CN103772759A

CN103772759A - 一种防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶及其制备方法

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Publication number: CN103772759A
Application number: CN201410023788.8A
Authority: CN
Inventors: 孙成才; 毛秋; 韩学英
Original assignee: Sino German (yangzhou) Conveying Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: Sino German (yangzhou) Conveying Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2014-01-17
Filing date: 2014-01-17
Publication date: 2014-05-07

Abstract

本发明涉及一种防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶及其制备方法，覆盖胶的配方包括以下重量份数的各个组份：生胶体系100份、活化体系4～8份、补强剂38～55份、增塑剂2～5份、纤维1～3份、防老体系3～9份、偶联剂1～3份和硫化体系3～7份；这些组分经过塑炼、密炼、开炼和硫化工序，即可制的防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶。本发明在主体胶是天然橡胶并用顺丁橡胶的基础上，采用芳纶短纤维对补强体系进行架桥作用，显著降低了覆盖胶的滚动阻力、动态生热，同时赋予了橡胶较高的抗撕裂性能、耐磨性能和抗疲劳性能。

Description

一种防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶及其制备方法，属于输送带技术领域。

背景技术

输送带作为煤炭、矿山、码头、建材、电力等重要行业中物料运输的关键工具，具有运输量大、输送效率高等优点，但是由于输送带在运行过程受到多方面阻力，也造成大量能量损耗，形成较大的浪费。经过输送带行业长期的研究分析，在运行中所受最重要的阻力是输送带变形滚动阻力，约占总能量损耗的60％。输送带下覆盖胶在正常运行中，每次经过托辊时，在托辊接触面会因受力发生形变，而橡胶是粘弹性材料，其粘性特征导致其变形回弹过程中具有一定的阻尼损耗，即被压陷变形的橡胶回弹后会损耗部分能量。这部分能量也就是滚动阻力产生的原因，最终会消耗一部分运行能量。现有输送带专利虽然已经考虑了降低滚动阻力，但是所采用的技术均有其局限性，其专利配方主要通过主胶并用顺丁橡胶，使用白炭黑/硅烷体系来降低橡胶滚动阻力，虽然在降低滚动阻力方便有显著的效果，但同时导致了橡胶防撕裂性能大幅下降，给输送带运行过程带来隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶及其制备方法，既降低了输送带滚动阻力，又保证了其具备较高的抗撕裂性能，满足了输送带在一些苛刻条件下的使用要求。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶，包括以下重量份数的各个组份：生胶体系100份、活化体系4～8份、补强剂38～55份、增塑剂2～5份、纤维1～3份、防老体系3～9份、偶联剂1～3份和硫化体系3～7份。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述生胶体系按生胶体系的重量份数计，包括：天然橡胶（NR）60～80份，顺丁橡胶（BR）20～40份。

进一步，所述活化体系按活化体系的重量份数计，包括：氧化锌3～5份,硬脂酸1～3份。硬脂酸，即十八烷酸，分子式C₁₈H₃₆O₂，由油脂水解生产，主要用于生产硬脂酸盐，每克溶于21ml乙醇、5ml苯、2ml氯仿或6ml四氯化碳中。

进一步，所述补强剂按补强剂的重量份数计，包括：炭黑30～40份,高分散白炭黑8～15份。白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO₂·nH₂O表示，其中nH₂O是以表面羟基的形式存在。能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸（氢氟酸除外），耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。

本发明采用的高分散白炭黑为市面上所售的高分散白炭黑。

本发明采用的增塑剂为市售的型号为Nytex810的增塑剂。

进一步，所述纤维为芳纶短纤维（Sulfron）。Sulfron是以芳纶短纤维Twaron为基体，以石蜡为载体并复配多种化学药品改性的预分散新型功能性新材料，包括两种规格型号，Sulfron3000主要用于SBR/BR白炭黑补强的混炼胶中，并可用于炭黑补强的SBR（丁苯橡胶）/BR混炼胶中；，Sulfron3001主要用于NB/SBR炭黑补强混炼胶中。

采用上述进一步改进的有益效果是本发明利用预处理的芳纶短纤维的高强度、高韧性、优良的化学稳定性以及芳纶短纤维经过预处理后的Sulfron所具有的优良的分散性、和补强材料之间的协同补强效果使覆盖胶具有很好的物理性能，同时芳纶短纤维各层之间的定向排列，使覆盖胶在经纬方向都具有很好的强度和韧性，显著的提高覆盖胶的防撕裂性能、抗剪切性能、降低滞后生热。

进一步，所述防老体系按防老体系的重量份数计，包括：防老剂为2～6份，微晶蜡为1～3份。

本发明采用的防老剂为市售的型号为RD和4010NA的防老剂，其外观为灰紫色至紫褐色颗粒，熔点≥70℃，相对密度1.14，溶于油类、苯、丙酮、四氯化碳、二硫化碳和乙醇，难溶于汽油，不溶于水。具挠性有强效防热屈挠及抗氧化性，因而赋予橡胶胶料极好的抗高温疲劳与抗屈性能。

微晶蜡是一种近似微晶性质的精制合成蜡，具有光泽好，熔点高，色泽浅的特点，其结构紧密，坚而滑润，能与各种天然蜡互熔，并能提高其低度蜡的熔点，改进粗性蜡的性能。

进一步，所述硫化体系按硫化体系发重量份数计，包括：硫磺1.0～2.5份，促进剂2.0～4.5份。

本发明促进剂采用橡胶促进剂中常见的型号为TBBS和DPG的促进剂。促进剂TBBS又称促进剂NS，其化学名称为N-叔丁基-2-苯并噻唑次黄酰胺，TBBS适用于NR、SBR、BR以及其混合体，硫化速度快，硫化胶模量高，在轮胎或橡胶工业制品配方中单用或并用少量的超速促进剂，可以有效代替MBTS/DPG***，当用量在10%较低水平时可获得与CBS或MBS相同等模量。促进剂DPG又称促进剂D，为白色粉末，味苦，有微弱气味，对密度1.13～1.19。熔点147℃，170℃以上开始分解，溶于苯、甲苯、氯仿、乙醇、丙酮、乙酸乙酯，易溶于无机酸，微溶于水，其水溶液呈强碱性。促进剂D(102-06-7)主要用作天然橡胶和合成橡胶的中速促进剂，使用本品胶料具有变色性，因此不适用于白色和浅色的橡胶制品，以及与食品接触的橡胶制品，促进剂D(102-06-7)主要用于制造胶板、鞋底、工业制品、轮胎、硬质胶和厚壁制品。

进一步，所述偶联剂为有机硅烷偶联剂。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种防撕裂低滚动阻力覆盖胶的制备方法，将60～80份天然橡胶投入密炼机塑炼30～60秒后，与20～40份顺丁橡胶合炼30秒，加入38～55份补强剂和1～3份纤维混炼到120～130℃，再加入2～5份增塑剂混炼30～40秒，然后投入4～8份活化体系、3～9份防老体系和1～3份偶联剂混炼到150～160℃排料；混炼后的胶料停放8小时以上，在密炼机中加入3～7份硫化体系，混炼到100℃排料，在开炼机上翻炼均匀后冷却下片，得到所述防撕裂低滚动阻力覆盖胶；其中的份数均指重量份。

进一步，所述4～8份的活化体系包括氧化锌3～5份,硬脂酸1～3份；所述38～55份的补强剂包括：炭黑30～40份,高分散白炭黑8～15份；所述1～3份的纤维为芳纶短纤维；所述3～9份防老体系包括：防老剂为2～6份，微晶蜡为1～3份；所述3～7份的硫化体系包括：硫磺1.0～2.5份，促进剂2.0～4.5份；所述1～3份的偶联剂为有机硅烷偶联剂；其中的份数均指重量份。

本发明的有益效果是：本发明在主体胶是天然橡胶并用顺丁橡胶的基础上，采用芳纶短纤维对补强体系进行架桥作用，显著降低了覆盖胶的滚动阻力、动态生热，同时赋予了橡胶较高的抗撕裂性能、耐磨性能和抗疲劳性能。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

将65～75份天然橡胶投入密炼机塑炼40秒后，与25～35份顺丁橡胶合炼30秒，加入55份补强剂（炭黑40份、高分散白炭黑15份）和1份纤维(芳纶短纤维sulfron)混炼到120℃，再加入5份增塑剂（Nytex810）混炼30秒，然后投入6份活化体系（氧化锌4份、硬脂酸2份）、5份防老体系（防老剂RD和4010NA3.5份，微晶蜡为1.5份）和1份偶联剂（有机硅烷偶联剂si-69）混炼到150℃排料；混炼后的胶料停放8小时以上，在密炼机中加入4.3份硫化体系（硫磺2.0份，促进剂TBBS和DPG2.3份），混炼到100℃排料，在开炼机上翻炼均匀后冷却下片，得到所述防撕裂低滚动阻力覆盖胶；其中的份数均指重量份。

实施例2

将65～75份天然橡胶投入密炼机塑炼50秒后，与25～35份顺丁橡胶合炼30秒，加入50份补强剂（炭黑40份、高分散白炭黑10份）和1.5份纤维(芳纶短纤维sulfron)混炼到125℃，再加入5份增塑剂（Nytex810）混炼30秒，然后投入7份活化体系（氧化锌5份、硬脂酸2份）、6份防老体系（防老剂RD和4010NA4份，微晶蜡为2份）和1份偶联剂（有机硅烷偶联剂si-69）混炼到155℃排料；混炼后的胶料停放8小时以上，在密炼机中加入4份硫化体系（硫磺2份，促进剂TBBS和DPG2份），混炼到100℃排料，在开炼机上翻炼均匀后冷却下片，得到所述防撕裂低滚动阻力覆盖胶；其中的份数均指重量份。

实施例3

将65～75份天然橡胶投入密炼机塑炼60秒后，与25～35份顺丁橡胶合炼30秒，加入55份补强剂（炭黑40份、高分散白炭黑15份）和2份纤维(芳纶短纤维sulfron)混炼到130℃，再加入5份增塑剂（Nytex810）混炼40秒，然后投入6.5份活化体系（氧化锌5份、硬脂酸1.5份）、6份防老体系（防老剂RD和4010NA4份，微晶蜡为2份）和1.2份偶联剂（有机硅烷偶联剂si-69）混炼到160℃排料；混炼后的胶料停放8小时以上，在密炼机中加入4份硫化体系（硫磺2份，促进剂TBBS和DPG2份），混炼到100℃排料，在开炼机上翻炼均匀后冷却下片，得到所述防撕裂低滚动阻力覆盖胶；其中的份数均指重量份。

实施例制备出的防撕裂低滚动阻力输送带盖胶性能指标如表1所示。

表1

试验项目	单位	技术要求	试验结果
				硬度	shoreA	60±5	62
拉断强度	Mpa	≥20	22.5
				拉断伸长率	%	≥450	520
邵泊尔磨耗量	mm3	≤120	85.6
				阻力系数	s	≥200	245
直角撕裂	kN/m	≥80	92.0

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶，其特征在于，包括以下重量份数的各个组份：生胶体系100份、活化体系4～8份、补强剂38～55份、增塑剂2～5份、纤维1～3份、防老体系3～9份、偶联剂1～3份和硫化体系3～7份。

2.根据权利要求1所述防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶，其特征在于，所述生胶体系按生胶体系的重量份数计，包括：天然橡胶60～80份，顺丁橡胶20～40份。

3.根据权利要求1所述防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶，其特征在于，所述活化体系按活化体系的重量份数计，包括：氧化锌3～5份,硬脂酸1～3份。

4.根据权利要求1所述防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶，其特征在于，所述补强剂按补强剂的重量份数计，包括：炭黑30～40份,高分散白炭黑8～15份。

5.根据权利要求1所述防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶，其特征在于，所述纤维为芳纶短纤维。

6.根据权利要求1所述防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶，其特征在于，所述防老体系按防老体系的重量份数计，包括：防老剂为2～6份，微晶蜡为1～3份。

7.根据权利要求1所述防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶，其特征在于，所述硫化体系按硫化体系的重量份数计，包括：硫磺1.0～2.5份，促进剂2.0～4.5份。

8.根据权利要求1所述防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶，其特征在于，所述偶联剂为有机硅烷偶联剂。

9.一种防撕裂低滚动阻力覆盖胶的制备方法，其特征在于，将60～80份天然橡胶投入密炼机塑炼30～60秒后，与20～40份顺丁橡胶合炼30秒，加入38～55份补强剂和1～3份纤维混炼到120～130℃，再加入2～5份增塑剂混炼30～40秒，然后投入4～8份活化体系、3～9份防老体系和1～3份偶联剂混炼到150～160℃排料；混炼后的胶料停放8小时以上，在密炼机中加入3～7份硫化体系，混炼到100℃排料，在开炼机上翻炼均匀后冷却下片，得到所述防撕裂低滚动阻力覆盖胶；其中的份数均指重量份。

10.根据权利要求9所述防撕裂低滚动阻力输送带覆盖胶的制备方法，其特征在于，所述4～8份的活化体系包括氧化锌3～5份,硬脂酸1～3份；所述38～55份的补强剂包括：炭黑30～40份,高分散白炭黑8～15份；所述1～3份的纤维为芳纶短纤维；所述3～9份防老体系包括：防老剂为2～6份，微晶蜡为1～3份；所述3～7份的硫化体系包括：硫磺1.0～2.5份，促进剂2.0～4.5份；所述1～3份的偶联剂为有机硅烷偶联剂；其中的份数均指重量份。