CN107573552A - 一种耐热型橡胶输送带覆盖胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐热型橡胶输送带覆盖胶，属于输送带技术领域。将天然橡胶与丁腈橡胶加入塑炼机中混合塑炼，得塑炼混合胶，将塑炼混合胶先加入加入密炼机中密炼，然后再将软化剂，补强剂，抗老剂加入密炼机中继续密炼，出片，冷却，静置，得一阶段混炼胶，将一阶段混炼胶移入密炼机，并向密炼机中加入硫化剂，促进剂，改性石墨，改性碳纤维，乙二醇和甲苯磺酸，密炼，出片，冷却，得二阶段混炼胶，将二阶段混炼胶加入硫化机，硫化，出料，即得耐热型橡胶输送带覆盖胶。本发明制备的橡胶输送带覆盖胶具有优异的耐热性和抗龟裂性。

Description

一种耐热型橡胶输送带覆盖胶

技术领域

本发明公开了一种耐热型橡胶输送带覆盖胶，属于输送带技术领域。

背景技术

耐高温输送带是输送带的一个品种。按照HG/T2297标准规定，耐热输送带分3个型号。1型：可耐不高于100℃试验温度，代号T1；2型：可耐不高于120℃试验温度，代号T2；3型：可耐不高于150℃试验温度，代号T3。主要性能要求硬度老化后与老化前之差小于±20；拉伸强度变化率小于30%；拉断伸长率变化率小于50%。耐热输送带主要用于运送温度较高的物料，广泛应用于冶金、建材、化工等行业，如球团矿石、水泥熟料、烧结矿等。耐热输送带由3部分组成：1）覆盖胶；2）缓冲胶（又称过渡层）；3）帆布擦贴胶。覆盖胶在胶带上下表面，与运送的高温物料相接触，不仅要求耐热性好（要经得起150℃长期使用，或高于150℃的短时间使用），而且还必须耐磨、耐老化龟裂。

耐热输送带在使用过程中，覆盖胶与高温物料直接接触，对覆盖胶耐磨性能、耐屈挠性能、粘合性能和使用寿命等要求很高。按传统配方设计理念，耐热输送带覆盖胶首先应考虑高温下的耐老化性能，即高温状态下覆盖胶物理性能少下降，热稳定性较好，延缓炭化等老化现象发生。但从多年生产实践及用户实际使用情况发现，在高温动态工况下，减少覆盖胶龟裂现象也是延长耐热输送带使用寿命的关键因素之一。除此之外，输送带覆盖胶与高温物料长时间接触，其橡胶的易燃性也是一大安全隐患，传统高强度阻燃橡胶普遍采用含卤阻燃剂制备阻燃橡胶，含卤阻燃制品的优点在于具有高阻燃性，但因其燃烧时产生大量烟雾、毒性物质、强腐蚀性物质，危害环境及人类的健康。因此，制备低卤、低烟、高效阻燃胶带是长期以来的研究方向。

因此，提高传统输送带覆盖胶阻燃性能、耐热老化性及抗龟裂性能，成为其发展与应用亟待解决的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统输送带覆盖胶易燃，易热老化及龟裂现象严重的问题，提供了一种耐热型橡胶输送带覆盖胶。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种耐热型橡胶输送带覆盖胶，是由以下重量份数的原料组成：80～90份天然橡胶，50～60份丁腈橡胶，20～30份软化剂，10～15份硫化剂，30～45份补强剂，3～8份防老剂，8～12份促进剂，18～25份改性石墨，12～16份改性碳纤维，8～12份乙二醇，3～5份对甲苯磺酸；

所述改性石墨的制备方法为：

将石墨与氧化混合液混合反应，得氧化石墨混合液，将氧化石墨混合液旋蒸浓缩，得氧化石墨，将氧化石墨与氯化石蜡70混合研磨，得改性石墨；

所述改性碳纤维的制备方法为：

将碳纤维与硝酸溶液混合反应，过滤，得氧化碳纤维，将氧化碳纤维与偶联剂混合，搅拌反应后，过滤，干燥，得改性碳纤维；

所述耐热型橡胶输送带覆盖胶的制备方法为：

将天然橡胶与丁腈橡胶加入塑炼机中混合塑炼，得塑炼混合胶，将塑炼混合胶先加入密炼机中密炼，再将软化剂，补强剂，抗老剂加入密炼机中继续密炼，出片，冷却，静置，得一阶段混炼胶，将一阶段混炼胶移入密炼机，并向密炼机中加入硫化剂，促进剂，改性石墨，改性碳纤维，乙二醇和甲苯磺酸，密炼，出片，冷却，得二阶段混炼胶，将二阶段混炼胶加入硫化机，硫化，出料，即得耐热型橡胶输送带覆盖胶。

所述软化剂为机油，松焦油，古马隆树脂或石油树脂中任意一种。

所述硫化剂为硫磺，硫化剂PDM或一氯化硫中任意一种。

所述补强剂为炭黑N220，炭黑N330或炭黑N550中任意一种。

所述防老剂为防老剂4020，防老剂4010或防老剂264中任意一种。

所述促进剂为促进剂M，促进剂CZ或促进剂D中任意一种。

所述氧化混合液的制备方法为：将质量分数50～65%的硝酸溶液，质量分数70～80%的硫酸溶液和高锰酸钾按质量比2：1：1混合而成。

所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中任意一种。

本发明的有益效果是：

（1）本发明在制备耐热型橡胶输送带覆盖胶时使用改性石墨，改性石墨为氧化石墨和氯化石蜡70混合所得，首先，改性石墨在密炼过程中加入到橡胶输送带覆盖胶体系中，由于石墨在氧化后变为单片结构，密度较小，在硫化过程中会上浮至橡胶输送带覆盖胶表面，并且在乙二醇和对甲苯磺酸的作用下，会在橡胶输送带覆盖胶表面形成一层石墨保护层，避免热物质与橡胶输送带覆盖胶的直接接触，同时由于石墨优良的耐热和导热性，从而使保护层拥有较好的稳定性，进而使产品的耐热性得到提高，其次，由于加入的改性石墨中含有氯化石蜡70，由于氯化石蜡70分子量较小，在硫化过程中会上浮至橡胶输送带覆盖胶表面，进一步促使氧化石墨上浮至橡胶输送带覆盖胶表面，并且由于氯化石蜡70具有阻燃性和增塑性，使得橡胶输送带覆盖胶的阻燃能力和可塑性得到提高；

（2）本发明在制备耐热型橡胶输送带覆盖胶时使用改性碳纤维，一方面，碳纤维在经改性后表面连接了一定数量的偶联剂，在加入到橡胶输送带覆盖胶体系中后，可以使碳纤维与橡胶大分子链可以更好的结合，而体系中的炭黑可实现对碳纤维孔隙的进一步填充，使橡胶体系内填料的填充致密度得到有效提高，从而使得产品的强度和抗龟裂能力得到提高，另一方面，碳纤维在改性前经过氧化，表面含有活性基团，并且导热性较好，在与改性石墨一起加入到橡胶输送带覆盖胶体系中后，可在乙二醇和对甲苯磺酸的作用下，在橡胶输送带覆盖胶体系中形成导热通路，从而使产品可快速散热，进而使产品的耐热性提高。

具体实施方式

将石墨与氧化混合液按质量比1：5～1：10混合于烧杯中，将烧杯移入显测速恒温磁力搅拌器，于温度为50～55℃，转速为280～320r/min的条件下，恒温搅拌反应45～70min，得氧化石墨混合液，将氧化石墨混合液移入旋转蒸发仪，于温度为70～80℃，压力为600～800Pa的条件下恒温浓缩150～180min，得氧化石墨，将氧化石墨与氯化石蜡70按质量比1：2～1：3混合加入球磨机，按球料质量比为10：1～20：1加入氧化锆球磨珠，球磨混合1～2h，得改性石墨；将碳纤维与质量分数为55～65%硝酸溶液按质量比1：6～1：10混合于烧瓶中，将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为45～55℃，转速为300～340r/min的条件下，恒温搅拌反应45～70min，过滤，得滤饼，即得氧化碳纤维，将氧化碳纤维与偶联剂按质量比1：8～1：12混合，浸泡3～4h后，过滤，得预处理氧化碳纤维，将预处理氧化碳纤维移入干燥箱，于温度为80～90℃的条件下，恒温干燥15～30min，得改性碳纤维；按重量份数计，依次取80～90份天然橡胶，50～60份丁腈橡胶，20～30份软化剂，10～15份硫化剂，30～45份补强剂，3～8份防老剂，8～12份促进剂，18～25份改性石墨，12～16份改性碳纤维，8～12份乙二醇，3～5份对甲苯磺酸，将天然橡胶与丁腈橡胶依次加入塑炼机中，于温度为50～60℃的条件下塑炼18～25min，得塑炼混合胶，先将塑炼混合胶移入密炼机中，密炼2～4min后，再将软化剂，补强剂，抗老剂加入密炼机中，密炼5～15min，控制排胶温度为125～140℃，经翻炼、按厚度为8～11mm出片，得一阶段预处理混炼胶，将一阶段预处理混炼胶移入鼓风干燥箱，于室温条件下干燥60～70min后，静置8～10h，得一阶段混炼胶；将一阶段混炼胶，硫化剂，促进剂，改性石墨，改性碳纤维，乙二醇和甲苯磺酸加入密炼机，混炼5～8min，控制排胶温度为120～128℃，经翻炼、按厚度为8～11mm出片，得二阶段预处理混炼胶，将二阶段预处理混炼胶移入鼓风干燥箱，于室温条件下干燥65～80min后，得二阶段混炼胶；将二阶段混炼胶加入硫化机，于温度为150～170℃，压力为15～16MPa的条件下，硫化15～30min，出料，即得耐热型橡胶输送带覆盖胶。所述软化剂为机油，松焦油，古马隆树脂或石油树脂中任意一种。所述硫化剂为硫磺，硫化剂PDM或一氯化硫中任意一种。所述补强剂为炭黑N220，炭黑N330或炭黑N550中任意一种。所述防老剂为防老剂4020，防老剂4010或防老剂264中任意一种。所述促进剂为促进剂M，促进剂CZ或促进剂D中任意一种。所述氧化混合液的制备方法为：将质量分数50～65%的硝酸溶液，质量分数70～80%的硫酸溶液和高锰酸钾按质量比2：1：1混合而成。所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中任意一种。

实例1

将石墨与氧化混合液按质量比1：10混合于烧杯中，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55℃，转速为320r/min的条件下，恒温搅拌反应70min，得氧化石墨混合液，将氧化石墨混合液移入旋转蒸发仪，于温度为80℃，压力为800Pa的条件下恒温浓缩180min，得氧化石墨，将氧化石墨与氯化石蜡70按质量比1：3混合加入球磨机，按球料质量比为20：1加入氧化锆球磨珠，球磨混合2h，得改性石墨；将碳纤维与质量分数为65%硝酸溶液按质量比1：10混合于烧瓶中，将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55℃，转速为340r/min的条件下，恒温搅拌反应70min，过滤，得滤饼，即得氧化碳纤维，将氧化碳纤维与偶联剂按质量比1：12混合，浸泡4h后，过滤，得预处理氧化碳纤维，将预处理氧化碳纤维移入干燥箱，于温度为90℃的条件下，恒温干燥30min，得改性碳纤维；按重量份数计，依次取90份天然橡胶，60份丁腈橡胶，30份软化剂，15份硫化剂，45份补强剂，8份防老剂，12份促进剂，25份改性石墨，16份改性碳纤维，12份乙二醇，5份对甲苯磺酸，将天然橡胶与丁腈橡胶依次加入塑炼机中，于温度为60℃的条件下塑炼25min，得塑炼混合胶，先将塑炼混合胶移入密炼机中，密炼4min后，再将软化剂，补强剂，抗老剂加入密炼机中，密炼15min，控制排胶温度为140℃，经翻炼、按厚度为11mm出片，得一阶段预处理混炼胶，将一阶段预处理混炼胶移入鼓风干燥箱，于室温条件下干燥70min后，静置10h，得一阶段混炼胶；将一阶段混炼胶，硫化剂，促进剂，改性石墨，改性碳纤维，乙二醇和甲苯磺酸加入密炼机，混炼8min，控制排胶温度为128℃，经翻炼、按厚度为11mm出片，得二阶段预处理混炼胶，将二阶段预处理混炼胶移入鼓风干燥箱，于室温条件下干燥80min后，得二阶段混炼胶；将二阶段混炼胶加入硫化机，于温度为170℃，压力为16MPa的条件下，硫化30min，出料，即得耐热型橡胶输送带覆盖胶。所述软化剂为机油。所述硫化剂为硫磺。所述补强剂为炭黑N220。所述防老剂为防老剂4020。所述促进剂为促进剂M。所述氧化混合液的制备方法为：将质量分数65%的硝酸溶液，质量分数80%的硫酸溶液和高锰酸钾按质量比2：1：1混合而成。所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。

实例2

将石墨与氧化混合液按质量比1：10混合于烧杯中，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55℃，转速为320r/min的条件下，恒温搅拌反应70min，得氧化石墨混合液，将氧化石墨混合液移入旋转蒸发仪，于温度为80℃，压力为800Pa的条件下恒温浓缩180min，得氧化石墨，将氧化石墨与氯化石蜡70按质量比1：3混合加入球磨机，按球料质量比为20：1加入氧化锆球磨珠，球磨混合2h，得改性石墨；按重量份数计，依次取90份天然橡胶，60份丁腈橡胶，30份软化剂，15份硫化剂，45份补强剂，8份防老剂，12份促进剂，25份改性石墨，12份乙二醇，5份对甲苯磺酸，将天然橡胶与丁腈橡胶依次加入塑炼机中，于温度为60℃的条件下塑炼25min，得塑炼混合胶，先将塑炼混合胶移入密炼机中，密炼4min后，再将软化剂，补强剂，抗老剂加入密炼机中，密炼15min，控制排胶温度为140℃，经翻炼、按厚度为11mm出片，得一阶段预处理混炼胶，将一阶段预处理混炼胶移入鼓风干燥箱，于室温条件下干燥70min后，静置10h，得一阶段混炼胶；将一阶段混炼胶，硫化剂，促进剂，改性石墨，乙二醇和甲苯磺酸加入密炼机，混炼8min，控制排胶温度为128℃，经翻炼、按厚度为11mm出片，得二阶段预处理混炼胶，将二阶段预处理混炼胶移入鼓风干燥箱，于室温条件下干燥80min后，得二阶段混炼胶；将二阶段混炼胶加入硫化机，于温度为170℃，压力为16MPa的条件下，硫化30min，出料，即得耐热型橡胶输送带覆盖胶。所述软化剂为机油。所述硫化剂为硫磺。所述补强剂为炭黑N220。所述防老剂为防老剂4020。所述促进剂为促进剂M。所述氧化混合液的制备方法为：将质量分数65%的硝酸溶液，质量分数80%的硫酸溶液和高锰酸钾按质量比2：1：1混合而成。所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。

实例3

将碳纤维与质量分数为65%硝酸溶液按质量比1：10混合于烧瓶中，将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55℃，转速为340r/min的条件下，恒温搅拌反应70min，过滤，得滤饼，即得氧化碳纤维，将氧化碳纤维与偶联剂按质量比1：12混合，浸泡4h后，过滤，得预处理氧化碳纤维，将预处理氧化碳纤维移入干燥箱，于温度为90℃的条件下，恒温干燥30min，得改性碳纤维；按重量份数计，依次取90份天然橡胶，60份丁腈橡胶，30份软化剂，15份硫化剂，45份补强剂，8份防老剂，12份促进剂，16份改性碳纤维，12份乙二醇，5份对甲苯磺酸，将天然橡胶与丁腈橡胶依次加入塑炼机中，于温度为60℃的条件下塑炼25min，得塑炼混合胶，先将塑炼混合胶移入密炼机中，密炼4min后，再将软化剂，补强剂，抗老剂加入密炼机中，密炼15min，控制排胶温度为140℃，经翻炼、按厚度为11mm出片，得一阶段预处理混炼胶，将一阶段预处理混炼胶移入鼓风干燥箱，于室温条件下干燥70min后，静置10h，得一阶段混炼胶；将一阶段混炼胶，硫化剂，促进剂，改性碳纤维，乙二醇和甲苯磺酸加入密炼机，混炼8min，控制排胶温度为128℃，经翻炼、按厚度为11mm出片，得二阶段预处理混炼胶，将二阶段预处理混炼胶移入鼓风干燥箱，于室温条件下干燥80min后，得二阶段混炼胶；将二阶段混炼胶加入硫化机，于温度为170℃，压力为16MPa的条件下，硫化30min，出料，即得耐热型橡胶输送带覆盖胶。所述软化剂为机油。所述硫化剂为硫磺。所述补强剂为炭黑N220。所述防老剂为防老剂4020。所述促进剂为促进剂M。所述氧化混合液的制备方法为：将质量分数65%的硝酸溶液，质量分数80%的硫酸溶液和高锰酸钾按质量比2：1：1混合而成。所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。

实例4

将石墨与氧化混合液按质量比1：10混合于烧杯中，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55℃，转速为320r/min的条件下，恒温搅拌反应70min，得氧化石墨混合液，将氧化石墨混合液移入旋转蒸发仪，于温度为80℃，压力为800Pa的条件下恒温浓缩180min，得氧化石墨；将碳纤维与质量分数为65%硝酸溶液按质量比1：10混合于烧瓶中，将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55℃，转速为340r/min的条件下，恒温搅拌反应70min，过滤，得滤饼，即得氧化碳纤维，将氧化碳纤维与偶联剂按质量比1：12混合，浸泡4h后，过滤，得预处理氧化碳纤维，将预处理氧化碳纤维移入干燥箱，于温度为90℃的条件下，恒温干燥30min，得改性碳纤维；按重量份数计，依次取90份天然橡胶，60份丁腈橡胶，30份软化剂，15份硫化剂，45份补强剂，8份防老剂，12份促进剂，25份氧化石墨，16份改性碳纤维，12份乙二醇，5份对甲苯磺酸，将天然橡胶与丁腈橡胶依次加入塑炼机中，于温度为60℃的条件下塑炼25min，得塑炼混合胶，先将塑炼混合胶移入密炼机中，密炼4min后，再将软化剂，补强剂，抗老剂加入密炼机中，密炼15min，控制排胶温度为140℃，经翻炼、按厚度为11mm出片，得一阶段预处理混炼胶，将一阶段预处理混炼胶移入鼓风干燥箱，于室温条件下干燥70min后，静置10h，得一阶段混炼胶；将一阶段混炼胶，硫化剂，促进剂，氧化石墨，改性碳纤维，乙二醇和甲苯磺酸加入密炼机，混炼8min，控制排胶温度为128℃，经翻炼、按厚度为11mm出片，得二阶段预处理混炼胶，将二阶段预处理混炼胶移入鼓风干燥箱，于室温条件下干燥80min后，得二阶段混炼胶；将二阶段混炼胶加入硫化机，于温度为170℃，压力为16MPa的条件下，硫化30min，出料，即得耐热型橡胶输送带覆盖胶。所述软化剂为机油。所述硫化剂为硫磺。所述补强剂为炭黑N220。所述防老剂为防老剂4020。所述促进剂为促进剂M。所述氧化混合液的制备方法为：将质量分数65%的硝酸溶液，质量分数80%的硫酸溶液和高锰酸钾按质量比2：1：1混合而成。所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。

对比例：洛阳某橡胶技术有限公司生产的传送带覆盖胶。

将实例1至4所得的耐热型橡胶输送带覆盖胶及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：

热空气老化性能：按GB/T3512测试，条件为150℃×168h；

撕裂性能测试：按照GB/T529进行，拉伸速度为500mm/min；

阻燃性能：按照MT450测试氧指数。

具体检测结果如表1所示：

表1

由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的耐热型橡胶输送带覆盖胶兼备优异的阻燃性能、耐热老化性能和抗龟裂能力，在 行业的发展中具有广阔的前景。

Claims (8)

1.一种耐热型橡胶输送带覆盖胶，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：80～90份天然橡胶，50～60份丁腈橡胶，20～30份软化剂，10～15份硫化剂，30～45份补强剂，3～8份防老剂，8～12份促进剂，18～25份改性石墨，12～16份改性碳纤维，8～12份乙二醇，3～5份对甲苯磺酸；

所述改性石墨的制备方法为：

将石墨与氧化混合液混合反应，得氧化石墨混合液，将氧化石墨混合液旋蒸浓缩，得氧化石墨，将氧化石墨与氯化石蜡70混合研磨，得改性石墨；

所述改性碳纤维的制备方法为：

将碳纤维与硝酸溶液混合反应，过滤，得氧化碳纤维，将氧化碳纤维与偶联剂混合，搅拌反应后，过滤，干燥，得改性碳纤维；

所述耐热型橡胶输送带覆盖胶的制备方法为：

将天然橡胶与丁腈橡胶加入塑炼机中混合塑炼，得塑炼混合胶，将塑炼混合胶先加入密炼机中密炼，再将软化剂，补强剂，抗老剂加入密炼机中继续密炼，出片，冷却，静置，得一阶段混炼胶，将一阶段混炼胶移入密炼机，并向密炼机中加入硫化剂，促进剂，改性石墨，改性碳纤维，乙二醇和甲苯磺酸，密炼，出片，冷却，得二阶段混炼胶，将二阶段混炼胶加入硫化机，硫化，出料，即得耐热型橡胶输送带覆盖胶。

2.根据权利要求1所述的一种耐热型橡胶输送带覆盖胶，其特征在于：所述软化剂为机油，松焦油，古马隆树脂或石油树脂中任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种耐热型橡胶输送带覆盖胶，其特征在于：所述硫化剂为硫磺，硫化剂PDM或一氯化硫中任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种耐热型橡胶输送带覆盖胶，其特征在于：所述补强剂为炭黑N220，炭黑N330或炭黑N550中任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种耐热型橡胶输送带覆盖胶，其特征在于：所述防老剂为防老剂4020，防老剂4010或防老剂264中任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种耐热型橡胶输送带覆盖胶，其特征在于：所述促进剂为促进剂M，促进剂CZ或促进剂D中任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种耐热型橡胶输送带覆盖胶，其特征在于：所述氧化混合液的制备方法为：将质量分数50～65%的硝酸溶液，质量分数70～80%的硫酸溶液和高锰酸钾按质量比2：1：1混合而成。

8.根据权利要求1所述的一种耐热型橡胶输送带覆盖胶，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中任意一种。