一种自我修复龟裂的覆盖胶及其制备方法
一种自我修复龟裂的覆盖胶及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有自我修复龟裂性能的覆盖胶及其制备方法，属于橡胶加工、仿生学领域。
【背景技术】
[0002]输送带在加工、贮存和使用过程中，不可避免的由于内外因素的综合作用，会存在开裂、撕裂、老化龟裂等等问题，也可能会有一些缺陷隐藏在橡胶层内部，这些问题都加剧了橡胶的破坏，较大程度上影响到产品的使用寿命，严重的甚至会造成安全事故。因此研制可以自我修复的输送带覆盖胶从而防止橡胶层破坏具有重要的意义。
[0003]传统的做法是在橡胶中添加防老剂，从而防止环境对橡胶的老化，中和引起老化的不利因素。然而此种做法没能够较彻底的解决橡胶在使用过程中的开裂、撕裂等问题。
[0004]具有自修复功能的智能材料是一种新型材料，但是随着脲醛树脂与环氧树脂的大规模生产，也为自修复微胶囊的大规模生产提供了有益的条件，从而使自修复材料具有了广阔的发展空间。
[0005]日本东北大学的三桥博三等将内含黏结剂的空心胶囊参入混凝土材料中，日本茨城大学的沼尾达弥等对自修复混凝土中的不同纤维尺寸、掺量和不同水灰比等对混凝土修复的影响作了研宄。
【发明内容】
[0006]本发明的目的之一是克服现有覆盖胶龟裂后无法较好修复，长期使用龟裂扩大，导致输送带损伤的缺陷，使用另一种方式，提供一种能够实现自我修复龟裂的覆盖胶。
[0007]按照本发明提供的技术方案，一种自我修复龟裂的覆盖胶，按重量份计配方比例如下:
天然橡胶100份，补强填料25-75份，硫化剂0.2-5份，硫化促进剂0.8-5份，硫化活性剂4-12份，防老剂1-6份，偶联剂0.5-3份，自修复剂5-25份，经塑炼和混炼后制得耐热耐磨输送带覆盖胶。
[0008]所述天然橡胶为SCR5或SCRlO。
[0009]所述补强填料为炭黑N220、炭黑N234、白炭黑中的一种或几种。
[0010]所述硫化剂为硫黄。
[0011 ] 所述硫化促进剂为次磺酰胺类促进剂NOBS，秋兰姆类促进剂TMTD，二硫代氨基甲酸盐类促进剂ZDC、PZ中的一种或几种。
[0012]所述硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸中的一种或两种。
[0013]所述偶联剂为硅烷偶联剂S1-69。
[0014]所述防老剂为防老剂RD、防老剂4020、防老剂MB或者防老剂BLE中的一种或几种。
[0015]所述自修复剂为脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊。
[0016]所述的自我修复龟裂覆盖胶的制备方法，按重量份计步骤如下:
(1)塑炼:取天然橡胶100份于开炼机上塑炼，辊距2-4mm，辊温控制在40-50°C，塑炼10-15min制成塑炼胶；
(2)—段混炼:先将步骤(I)所得塑炼胶放入密炼机中密炼l_2min，然后升上顶栓加入补强填料25-75份、硫化活性剂4-12份，防老剂1-6份、偶联剂0.5-3份，密炼2_4min，排胶温度控制在130-150°C，经翻炼2-3min、按照厚度8_10m出片、常温风冷制成一段混炼胶，停放 6-8h ；
(3)二段混炼:将步骤(2)制备得到的一段混炼胶与硫化剂0.2-5份及硫化促进剂
0.8-5份、自修复剂5-25份一起放入开炼机中混炼；辊距2mm，辊温控制在50_60°C，经翻炼
2-3min后出片即得产品自我修复龟裂的覆盖胶。
[0017]本发明的有益效果:本发明在橡胶配方中加入了自修复微胶囊，当输送带产生龟裂时，暴露于空气中的微胶囊的外壳破裂，从而释放出囊芯中的环氧树脂，以及囊壳中的亚甲基。释放出来的产物活性较高，通过与橡胶材料中的白炭黑发生化学反应，从而重新形成新的化学交联。新产生的化学交联键具有良好的修补作用。因此通过加入自修复微胶囊与橡胶共混，可以有效地阻止橡胶表面及内部的龟裂扩大，而且能够实现自修复功能，使产品重新拥有良好的物理机械性能。
【具体实施方式】
[0018]下面通过实施例对本发明做进一步说明，但不作为对本发明的限制。
[0019]实施例1
配方比例按重量份计:天然橡胶(SCR 5)100份，炭黑N220 40份，白炭黑15份，硫黄I份，二硫代氨基甲酸盐PZ I份，氧化锌5份，硬脂酸2份，防老剂RD I份，偶联剂S1-69 I份，脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊5份。
[0020]所述的自修复龟裂覆盖胶的制备方法，具体步骤为:
(I)塑炼:取天然橡胶100份于开炼机上塑炼，辊距2-4mm，辊温控制在40-50°C，塑炼15min制成塑炼胶。
[0021](2) 一段混炼:将塑炼胶放入密炼机中密炼lmin，然后升上顶栓加入炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、偶联剂S1-69，密炼2min，排胶温度控制在130-150°C，翻炼2min、按照厚度8m出片、常温风冷制成一段混炼胶，停放6h ；
(3)二段混炼:将步骤(I)所得一段混炼胶、硫黄、二硫代氨基甲酸盐和脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊一起放入开炼机中混炼；辊距2mm，辊温控制在50-60°C，经翻炼2min后出片即得产品自我修复龟裂的覆盖胶。
[0022]实施例2
配方比例按重量份计:天然橡胶(SCR 10)100份，炭黑N234 40份，白炭黑25份，硫黄2份，二硫代氨基甲酸盐ZDC I份，氧化锌5份，硬脂酸2份，防老剂4020 I份，偶联剂S1-69I份，脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊15份。
[0023]所述的自修复龟裂覆盖胶的制备方法，具体步骤为:
(I)塑炼:取天然橡胶100份于开炼机上塑炼，辊距2-4mm，辊温控制在40-50°C，塑炼15min制成塑炼胶。
[0024](2) 一段混炼:将塑炼胶放入密炼机中密炼lmin，然后升上顶栓加入炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、偶联剂S1-69，密炼2min，排胶温度控制在130-150°C，经翻炼3min、按照厚度1m出片、常温风冷制成一段混炼胶，停放6h ；
(3)二段混炼:将步骤(2)所得一段混炼胶与硫黄及二硫代氨基甲酸盐、脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊一起放入开炼机中混炼；辊距2mm，辊温控制在50-60°C，经翻炼3min后制得产品自我修复龟裂的覆盖胶。
[0025]实施例3
配方比例按重量份计:天然橡胶(SCR 5) 100份，炭黑N220 40份，白炭黑25份，硫黄2.5份，二硫代氨基甲酸盐ZDC I份，秋兰姆类促进剂TMTD 0.5份，氧化锌5份，硬脂酸I份，防老剂MB I份，偶联剂S1-69 I份，脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊10份。
[0026]所述的自修复龟裂覆盖胶的制备方法，具体步骤为:
(I)塑炼:取天然橡胶100份于开炼机上塑炼，辊距2-4mm，辊温控制在40-50°C，塑炼15min制成塑炼胶。
[0027](2) 一段混炼:将塑炼胶放入密炼机中密炼lmin，然后升上顶栓加入炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、偶联剂S1-69，密炼2min，排胶温度控制在130-150°C，翻炼2min、按照厚度Sm出片、常温风冷制成一段混炼胶，停放8h ;
(3)二段混炼:将一段混炼胶与硫黄及二硫代氨基甲酸盐、脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊一起放入开炼机中混炼辊距2mm，辊温控制在50-60°C，经翻炼2min后制得产品自我修复龟裂的覆盖胶。
[0028]上述设备均为常规生产设备。
【主权项】
1.一种自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是按重量份计配方比例如下: 天然橡胶100份，补强填料25-75份，硫化剂0.2-5份，硫化促进剂0.8-5份，硫化活性剂4-12份，防老剂1-6份，偶联剂0.5-3份，自修复剂5-25份，经塑炼和混炼后制得耐热耐磨输送带覆盖胶。2.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述天然橡胶为SCR5或SCRlOo3.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述补强填料为炭黑N220、炭黑N234、白炭黑中的一种或几种。4.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述硫化剂为硫黄。5.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述硫化促进剂为次磺酰胺类促进剂N0BS，秋兰姆类促进剂TMTD，二硫代氨基甲酸盐类促进剂ZDC、PZ中的一种或几种。6.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸中的一种或两种。7.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述偶联剂为硅烷偶联剂S1-69o8.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述防老剂为防老剂RD、防老剂4020、防老剂MB或者防老剂BLE中的一种或几种。9.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述自修复剂为脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊。10.权利要求1所述的自我修复龟裂覆盖胶的制备方法，其特征是按重量份计步骤如下: (1)塑炼:取天然橡胶100份于开炼机上塑炼，辊距2-4mm，辊温控制在40-50°C，塑炼.10-15min制成塑炼胶； (2)—段混炼:先将步骤(I)所得塑炼胶放入密炼机中密炼l_2min，然后升上顶栓加入补强填料25-75份、硫化活性剂4-12份，防老剂1-6份、偶联剂0.5-3份，密炼2_4min，排胶温度控制在130-150°C，经翻炼2-3min、按照厚度8_10m出片、常温风冷制成一段混炼胶，停放 6-8h ； (3)二段混炼:将步骤(2)制备得到的一段混炼胶与硫化剂0.2-5份及硫化促进剂.0.8-5份、自修复剂5-25份一起放入开炼机中混炼；辊距2mm，辊温控制在50_60°C，经翻炼.2-3min后出片即得产品自我修复龟裂的覆盖胶。
【专利摘要】本发明涉及一种具有自我修复龟裂性能的覆盖胶及其制备方法，属于橡胶加工、仿生学领域。其取天然橡胶于开炼机上塑炼，将制得的塑炼胶投入密炼机中密炼；然后开上顶栓加入补强填料，硫化活性剂，偶联剂，防老剂和密炼，经翻炼、出片、常温风机冷却制得一段混炼胶；随后进行二段混炼，取制得的一段混炼胶、硫化剂、硫化促进剂和自修复剂放入开炼机中混炼经翻炼、出片即得产品耐热耐磨输送带覆盖胶。本发明的自我修复龟裂覆盖胶在使用后，既满足了延长输送带覆盖胶耐老化性能的要求，同时，又使输送带覆盖胶在出现龟裂的情况下能够实现自我修复，从而使输送带重新拥有较好的物理机械性能。
【IPC分类】C08K13/02, C08K3/06, C08K5/39, C08K3/36, C08K3/22, C08K5/09, C08K3/04, C08L7/00
【公开号】CN104893020
【申请号】CN201510342942
【发明人】吴宇航, 吴建国, 萨日娜, 李源, 周倩, 施洁
【申请人】无锡宝通带业股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月19日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有自我修复龟裂性能的覆盖胶及其制备方法，属于橡胶加工、仿生学领域。
【背景技术】
[0002]输送带在加工、贮存和使用过程中，不可避免的由于内外因素的综合作用，会存在开裂、撕裂、老化龟裂等等问题，也可能会有一些缺陷隐藏在橡胶层内部，这些问题都加剧了橡胶的破坏，较大程度上影响到产品的使用寿命，严重的甚至会造成安全事故。因此研制可以自我修复的输送带覆盖胶从而防止橡胶层破坏具有重要的意义。
[0003]传统的做法是在橡胶中添加防老剂，从而防止环境对橡胶的老化，中和引起老化的不利因素。然而此种做法没能够较彻底的解决橡胶在使用过程中的开裂、撕裂等问题。
[0004]具有自修复功能的智能材料是一种新型材料，但是随着脲醛树脂与环氧树脂的大规模生产，也为自修复微胶囊的大规模生产提供了有益的条件，从而使自修复材料具有了广阔的发展空间。
[0005]日本东北大学的三桥博三等将内含黏结剂的空心胶囊参入混凝土材料中，日本茨城大学的沼尾达弥等对自修复混凝土中的不同纤维尺寸、掺量和不同水灰比等对混凝土修复的影响作了研宄。
【发明内容】
[0006]本发明的目的之一是克服现有覆盖胶龟裂后无法较好修复，长期使用龟裂扩大，导致输送带损伤的缺陷，使用另一种方式，提供一种能够实现自我修复龟裂的覆盖胶。
[0007]按照本发明提供的技术方案，一种自我修复龟裂的覆盖胶，按重量份计配方比例如下:
天然橡胶100份，补强填料25-75份，硫化剂0.2-5份，硫化促进剂0.8-5份，硫化活性剂4-12份，防老剂1-6份，偶联剂0.5-3份，自修复剂5-25份，经塑炼和混炼后制得耐热耐磨输送带覆盖胶。
[0008]所述天然橡胶为SCR5或SCRlO。
[0009]所述补强填料为炭黑N220、炭黑N234、白炭黑中的一种或几种。
[0010]所述硫化剂为硫黄。
[0011 ] 所述硫化促进剂为次磺酰胺类促进剂NOBS，秋兰姆类促进剂TMTD，二硫代氨基甲酸盐类促进剂ZDC、PZ中的一种或几种。
[0012]所述硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸中的一种或两种。
[0013]所述偶联剂为硅烷偶联剂S1-69。
[0014]所述防老剂为防老剂RD、防老剂4020、防老剂MB或者防老剂BLE中的一种或几种。
[0015]所述自修复剂为脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊。
[0016]所述的自我修复龟裂覆盖胶的制备方法，按重量份计步骤如下:
(1)塑炼:取天然橡胶100份于开炼机上塑炼，辊距2-4mm，辊温控制在40-50°C，塑炼10-15min制成塑炼胶；
(2)—段混炼:先将步骤(I)所得塑炼胶放入密炼机中密炼l_2min，然后升上顶栓加入补强填料25-75份、硫化活性剂4-12份，防老剂1-6份、偶联剂0.5-3份，密炼2_4min，排胶温度控制在130-150°C，经翻炼2-3min、按照厚度8_10m出片、常温风冷制成一段混炼胶，停放 6-8h ；
(3)二段混炼:将步骤(2)制备得到的一段混炼胶与硫化剂0.2-5份及硫化促进剂
0.8-5份、自修复剂5-25份一起放入开炼机中混炼；辊距2mm，辊温控制在50_60°C，经翻炼
2-3min后出片即得产品自我修复龟裂的覆盖胶。
[0017]本发明的有益效果:本发明在橡胶配方中加入了自修复微胶囊，当输送带产生龟裂时，暴露于空气中的微胶囊的外壳破裂，从而释放出囊芯中的环氧树脂，以及囊壳中的亚甲基。释放出来的产物活性较高，通过与橡胶材料中的白炭黑发生化学反应，从而重新形成新的化学交联。新产生的化学交联键具有良好的修补作用。因此通过加入自修复微胶囊与橡胶共混，可以有效地阻止橡胶表面及内部的龟裂扩大，而且能够实现自修复功能，使产品重新拥有良好的物理机械性能。
【具体实施方式】
[0018]下面通过实施例对本发明做进一步说明，但不作为对本发明的限制。
[0019]实施例1
配方比例按重量份计:天然橡胶(SCR 5)100份，炭黑N220 40份，白炭黑15份，硫黄I份，二硫代氨基甲酸盐PZ I份，氧化锌5份，硬脂酸2份，防老剂RD I份，偶联剂S1-69 I份，脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊5份。
[0020]所述的自修复龟裂覆盖胶的制备方法，具体步骤为:
(I)塑炼:取天然橡胶100份于开炼机上塑炼，辊距2-4mm，辊温控制在40-50°C，塑炼15min制成塑炼胶。
[0021](2) 一段混炼:将塑炼胶放入密炼机中密炼lmin，然后升上顶栓加入炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、偶联剂S1-69，密炼2min，排胶温度控制在130-150°C，翻炼2min、按照厚度8m出片、常温风冷制成一段混炼胶，停放6h ；
(3)二段混炼:将步骤(I)所得一段混炼胶、硫黄、二硫代氨基甲酸盐和脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊一起放入开炼机中混炼；辊距2mm，辊温控制在50-60°C，经翻炼2min后出片即得产品自我修复龟裂的覆盖胶。
[0022]实施例2
配方比例按重量份计:天然橡胶(SCR 10)100份，炭黑N234 40份，白炭黑25份，硫黄2份，二硫代氨基甲酸盐ZDC I份，氧化锌5份，硬脂酸2份，防老剂4020 I份，偶联剂S1-69I份，脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊15份。
[0023]所述的自修复龟裂覆盖胶的制备方法，具体步骤为:
(I)塑炼:取天然橡胶100份于开炼机上塑炼，辊距2-4mm，辊温控制在40-50°C，塑炼15min制成塑炼胶。
[0024](2) 一段混炼:将塑炼胶放入密炼机中密炼lmin，然后升上顶栓加入炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、偶联剂S1-69，密炼2min，排胶温度控制在130-150°C，经翻炼3min、按照厚度1m出片、常温风冷制成一段混炼胶，停放6h ；
(3)二段混炼:将步骤(2)所得一段混炼胶与硫黄及二硫代氨基甲酸盐、脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊一起放入开炼机中混炼；辊距2mm，辊温控制在50-60°C，经翻炼3min后制得产品自我修复龟裂的覆盖胶。
[0025]实施例3
配方比例按重量份计:天然橡胶(SCR 5) 100份，炭黑N220 40份，白炭黑25份，硫黄2.5份，二硫代氨基甲酸盐ZDC I份，秋兰姆类促进剂TMTD 0.5份，氧化锌5份，硬脂酸I份，防老剂MB I份，偶联剂S1-69 I份，脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊10份。
[0026]所述的自修复龟裂覆盖胶的制备方法，具体步骤为:
(I)塑炼:取天然橡胶100份于开炼机上塑炼，辊距2-4mm，辊温控制在40-50°C，塑炼15min制成塑炼胶。
[0027](2) 一段混炼:将塑炼胶放入密炼机中密炼lmin，然后升上顶栓加入炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、偶联剂S1-69，密炼2min，排胶温度控制在130-150°C，翻炼2min、按照厚度Sm出片、常温风冷制成一段混炼胶，停放8h ;
(3)二段混炼:将一段混炼胶与硫黄及二硫代氨基甲酸盐、脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊一起放入开炼机中混炼辊距2mm，辊温控制在50-60°C，经翻炼2min后制得产品自我修复龟裂的覆盖胶。
[0028]上述设备均为常规生产设备。
【主权项】
1.一种自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是按重量份计配方比例如下: 天然橡胶100份，补强填料25-75份，硫化剂0.2-5份，硫化促进剂0.8-5份，硫化活性剂4-12份，防老剂1-6份，偶联剂0.5-3份，自修复剂5-25份，经塑炼和混炼后制得耐热耐磨输送带覆盖胶。2.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述天然橡胶为SCR5或SCRlOo3.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述补强填料为炭黑N220、炭黑N234、白炭黑中的一种或几种。4.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述硫化剂为硫黄。5.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述硫化促进剂为次磺酰胺类促进剂N0BS，秋兰姆类促进剂TMTD，二硫代氨基甲酸盐类促进剂ZDC、PZ中的一种或几种。6.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸中的一种或两种。7.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述偶联剂为硅烷偶联剂S1-69o8.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述防老剂为防老剂RD、防老剂4020、防老剂MB或者防老剂BLE中的一种或几种。9.如权利要求1所述自我修复龟裂的覆盖胶，其特征是:所述自修复剂为脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊。10.权利要求1所述的自我修复龟裂覆盖胶的制备方法，其特征是按重量份计步骤如下: (1)塑炼:取天然橡胶100份于开炼机上塑炼，辊距2-4mm，辊温控制在40-50°C，塑炼.10-15min制成塑炼胶； (2)—段混炼:先将步骤(I)所得塑炼胶放入密炼机中密炼l_2min，然后升上顶栓加入补强填料25-75份、硫化活性剂4-12份，防老剂1-6份、偶联剂0.5-3份，密炼2_4min，排胶温度控制在130-150°C，经翻炼2-3min、按照厚度8_10m出片、常温风冷制成一段混炼胶，停放 6-8h ； (3)二段混炼:将步骤(2)制备得到的一段混炼胶与硫化剂0.2-5份及硫化促进剂.0.8-5份、自修复剂5-25份一起放入开炼机中混炼；辊距2mm，辊温控制在50_60°C，经翻炼.2-3min后出片即得产品自我修复龟裂的覆盖胶。
【专利摘要】本发明涉及一种具有自我修复龟裂性能的覆盖胶及其制备方法，属于橡胶加工、仿生学领域。其取天然橡胶于开炼机上塑炼，将制得的塑炼胶投入密炼机中密炼；然后开上顶栓加入补强填料，硫化活性剂，偶联剂，防老剂和密炼，经翻炼、出片、常温风机冷却制得一段混炼胶；随后进行二段混炼，取制得的一段混炼胶、硫化剂、硫化促进剂和自修复剂放入开炼机中混炼经翻炼、出片即得产品耐热耐磨输送带覆盖胶。本发明的自我修复龟裂覆盖胶在使用后，既满足了延长输送带覆盖胶耐老化性能的要求，同时，又使输送带覆盖胶在出现龟裂的情况下能够实现自我修复，从而使输送带重新拥有较好的物理机械性能。
【IPC分类】C08K13/02, C08K3/06, C08K5/39, C08K3/36, C08K3/22, C08K5/09, C08K3/04, C08L7/00
【公开号】CN104893020
【申请号】CN201510342942
【发明人】吴宇航, 吴建国, 萨日娜, 李源, 周倩, 施洁
【申请人】无锡宝通带业股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月19日
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