CN113980371A - 一种不粘辊阻燃钢丝绳芯胶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种不粘辊阻燃钢丝绳芯胶及其制备方法和应用，绳芯胶以重量份数计，包括以下组分：30～40份天然橡胶，60～80份丁苯橡胶，10～20份顺丁橡胶，10～30份补强剂，12～23份复合粘合剂，30～50份阻燃剂，2～6份活化剂，1～4份防老剂，1～4份防粘剂，2～10份金属粘合剂，1～3份硫磺和1～2份促进剂；所述防粘剂为硬脂酸镁分散体；所述复合粘合剂选自XS‑132和白炭黑；或XS‑132和硼酰化钴。本发明在上述配方的共同作用下，使得绳芯胶混炼时不粘辊筒，还能使得绳芯胶与金属骨架材料，如钢丝绳具有优异的粘合抽出和动态疲劳性能。
Description
技术领域
本发明属于钢丝绳芯胶技术领域，尤其涉及一种不粘辊阻燃钢丝绳芯胶及其制备方法和应用。
背景技术
近几年来中国经济的迅速发展，带动了像钢铁、水泥、煤炭等基础行业的快速成长，钢铁、水泥行业的生产规模，产能也急剧提高，同时，这也对钢铁、水泥、煤炭行业生产中物料运输的易耗品，同时也是关键部件-输送带提出了更多，更高的要求。
并且受目前国家提倡节能减排的理念影响，输送带厂家均将重点放在延长钢丝绳芯输送带使用寿命上，从而降低输送带的更换频次，达到提高生产效率，降低能源消耗的目的。输送带使用寿命的一个重要表征指标为动态抽出次数，动态抽出数值越大，说明芯胶与钢丝绳粘合越好，反之，则说明芯胶与钢丝绳粘合越差。
粘合体系作用到镀锌钢丝绳过程大致分两个阶段：一是流动粘合的过程，即粘合剂流动、扩散、并渗透到钢丝绳表面；第二阶段是形成粘合结构的过程，即粘合剂经过固化、交联(硫化)和其他化学反应，与镀锌钢丝绳表面形成粘合界面。目前钴盐粘合体系与间甲白粘合体系是输送带行业内提高芯胶与钢丝绳粘合的主要理论体系。一般要提高芯胶与钢丝绳粘合强度，最直接的方法就是提高粘合体系在整个配方中的份数。但两种粘合体系均具有亲金属性，而开炼机滚筒材质为铬钼或低镍铬合金冷硬铸铁制造，这就导致芯胶在进行开炼机翻炼时，粘辊现象非常严重，甚至无法正常翻炼及下片，大大提高了工人们的操作难度，威胁到工人们的操作安全。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种不粘辊阻燃钢丝绳芯胶及其制备方法和应用，该芯胶片不粘辊，且具有优异的粘合抽出及动态疲劳性能。
本发明提供了一种不粘辊阻燃钢丝绳芯胶，以重量份数计，包括以下组分：
30～40份天然橡胶，60～80份丁苯橡胶，10～20份顺丁橡胶，10～30份补强剂，12～23份复合粘合剂，30～50份阻燃剂，2～6份活化剂，1～4份防老剂，1～4份防粘剂，2～10份金属粘合剂，1～3份硫磺和1～2份促进剂；
所述防粘剂为硬脂酸镁分散体；
所述复合粘合剂选自XS-132和白炭黑；或XS-132和硼酰化钴。
在本发明中，所述活化剂选自硬脂酸和/或间接法氧化锌。
在本发明中，所述防老剂选自防老剂BLE和/或4010NA；所述BLE为丙酮和二苯胺的高温缩合物。
所述补强剂选自炭黑N220和/或N330。
在本发明中，所述天然橡胶选自1#标准橡胶；
所述丁苯橡胶选自牌号1502。
在本发明中，所述天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶的组合使用，提高了混炼胶的脱辊性，还提高了老化后性能。
在本发明中，所述金属粘合剂选自活性氧化镁。所述金属粘合剂能够提高混炼胶的亲金属性，保证胶料的粘合抽出性能。
在本发明中，所述阻燃剂选自零级三氧化二锑、70#氯化石蜡、硅酸铝和硼酸锌中的一种或多种；
所述促进剂选自甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DM)和/或磺酰胺类硫化促进剂(NOBS)；
所述硫磺选自不溶性硫磺。其能够提高硫化胶的弹性模量和硬度。
在本发明中，所述复合粘合剂选自XS-132和白炭黑；或XS-132和硼酰化钴。所述XS-132为内含间苯二酚衍生物的新型树脂粘合剂，在硫化过程中自身能发生缩聚反应，能够促进镀锌钢丝绳和橡胶的交联、粘合，提升输送带在运输过程中骨架材料与胶的动态粘合性能；白炭黑或硼酰化钴能够提高骨架材料与胶的静态粘合性能；防粘剂硬脂酸镁分散体能够吸附在混炼胶的表面，形成隔离膜，起到隔离金属辊筒的作用，使得混炼胶不粘辊。
在本发明中，所述炭黑主要起到补强和调整体系的粘度。粘合体系与钢丝绳之间形成的的粘合层本身的强度对粘合效果有很大影响。若强度低，在剥离时，粘合界面易被撕破，会使抽出力很小。随着炭黑用量增大，生成的结合橡胶增多，对橡胶的补强作用增强，提高了粘合界面的强度，剥离强度则会提高。当炭黑用量达到一定值后再增加，炭黑的分散性变差，结合橡胶减少，未与橡胶结合的炭黑在胶料被溶解后游离在粘合剂中，起到缺陷点的作用，从而在剥离时容易发生应力集中而破坏，故剥离强度下降。炭黑粒径越小，在胶料中易结团，造成炭黑在混炼胶中分散不匀的情况，对粘合剂本身的性能不利。若炭黑的粒径偏大，虽然分散性较好，但补强作用差。本发明优选选用粒径适中的高耐磨炭黑N220或N330，既有好的补强性，又有较好的分散性，故其对粘合体系最有利；所述N220或N330的粒径为29～40nm。
本发明提供了一种上述技术方案所述不粘辊阻燃钢丝绳芯胶的制备方法，包括以下步骤：
将天然橡胶塑炼后和天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶混炼，再依次加入防老剂、活化剂、复合粘合剂、金属粘合剂、补强剂、阻燃剂、防粘剂混炼，得到一段混炼胶；
将所述一段混炼胶停放8～10h后和硫磺、促进剂混炼，得到二段混炼胶；
将二段混炼胶停放8～10h后挤出，得到钢丝绳芯胶。
在本发明中，所述天然橡胶塑炼的时间为5～8min；塑炼后排胶的温度控制在135℃。
天然橡胶塑炼后和天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶混炼的时间为35～45s；具体实施例中，混炼的时间为40s。
在本发明中，所述挤出的温度为65～75℃，挤出的压力为0.4～0.6MPa。
本发明提供了一种钢丝绳芯输送带，包括钢丝绳；
包裹所述钢丝绳的不粘辊阻燃钢丝绳芯胶；
覆盖所述不粘辊阻燃钢丝绳芯胶上表面的上覆盖胶；
覆盖所述不粘辊阻燃钢丝绳芯胶下表面的下覆盖胶。
本发明提供了一种上述技术方案所述的钢丝绳芯输送带的制备方法，包括以下步骤：
将上覆盖胶、不粘辊阻燃钢丝绳芯胶、钢丝绳和下覆盖胶贴合成型，硫化，冷却，得到钢丝绳芯输送带；
所述硫化的压力为3～10MPa，硫化的温度为140～165℃。
本发明提供了一种不粘辊阻燃钢丝绳芯胶，以重量份数计，包括以下组分：30～40份天然橡胶，60～80份丁苯橡胶，10～20份顺丁橡胶，10～30份补强剂，12～23份复合粘合剂，30～50份阻燃剂，2～6份活化剂，1～4份防老剂，1～4份防粘剂，2～10份金属粘合剂，1～3份硫磺和1～2份促进剂；所述防粘剂为硬脂酸镁分散体；所述复合粘合剂选自XS-132和白炭黑；或XS-132和硼酰化钴。本发明在上述配方的共同作用下，使得绳芯胶混炼时不粘辊筒，还能使得绳芯胶与金属骨架材料(如钢丝绳)具有优异的粘合抽出和动态疲劳性能。
附图说明
图1为钢丝绳输送带的结构示意图：由上覆盖胶、芯胶、钢丝绳以及下覆盖胶组成；
图2为钢丝绳输送带实物的示意图：由覆盖胶、钢丝绳、芯胶组成。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种不粘辊阻燃钢丝绳芯胶及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)将35重量份的天然橡胶投入到160密炼机中进行塑炼，塑炼时间6分钟，温度达到135℃时排胶；
(2)混炼：将塑炼好的30重量份天然橡胶和和60重量份丁苯橡胶和10重量份顺丁橡胶一起投入到密炼机中混炼40秒，随后向混炼胶料中加入由8重量份纳米氧化锌，4重量份XS-132，0.3重量份硬脂酸，1重量份防老剂RD，1重量份防老剂4010NA，1重量份防老剂BLE，7.5重量份三氧化二锑，2重量份活性氧化镁，2.2重量份钴盐组成的小料包，混炼80s。随后加入由35重量份70#氯化石蜡，40重量份N220，15重量份硅酸铝，10重量份白炭黑，10重量份聚磷酸铵，15重量份硼酸锌组成的大料包。混炼温度达到135℃时排胶，制成一段混炼胶。一段混炼胶停放9小时后，投入到密炼机中，加入1.5重量份的硫磺，2重量份不溶性硫磺，1.5重量份NOBS，0.5重量份促进剂DM后，1重量份硬脂酸镁分散体。混炼到125℃后排胶。之后在在开炼机上混合均匀，制得二段混炼胶；
(3)将获得的二段混炼胶停放9小时以上后，在挤出机上进行挤出出片，制得钢丝绳芯胶胶片，挤出压力为0.5MPa，挤出温度为80℃；
将上覆盖胶与芯胶胶片贴合、下覆盖胶合芯胶胶片在成型台上贴合成型，再依次按照从上到下的顺序，将上覆盖胶与芯胶、钢丝绳、芯胶与下覆盖胶进行冷压成型，随后将成型好的带坯在平板硫化机上进行硫化，硫化温度150℃，硫化时间40分钟，硫化压力为3.2MPa，硫化后冷却，得到钢丝绳芯输送带。钢丝绳芯输送带的性能见表1：
表1实施例1～3制备的输送带的性能检测数据
实施例2
(1)塑炼：将35重量份的天然橡胶投入到160密炼机中进行塑炼，塑炼时间6分钟，温度达到135℃时排胶；
(2)混炼：将塑炼好的30重量份天然橡胶和和60重量份丁苯橡胶和10重量份顺丁橡胶一起投入到密炼机中混炼40秒，随后向混炼胶料中加入由8重量份纳米氧化锌，5.5重量份XS-132，0.3重量份硬脂酸，1重量份防老剂RD，1重量份防老剂4010NA，1重量份防老剂BLE，7.5重量份三氧化二锑，2重量份活性氧化镁，2.2重量份钴盐组成的小料包，混炼80S。随后加入35重量份70#氯化石蜡，40重量份N220，15重量份硅酸铝，10重量份白炭黑，10重量份聚磷酸铵，15重量份硼酸锌。混炼温度达到135℃时排胶，制成一段混炼胶。一段混炼胶停放9小时后，投入到密炼机中，加入1.5重量份的硫磺，2重量份不溶性硫磺，1.5重量份NOBS，0.5重量份促进剂DM后，1.2重量份硬脂酸镁分散体，混炼到125℃后排胶。之后在在开炼机上混合均匀制得二段混炼胶；
(3)将获得的二段混炼胶停放9小时以上后，在挤出机上进行挤出出片，制得钢丝绳芯胶胶片，挤出压力为0.5MPa，挤出温度为80℃。
将上覆盖胶与芯胶胶片贴合、下覆盖胶合芯胶胶片在成型台上贴合成型，再依次按照从上到下的顺序，将上覆盖胶与芯胶、钢丝绳、芯胶与下覆盖胶进行冷压成型，随后将成型好的带坯在平板硫化机上进行硫化，硫化温度150℃，硫化时间40分钟，硫化压力为3.2MPa，硫化后冷却，得到钢丝绳芯输送带。
实施例3
(1)塑炼：将35重量份的天然橡胶投入到160密炼机中进行塑炼，塑炼时间6分钟，温度达到125℃时排胶；
(2)混炼：将塑炼好的30重量份天然橡胶和和60重量份丁苯橡胶和10重量份顺丁橡胶一起投入到密炼机中混炼40秒，随后向混炼胶料中加入由8重量份纳米氧化锌，4重量份XS-132，0.3重量份硬脂酸，1重量份防老剂RD，1重量份防老剂4010NA，1重量份防老剂BLE，7.5重量份三氧化二锑，2重量份活性氧化镁，2.2重量份钴盐组成的小料包，混炼80S。随后加入由35重量份70#氯化石蜡，40重量份N220，15重量份硅酸铝，10重量份白炭黑，10重量份聚磷酸铵，15重量份硼酸锌组成的大料包。混炼温度达到135℃时排胶，制成一段混炼胶。一段混炼胶停放9个小时后，投入到密炼机中，加入1.5重量份的硫磺，2重量份不溶性硫磺，1.3重量份NOBS，0.5重量份促进剂DM后，1.5重量硬脂酸镁分散体，混炼到125℃后排胶。之后在在开炼机上混合均匀制得二段混炼胶；
(3)将获得的二段混炼胶停放9小时以上后，在挤出机上进行挤出出片，制得钢丝绳芯胶胶片，挤出压力为0.5MPa，挤出温度为80℃；
将上覆盖胶与芯胶胶片贴合、下覆盖胶合芯胶胶片在成型台上贴合成型，再依次按照从上到下的顺序，将上覆盖胶与芯胶、钢丝绳、芯胶与下覆盖胶进行冷压成型，随后将成型好的带坯在平板硫化机上进行硫化，硫化温度150℃，硫化时间40分钟，硫化压力为3.2MPa，硫化后冷却，得到钢丝绳芯输送带。
由以上实施例可知，本发明提供了一种不粘辊阻燃钢丝绳芯胶，以重量份数计，包括以下组分：30～40份天然橡胶，60～80份丁苯橡胶，10～20份顺丁橡胶，10～30份补强剂，12～23份复合粘合剂，30～50份阻燃剂，2～6份活化剂，1～4份防老剂，1～4份防粘剂，2～10份金属粘合剂，1～3份硫磺和1～2份促进剂；所述防粘剂为硬脂酸镁分散体；所述复合粘合剂选自XS-132和白炭黑；或XS-132和硼酰化钴。本发明在上述配方的共同作用下，使得绳芯胶混炼时不粘辊筒，还能使得绳芯胶与金属骨架材料，如钢丝绳具有优异的粘合抽出和动态疲劳性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种不粘辊阻燃钢丝绳芯胶，以重量份数计，包括以下组分：
30～40份天然橡胶，60～80份丁苯橡胶，10～20份顺丁橡胶，10～30份补强剂，12～23份复合粘合剂，30～50份阻燃剂，2～6份活化剂，1～4份防老剂，1～4份防粘剂，2～10份金属粘合剂，1～3份硫磺和1～2份促进剂；
所述防粘剂为硬脂酸镁分散体；
所述复合粘合剂选自XS-132和白炭黑；或XS-132和硼酰化钴。
2.根据权利要求1所述的不粘辊阻燃钢丝绳芯胶，其特征在于，所述活化剂选自硬脂酸和/或间接法氧化锌。
3.根据权利要求1所述的不粘辊阻燃钢丝绳芯胶，其特征在于，所述防老剂选自防老剂BLE和/或4010NA；
所述补强剂选自炭黑N220和/或N330。
4.根据权利要求1所述的不粘辊阻燃钢丝绳芯胶，其特征在于，所述天然橡胶选自1#标准橡胶；
所述丁苯橡胶选自牌号1502；
所述金属粘合剂选自活性氧化镁。
5.根据权利要求1所述的不粘辊阻燃钢丝绳芯胶，其特征在于，所述阻燃剂选自零级三氧化二锑、70#氯化石蜡、硅酸铝和硼酸锌中的一种或多种；
所述促进剂选自甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和/或磺酰胺类硫化促进剂。
6.一种权利要求1～5任一项所述不粘辊阻燃钢丝绳芯胶片的制备方法，包括以下步骤：
将天然橡胶塑炼后和天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶混炼，再依次加入防老剂、活化剂、复合粘合剂、金属粘合剂、补强剂、阻燃剂、防粘剂混炼，得到一段混炼胶；
将所述一段混炼胶停放8～10h后和硫磺、促进剂混炼，得到二段混炼胶；
将二段混炼胶停放8～10h后挤出，得到钢丝绳芯胶胶。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述挤出的温度为65～75℃，挤出的压力为0.4～0.6MPa。
8.一种钢丝绳芯输送带，其特征在于，包括钢丝绳；
包裹所述钢丝绳的不粘辊阻燃钢丝绳芯胶；
覆盖所述不粘辊阻燃钢丝绳芯胶上表面的上覆盖胶；
覆盖所述不粘辊阻燃钢丝绳芯胶下表面的下覆盖胶。
9.一种权利要求8所述的钢丝绳芯输送带的制备方法，包括以下步骤：
将上覆盖胶、不粘辊阻燃钢丝绳芯胶、钢丝绳和下覆盖胶贴合成型，硫化，冷却，得到钢丝绳芯输送带；
所述硫化的压力为3～10MPa，硫化的温度为140～165℃。
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