本發(fā)明涉及橡膠領(lǐng)域，特別是一種石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
同步帶是以鋼絲繩或玻璃纖維為強(qiáng)力層，外覆以橡膠的環(huán)形帶。同步帶綜合了帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)各自的優(yōu)點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動(dòng)力。傳輸用同步帶傳動(dòng)具有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，無滑差，可獲得恒定的速比，傳動(dòng)平穩(wěn)，能吸振，噪音小，傳動(dòng)比范圍大等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于紡織、機(jī)床、煙草、通訊電纜、輕工、化工、冶金、儀表儀器、食品、礦山、石油、汽車等各行業(yè)各種類型的機(jī)械傳動(dòng)中。
目前同步帶橡膠是由氯丁橡膠進(jìn)行特殊處理而得到的一種高度飽和的彈性體，具有良好耐油、耐化學(xué)、耐臭氧、耐腐蝕性能，但隨著同步帶應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，現(xiàn)有的氯丁橡膠制作的橡膠件已經(jīng)難以滿足某些領(lǐng)域（如汽車、油田領(lǐng)域）對其耐磨、抗老化和耐冷熱性能的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明提供一種能耐磨、抗老化、尺寸穩(wěn)定、耐冷熱性能好、耐熱耐冷的同步帶用橡膠混煉膠，其是這樣獲得的：
一種石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠，包括如下組分：以質(zhì)量份計(jì)，氫化丁腈橡膠100份；順丁橡膠10～20份；填充劑25～83份；石墨烯1-5份；防老劑0.5～3份；軟化劑0.5～2份；增塑劑0～15份；硫化劑3～5份；促進(jìn)劑0.5～2份；
二辛脂0～6份；硬脂酸0～3份。
優(yōu)選的，本發(fā)明所述填充劑為半補(bǔ)強(qiáng)炭黑、快壓出炭黑、白炭黑或碳酸鈣中的至少一種。
優(yōu)選的，本發(fā)明所述增塑劑為硬脂酸、二辛脂、五氯硫酚、己二酸二辛酯或鄰苯二甲酸二丁酯中的至少一種。
優(yōu)選的，本發(fā)明所述促進(jìn)劑為三乙烯二胺或二月桂酸二丁基錫中的至少一種。
優(yōu)選的，本發(fā)明所述防老劑為n-苯基-n`-環(huán)己基對苯二胺或4.4一雙（2.2-二甲基芐基）二苯胺中的至少一種。
優(yōu)選的，本發(fā)明所述軟化劑為芳烴油、石蠟油或環(huán)烷油中的至少一種。
優(yōu)選的，本發(fā)明所述石墨烯是指石墨烯se2430粉料。
優(yōu)選的，本發(fā)明所述硫化劑氧化物硫化劑。
優(yōu)選的，本發(fā)明所述氧化物硫化劑為氧化鎂或氧化鋅中的至少一種。
一種本發(fā)明所述石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠的制備方法，具體步驟如下：
（1）塑煉；按組分比例將氫化丁腈橡膠和順丁橡膠塑煉24小時(shí)；
（2）混煉；按組分比例將除氫化丁腈橡膠、順丁橡膠、促進(jìn)劑、硫化劑和增塑劑外的其他原料加入捏煉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)1min后，再加入步驟（1）獲得的氫化丁腈橡膠和順丁橡膠進(jìn)行混煉，生膠在捏煉機(jī)中受到轉(zhuǎn)子之間及轉(zhuǎn)子與室壁之間的劇烈機(jī)械作用而降解，相對速度所產(chǎn)生的剪切力使橡膠大分子斷裂；捏煉機(jī)塑煉的同時(shí)加入增塑劑，清掃1-3次配料，混煉時(shí)間為3-6分鐘，溫度為50℃～95℃；
（3）排膠、冷卻；將剛混煉好的膠料進(jìn)行排膠，捏煉機(jī)出片自然冷卻24h，獲得冷卻膠；
（4）加硫混煉；按組分比例將促進(jìn)劑、硫化劑以及步驟（3）獲得的冷卻膠放入開煉機(jī)內(nèi)進(jìn)行混煉，開煉機(jī)前輥和后輥速度比為1:1.25～1.27，混煉時(shí)間為3-5分鐘，溫度為50℃～80℃，即獲得所述石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠。
本發(fā)明中，所加入的氫化丁腈橡膠具有良好耐油性能；并且由于其高度飽和的結(jié)構(gòu)，使其具良好的耐熱性能，優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕、耐臭氧性能；較高的抗壓縮永久變形性能；同時(shí)氫化丁腈橡膠還具有高強(qiáng)度、高撕裂性能、耐磨性能優(yōu)異等特點(diǎn)。
順丁橡膠具有彈性好、耐磨性強(qiáng)和耐低溫性能好、生熱低、滯后損失小、耐屈撓性、抗龜裂性及動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)點(diǎn)，但也有拉伸強(qiáng)度較低、撕裂強(qiáng)度差、抗?jié)窕圆缓谩⒓庸ば阅懿?、生膠的冷流傾向大的缺點(diǎn)，與氫化丁晴膠并用能有效彌補(bǔ)其缺點(diǎn)。
填充劑選自半補(bǔ)強(qiáng)炭黑、快壓出炭黑、白炭黑或碳酸鈣，具有調(diào)色、增加混煉膠的密度，提高混煉膠的物理性能（如提高耐磨、抗撕裂、拉伸強(qiáng)度等）的作用；在成品中，填充劑含量過高容易導(dǎo)致混煉膠分散不良，密度、硬度偏高，焦燒時(shí)間不穩(wěn)定；含量過低則易導(dǎo)致混煉膠密度及硬度偏低，物理性能下降。
防老劑選自n-苯基-n`-環(huán)己基對苯二胺或4.4一雙（2.2-二甲基芐基）二苯胺的至少一種，可以增加混煉膠的抗臭氧、疲勞特性，提高耐熱氧化性能，延長產(chǎn)品使用壽命；成品中，防老劑含量過高容易導(dǎo)致混煉膠噴霜，過低則容易導(dǎo)致混煉膠抗氧化和抗臭氧能力下降，后續(xù)產(chǎn)品使用壽命縮短。
軟化劑選自芳烴油、石蠟油或環(huán)烷油中的至少一種，其可降低膠料可塑性,增加混煉膠的彈性強(qiáng)度；成品中，軟化劑含量過高將導(dǎo)致橡膠可塑性過高，脫輥或粘輥，噴霜；過低將導(dǎo)致橡膠可塑性過低，密度不均勻。
増塑劑選自硬脂酸、二辛脂、五氯硫酚、己二酸二辛酯或鄰苯二甲酸二丁酯中的至少一種，其可使橡膠分子間的作用力降低，從而降低橡膠的玻璃化溫度，令橡膠可塑性、流動(dòng)性，便于壓延、壓出等成型操作，同時(shí)還能改善混煉膠的某些物理機(jī)械性能，如降低硬度和定伸應(yīng)力、賦予較高的彈性和較低的生熱、提高耐寒性等；成品中，增塑劑含量過高將導(dǎo)致橡膠可塑性過高，硬度偏低；過低則導(dǎo)致橡膠可塑性過低，密度不均勻。
硫化促進(jìn)劑選自三乙烯二胺或二月桂酸二丁基錫中至少一種，其可縮短硫化時(shí)間，降低硫化溫度，從而提高生產(chǎn)效率，降低成本，同時(shí)可改善混煉膠的焦燒性能，使混煉膠硫化平坦性好，不易過硫，有利于改善后制品的物理機(jī)械性能；成品中，促進(jìn)劑含量過高將導(dǎo)致混煉膠焦燒時(shí)間過短，硬度偏高；過低則將導(dǎo)致混煉膠焦燒時(shí)間過長，欠硫，硫化起點(diǎn)慢。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請獲得的石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠產(chǎn)品新更能穩(wěn)定，耐冷耐熱效果好，長期使用尺寸穩(wěn)定，變形小，抗老化性能良好，耐磨，膠料拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率、拉斷永久變形性均能符合gb528標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，膠料回彈性測定符合gb/t1681要求。
具體實(shí)施方式
以下通過具體實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)思想進(jìn)一步說明。
下述實(shí)施例中原料均通過商業(yè)途徑購買。
實(shí)施例1
本實(shí)施例的石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠，原料的組分和含量如下：
表1實(shí)施例1原料組分配比
本實(shí)施例的石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠制備方法包括如下步驟：
1）配料；按照配方，配好各種組分作為原料；
2）塑煉；將氫化丁腈橡膠和順丁橡膠提前24小時(shí)進(jìn)行塑煉；
3）混煉；除促進(jìn)劑、硫化劑外，將上述組份配料后采用捏煉機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)1min，加入氫化丁腈橡膠和順丁橡膠進(jìn)行混煉，生膠在捏煉機(jī)中受到轉(zhuǎn)子之間及轉(zhuǎn)子與室壁之間的劇烈機(jī)械作用而降解，前后輥采用速度比為1:1.25相對速度所產(chǎn)生的剪切力使橡膠大分子斷裂，清掃1次配料，混煉時(shí)間為3分鐘，溫度為50℃；
4）排膠、冷卻；將剛混煉好的膠料進(jìn)行排膠，捏煉機(jī)出片冷卻；
5）加硫混煉；經(jīng)過24小時(shí)后，將促進(jìn)劑和硫化劑放入開煉機(jī)內(nèi)進(jìn)行第二次混煉。開煉機(jī)前輥和后輥速度比為1:1.25～1.27，混煉時(shí)間為3-5分鐘，溫度為50℃～80℃，即獲得石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠。
對本實(shí)施例獲得的石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠依據(jù)gb/t1681標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行膠料回彈性測定試驗(yàn)，，結(jié)果如表1所示：
表2實(shí)施例1膠性能檢測結(jié)果
從上述表格可以看出，本實(shí)施例制得的膠料拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率、拉斷永久變形性均能符合gb528標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，膠料回彈性測定符合gb/t1681要求。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠，原料的組分和含量如下：
表3實(shí)施例2原料組分配比
本實(shí)施例的石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠制備方法包括如下步驟：
1）配料；按照配方，配好各種組分作為原料；
2）塑煉；將氫化丁腈橡膠和順丁橡膠提前24小時(shí)進(jìn)行塑煉；
3）混煉；除促進(jìn)劑、硫化劑和增塑劑外，將上述組份配料后采用捏煉機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)1min，加入氫化丁腈橡膠和順丁橡膠進(jìn)行混煉，生膠在捏煉機(jī)中受到轉(zhuǎn)子之間及轉(zhuǎn)子與室壁之間的劇烈機(jī)械作用而降解，前后輥采用速度比為1:1.26相對速度所產(chǎn)生的剪切力使橡膠大分子斷裂，同時(shí)在捏煉機(jī)塑煉時(shí)加入增塑劑，清掃2次配料，混煉時(shí)間為5分鐘，溫度為75℃；
4）排膠、冷卻；將剛混煉好的膠料進(jìn)行排膠，捏煉機(jī)出片冷卻；
5）加硫混煉；經(jīng)過24小時(shí)后，將促進(jìn)劑和硫化劑放入開煉機(jī)內(nèi)進(jìn)行第二次混煉，即獲得所述石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠。
對本實(shí)施例獲得的石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠進(jìn)行膠料回彈性測定試驗(yàn)，結(jié)果如表2所示：
表4實(shí)施例2膠性能檢測結(jié)果
實(shí)施例3
本實(shí)施例的石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠，原料的組分和含量如下：
表5實(shí)施例3原料組分配比
本實(shí)施例的石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠制備方法包括如下步驟：
1）配料；按照配方，配好各種組分作為原料；
2）塑煉；將氫化丁腈橡膠和順丁橡膠提前24小時(shí)進(jìn)行塑煉；
3）混煉；除促進(jìn)劑、硫化劑和增塑劑外，將上述組份配料后采用捏煉機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)1min，加入氫化丁腈橡膠和順丁橡膠進(jìn)行混煉，生膠在捏煉機(jī)中受到轉(zhuǎn)子之間及轉(zhuǎn)子與室壁之間的劇烈機(jī)械作用而降解，前后輥采用速度比為1:1.27相對速度所產(chǎn)生的剪切力使橡膠大分子斷裂，同時(shí)在捏煉機(jī)塑煉時(shí)加入增塑劑，清掃3次配料，混煉時(shí)間為6分鐘，溫度為95℃；
4）排膠、冷卻；將剛混煉好的膠料進(jìn)行排膠，捏煉機(jī)出片冷卻；
5）加硫混煉；經(jīng)過24小時(shí)后，將促進(jìn)劑和硫化劑放入開煉機(jī)內(nèi)進(jìn)行第二次混煉，即獲得所述石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠。
對本實(shí)施例獲得的石墨烯材料同步帶橡膠混煉膠進(jìn)行膠料回彈性測定試驗(yàn)，其結(jié)果如表6所示。
在具體操作過程中，增塑劑可以選擇硬脂酸、二辛脂、五氯硫酚、己二酸二辛酯或鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或多種；促進(jìn)劑可以選擇三乙烯二胺或二月桂酸二丁基錫中的至少一種；防老劑可以選擇n-苯基-n`-環(huán)己基對苯二胺或4.4一雙（2.2-二甲基芐基）二苯胺中的至少一種；軟化劑可以選擇芳烴油、石蠟油或環(huán)烷油中的至少一種；硫化劑可以選擇氧化鎂或氧化鋅中的至少一種，均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。