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一種以鎳鐵渣粉作為阻燃與填充材料的橡膠制品的制作方法

文檔序號:12640504閱讀:412來源:國知局

本發(fā)明涉及橡膠制品領(lǐng)域,具體公開了一種以鎳鐵渣粉作為阻燃與填充材料的橡膠制品。



背景技術(shù):

鋼渣作為煉鋼工業(yè)產(chǎn)生的廢渣,生產(chǎn)量約為粗鋼產(chǎn)量的10%-15%,是冶煉行業(yè)的主要固體副產(chǎn)物,其嚴(yán)峻的綜合利用形勢使各國對鋼渣資源化利用空前重視,因此,研究鋼渣的特性,開發(fā)新的綜合利用途徑具有重要的意義。

鎳鐵渣是鎳鐵冶煉產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)品,其主要成分為SiO2含量45-55%、MgO含量25-35%,F(xiàn)eO含量5-8%,Al2O3含量3-5%,鎳鐵渣的出爐溫度1500-1600℃,因此余熱回收是最主要的利用方向,另外礦棉纖維、鑄石等也是其利用方向,但成本高、能耗高、質(zhì)量低等問題制約著進(jìn)一步的規(guī)模化應(yīng)用。因此,鎳鐵渣尚無有效的利用途徑。

填料是橡膠生產(chǎn)過程中不可或缺的組分,通常用量在30-60%之間,根據(jù)橡膠的種類和用途,填料性能要求也不同,但補(bǔ)強(qiáng)、阻燃和填充是橡膠填料最常見的性能要求。目前,橡膠工業(yè)主要補(bǔ)強(qiáng)填料為炭黑和炭白,但價格昂貴。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種以鎳鐵渣粉作為阻燃與填充材料的橡膠制品,用于克服現(xiàn)有技術(shù)中對鎳鐵鋼渣浪費嚴(yán)重以及再利用不合理的缺陷。

為了實現(xiàn)以上目的及其他目的,本發(fā)明是通過包括以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:

本發(fā)明提供了一種鎳鐵渣粉的制備方法,為采用鎳鐵冶煉產(chǎn)生的廢渣經(jīng)350℃以上溫度烘干、柱磨機(jī)破碎、皮帶懸掛磁輥磁選和立磨機(jī)粉磨而得到。

本發(fā)明提供了一種鎳鐵渣粉,由上述所述方法制備獲得,所述鎳鐵渣粉的含水量≤0.5%,MFe≤0.5%;且平均粒徑為15~30μm,采用45μm孔徑網(wǎng)篩的篩分通過率為100%。

本發(fā)明還公開了一種如上述所述鎳鐵渣粉的用途,為將其作為填料用于橡膠制品中,以橡膠制品的原料組分的總質(zhì)量為基準(zhǔn)計,所述鎳鐵渣粉的含量為4~32wt%。

本發(fā)明還提供了一種采用如上述所述鎳鐵渣粉作為阻燃與填充材料的橡膠制品,所述橡膠制品包括如下原料組分及重量份:

優(yōu)選地,所述鎳鐵渣粉為10~35重量份。

優(yōu)選地,所述天然橡膠的分子量為2.0×106~8.0×106。

更優(yōu)選地,所述天然橡膠為環(huán)氧化天然橡膠,所述環(huán)氧化天然橡膠的環(huán)氧化程度為10~25%。

優(yōu)選地,所述氯化聚乙烯型號為CM135。

優(yōu)選地,所述阻燃劑為氫氧化鋁或氫氧化鎂中的一種或多種。

優(yōu)選地,所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH550。

優(yōu)選地,所述硫化劑為DTDM。

本發(fā)明還提供了一種制備如上述所述橡膠制品的方法,為將所述原料組分混合并硫化后獲得。

優(yōu)選地,所述硫化的溫度為130~160℃,硫化時間為20~60min。

本發(fā)明還提供了如上述所述橡膠制品在輪胎上的用途。

本發(fā)明中技術(shù)方案充分利用鎳鐵渣中含有的豐富的SiO2、MgO、Al2O3等組分,將其用于橡膠填料,而這些組分均為橡膠制品的有益填料成分,可同時起到填充和阻燃作用,本發(fā)明中技術(shù)方案將鎳鐵渣粉結(jié)合到橡膠制品中,用于改善耐磨性和阻燃性,并降低生產(chǎn)成本;而且由此制成的橡膠具有優(yōu)異的綜合性能。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解,實施例僅用于說明本發(fā)明,而非限制本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明實施例中所述鎳鐵渣粉的制備方法,為采用鎳鐵冶煉產(chǎn)生的廢渣經(jīng)350℃以上溫度烘干、柱磨機(jī)破碎、皮帶懸掛磁輥磁選和立磨機(jī)粉磨而得到。

所述鎳鐵渣粉的含水量≤0.5%,MFe≤0.5%;且平均粒徑為15~30μm,采用45μm孔徑網(wǎng)篩的篩分通過率為100%。

實施例1~5中的組分及含量如下表表1所示:

表1

其中,

表1中所述氯化聚乙烯型號為CM135。所述天然橡膠的分子量為2.0×106~8.0×106。

實施例1中:鎳鐵渣粉平均粒徑為15.79μm,含水量為0.5%,MFe的含量為0.18%,所述天然橡膠為環(huán)氧化天然橡膠,所述環(huán)氧化天然橡膠的環(huán)氧化程度為10%;

實施例2中:鎳鐵渣粉平均粒徑為23.81μm,含水量為0.19%,MFe的含量為0.33%;所述天然橡膠為環(huán)氧化天然橡膠,所述環(huán)氧化天然橡膠的環(huán)氧化程度為15%;

實施例3中:鎳鐵渣粉平均粒徑為29.75μm,含水量為0.37%,MFe的含量為0.05%;所述天然橡膠為環(huán)氧化天然橡膠,所述環(huán)氧化天然橡膠的環(huán)氧化程度為20%。

實施例4中:鎳鐵渣粉平均粒徑為20.75μm,含水量為0.25%,MFe的含量為0.48%;所述天然橡膠為環(huán)氧化天然橡膠,所述環(huán)氧化天然橡膠的環(huán)氧化程度為25%;Mg(OH)2平均粒徑為18.49μm,含水量為0.24%。

實施例5中:鎳鐵渣粉平均粒徑為25.75μm,含水量為0.10%,MFe的含量為0.43%;所述天然橡膠為環(huán)氧化天然橡膠,所述環(huán)氧化天然橡膠的環(huán)氧化程度為10%;Al(OH)3平均粒徑為21.05μm,含水量為0.18%。

將實施例1~5中制備橡膠制品的方法,為將所述原料組分混合并硫化后獲得。所述硫化的溫度為150℃,硫化時間為20min。制得的橡膠制品的性能檢測結(jié)果如表2所示:

表2

將實施例1~5中配方中的原料組分混合并硫化后。所述硫化的溫度為150℃,硫化時間為30min。獲得的橡膠制品性能檢測結(jié)果如下表表3所示:

表3

將實施例1~5中配方中的原料組分混合并硫化后。所述硫化的溫度為150℃,硫化時間為45min。獲得的橡膠制品性能檢測結(jié)果如下表表4所示:

表4

將實施例1~5中配方中的原料組分混合并硫化后。所述硫化的溫度為150℃,硫化時間為60min。獲得的橡膠制品性能檢測結(jié)果如下表表5所示:

表5

對于橡膠來說氧指數(shù)越高,阻燃性能越好;磨耗值越低,耐磨性越好。由上述實驗可以看出,摻入鎳鐵渣粉,明顯可改善橡膠制品阻燃性能和耐磨性能,而橡膠制品的其他性能并未有太大改變;由此本發(fā)明中技術(shù)方案將鎳鐵冶煉產(chǎn)生的廢渣有效的應(yīng)用于橡膠制品中,其部分或全部替代硅鋁炭黑等填充材料以及Mg(OH)2、Al(OH)3等無機(jī)阻燃材料使用,并能夠達(dá)到相同或相似的效果,這種技術(shù)方案變廢為寶,降低了橡膠制品的生產(chǎn)成本和鎳鐵冶煉廢渣的處理成本。

實施例6~8中的橡膠制品的配方如表6所示,按照表6中配方將各組分混合并在140℃下硫化,硫化時間為45min。實施例6~8中制備的橡膠制品的性能檢測結(jié)果表7所示。

表6

其中,

表6中所述氯化聚乙烯型號為CM135。所述天然橡膠的分子量為2.0×106~8.0×106

實施例6中:鎳鐵渣粉平均粒徑為15.79μm,含水量為0.5%,MFe的含量為0.18%,所述天然橡膠為環(huán)氧化天然橡膠,所述環(huán)氧化天然橡膠的環(huán)氧化程度為20%;

實施例7中:鎳鐵渣粉平均粒徑為23.81μm,含水量為0.19%,MFe的含量為0.33%;所述天然橡膠為環(huán)氧化天然橡膠,所述環(huán)氧化天然橡膠的環(huán)氧化程度為25%;

實施例8中:鎳鐵渣粉平均粒徑為29.75μm,含水量為0.37%,MFe的含量為0.05%;所述天然橡膠為環(huán)氧化天然橡膠,所述環(huán)氧化天然橡膠的環(huán)氧化程度為20%。

表7

將實施例1~8中的橡膠用于輪胎,其能夠滿足國標(biāo)《GB/T 1190-2009工程機(jī)械輪胎技術(shù)要求》上的標(biāo)準(zhǔn)。

以上所述,僅為本發(fā)明的較佳實施例,并非對本發(fā)明任何形式上和實質(zhì)上的限制,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明方法的前提下,還將可以做出若干改進(jìn)和補(bǔ)充,這些改進(jìn)和補(bǔ)充也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,當(dāng)可利用以上所揭示的技術(shù)內(nèi)容而做出的些許更動、修飾與演變的等同變化,均為本發(fā)明的等效實施例;同時,凡依據(jù)本發(fā)明的實質(zhì)技術(shù)對上述實施例所作的任何等同變化的更動、修飾與演變,均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。

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