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耐磨橡胶

橡胶

耐磨橡胶是以天然橡胶、合成橡胶或其混合物为原料，通过优化硫化体系、补强填充剂及防老剂等配方，结合液态纳米工艺或纤维增强技术制成的高耐磨材料。其生产工艺涵盖多级脱气、无盐凝聚等节能技术，其中液态纳米工艺通过常温高频硫化减少高分子链破坏，支持低温低压成型及钢、水泥等基材冷贴合^[2-3]。

该材料广泛应用于矿山设备、工业部件及消费品领域：在矿山场景中，耐磨橡胶制成的筛网、渣浆泵叶轮护套可降低噪音与维护成本，水力旋流器内衬寿命达普通胶制品的8倍^[4]；专利镶嵌式衬板通过钢骨架与橡胶结合，解决传统锰钢衬板磨损快、检修困难等问题^[5]。此外，其衍生产品涵盖耐磨软管、工业脚轮及运动鞋底，例如采用区块化水波纹设计的篮球鞋外底显著提升耐磨性能。

中文名: 耐磨橡胶
外文名: Wear rubber

来源: 胶树
应用: 橡胶筛网、渣浆泵叶轮护套等

原料配方

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硫化凶劝体系

硫化剂与硫化促进剂的组合对橡胶制品的物理性能有很大的影响,是仅次于生胶的重要因素。虽然在许多制品中使用硫化剂、硫化促进剂或过氧化物,但根据不同的原料生胶,也有许多制品采用其他的硫化体系。例如CR采用氧化镁多判背硫化,FKM采用多元醇硫化等。根据制品的不同,也可考虑采用辐射硫化和电子束硫化。常用硫化剂为过氧化物硫化、树脂硫化、辐射硫化、电子束硫化、微波硫化等。

填危户旬举充剂和软化剂

在配方设计过程中,补强体系的重要程度仅次于硫化体系,特别是炭黑的种类和配合量。橡胶、硫化体系和补强剂等填充体系被称为三要素。填充剂经过表面处理和离子交换等处理后,已成为可节省成本的配合剂。软化剂和增塑剂不仅能赋予橡胶柔软性,改善耐寒性,而且有助于配合剂的分散,具有改善加工性能的效果。

防删趋立老剂

在捉删艰选择防老剂时,应该考虑橡胶制品的用途和使用条件,并按照用途和使用条件进行疲劳试验。在与液体接触的用途方面,应留意其溶解与析出,必须根据用途注意防老剂店局纹的污染性。有时也可以利用防老剂来改善硫化效率。

发泡剂

发泡剂也叫膨胀剂,是海绵橡胶配方中必需使用的配合剂。通常它可在硫化温度下分解并产生气体。以前人们采用的发炮剂是重质碳酸钠(碳酸氢钠)和碳酸铵等无机物,而多采用可释放出氮气的有机物。它们是:偶氮二碳酸铵和偶氮异丁腈等偶氮化合物以及苯磺酰肼、甲苯磺酰肼和苯磺酰肼等磺酰肼化合物。

纤维补强材料

在橡胶制品中,用纤维补强橡胶的制品也不少。以往采用的纤维材料是与橡胶粘合性能好的棉纤维。已经采用尼龙、芳纶、碳纤维、玻璃纤维和钢丝帘线等材料对橡胶进行补强。

7、其他配合剂

除上述配合剂外,橡胶中还采用香豆酮-茚树脂和萜烯树脂等增粘剂,脂肪酸(盐)等润滑剂,二甲苯基硫醇和霉旬艰苯酰硫酚锌盐等塑解剂全汗,磷酸三甲苯酯(TCP)和氧化锑等阻燃剂、着色剂、分散剂等配合剂。^[1]

生产工艺

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脱气工艺

溶聚法生产中普遍采用湿式脱气工艺,其改进方向是,选用多级脱气设备,并结合节流降压等措施来强化溶剂脱除过程,以达到节能降耗的目的。

凝聚工艺

在合成橡胶生产技术中,无盐凝案工艺己有了相当快的发展。已完成在丁苯橡胶的生产中采用酸式无盐凝聚工艺。按此工艺,胶浆和油填充剂的混合物在双螺旋式凝聚机中用硫酸凝聚。与传统凝聚工艺相比,新工艺可节省食盐250公斤/吨胶,橡胶中力灰分含量可降低50%,乳化剂含量也可大大减少。此外还有以木质素加工物作凝聚剂,或以多聚糖、植物蛋自质作凝聚剂等的无盐凝聚工艺,其中后者据称颇有前途。^[2]

液态纳米工艺

液态纳米配方避免了传统的加温搅拌橡胶生产工艺对橡胶高分子链的破坏。与“干法”不同，各种橡胶助剂与橡胶汁可在液态中充分融合。充分融合使得各种橡胶助剂用量可以最少，橡胶含量高达 90%以上。纳米增加了橡胶的耐磨性，使橡胶汁在液态中的融合更均匀。常温高频硫化配方避免了传统加温搅拌橡胶生产工艺对橡胶高分子链的破坏，降低了橡胶的老化程度。橡胶内部和外部同步固化，不至于外部已固化而内部“不熟”。橡胶硫化时所需的温度低、压力低，对橡胶高分子破坏小。此种耐磨橡胶的另一个显著特点是，可以利用耐磨橡胶胶板在钢、不锈钢、水泥、木板等材料上任意的冷贴，解决了漏斗、溜槽、管路、设备内壁或滚筒的耐磨问题。^[3]

应用实例

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橡胶筛网

某公司选冶厂在洗矿筛分设备上使用耐磨弹性橡胶筛网,而原先上层筛板用普通圆钢焊制,下层用钢编金属筛网。上层橡胶筛网采用4张25mm厚、1100mm×1365mm的耐磨橡胶,硫化到4mm厚的钢板上。筛孔为30mm圆孔,略成倒锥形,钢板孔径33mm。对应上层筛网,下层用4张6mm厚、1100mm×1365mm的Flexdek筛网,中间为强力尼龙网夹层,孔径为3mm×25mm条形孔。由于耐磨橡胶具有弹性好和不结垢的特性,减少了物料的堵孔,明显降低现场噪声;使用耐磨橡胶筛网,每年无需制作,可节约大量的劳动力和时间,减少由停工等带来的不可计算的间接经济损失。

渣浆泵叶轮护套

某公司在砂泵站使用进口的某Lrp100/100渣浆泵,输送选矿后的尾矿至尾矿库贮存,其主要成分为石英。输送物料特征:每小时流量180m3,矿浆质量浓度30%,矿浆比重每立方米1.23t,矿石比重2.70t,最大粒径3mm,D50粒径0.3mm,输浆管长度500m,输出管径150mm,进出口液面几何高差10m,进口液面至泵轴中心高差6m,有90度弯头5个,45度弯头3个,阀门2个,采用压入式给矿。同镍铬合金渣浆泵相比,单台耐磨泵主要易损件年费用节省6万余元,这还不包括节约的密封水、矿浆、检修工时等,经济效益非常可观。

水力旋流器内衬

铜陵某橡胶厂于2002年4月20日生产26B水力旋流器排砂阀一只,于2002年5月12日送到某铜矿。该矿使用条件为:矿石主要是磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿等,含Cu0.448%,矿浆含泥10%,真比重3.5,假比重2.1,硬度8~14度,磨矿细度200目占60%,浓度35%,pH7。排砂阀于2002年5月31日开始在选矿厂磨浮工段使用,一直到2003年5月28日才换下,连续使用时间为200天,寿命显著延长,极大地减少了更换工作量、金属流失损失等。该耐磨橡胶寿命是普通胶产品的8倍。^[4]