CN100344441C - 一种橡胶汽车多楔带及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种橡胶汽车多楔带及其制造方法，具体地说是用于汽车发动机驱动风扇、发电机、水泵及空调压缩机等辅件，属于橡胶产品技术领域。本发明采用EPDM橡胶，并配以配合剂(氧化锌、硬脂酸、防老剂、碳黑、软化剂、聚酯短纤维、交联剂及共交联剂)，经分批量逐渐加入的二段混炼，从而形成带体胶，进行压延出片、横向裁断拼接后经成型、硫化、脱模、切割、磨楔、磨边加工为成品。本发明强度高、耐磨，回弹性好，变形小；使用成本低，制造工艺简单；产品不易老化，其使用寿命为氯丁橡胶多楔带的3-5倍，能使汽车多楔带的免维护行驶里程达到15万公里以上；性能稳定，不易出现裂纹，能在120℃环境温度下长期运行，最高使用温度达到150℃。

Description

一种橡胶汽车多楔带及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种橡胶汽车多楔带及其制造方法，具体地说是用于汽车发动机驱动风扇，发电机，水泵及空调压缩机等辅件，是汽车发动机的关键配件，属于橡胶产品技术领域。

背景技术

本发明作出以前，用于汽车发动机上的汽车多楔带其主要原料是由氯丁橡胶及配合剂(氧化镁、氧化锌、硬脂酸、碳黑、软化剂等)和聚酯线绳所组成。其生产工艺如下：1、选用主原料氯丁橡胶与配合剂进行混炼形成带体胶；2、混炼法结束后进行压延工艺，在胶料压延出片前进行热炼。热炼机、压延机辊筒温度需控制在40-50℃；3、压延后的胶片需进行横向裁断后对缝拼接。4、在成型过程中，采用在模具绕上胶片，缠绕线绳，再绕胶片，并放在预热箱中预热待硫化；5、硫化结束后，其硫化胶筒经过冷却后将带筒切成具有规定宽度的单根带；6、切割后的带胚用定型砂轮刀磨出环形楔；7、磨好楔的带胚再对二侧面的废边进行修磨成为宽度符合要求的成品。采用上述配方及其工艺制造的汽车多楔带性能差，不够稳定，易老化，使用寿命短，而且使用成本高，制造工艺复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种强度高、耐磨、耐老化，整体质量性能均匀稳定、回弹性好，使用寿命长的橡胶汽车多楔带。

本发明的另一个目的在于提供一种使用成本低，制造工艺简单，能在高温下长期运行，并免维护的汽车多楔带及其制造方法。

本发明主要解决方法是这样实现的：

本发明的橡胶汽车多楔带其组成配比(按重量百分数)为：

A：EPDM橡胶        54.00-58.00

B：氧化锌          2.65-3.05

C：硬脂酸          0.54-0.58

D：防老剂                   0.54-0.58

E：碳黑                     17.00-21.00

F：软化剂                   5.60-5.80

G：聚酯短纤维               9.00-12.00

H：交联剂                   2.65-3.05

I：共交联剂                 0.27-0.29

本发明首先进行橡胶混炼工艺，在混炼之前先对EPDM橡胶进行塑炼，然后选择氧化锌、硬脂酸、防老剂、碳黑、软化剂、聚酯短纤维、交联剂、共交联剂分批量在密炼机上逐渐加入，进行二段混炼形成带体胶，再压延出片、横向裁断拼接后经成型、硫化、脱模、切割、磨楔、磨边、检验为成品。

本发明的制造方法如下：

1、橡胶混炼工艺：

(a)一段混炼：先对EPDM橡胶在开炼机上进行塑炼15-25个簿通，然后采用密炼机进行混炼，按比例加入氧化锌、硬脂酸、防老剂后混炼40-60秒，加入1/2碳黑及1/2软化剂进行混炼80-90秒，再加入1/2碳黑及1/2软化剂混炼110-130秒进行扫粉，最后加入聚酯短纤维混炼110-130秒，温度为130-140℃时排料，冷却4-6小时，进入二段混炼。

(b)二段混炼：取上述2/3混炼胶加入交联剂、共交联剂后再加入上述1/3混炼胶混炼115-125秒后扫粉，再混炼55-65秒，当温度为110-120℃时排料，形成带体胶。

2、压延工艺：

压延出片时胶片厚度控制在0.60-0.80mm，再进行横向裁断后90°转向对缝拼接。

3、成型工艺：

在模具上先绕压延好的胶片1-3层，然后缠绕聚酯线绳，其排线张力为：0.2-0.4MPa，密度为50-100根/100mm，再在聚酯线绳上绕压延好的胶片4-7层，最后覆盖隔离纸为成型胶坯，成型结束后连同模具放在温度控制在45-55℃的预热箱中预热15-25分钟后进入下道硫化。

4、硫化工艺：

将上述成型胶坯放在硫化罐内进行硫化，首先在胶套外部施加蒸汽压力，时间为6-8分钟，胶套外压力为0.8-1.0MPa，然后再对胶套内施加蒸汽，内压时间为，40-60分钟，压力为：0.45-0.50MPa，硫化结束后，排汽，并进行冷却。

5、脱模、切割工艺：

硫化结束后进行脱模，脱模后进行切割加工成具有规定宽度的单根带。

6、磨楔工艺：

切割后上磨楔机用定型砂轮刀磨出环形楔，在磨楔过程中进刀分6-9个步幅进行，每个步幅进刀量为0.1-1.2mm，停留时间为5-8秒，整个磨楔过程不能损伤线绳，磨楔过程中，采用高压水冷却磨轮和冲洗研磨中产生的橡胶粉末，采用循环装置滤去橡胶粉末，循环用水。

7、磨边等工艺：磨楔后进行磨边加工、检验、包装入库。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明强度高、耐磨，回弹性好，变形小；使用成本低，制造工艺简单；产品不易老化，其使用寿命为氯丁橡胶多楔带的3-5倍，能使汽车多楔带的免维护行驶里程达到15万公里以上；性能稳定，不易出现裂纹，能在120℃环境温度下长期运行，最高使用温度达到150℃(短时)。

附图说明：

图1为本发明工艺流程图。

图2为本发明的橡胶体性能试验结果。

图3为本发明达到的技术质量性能指标。

在本发明中所采用的设备均为常规设备，其选择的橡胶及配合剂原料均为市场购得。

在本发明中防老剂为：RD

碳黑为：N.330或N.550

软化剂为：Sunpar2280

交联剂为：DCP

共交联剂：硫磺

具体实施方式：

下面本发明将结合附图中的工艺流程作进一步描述：

本发明其组成和配比(按重量百分数)带体胶配方。

实施例一：

1、橡胶混炼工艺：

本发明主要是利用EPDM橡胶其主链是不含双键的完全饱和的直链型结构，具有较高的化学稳定性，因而具有优异的耐臭氧性、耐候性、耐热性等耐老化性能，替代目前使用的氯丁橡胶来研制汽车多楔带。根据工厂技术工艺设备条件及加工低能耗，选用了乙烯含量中等、门尼粘度较低，拉伸强度高，耐磨性好，并且加工性能良好的德国拜耳公司生产的EPDM橡胶EPT3950。

橡胶配方采用耐热性能更好，压缩永久变形极低的过氧化物硫化体系，并采用加入聚酯短纤维材料并对短纤维进行定向排列以增强带体横向刚性。

橡胶、配合剂混炼时，根据EPDM橡胶混炼加工性能较差的特点，设计了配合剂分批逐渐加入的混炼法，保证了混炼胶的焦烧性能和物理机械性能；具体的操作设备选用密炼机混炼，其具体操作方法如下：

一段混炼：首先取主原料EPDM橡胶：58，在开炼机上进行塑炼15-25个簿通，然后采用容量为50立升的密炼机进行混炼，加入氧化锌2.65、硬脂酸0.54、防老剂RD 0.54，将上述原料混炼45秒后加入总量为17的1/2N.550碳黑和总量为5.6的1/2软化剂Sunpar 2280，进行混炼80秒后，再加入总量为17的1/2 N.550碳黑和总量为5.6的1/2软化剂Sunpar 2280，混炼110秒进行扫粉，最后加入聚酯短纤维9，混炼110秒，当温度达到130℃时排料，冷却4小时，进入二段混炼。

二段混炼：取上述总混炼胶2/3(42.6kg)，加入交联剂DCP 2.65、共交联剂硫磺0.27后再加入上述剩余的混炼胶1/3(21.3kg)混炼115秒后扫粉，再混炼55秒，当温度达到110℃时排料，形成带体胶。

2、压延工艺：

将上述混炼胶在热炼机上进行热炼后上压延机进行压延出片，胶片厚度控制在0.6-0.80mm，在再拼接机上进行横向裁断(切断)后90°转向对缝拼接。

3、成型工艺：

选用成型模具，在模具上先绕胶片1-3层，然后缠绕聚酯线绳，其排线张力为：0.2-0.4MPa，密度为50-100根/100mm，再在聚酯线绳上绕胶片5层，最后覆盖隔离纸为成型胶坯，成型结束后胶胚连同模具放在温度控制在45℃的预热箱中预热15分钟后进入下道硫化。

4、硫化工艺：

硫化工艺主要是硫化三要素(即温度、压力、时间)，由于我们采用胶套硫化法，压力与温度都是靠蒸汽来保证。主要是利用胶套内外蒸汽压差来提供硫化压力，由模具内腔蒸汽提供的温度来硫化基体胶料，硫化时间取胶料正硫化点时间。硫化工艺如下：将上述成型后连同模具的胶胚放在硫化罐内硫化，首先在胶套外部施加蒸汽压力，时间为6分钟，胶套外压力为：0.8-1.0MPa，然后再对胶套内施加蒸汽，内压时间为40分钟，压力为：0.45-0.50MPa，硫化结束后，排汽，将硫化好的带胚连同模具放入冷却槽进行冷却。

5、脱模、切割工艺：

冷却到40℃以下进行脱模，脱模后将胶胚带筒进行切割加工成具有规定宽度的单根带胚。

6.、磨楔工艺：

将单根带胚上磨楔机用定型砂轮刀控制好进刀速度及进刀量磨出环形楔，不能损伤线绳。磨楔过程中，采用高压水冷却磨轮和冲洗研磨中产生的橡胶粉末，采用循环装置滤去橡胶粉末，循环用水。

7、磨边等工艺：

磨好楔的带胚再对二侧面的废边进行修磨成为宽度符合要求的成品。

8、按产品技术要求检验合格后，包装入库。

实施例二：

主原料橡胶及配合剂，其组成配比(按重量百分数计算)。

在本实施例中，在橡胶混炼工艺中选择的主原料、配合剂及其配方比例如下：主原料橡胶选用EPDM橡胶：56、氧化锌：2.85、硬脂酸0.55、防老化剂RD：0.57、N.550碳黑：19.36、软化剂Sunpar 2280：5.72、聚酯短纤维：10.82、交联剂DCP：2.88、共交联剂硫磺：0.28。上述橡胶及配合剂在橡胶混炼工艺中同样采用实施例1中的工艺步骤。其工艺条件根据EPDM橡胶及配合剂在混炼时难分散的特点，设计了配合剂分批量逐渐加入的分段混炼法。一段混炼：混炼时间分别为50秒、85秒、120秒，温度为135℃；二段混炼：混炼时间分别为120秒、60秒，温度为115℃；从而形成了带体胶再压延出片后横向裁断拼接，并进行成型工艺。

成型工艺：预热箱温度为50℃，预热时间为20秒，其排线张力为：0.2-0.4MPa，密度为50-100根/100mm，再在聚酯线绳上绕胶片6层。在高温定型硫化时采用橡胶胶套硫化法，解决并保证了多楔带整体质量性能均匀统一性。

硫化工艺：在胶套外部施加蒸汽压力，时间为7分钟，胶套外压力为：0.8-1.0Mpa；内压时间为50分钟，压力为：0.45-0.50MPa。硫化结束后进行脱模、切割、磨楔、磨边、检验等工序后包装入库。采用上述配方及其制造方法同样能制成符合质量指标、性能稳定的汽车多楔带。

实施例三：

主原料橡胶及配合剂，其组成配比(按重量百分数)。

在本实施例中，取EPDM橡胶：54、氧化锌：3.05、硬脂酸0.58、防老剂RD：0.58、N.330碳黑：21、软化剂Sunpar 2280：5.8、聚酯短纤维：12、交联剂DCP：3.05、共交联剂硫磺：0.29。一段混炼：混炼时间分别为60秒、90秒、130秒，温度为140℃；二段混炼：混炼时间分别为125秒、65秒，温度为120℃；成型工艺：预热箱温度为55℃，预热时间为25秒，其排线张力为：0.2-0.4MPa，密度为50-100根/100mm，再在聚酯线绳上绕胶片7层；

硫化工艺：在胶套外部施加蒸汽压力，时间为8分钟，胶套外压力为：0.8-1.0Mpa；内压时间为60分钟，压力为：0.45-0.50MPa。

按照实施例一、二中采用的橡胶混炼(二段混炼)、带体胶压延出片、横向裁断拼接、成型、硫化、脱模、切割、磨楔、磨边、检验(抽样物性检验)等工艺步骤及其上述等工艺条件，同样能制成成品，性能达到质量性能指标的汽车多楔带。

Claims (2)

1、一种汽车多楔带，其特征是其组成和配比按重量百分数为：

A：EPDM橡胶                54.00-58.00

B：氧化锌                  2.65-3.05

C：硬脂酸                  0.54-0.58

D：防老剂                  0.54-0.58

E：碳黑                    17.00-21.00

F：软化剂                  5.60-5.80

G：聚酯短纤维              9.00-12.00

H：交联剂                  2.65-3.05

I：共交联剂                0.27-0.29

首先进行橡胶混炼工艺，一段混炼时先对EPDM橡胶进行塑炼，然后将氧化锌、硬脂酸、防老剂、碳黑、软化剂、聚酯短纤维、交联剂、共交联剂分批量在密炼机上逐渐加入，进行二段混炼形成带体胶，再压延出片、横向裁断拼接后经成型、硫化、脱模、切割、磨楔、磨边、检验为成品。

2、一种如权利要求1所述的汽车多楔带的制造方法，其特征是采用以下工艺条件：

(1)、橡胶混炼工艺：

a、一段混炼：先对EPDM橡胶进行塑炼15-25个簿通，然后进行混炼，按比例加入氧化锌、硬脂酸、防老剂后混炼40-60秒，加入1/2碳黑及1/2软化剂进行混炼80-90秒，再加入1/2碳黑及1/2软化剂混炼110-130秒进行扫粉，最后加入聚酯短纤维混炼110-130秒，温度为130-140℃时排料，冷却4-6小时，进入二段混炼；

b、二段混炼：取上述2/3混炼胶加入交联剂、共交联剂后再加入上述1/3混炼胶混炼115-125秒后扫粉，再混炼55-65秒，当温度为110-120℃时排料，形成带体胶；

(2)、压延工艺：

压延出片时胶片厚度在0.60-0.80mm，再进行横向裁断后转向对缝拼接；

(3)、成型工艺：

在模具上先绕压延好的胶片1-3层，然后缠绕聚酯线绳，其排线张力为：0.2-0.4MPa，密度为50-100根/100mm，再在聚酯线绳上绕压延好的胶片4-7层，最后覆盖隔离纸为成型胶坯，成型结束后连同模具放在温度为45-55℃的预热箱中预热15-25分钟；

(4)、硫化工艺：

将上述成型胶坯放在硫化罐内进行硫化，在胶套外部施加蒸汽压力，时间为6-8分钟，胶套外压力为0.8-1.0MPa，然后再对胶套内施加蒸汽，内压时间为：40-60分钟，压力为：0.45-0.50MPa，硫化结束后，排汽，并进行冷却；

(5)、脱模、切割工艺：

冷却后进行脱模，脱模后进行切割加工成单根带；

(6)、磨楔工艺：切割后磨出环形楔；

(7)、磨边工艺：磨楔后进行磨边加工、检验为成品。

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