在橡膠中無機填料的用量與炭黑的用量大致相當(dāng),約占橡膠用量的50%,從整個橡膠輸送帶成分的高聚物領(lǐng)域來看,則無機填料的用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出炭黑的用量,因為塑料業(yè)、涂料工業(yè)使用的填料主要是無機的;
無機橡膠帶填料的特點及表面改性的主要方法:
與炭黑相比,無機填料具有以下特點:主要來源于礦物,價格比較低,多為色或淺色;制造能耗低,制造炭黑的能耗比無機填料高;某些無機填料具有特功能,如阻燃性、磁性等;對橡膠基本無補強性;
無機填料表面改性的主要方法:改變或改善無機填料的表面親水性是提高無機填料補強性的關(guān)鍵,填料的改性一般有親水基團調(diào)節(jié)法、粒子表面接枝、粒子表面離子交、粒子表面聚合物膠囊化、偶聯(lián)劑或表面活性劑改性無機填料表面,z后一種是橡膠輸送帶廠家目前廣泛采用的方法;
偶聯(lián)劑及活性劑的分類及其改性:表面改性劑有偶聯(lián)劑和表面活性劑兩種,硅烷類偶聯(lián)劑是目前品種z多、用量較大的一類偶聯(lián)劑,為能水解的烷氧基,如甲氧基、乙氧基、氯等,水解后生成硅醇基與耐熱輸送帶填料表面羥基縮合而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生成的有有機官能團,如巰基、氨基、乙烯基、甲基丙烯酰氧基、環(huán)氧基等,它們可以與工業(yè)橡膠在硫化時產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合,選擇什么基團的硅烷主要取決于橡膠中硫化體系和填充體系;
當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑用在橡膠、樹脂中作填充劑的改性劑時,對膠料、硫化體系有一定的選擇性,同時為了解決硅烷偶聯(lián)劑對聚烯烴等熱塑性塑料缺乏偶聯(lián)效果的問題,20世紀(jì)70年代中期發(fā)展了運輸帶橡膠鈦酸酯類偶聯(lián)劑,這類偶聯(lián)劑在塑料中有較好的效果且應(yīng)用廣泛,但對提高耐磨輸送帶橡膠補強效果不明顯;
另外橡膠填料改性常用的有高級脂肪酸,如硬脂酸、樹脂酸,官能化的低聚物,如羧基化的液體聚丁二烯等,硅酸鹽類填料耐酸堿、耐熱、耐油、工藝好,遲延硫化,可采用醇胺類等活性劑克服,硅酸鹽類填充劑品種比較多,如陶土、滑石粉、硅灰石粉、云母粉石棉、海泡石、硅鋁炭黑等,其中陶土用量z大,它來源于天然高嶺土,生產(chǎn)方法分干法和濕法,濕法細(xì)、白度高,按補強效果可分為硬質(zhì)陶土和軟質(zhì)陶土,硬質(zhì)陶土略有補強性,軟質(zhì)陶土沒有,改性陶土多用巰基或氨基硅烷、硬脂酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑處理,國產(chǎn)活性陶土是用鈦酸酯改性的;
而酸鹽類橡膠帶填料成分不耐酸,耐介質(zhì)性能不如陶土,主要品種有碳酸鈣、白云石、碳酸鎂等,其中碳酸鈣屬使用廣泛的填充劑,輕質(zhì)碳酸鈣沉淀法生產(chǎn),膠帶超細(xì)碳酸鈣具有一定的補強作用,但低于白炭黑,改性碳酸鈣在一定程度上提高了比如環(huán)形輸送帶等系列橡膠的整體性能;