CN109880552B - 一种用于t4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层及其制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层及其制备方法及其应用，其解决了现有输送带高温下其粘合胶层粘合力差、老化后粘合强度损失大的技术问题，其设有粘合胶，粘合胶原料各组分按照重量份组成如下：EPDM 404560～70份，丁苯橡胶30～40份；炭黑N33015～35份，沉淀法白炭黑5～20份；粘合增进剂RICON130MA133～8份，烷基酚醛树脂HY203为5～15份，芳烃油3～6份，石蜡油Sunpar22803～6份，抗疲劳剂PL‑6003～5份；防老剂RD 1～4份，防老剂MB 1～4份，抗氧剂MC4451～3份；氧化锌3～8份，硬脂酸0.5～1.5份，促进剂DM 1～1.5份，硫化剂DCP 1～2份，预分散硫磺S‑801.2～3份，同时还提供了该粘合胶层的制备方法及应用，可广泛应用于输送带制造技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及输送带制造技术领域，特别涉及一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层及其制备方法及其应用。
背景技术
目前水泥厂、钢厂受工艺、设备及技术水平限制，物料温度居高不下，普通耐热温输送带经常出现脱层、横断现象，特别是许多高炉刚排到输送带上的炉渣带着火苗，对输送带的损害极大，缩短了输送带的使用寿命，无法满足客户要求。究其主要原因，目前生产的耐高温输送带的覆盖胶为三元乙丙橡胶，覆盖胶与其相邻的纤维材料采用粘合胶层粘合，该粘合胶层在高温老化后粘合强度损失大，导致耐高温输送带使用中出现脱层、横断的现象，缩短了输送带的使用寿命。因此，研发一种耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层势在必行。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种高温下粘合力好、老化后粘合强度损失小的T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层及其制备方法及其应用，该粘合胶层与三元乙丙覆盖胶直接粘合。
为此，本发明提供一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层，其设有粘合胶，粘合胶原料各组分按照重量份组成如下：
橡胶体系：EPDM 4045为60～70份，丁苯橡胶为30～40份；
补强体系：炭黑N330为15～35份，沉淀法白炭黑为5～20份；
增粘增塑软化体系：粘合增进剂RICON130MA13为3～8份，烷基酚醛树脂HY203为5～15份，芳烃油为3～6份，石蜡油Sunpar2280为3～6份，抗疲劳剂PL-600为3～5份；
防老体系：防老剂为RD为1～4份，防老剂MB为1～4份，抗氧剂MC445为1～3份；
硫化体系：氧化锌为3～8份，硬脂酸为0.5～1.5份，促进剂DM为1～1.5份，硫化剂DCP为1～2份，预分散硫磺为S-80为1.2～3份。
优选的，上述的一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层，粘合胶原料各组分按照重量份组成如下：
EPDM 4045为65～70份，丁苯橡胶为30～40份；炭黑N330为30～35份，沉淀法白炭黑为5～20份；粘合增进剂RICON130MA13为5～8份，烷基酚醛树脂HY203为5～15份，芳烃油为2～5份，石蜡油Sunpar2280为4～6份，抗疲劳剂PL-600为4～5份；防老剂为RD为1.5～3份，防老剂MB为1.5～3份，抗氧剂MC445为1.5～2份；氧化锌为5～8份，硬脂酸为0.5～1份，促进剂DM为1.3～1.5份，硫化剂DCP为1.7～2份，预分散硫磺为S-80为1.2～2.1份。
优选的，上述的一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层，粘合胶原料各组分按照重量份组成如下：
EPDM 4045为70份，丁苯橡胶为40份；炭黑N330为35份，沉淀法白炭黑为20份；粘合增进剂RICON130MA13为8份，烷基酚醛树脂HY203为15份，芳烃油为5份，石蜡油Sunpar2280为5份，抗疲劳剂PL-600为4.5份；防老剂为RD为3份，防老剂MB为3份，抗氧剂MC445为1.5份；氧化锌为8份，硬脂酸为1份，促进剂DM为1.5份，硫化剂DCP为2份，预分散硫磺为S-80为1.5份。
上述的一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层的制备方法，包括以下步骤：
(1)混炼：将60～70份EPDM 4045、30～40份丁苯橡胶加入密炼机中，再向密炼机中投入炭黑N330 15～35份、沉淀法白炭黑5～20份、粘合增进剂RICON130MA13 3～8份、烷基酚醛树脂HY203 5～15份、芳烃油3～6份、石蜡油Sunpar2280 3～6份、抗疲劳剂PL-600 3～5份、防老剂RD 1～4份、防老剂MB 1～4份、抗氧剂MC445 1～3份、氧化锌3～8份、硬脂酸0.5～1.5份、促进剂DM 1～1.5份，控制混炼温度80～140℃，控制混炼时间5～8分钟；后续可在密炼机或者开炼机中再加入硫化剂DCP 1～2份、预分散硫磺S-80 1.5～3份，控制混炼温度50～100℃，控制混炼时间3～5分钟，下片冷却、停放，得到混炼胶。
(2)热炼：将步骤(1)所得混炼胶送入开炼机进行粗炼，辊温控制在45～60℃，胶料***均匀包辊，翻胶3次后下卷，然后再送入开炼机进行精炼，辊温控制在60～80℃，时间控制在5～8分钟，得到耐热聚酯帆布输送带粘合层中的粘合胶。
(3)帆布双面贴胶工序：将步骤(2)热炼好的粘合胶送入四辊压延机中，进行贴布作业。压延机辊温需进行预热，预热温度为上辊和下辊温度为80～100℃，两个中辊温度为70～90℃，聚酯帆布单面贴胶厚度为0.4～0.55mm，根据聚酯帆布型号确定上胶量，贴好粘合胶的聚酯帆布用垫布垫好进行卷曲以备输送带成型使用，制得用于耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层。
优选的，EP150型聚酯帆布单面贴胶厚度最好为0.4mm，EP200型聚酯帆布单面贴胶厚度最好为0.45mm，EP250型聚酯帆布单面贴胶厚度最好为0.5mm，EP300型聚酯帆布单面贴胶厚度最好为0.55mm。
上述的一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层的应用，粘合胶层与覆盖胶直接粘合，且覆盖胶的配方中的橡胶体系中包括三元乙丙橡胶。
由于受三元乙丙橡胶自粘性及与现有聚酯浸胶帆布浸胶体系粘合性能差的原因，天然橡胶虽具有优异的加工性能及自粘性能，但耐热老化性能不及丁苯胶，且本发明粘合胶层与三元乙丙覆盖胶直接粘合，故采用ENB含量适中及加工工艺优良的三元乙丙橡胶EPDM4045与丁苯橡胶并用，为了提高输送带的耐热老化性能，达到GB/T20021-2017规定的T4级别的耐热性能，本发明粘合胶层橡胶体系中不能加入天然橡胶，否则会降低输送带的耐热老化性能。而顺丁橡胶是通用橡胶中耐低温性能最好的橡胶，也不适宜于在橡胶体系内并用。
三元乙丙橡胶EPDM4045和丁苯橡胶本身强度很低，必须经过补强才能满足使用性能。本发明采用炭黑N330和沉淀法白炭黑并用，炭黑N330属于高耐磨型炉黑，补强性能高；沉淀法白炭黑既有补强性能，又能增加本发明胶料与聚酯帆布的粘合性能，又可降低成本。
由于本发明橡胶体系以三元乙丙4045为主，虽采用与丁苯橡胶并用提高耐热老化性能，且胶料自粘性能有所改善，但还不能满足在T4级别最高180℃下的粘合性能及工艺性能要求，且三元乙丙橡胶EPDM4045与丁苯橡胶相容性差，经研究发现，具有偶联作用的粘合增进剂马来酸酐化聚丁二烯(RICON130MA13)能够极大的改善三元乙丙橡胶EPDM4045与丁苯橡胶相容性，显著提高本发明粘合胶与聚酯帆布的粘合性能，且不影响本发明粘合胶层的热老化性能。
橡胶的粘性对于输送带这样的多层制品加工工艺具有重要作用，粘性过小容易造成胶料粘合界面脱开，三元乙丙橡胶EPDM4045和丁苯橡胶的粘性都比天然橡胶差，故必须加入增粘剂。经研究，烷基酚醛树脂HY203，作为非热反应型烷基酚醛树脂，实施例采用山西化工研究所产品，其与本发明橡胶体系相容性大，且粘性保持好，且不影响硫化后的粘合胶层的物理和化学性能，还可提升硫化后的粘合胶层的耐老化性能和化学稳定性。
经研究发现，芳烃油是丁苯橡胶最好的软化剂，石蜡油Sunpar2280是三元乙丙橡胶EPDM4045最好的软化剂，故采用两者并用，缺一不可，既能满足橡胶软化要求，又不会对粘合胶与聚酯帆布的粘合性能、以及粘合胶层的耐热老化性能造成影响，且能降低成本。另外，本发明加入抗疲劳剂PL-600，最大程度的降低输送带曲挠疲劳对粘合胶粘合性能的影响。
目前用于耐热输送带粘合胶的防老剂有:RD、BLE、MB、MC、4010NA等，经研究发现，本发明若采用目前防老剂一种或者多种并用，T4级别最高180℃下耐热老化性能不理想，且易出现喷霜现象，严重的影响粘合胶与聚酯帆布的粘合性能，而将防老剂RD、防老剂MB与抗氧剂MC445三者并用能够显著提高本发明输送带粘合胶层的耐热老化性能，且不会产生喷霜现象，不会对粘合胶与聚酯帆布的粘合性能造成影响。
经研究发现，本发明采用有机过氧化物硫化剂DCP和预分散硫磺S-80并用硫化体系，既能保证粘合胶与聚酯帆布的粘合性能，又能最大程度提高粘合胶层的耐热老化性能。本发明采用直接硫化粘合体系，使粘合胶层在常、高温下粘合强度高，耐热老化性能好，操作工艺简单，制造成本低，适合批量生产。
本发明的有益效果是：本发明提供一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层及其制备方法及其应用，其将橡胶体系、补强体系、硫化体系、软化增粘增塑体系、防老体系经混炼、热炼压延成型硫化后制得耐高热输送带成品的粘合胶层。本发明制备的耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层，直接与三元乙丙覆盖胶相粘合，既简化了生产工艺又保持了常温下高粘合力，也使得在180℃高温下保持较高的粘合性能，具备优异的耐老化性能，老化后粘合强度损失小，降低了输送带高温下出现鼓泡脱层和输送带横断现象。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。本发明中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。
以下实施例中所述原材料均为市场购买。其中，EPDM 4045为吉林石化产品，丁苯橡胶为齐鲁石化产品；炭黑N330为山东腾胜精细化工有限公司，沉淀法白炭黑为青州联科白炭黑有限公司产品；粘合增进剂RICON130MA13为美国产品，烷基酚醛树脂HY203为山西化工研究所产品，芳烃油为台湾中油股份有限公司产品，石蜡油Sunpar2280为美国太阳公司产品，抗疲劳剂PL-600浙江黄岩东海化工产品；防老剂MB、RD及促进剂DM为河南蔚林新材料科技有限公司产品，抗氧剂MC445为南通新长化学产品；氧化锌为临朐铖铭工贸有限公司产品，硬脂酸为山东高密友强助剂有限公司产品，硫化剂DCP为荷兰阿克苏产品，预分散硫磺S-80为威海天宇新材料科技有限公司产品。
实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5所述的一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层中的粘合胶配方如表1：(表1中各原料含量单位为：重量份)
表1：耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层配方
| 配方组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| EPDM 4045 | 60 | 70 | 65 | 70 | 68 |
| 丁苯橡胶 | 30 | 40 | 35 | 30 | 32 |
| 炭黑N330 | 30 | 35 | 35 | 35 | 15 |
| 沉淀法白炭黑 | 15 | 20 | 15 | 5 | 20 |
| 粘合增进剂RICON130MA13 | 3 | 8 | 5 | 5 | 8 |
| 烷基酚醛树脂HY203 | 10 | 15 | 12 | 5 | 14 |
| 芳烃油 | 3 | 5 | 3 | 2 | 6 |
| 石蜡油Sunpar2280 | 3 | 5 | 4 | 6 | 3 |
| 抗疲劳剂PL-600 | 3 | 4.5 | 4 | 5 | 5 |
| 防老剂RD | 1 | 3 | 2 | 1.5 | 4 |
| 防老剂MB | 4 | 3 | 2 | 1.5 | 1 |
| 抗氧剂MC445 | 1 | 1.5 | 2 | 1.5 | 3 |
| 氧化锌 | 4 | 8 | 5 | 6 | 3 |
| 硬脂酸 | 1.5 | 1 | 1 | 0.5 | 0.8 |
| 促进剂DM | 1 | 1.5 | 1.3 | 1.5 | 1.4 |
| 硫化剂DCP | 1 | 2 | 1.7 | 1.8 | 2 |
| 预分散硫磺S-80 | 3 | 1.5 | 2.1 | 1.2 | 1.7 |
上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5所述的一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层的制备方法，包括以下步骤：
(1)混炼：将EPDM 4045、丁苯橡胶加入密炼机中，再向密炼机中投入炭黑N330、沉淀法白炭黑、粘合增进剂RICON130MA13、烷基酚醛树脂HY203、芳烃油、石蜡油Sunpar2280、抗疲劳剂PL-600、防老剂RD、防老剂MB、抗氧剂MC445、氧化锌、硬脂酸、促进剂DM，控制混炼温度80～140℃，控制混炼时间5～8分钟；后续在密炼机中再加入硫化剂DCP、预分散硫磺S-80，控制混炼温度50～100℃，控制混炼时间3～5分钟，下片冷却、停放，得到混炼胶。
(2)热炼：将步骤(1)所得混炼胶送入开炼机进行粗炼，辊温控制在45～60℃，胶料***均匀包辊，翻胶3次后下卷，然后再送入开炼机进行精炼，辊温控制在60～80℃，时间控制在5～8分钟，得到耐热聚酯帆布输送带粘合层中的粘合胶。
(3)帆布双面贴胶工序：将步骤(2)热炼好的粘合胶送入四辊压延机中，进行贴布作业。压延机辊温需进行预热，预热温度为上辊和下辊温度为80～100℃，两个中辊温度为70～90℃，根据帆布型号确定上胶量，其中实施例1为EP150型聚酯帆布，其单面贴胶厚度0.4mm；实施例2为EP200型聚酯帆布，其单面贴胶厚度为0.45mm；实施例3为EP200型聚酯帆布，其单面贴胶厚度为0.45mm；实施例4为EP250型聚酯帆布，其单面贴胶厚度为0.5mm；实施例5为EP300型聚酯帆布，其单面贴胶厚度为0.55mm；贴好粘合胶的聚酯帆布用垫布垫好进行卷曲以备输送带成型使用，制得用于耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层。
需要说明的是，上述步骤(2)中，后续加入硫化剂DCP、预分散硫磺S-80的操作也可开炼机上进行，控制混炼温度50～100℃，控制混炼时间3～5分钟，下片冷却、停放，得到混炼胶。
实施例1～实施例5所分别制得的粘合胶以及粘合胶层的力学性能如下表2，其中对比例为现有技术耐热聚酯帆布输送带用粘合胶以及粘合胶层的力学性能。检验标准为GB/T20021-2017。
表2：耐热聚酯帆布输送带的粘合胶及粘合胶层力学性能数据
从上表可以看出，相比对比例，本发明粘合胶层在180℃高温粘合强度及180℃老化168小时后的层间粘合强度显著高于目前现有技术水平，且与常温粘合强度相比损失较小，既保持了常温下高粘合力，也使得在180度高温下保持较高的粘合性能，具备优异的耐老化性能，老化后粘合力优异，达到GB/T20021-2017标准中有关T4级别的耐热性能，降低了输送带高温下出现鼓泡脱层和输送带横断现象。
本发明制备的T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层应用于T4级别的耐热聚酯帆布输送带，且该粘合胶层与该输送带覆盖胶可直接相粘合，省去了现有技术用于粘合胶层与覆盖胶之间的过渡粘合胶层，该输送带覆盖胶配方中的橡胶体系中要含有三元乙丙橡胶，包括三元乙丙橡胶单用、以及三元乙丙橡胶与其他橡胶并用。本发明粘合胶层也可以应用于不大于180℃耐热性的耐热聚酯帆布输送带内，例如公开号为104312018A的发明专利公开的一种耐热输送带覆盖胶，其橡胶体系为三元乙丙橡胶与二元乙丙橡胶并用，满足175℃耐热温度的要求。
惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。
Claims (6)
1.一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层，其设有粘合胶，其特征在于，粘合胶原料各组分按照重量份组成如下：
EPDM 4045为60～70份，丁苯橡胶为30～40份；炭黑N330为15～35份，沉淀法白炭黑为5～20份；粘合增进剂RICON130MA13为3～8份，烷基酚醛树脂HY203为5～15份，芳烃油为3～6份，石蜡油Sunpar2280为3～6份，抗疲劳剂PL-600为3～5份；防老剂为RD为1～4份，防老剂MB为1～4份，抗氧剂MC445为1～3份；氧化锌为3～8份，硬脂酸为0.5～1.5份，促进剂DM为1～1.5份，硫化剂DCP为1～2份，预分散硫磺为S-80为1.2～3份。
2.根据权利要求1所述的一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层，其特征在于，粘合胶原料各组分按照重量份组成如下：
EPDM 4045为65～70份，丁苯橡胶为30～40份；炭黑N330为30～35份，沉淀法白炭黑为5～20份；粘合增进剂RICON130MA13为5～8份，烷基酚醛树脂HY203为5～15份，芳烃油为2～5份，石蜡油Sunpar2280为4～6份，抗疲劳剂PL-600为4～5份；防老剂为RD为1.5～3份，防老剂MB为1.5～3份，抗氧剂MC445为1.5～2份；氧化锌为5～8份，硬脂酸为0.5～1份，促进剂DM为1.3～1.5份，硫化剂DCP为1.7～2份，预分散硫磺为S-80为1.2～2.1份。
3.根据权利要求2所述的一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层，其特征在于，粘合胶原料各组分按照重量份组成如下：
EPDM 4045为70份，丁苯橡胶为40份；炭黑N330为35份，沉淀法白炭黑为20份；粘合增进剂RICON130MA13为8份，烷基酚醛树脂HY203为15份，芳烃油为5份，石蜡油Sunpar2280为5份，抗疲劳剂PL-600为4.5份；防老剂为RD为3份，防老剂MB为3份，抗氧剂MC445为1.5份；氧化锌为8份，硬脂酸为1份，促进剂DM为1.5份，硫化剂DCP为2份，预分散硫磺为S-80为1.5份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混炼：将EPDM 4045、丁苯橡胶加入密炼机中，再向密炼机中投入炭黑N330、沉淀法白炭黑、粘合增进剂RICON130MA13、烷基酚醛树脂HY203、芳烃油、石蜡油Sunpar2280、抗疲劳剂PL-600、防老剂RD、防老剂MB、抗氧剂MC445、氧化锌、硬脂酸、促进剂DM，控制混炼温度80～140℃，控制混炼时间5～8分钟；后续可在密炼机或者开炼机中再加入硫化剂DCP、预分散硫磺S-80，控制混炼温度50～100℃，控制混炼时间3～5分钟，下片冷却、停放，得到混炼胶；
(2)热炼：将步骤(1)所得混炼胶送入开炼机进行粗炼，辊温控制在45～60℃，胶料***均匀包辊，翻胶3次后下卷，然后再送入开炼机进行精炼，辊温控制在60～80℃，时间控制在5～8分钟，得到耐热聚酯帆布输送带粘合层中的粘合胶；
(3)帆布双面贴胶工序：将步骤(2)热炼好的粘合胶送入四辊压延机中，进行贴布作业；压延机辊温需进行预热，预热温度为上辊和下辊温度为80～100℃，两个中辊温度为70～90℃，聚酯帆布单面贴胶厚度为0.4～0.55mm，根据聚酯帆布型号确定上胶量，贴好粘合胶的聚酯帆布用垫布垫好进行卷曲以备输送带成型使用，制得用于耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层。
5.根据权利要求4所述的一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层的制备方法，其特征在于，EP150型聚酯帆布单面贴胶厚度为0.4mm，EP200型聚酯帆布单面贴胶厚度为0.45mm，EP250型聚酯帆布单面贴胶厚度为0.5mm，EP300型聚酯帆布单面贴胶厚度为0.55mm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于T4级别耐热聚酯帆布输送带的粘合胶层的应用，其特征在于，所述粘合胶层与覆盖胶直接粘合，且所述覆盖胶的配方中的橡胶体系中包括三元乙丙橡胶。
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Denomination of invention: An adhesive layer for T4 grade heat-resistant polyester canvas conveyor belt and its preparation method and application Effective date of registration: 20230201 Granted publication date: 20210209 Pledgee: Weihai Commercial Bank Co.,Ltd. Rongcheng Ningjin Sub branch Pledgor: WEIHAI RONGHUA TAPE Co.,Ltd. Registration number: Y2023980031872 |
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