CN107075178A - 传送带用橡胶组合物以及使用该橡胶组合物的传送带 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种耐磨耗性、耐切割性优越的传送带用橡胶组合物，以及使用该橡胶组合物的传送带。本发明涉及一种传送带用橡胶组合物以及使用该橡胶组合物的传送带，该橡胶组合物相对于包含20～80重量％的100℃下的门尼粘度为50～100、重均分子量为5.1×105～10.0×105的聚丁二烯橡胶的100重量份的橡胶成分，含有：氮吸附比表面积为115～160m2/g、邻苯二甲酸二丁酯吸油量为115～140mL/100g的45～70重量份的炭黑；以及0.3重量份以上且小于2.0重量份的硫黄。

Description

传送带用橡胶组合物以及使用该橡胶组合物的传送带
技术领域
本发明涉及一种传送带用橡胶组合物以及使用该橡胶组合物的传送带。
背景技术
近年来，从环境保护来考虑，要求传送带具有较长的使用寿命。针对这样的问题，以往提出了以提高传送带的耐磨耗寿命为目的的橡胶组合物。例如，在专利文献1中记载了一种传送带的带用橡胶组合物，其特征在于，作为橡胶成分，包含由钕类催化剂合成的聚丁二烯橡胶(权利要求1)。此外，在专利文献1的实例中，记载了向包含聚丁二烯橡胶等的橡胶成分添加炭黑、硫磺等的橡胶组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-105136号公报
发明内容
发明要解决的问题
传送带的包覆橡胶(特别是上表面包覆橡胶。以下相同)因与所搭载的被输送物的摩擦而容易磨耗，要求具有耐磨耗性。与此同时，由于传送带有时也输送具有锐利部的物品，因此也要求其包覆橡胶不易损伤(耐切割性较高)。本发明者们认为这些性能都优越会使覆盖带的寿命变长。
在这其中，本发明者们基于专利文献1制备了橡胶组合物，但明显的是这样的橡胶组合物有时无法满足近来要求的耐磨耗性、耐切割性。
因此，本发明的目的在于提供一种耐磨耗性、耐切割性优越的传送带用橡胶组合物，以及使用该橡胶组合物的传送带。
技术方案
为解決上述问题，本发明者们进行了锐意研究，结果发现：通过将聚丁二烯橡胶的100℃下的门尼粘度以及重均分子量设于特定范围，将炭黑的氮吸附比表面积以及邻苯二甲酸二丁酯吸油量设于特定范围，将硫黄的含量设于特定范围，可得到规定效果，进而完成了本发明。
本发明是基于上述见解等而实现的，具体通过以下的构成来解决上述问题。
1、一种传送带用橡胶组合物，其中，相对于包含20～80重量％的100℃下的门尼粘度为50～100、重均分子量为5.1×105～10.0×105的聚丁二烯橡胶的100重量份的橡胶成分，
含有：氮吸附比表面积为115～160m2/g、邻苯二甲酸二丁酯吸油量为115～140mL/100g的45～70重量份的炭黑；以及
0.3重量份以上且小于2.0重量份的硫黄。
2、根据上述1所述的传送带用橡胶组合物，其中，所述重均分子量为5.5×105～9.0×105。
3、根据上述1或2所述的传送带用橡胶组合物，其中，所述聚丁二烯橡胶通过钕类催化剂合成。
4、一种传送带，其中，使用上述1至3中任一项所述的传送带用橡胶组合物。
5、根据上述4所述的传送带，其中，将所述传送带用橡胶组合物用于上表面包覆橡胶。
有益效果
根据本发明，能提供耐磨耗性、耐切割性优越的传送带用橡胶组合物，以及使用该橡胶组合物的传送带。
附图说明
图1是示意地表示本发明的传送带的优选实施方式的一例的剖面图。
具体实施方式
以下对本发明进行详细说明。
需要说明的是，在本说明书中，使用“～”表示的数值范围是指作为下限值以及上限值包含记载于“～”前后的数值的范围。
此外，在本说明书中，在成分包含两种以上的物质的情况下，上述成分的含量是指两种以上物质的合计含量。
[橡胶组合物]
本发明的传送带用橡胶组合物(本发明的组合物)是如下传送带用橡胶组合物：
相对于包含20～80重量％的100℃下的门尼粘度为50～100、重均分子量为5.1×105～10.0×105的聚丁二烯橡胶的100重量份的橡胶成分，
含有：氮吸附比表面积为115～160m2/g、邻苯二甲酸二丁酯吸油量为115～140mL/100g的45～70重量份的炭黑；以及
0.3重量份以上且小于2.0重量份的硫黄。
本发明的组合物形成为这样的构成，因此认为可得到所希望的效果。虽然其理由具体不详，但大致推测如下。
在本发明中，聚丁二烯橡胶的重均分子量较大，并认为这样的聚丁二烯橡胶的炭黑的分散性较低。针对上述问题，本发明者们推测出：使用氮吸附比表面积以及邻苯二甲酸二丁酯吸油量较大、就是说使用构成炭黑的基本粒子的粒径非常小、结构性高(HighStructure)(聚结体的凝聚构造发达)的炭黑，可使炭黑相对于高分子量的聚丁二烯橡胶的分散性、橡胶组合物的加工性得到提高，可得到规定效果。
此外，本发明者们推测出：硫黄的含量处于规定范围，由此使上述聚丁二烯橡胶的硫化程度适当，可得到规定效果。
以下，对本发明的组合物中所含有的各成分进行详细说明。
<橡胶成分>
本发明的组合物含有橡胶成分，橡胶成分包含规定的聚丁二烯橡胶。(聚丁二烯橡胶)
本发明的组合物所使用的聚丁二烯橡胶的100℃下的门尼粘度(ML1+4@100℃)为50～100、重均分子量为5.1×105～10.0×105。
上述聚丁二烯橡胶的门尼粘度(ML1+4@100℃)优选为50～90，更优选为50～80。
在本发明中，聚丁二烯橡胶的门尼粘度是基于JISK6300-1:2001中记载的方法，在100℃的条件下测量的。
上述聚丁二烯橡胶的重均分子量优选为5.5×105～9.0×105，更优选为5.5×105～8.0×105。
在本发明中，聚丁二烯橡胶的重均分子量是基于由以环己烷作为溶剂的凝胶渗透色谱法(GPC)所获得的测量值而得到的标准聚苯乙烯换算值。
作为聚丁二烯橡胶的制造方法，可列举通过例如使用钴类催化剂和/或钕类催化剂那样的催化剂使丁二烯聚合而合成的方法。并不特别限制钴类催化剂、钕类催化剂。钴类催化剂可以是具有钴的化合物。钕类催化剂可以是具有钕(Nd)的化合物。其中优选钕类催化剂。
聚丁二烯橡胶能分别单独使用或者两种以上组合使用。
(聚丁二烯橡胶以外的橡胶)
在本发明中，并不特别限制除上述聚丁二烯橡胶以外橡胶成分所能包含的橡胶。例如，可列举二烯类橡胶。具体而言，例如可列举天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、上述以外的聚丁二烯橡胶(BR)、芳香族乙烯基-共轭二烯共聚橡胶(例如丁苯橡胶(SBR))、腈基丁二烯橡胶(NBR、丙烯腈-丁二烯橡胶)、丁基橡胶(IIR)、卤化丁基橡胶(例如Br-IIR、Cl-IIR)、氯丁橡胶(CR)等。其中，优选天然橡胶、丁苯橡胶。
橡胶成分除上述聚丁二烯橡胶以外橡胶成分所能包含的橡胶能分别单独使用或者两种以上组合使用。
在本发明中，橡胶成分中的聚丁二烯橡胶的比例为20～80重量％。聚丁二烯橡胶的比例优选为30～70重量％，更优选为40～60重量％。上述比例的剩余部分能采用除上述聚丁二烯橡胶以外橡胶成分所能包含的橡胶。
<炭黑>
本发明的组合物中所含有的炭黑的氮吸附比表面积为115～160m2/g、邻苯二甲酸二丁酯吸油量为115～140ml/100g。
炭黑的氮吸附比表面积(N2SA)优选为120～155m2/g，更优选为120～145m2/g，进一步优选为120～140m2/g。
在本发明中，炭黑的氮吸附比表面积是基于JISK6217-2:2001进行测定的。
炭黑的邻苯二甲酸二丁酯吸油量(DBP吸油量)优选为115～130mL/100g，更优选为116～130mL/100g，进一步优选为120～130mL/100g。
在本发明中，邻苯二甲酸二丁酯吸油量是基于JISK6217-4:2008进行测定的。
作为具体的炭黑，例如可列举SAF、ISAF-HS。
炭黑能分别单独使用或者两种以上组合使用。
在本发明中，相对于100重量份的橡胶成分，炭黑的含量为45～70重量份，优选为45～65重量份，进一步优选为45～55重量份。
<硫磺>
不特别限制本发明的组合物中所含有的硫磺。例如，可列举以往公知的硫磺。
在本发明中，相对于100重量份的橡胶成分，硫磺的含量为0.3重量份以上且小于2.0重量份，优选为0.8～1.5重量份，更优选为1.0～1.5重量份。
<添加剂>
在不损害本发明的效果、目的的范围内，本发明的组合物除了上述各成分以外，还能含有添加剂。作为添加剂，例如可列举规定的炭黑以外的炭黑、抗老化剂6C那样的抗老化剂、氧化锌、硬脂酸、加工助剂、石蜡(Paraffin wax)、香薰油、液态聚合物、萜烯类树脂、热固化性树脂、硫磺以外的硫化剂、硫化助剂、硫化促进剂以及硫化阻滞剂。
并不特别限制本发明的组合物的制造。例如，能通过将上述的各成分(除了硫黄等硫化剂、硫化促进剂)在班伯里密炼机等进行混炼，接着，在得到的混合物中加入硫黄等硫化剂、硫化促进剂并在混炼捏合机等中混炼而制造。
此外，并不特别限制硫化的条件。例如，能通过在140～160℃的条件下加热、加压来进行硫化。
本发明的组合物能用作用于制造传送带的橡胶组合物。
[传送带]
本发明的传送带是使用本发明的传送带用橡胶组合物的传送带。本发明的传送带除使用本发明的组合物以外并不特别限制。
作为本发明的传送带的方式，例如可列举具备上表面包覆橡胶层、下表面包覆橡胶层以及加强层，且在上表面包覆橡胶层与下表面包覆橡胶层之间具有加强层的传送带。
本发明的组合物也能用于上表面包覆橡胶层、下表面包覆橡胶层以及加强层的任一层。其中，优选将本发明的组合物用于上表面包覆橡胶层。
以下，使用附图来说明本发明的传送带。需要说明的是，本发明并不限于附图。
图1是示意地表示本发明的传送带的优选实施方式的一例的剖面图。
在图1中，传送带1具有上表面包覆橡胶层2、加强层3以及下表面包覆橡胶层4，并依次进行层叠。上表面包覆橡胶层2的表面形成为搬运物输送面5。优选使用本发明的组合物来形成上表面包覆橡胶层2。
如图1所示，在上表面包覆橡胶层具有两层以上的层的情况下，能使用本发明的组合物来形成该两层以上的层中的至少一层或所有层。此外，优选至少最外层使用本发明的组合物来形成。
在图1中，上表面包覆橡胶层2具有外层11以及内层12。能使用本发明的组合物来形成外层11和/或内层12，优选至少外层11使用本发明的组合物来形成。
在使用本发明的组合物来形成外层11的情况下，能将内层12作为用于粘接加强层3以及外层11的层。
并不特别限制下表面包覆橡胶层所使用的橡胶组合物。
下表面包覆橡胶层4具有外层16以及内层15。外层16和内层15也可以使用相同或不同的橡胶组合物来形成。
不特别限定加强层，能适当地选择在普通传送带中所使用的加强层来使用。此外，不特别限定加强层的形状，也可以例如图1所示呈片状。此外，也可以将线状的加强线并列埋入加强层内(未图示)。
上表面包覆橡胶层的厚度优选为3～25mm。下表面包覆橡胶层的厚度优选为3～20mm，更优选为5～15mm。需要说明的是，在上表面包覆橡胶层由两层以上构成的情况下，上表面包覆橡胶层的厚度能设为这些层的合计厚度。下表面包覆橡胶层的厚度也相同。
并不特别限制本发明的传送带的制造方法。例如，可包括以往公知的制造方法。
本发明的传送带例如能用于输送石灰石。
实例
以下，对实例进行表示，并具体地说明本发明。不过，本发明并不限于这些实例。
<组合物的制造>
以下述第1表所示的组成(重量份)，使用下述第2表所示的成分制造出组合物。具体而言，首先将下述第1表所示的成分中除了硫黄以及硫化促进剂以外的成分在班伯里密炼机中混合5分钟，接着在得到的混合物中加入硫黄以及硫化促进剂并使用辊将其混合，制造出组合物。
<评价用硫化橡胶片的制造>
将如上所述制造的组合物(未硫化)成型为片状，以148℃热硫化30分钟(耐切割性用试片的情况下为40分钟)，制造出硫化橡胶片。
<评价>
使用如上所述制造的硫化橡胶片进行以下评价。将结果表示于第1表。
·耐磨耗性(DIN磨耗试验)
基于DIN53516中所记载的方法，使用DIN磨耗试验机在室温条件下进行DIN磨耗试验，测量出上述硫化橡胶片的磨耗体积(DIN磨耗)。
将相对于DIN磨耗试验所使用的硫化橡胶片的体积的、如上所述测量出的磨耗体积的比率(体积％)，作为耐磨耗性的结果进行表示。
在上述比率为25体积％以下的情况下，耐磨耗性优越。
·耐切割性
对如上所述制造的硫化橡胶片(纵100mm×横20mm×高40mm)，在室温下，使刀具(刀刃的长度为100mm，刀尖2mm处的顶端角度为20°，重量为8kg)从上述硫化橡胶片的25cm上方向上述硫化橡胶片自然落下，测量出在硫化橡胶片所产生的裂纹的深度(mm)。
在上述深度为10mm以下的情况下，耐切割性优越。
[表1]
[表2]
第1表中所示的各成分具体如下。
[表3]
根据第1表所示的结果，显然：含有门尼粘度以及重均分子量为规定范围以外的聚丁二烯橡胶、且炭黑的量比规定少的比较例1的耐磨耗性、耐切割性较低。
与比较例1相比增加了炭黑的含量的比较例2的耐切割性较低。
硫黄的含量比规定范围多的比较例3、7的耐磨耗性、耐切割性较低。
含有门尼粘度为规定范围以外的聚丁二烯橡胶以及氮吸附比表面积为规定范围以外的炭黑、且硫黄的含量比规定范围多的比较例4的耐磨耗性、耐切割性较低。
含有门尼粘度为规定范围以外的聚丁二烯橡胶的比较例5的耐切割性较低。
含有氮吸附比表面积为规定范围以外的炭黑的比较例6的耐磨耗性、耐切割性较低。
与此相对，实例1～3的耐磨耗性、耐切割性优越。
此外，当将实例1、2进行比较时，实例2的规定效果比实例1的规定效果更优越。由此可知，在聚丁二烯橡胶的重均分子量为6.0×105～10.0×105的情况、门尼粘度为55～100的情况或者聚丁二烯橡胶是使用钕类催化剂来制造的情况下，耐磨耗性、耐切割性更优越。
此外，当将实例2、3进行比较时，实例3的耐磨耗性比实例2的耐磨耗性更优越。由此可知，在炭黑的氮吸附比表面积为120～140m2/g的情况和/或邻苯二甲酸二丁酯吸油量为120～130mL/100g的情况下，耐磨耗性更优越。
符号说明
1：传送带
2：上表面包覆橡胶层
3：加强层
4：下表面包覆橡胶层
5：搬运物输送面
11、16：外层
12、15：内层

Claims (5)

1.一种传送带用橡胶组合物，其中，
相对于包含20～80重量％的100℃下的门尼粘度为50～100、重均分子量为5.1×105～10.0×105的聚丁二烯橡胶的100重量份的橡胶成分，
含有：氮吸附比表面积为115～160m2/g、邻苯二甲酸二丁酯吸油量为115～140mL/100g的45～70重量份的炭黑；以及
0.3重量份以上且小于2.0重量份的硫黄。
2.根据权利要求1所述的传送带用橡胶组合物，其中，
所述重均分子量为5.5×105～9.0×105。
3.根据权利要求1或2所述的传送带用橡胶组合物，其中，
所述聚丁二烯橡胶通过钕类催化剂合成。
4.一种传送带，其中，
使用权利要求1至3中任一项所述的传送带用橡胶组合物。
5.根据权利要求4所述的传送带，其中，
将所述传送带用橡胶组合物用于上表面包覆橡胶。
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