[发明专利]石墨烯材料同步带橡胶混炼胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶领域，特别是一种石墨烯材料同步带橡胶混炼胶及其制备方法。

背景技术

同步带是以钢丝绳或玻璃纤维为强力层，外覆以橡胶的环形带。同步带综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点，转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。传输用同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比范围大等优点，广泛用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表仪器、食品、矿山、石油、汽车等各行业各种类型的机械传动中。

目前同步带橡胶是由氯丁橡胶进行特殊处理而得到的一种高度饱和的弹性体，具有良好耐油、耐化学、耐臭氧、耐腐蚀性能，但随着同步带应用领域的扩展，现有的氯丁橡胶制作的橡胶件已经难以满足某些领域（如汽车、油田领域）对其耐磨、抗老化和耐冷热性能的要求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种能耐磨、抗老化、尺寸稳定、耐冷热性能好、耐热耐冷的同步带用橡胶混炼胶，其是这样获得的：

一种石墨烯材料同步带橡胶混炼胶，包括如下组分：以质量份计，氢化丁腈橡胶100份；顺丁橡胶10～20份；填充剂 25～83份；石墨烯1-5份；防老剂0.5～3份；软化剂0.5～2份；增塑剂0～15 份；硫化剂3～5份；促进剂0.5～2份；

二辛脂0～6份；硬脂酸0～3份。

优选的，本发明所述填充剂为半补强炭黑、快压出炭黑、白炭黑或碳酸钙中的至少一种。

优选的，本发明所述增塑剂为硬脂酸、二辛脂、五氯硫酚、己二酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯中的至少一种。

优选的，本发明所述促进剂为三乙烯二胺或二月桂酸二丁基锡中的至少一种。

优选的，本发明所述防老剂为N-苯基-N`-环己基对苯二胺或4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺中的至少一种。

优选的，本发明所述软化剂为芳烃油、石蜡油或环烷油中的至少一种。

优选的，本发明所述石墨烯是指石墨烯SE2430粉料。

优选的，本发明所述硫化剂氧化物硫化剂。

优选的，本发明所述氧化物硫化剂为氧化镁或氧化锌中的至少一种。

一种本发明所述石墨烯材料同步带橡胶混炼胶的制备方法，具体步骤如下：

（1）塑炼；按组分比例将氢化丁腈橡胶和顺丁橡胶塑炼24小时；

（2）混炼；按组分比例将除氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶、促进剂、硫化剂和增塑剂外的其他原料加入捏炼机运转1min后，再加入步骤（1）获得的氢化丁腈橡胶和顺丁橡胶进行混炼，生胶在捏炼机中受到转子之间及转子与室壁之间的剧烈机械作用而降解，相对速度所产生的剪切力使橡胶大分子断裂；捏炼机塑炼的同时加入增塑剂，清扫1-3次配料，混炼时间为3-6分钟，温度为50℃～95℃；

（3）排胶、冷却；将刚混炼好的胶料进行排胶，捏炼机出片自然冷却24h，获得冷却胶；

（4）加硫混炼；按组分比例将促进剂、硫化剂以及步骤（3）获得的冷却胶放入开炼机内进行混炼，开炼机前辊和后辊速度比为1:1.25～1.27，混炼时间为3-5分钟，温度为50℃～80℃，即获得所述石墨烯材料同步带橡胶混炼胶。

本发明中，所加入的氢化丁腈橡胶具有良好耐油性能；并且由于其高度饱和的结构，使其具良好的耐热性能，优良的耐化学腐蚀、耐臭氧性能；较高的抗压缩永久变形性能；同时氢化丁腈橡胶还具有高强度、高撕裂性能、耐磨性能优异等特点。

顺丁橡胶具有弹性好、耐磨性强和耐低温性能好、生热低、滞后损失小、耐屈挠性、抗龟裂性及动态性能好等优点，但也有拉伸强度较低、撕裂强度差、抗湿滑性不好、加工性能差、生胶的冷流倾向大的缺点，与氢化丁晴胶并用能有效弥补其缺点。

填充剂选自半补强炭黑、快压出炭黑、白炭黑或碳酸钙，具有调色、增加混炼胶的密度，提高混炼胶的物理性能（如提高耐磨、抗撕裂、拉伸强度等）的作用；在成品中，填充剂含量过高容易导致混炼胶分散不良，密度、硬度偏高，焦烧时间不稳定；含量过低则易导致混炼胶密度及硬度偏低，物理性能下降。

防老剂选自N-苯基-N`-环己基对苯二胺或4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺的至少一种，可以增加混炼胶的抗臭氧、疲劳特性，提高耐热氧化性能，延长产品使用寿命；成品中，防老剂含量过高容易导致混炼胶喷霜，过低则容易导致混炼胶抗氧化和抗臭氧能力下降，后续产品使用寿命缩短。