH4)2HPO4溶于蒸馏水中，于500rpm～1000rpm转速下搅拌20min～30min；S5：将所述重量份的NH4OH加入到所述S4步骤得到的混合物中，以150rpm～200rpm转速搅拌10min～20min后静置15min，将得到的沉淀采用聚偏氟乙烯滤膜过滤，得到羟基磷灰石纳米颗粒前驱体沉淀；S6：将所述S5步骤得到的羟基磷灰石纳米颗粒前驱体沉淀于600℃～800℃下烧结3h～4h，得到粒径为25nm～30nm的羟基磷灰石纳米颗粒；S7：将所述S6步骤得到的羟基磷灰石纳米颗粒与所述S3步骤得到的端丙烯酸酯聚氨酯-金刚石接枝共聚物混合，于35℃～45℃下超声振动10min～20min，然后加入作为活性稀释剂的所述重量份的乙二醇二甲基丙烯酸酯和所述重量份的2,2-偶氮二异丁腈，于40℃～50℃下以100rpm～200rpm转速搅拌20min，得到所述端丙烯酸酯聚氨酯-金刚石/羟基磷灰石纳米颗粒。进一步地，所述步骤S1中热氧化所述纳米金刚石的温度为450℃～500℃。进一步地，所述S2步骤中的采用无水四氢呋喃洗涤过滤得到的沉淀为在浴式超声波仪中以40W～60W功率超声振荡0.5min～1min，然后在3000rpm～5000rpm转速下离心10min～30min，重复进行2次～3次，直到离心得到的上层液体呈无色。进一步地，所述层状镁铝双氢氧化物的粒径为30nm～50nm。进一步地，所述层状镁铝双氢氧化物的厚度为0.3μm～0.5μm。本专利技术还提供上述一种抗拉断耐强力的橡胶履带的制备方法，包括以下步骤：1)将所述重量份的聚甲基乙烯基硅氧烷、所述重量份的气相二氧化硅、所述重量份的羟基含量为8.5w％的羟基硅油依次添加至捏合机中充分混合，然后于140℃～160℃下以200rpm～300rpm转速下搅拌1h～1.5h；2)将所述步骤1)得到的混合物于2bar～3bar真空、110℃～130℃下、以转速150rpm～180rpm转速下搅拌0.5h～0.8h，得到高温硫化硅橡胶母粒；3)将所述重量份的层状镁铝双氢氧化物、所述重量份的乙烯基三乙氧基硅烷、所述重量份的2,5-双(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基己烷依次通过二辊轧机混匀得到有机硅化合物；4)将所述步骤2)得到的高温硫化硅橡胶母粒与所述重量份的丁腈橡胶、所述重量份的非卤化有机次膦酸酯、所述重量份的端丙烯酸酯聚氨酯-金刚石/羟基磷灰石纳米颗粒混合、所述重量份的双-(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物和所述步骤3)得到的有机硅化合物，于80℃～100℃下以300rpm～350rpm转速搅拌15min～30min；5)将所述步骤4)得到的混合物于140℃～170℃下、5MPa～10MPa下硫化10min～30min，得到所述抗拉断耐强力的橡胶履带。本专利技术的有益效果为：1、端丙烯酸酯聚氨酯-金刚石/羟基磷灰石纳米颗粒改善了羟基磷灰石的易碎、易破裂的晶体结构，通过端丙烯酸酯聚氨酯的添加，能够与羟基磷灰石纳米颗粒的各种官能团进行界面结合，其由于加入了金刚石，在金刚石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于金刚石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电，因此，加入的金刚石和与羟基磷灰石纳米颗粒的各种官能团进行界面结合改善了端丙烯酸酯聚氨酯的弯曲强度过大，柔韧性过大的缺陷，且无需任何偶联剂的同时，增大了羟基磷灰石的单位体积分散相的界面面积，进而增强了羟基磷灰石作为纳米陶瓷晶体的机械性能，共同改善了最终形成的橡胶履带制备原材料的机械强度和断裂伸长率。2、本专利技术提供的抗拉断耐强力的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗拉断耐强力的橡胶履带，其特征在于，所述履带的制备原料按重量份计，包括以下成分：/n

【技术特征摘要】
1.一种抗拉断耐强力的橡胶履带，其特征在于，所述履带的制备原料按重量份计，包括以下成分：



所述层状镁铝双氢氧化物中的MgO和Al2O3的摩尔比为3:1～5:1；
所述聚甲基乙烯基硅氧烷中含有摩尔质量分数为2.5％～3.5％的乙烯含量，平均分子量为650000g/mol～700000g/mol。


2.根据权利要求1所述的一种抗拉断耐强力的橡胶履带，其特征在于，所述端丙烯酸酯聚氨酯为聚(ε-己内酯)二醇、、脂肪族1,6-六亚甲基二异氰酸酯、甲基丙烯酸羟乙基酯中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的一种抗拉断耐强力的橡胶履带，其特征在于，所述端丙烯酸酯聚氨酯-金刚石/羟基磷灰石纳米颗粒的制备原料，按重量组分计，包括以下成分：








4.根据权利要求3所述的一种抗拉断耐强力的橡胶履带，其特征在于，所述纳米金刚石的粒径为15nm～25nm。


5.根据权利要求3所述的一种抗拉断耐强力的橡胶履带，其特征在于，所述端丙烯酸酯聚氨酯-金刚石/羟基磷灰石纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
S1：将所述重量份的纳米金刚石于高温、空气气氛下热氧化1h～1.25h，以使在所述纳米金刚石表面的含氧基团转化为羧酸，得到带有羧酸官能团的纳米金刚石；
S2：将所述S1步骤得到的带有羧酸官能团的纳米金刚石置于60℃～70℃、氮气气氛下与所述重量份的亚硫酰氯混合，进行回流搅拌10min～15min，然后将混合物冷却至室温，然后采用聚偏氟乙烯滤膜过滤，采用无水四氢呋喃洗涤过滤得到的沉淀，以去除多余的亚硫酰氯，得到酰氯接枝纳米金刚石；
S3：将所述重量份的端丙烯酸酯聚氨酯与所述S2步骤得到的酰氯接枝纳米金刚石混合，分散在无水四氢呋喃中，将该混合物在氮气气氛下、室温下搅拌2h～3h，通过2次-3次离心和丙酮洗涤收集沉淀，分离得到端丙烯酸酯聚氨酯-金刚石接枝共聚物；
S4：将所述重量份的CaCl2和所述重量份的(NH4)2HPO4溶于蒸馏水中，于500rpm～1000rpm转速下搅拌20min～30min；
S5：将所述重量份的NH4OH加入到所述S4步骤得到的混合物中，以150rpm～200rpm转速搅拌10min～20min后静置15min，将得到的沉淀采用聚偏氟乙烯滤膜过滤，得到羟基磷灰石纳米颗粒前驱体沉淀；
S6：将所述S5步骤得到的羟基磷灰石纳米颗粒前驱体沉淀于600℃～800℃下烧结3h～4h，得到粒径为25nm～30nm的羟基磷灰石纳米颗粒；
S7：将所述S...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱树生，
申请(专利权)人：无锡市中惠橡胶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32