CN114439892A

CN114439892A - 一种广角布包布v带及其制备方法

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Publication number: CN114439892A
Application number: CN202210097326.5A
Authority: CN
Inventors: 干才勇
Original assignee: Zhejiang Sihai New Material Co ltd
Current assignee: Zhejiang Sihai New Material Co ltd
Priority date: 2022-01-27
Filing date: 2022-01-27
Publication date: 2022-05-06
Anticipated expiration: 2042-01-27
Also published as: CN114439892B

Abstract

本发明公开了一种广角布包布V带及其制备方法，包括包布层和内芯层，所述内芯层自外向内依次包括缓冲层、骨架层和底胶层；所述缓冲层是由如下按重量份比计的各原料制成：氯磺化聚乙烯15‑25份、氯丁橡胶100份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi‑NH₂ 3‑5份、氧化镁6‑10份、偶联剂2‑4份、氟化石墨烯8‑10份、填料25‑35份、硬脂酸1‑3份、防老剂3‑5份；所述底胶层是由如下按重量百分比计的原料制成：热塑性聚酯弹性体TPEE 10‑15%、丁苯橡胶10‑15%、氧化锌纳米纤维4‑6%、碳酸钙15‑25%、2,2'‑二羟基‑4,4'‑二甲氧基二苯甲酮‑5,5'‑二磺酸钠3‑5%、硅烷偶联剂KH570 2‑4%、五氧化二磷1‑2%、多聚磷酸0.8‑1.2%、硬脂酸1‑3%，过氧化物硫化剂DCP 2‑3%、余量为氯丁橡胶。该包布V带层间粘合强度、机械力学性能、曲挠性和耐疲劳性优异，使用寿命长。

Description

一种广角布包布V带及其制备方法

技术领域

本发明涉及同步带技术领域，尤其涉及一种广角布包布V带及其制备方法。

背景技术

传动带是将原动机的电机或发动机旋转产生的动力，通过带轮由胶带传导到机械设备上，故又称之为动力带。包布V带是一种广泛用于各种机械的传送带，其具有安装容易、占地面积小、传动效率高和噪音小等优点，在整个传动领域中占有重要地位，是目前用量比较大，经济实惠的传动带。

现有的包布V带主要由平纹帆布、聚酯软线绳和底胶组成，底胶层主要由天然橡胶、丁苯橡胶、再生胶以及配合剂组成，配合剂包括氧化锌、硬脂酸、防老剂、碳黑以及软化剂。这些包布V带由于包布层的耐屈扰性低，不能够用在背压轮和离合轮系中，从而导致使用范围狭窄，使用寿命短。正是在这种形势下，广角布包布V带应运而生。广角布包布V带较传统普通包布V带在曲挠性和使用寿命上存在明显优势。然而，其还或多或少存在粘合强度、机械力学性能、耐疲劳性有待进一步提高的缺陷。

为了解决上述问题，中国发明专利CN106838122B公开了一种广角布包布V带，包括包布层和芯层，所述包布层为广角布包布层，包覆在所述芯层外表面，所述芯层从外向内依次由缓冲层、粘胶层以及底胶层粘结而成，所述包布层粘结于所述缓冲层的外表面，所述缓冲层由以下重量百分比的原料制成：10～15％的聚氨酯、5～8％的顺丁橡胶、2～3％的丁腈橡胶，其余为氯丁橡胶。从而有效提高广角布包布V带的抗拉强度、使用寿命和使用范围。然而，由于缓冲层、底胶层各原料之间的相容性问题，使得该包布V带性能稳定性有限，使用寿命有待进一步延长。

因此，开发一种层间粘合强度、机械力学性能、曲挠性、耐疲劳性优异，使用寿命长的广角布包布V带及其制备方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进包布V带领域的发展具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种层间粘合强度、机械力学性能、曲挠性、耐疲劳性优异，使用寿命长的广角布包布V带及其制备方法；该制备方法简单，操作方便，适合工业化生产，具有较高的推广应用价值。

为达到以上目的，本发明提供一种广角布包布V带，其特征在于，包括包布层和内芯层，所述内芯层自外向内依次包括缓冲层、骨架层和底胶层；所述缓冲层是由如下按重量份比计的各原料制成：氯磺化聚乙烯15-25份、氯丁橡胶100份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH₂ 3-5份、氧化镁6-10份、偶联剂2-4份、氟化石墨烯8-10份、填料25-35份、硬脂酸1-3份、防老剂3-5份；所述底胶层是由如下按重量百分比计的原料制成：热塑性聚酯弹性体TPEE 10-15%、丁苯橡胶10-15%、氧化锌纳米纤维4-6%、碳酸钙15-25%、2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸钠3-5%、硅烷偶联剂KH570 2-4%、五氧化二磷1-2%、多聚磷酸0.8-1.2%、硬脂酸1-3%，过氧化物硫化剂DCP 2-3%、余量为氯丁橡胶。

优选的，所述氯磺化聚乙烯的氯含量为23～47％、硫含量为0.5～1.8％。

优选的，所述氯磺化聚乙烯的牌号为CSM3550。

优选的，所述氯丁橡胶为牌号CR2321通用型氯丁橡胶。

优选的，所述端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH₂的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH₂为按中国发明专利申请CN201910338290.3中实施例1的方法制成。

优选的，所述氧化镁的粒径为1300-1600目；所述氟化石墨烯的粒径为800-1200目；所述填料的粒径为1000-1500目。

优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种；所述填料为碳酸钙、二氧化硅、粉煤灰、火山灰中的至少一种；所述防老剂为防老剂RD。

优选的，所述热塑性聚酯弹性体TPEE的牌号为Hytrel 3548；所述丁苯橡胶为丁苯橡胶1502。

优选的，所述氧化锌纳米纤维的平均直径为300-500nm，长径比为(12-20):1；所述碳酸钙的粒径为800-1000目。

优选的，所述包布层为采用120°经纬夹角编织的广角帆布；所述骨架层的构成材料为高模低收缩聚酯线绳或芳纶线绳。

优选的，所述包布层厚度为0.6-1.2mm，缓冲层厚度为1.5-4.5mm，骨架层厚度为0.8-1.5mm，底胶层厚度为5.0-12.0mm。

本发明的另一个目的，在于提供一种所述广角布包布V带的制备方法，其特征在于，包括：混炼、成型、切割、包布、硫化和脱模步骤；所述硫化采用圆模蒸汽硫化，硫化温度170-180℃，外蒸汽压0.9-1.5MPa，内蒸汽压0.4-0.6MPa，时间35-45min。

由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明公开的广角布包布V带的制备方法，无需专用设备，也无需对原有生产线进行改造，资金投入少；没有复杂的工艺和制备流程，操作控制方便，制备周期短，适合工业化生产，具有较高的推广应用价值。

（2）本发明公开的广角布包布V带，通过对结构层次的合理布局，对各层的材料和使用的胶种配方经过最佳的结合，提高了产品的各项物理性能，使得制成的包布V带各层之间粘合强度大，制成的产品机械力学性能、曲挠性、耐疲劳性优异，使用寿命长。

（3）本发明公开的广角布包布V带，所述缓冲层是由如下按重量份比计的各原料制成：氯磺化聚乙烯15-25份、氯丁橡胶100份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH₂ 3-5份、氧化镁6-10份、偶联剂2-4份、氟化石墨烯8-10份、填料25-35份、硬脂酸1-3份、防老剂3-5份；其结合了氯磺化聚乙烯、氯丁橡胶、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH₂的优点，提高了广角布与骨架层之间的粘结性能，进而延长了产品的使用寿命，提高了二层之间的结合强度；氟化石墨烯的加入能改善耐磨性和机械强度；端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH₂能增强结合强度，改善各原料之间的相容性，还能参与促进互穿网络结构的构建，有效改善综合性能和性能稳定性。

（4）本发明公开的广角布包布V带，所述底胶层是由如下按重量百分比计的原料制成：热塑性聚酯弹性体TPEE 10-15%、丁苯橡胶10-15%、氧化锌纳米纤维4-6%、碳酸钙15-25%、2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸钠3-5%、硅烷偶联剂KH570 2-4%、五氧化二磷1-2%、多聚磷酸0.8-1.2%、硬脂酸1-3%，过氧化物硫化剂DCP 2-3%、余量为氯丁橡胶。以热塑性聚酯弹性体TPEE、丁苯橡胶、氯丁橡胶共混作为基材，结合了各自的优点，它们之间相互配合共同作用，使得最终产品机械强度大，耐疲劳性能足；通过各自含量和其它原料组分的合理选择，使得它们之间能更好地发挥协效；氧化锌纳米纤维不仅能起到硫化剂的作用，还能增强材料的强度；通过加入热塑性聚酯弹性体TPEE，使得底胶层与由高模低收缩线绳或芳纶线绳制成的骨架层结合强度大。2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸钠能起到耐老化的作用；通过各原料组分之间的相互作用相互影响，形成多重互穿网络结构，有效提高了机械力学性能、曲挠性和耐疲劳性，延长了产品的使用寿命。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

实施例1

一种广角布包布V带，包括包布层和内芯层，所述内芯层自外向内依次包括缓冲层、骨架层和底胶层；所述缓冲层是由如下按重量份比计的各原料制成：氯磺化聚乙烯15份、氯丁橡胶100份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH₂ 3份、氧化镁6份、偶联剂2份、氟化石墨烯8份、填料25份、硬脂酸1份、防老剂3份；所述底胶层是由如下按重量百分比计的原料制成：热塑性聚酯弹性体TPEE 10%、丁苯橡胶10%、氧化锌纳米纤维4%、碳酸钙15%、2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸钠3%、硅烷偶联剂KH570 2%、五氧化二磷1%、多聚磷酸0.8%、硬脂酸1%，过氧化物硫化剂DCP 2%、余量为氯丁橡胶。

所述氯磺化聚乙烯的牌号为CSM3550；所述氯丁橡胶为牌号CR2321通用型氯丁橡胶；所述端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH₂为按中国发明专利申请CN201910338290.3中实施例1的方法制成。

所述氧化镁的粒径为1500目；所述氟化石墨烯的粒径为1000目；所述填料的粒径为1300目；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550；所述填料为碳酸钙、二氧化硅、粉煤灰、火山灰按质量比1:3:2:1混合形成的混合物；所述防老剂为防老剂RD。

所述热塑性聚酯弹性体TPEE的牌号为Hytrel 3548；所述丁苯橡胶为丁苯橡胶1502；所述氧化锌纳米纤维的平均直径为400nm，长径比为16:1；所述碳酸钙的粒径为900目；所述包布层为采用120°经纬夹角编织的广角帆布；所述骨架层的构成材料为高模低收缩聚酯线绳。

所述包布层厚度为1mm，缓冲层厚度为3mm，骨架层厚度为1.2mm，底胶层厚度为7.0mm。

一种所述广角布包布V带的制备方法，其特征在于，包括：混炼、成型、切割、包布、硫化和脱模步骤；所述硫化采用圆模蒸汽硫化，硫化温度175℃，外蒸汽压1.3MPa，内蒸汽压0.5MPa，时间40min。

实施例2

一种广角布包布V带，其结构、配方和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，所述缓冲层是由如下按重量份比计的各原料制成：氯磺化聚乙烯18份、氯丁橡胶100份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH₂ 3.5份、氧化镁7份、偶联剂2.5份、氟化石墨烯8.5份、填料28份、硬脂酸1.5份、防老剂3.5份；所述底胶层是由如下按重量百分比计的原料制成：热塑性聚酯弹性体TPEE 12%、丁苯橡胶12%、氧化锌纳米纤维4.5%、碳酸钙18%、2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸钠3.5%、硅烷偶联剂KH570 2.5%、五氧化二磷1.2%、多聚磷酸0.9%、硬脂酸1.5%，过氧化物硫化剂DCP 2.3%、余量为氯丁橡胶。

实施例3

一种广角布包布V带，其结构、配方和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，所述缓冲层是由如下按重量份比计的各原料制成：氯磺化聚乙烯20份、氯丁橡胶100份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH₂ 4份、氧化镁8份、偶联剂3份、氟化石墨烯9份、填料30份、硬脂酸2份、防老剂4份；所述底胶层是由如下按重量百分比计的原料制成：热塑性聚酯弹性体TPEE 13%、丁苯橡胶13%、氧化锌纳米纤维5%、碳酸钙20%、2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸钠4%、硅烷偶联剂KH570 3%、五氧化二磷1.5%、多聚磷酸1%、硬脂酸2%，过氧化物硫化剂DCP 2.5%、余量为氯丁橡胶。

实施例4

一种广角布包布V带，其结构、配方和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，所述缓冲层是由如下按重量份比计的各原料制成：氯磺化聚乙烯23份、氯丁橡胶100份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH₂ 4.5份、氧化镁9份、偶联剂3.5份、氟化石墨烯9.5份、填料33份、硬脂酸2.5份、防老剂4.5份；所述底胶层是由如下按重量百分比计的原料制成：热塑性聚酯弹性体TPEE 14%、丁苯橡胶14%、氧化锌纳米纤维5.5%、碳酸钙23%、2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸钠4.5%、硅烷偶联剂KH570 3.5%、五氧化二磷1.8%、多聚磷酸1.1%、硬脂酸2.5%，过氧化物硫化剂DCP 2.8%、余量为氯丁橡胶。

实施例5

一种广角布包布V带，其结构、配方和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，所述缓冲层是由如下按重量份比计的各原料制成：氯磺化聚乙烯25份、氯丁橡胶100份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH₂ 5份、氧化镁10份、偶联剂4份、氟化石墨烯10份、填料35份、硬脂酸3份、防老剂5份；所述底胶层是由如下按重量百分比计的原料制成：热塑性聚酯弹性体TPEE 15%、丁苯橡胶15%、氧化锌纳米纤维6%、碳酸钙25%、2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸钠5%、硅烷偶联剂KH570 4%、五氧化二磷2%、多聚磷酸1.2%、硬脂酸3%，过氧化物硫化剂DCP 3%、余量为氯丁橡胶。

对比例

一种广角布包布V带，其结构、配方和制备方法与中国发明专利CN106838122B中实施例1相同。

分别对本发明各实施例涉及的广角布包布V带进行相关性能测试，测试结果见表1；所述屈挠性是指底胶一级龟裂次数，所述耐疲劳性是指包布V带运转至失效的时间。

表1

从表1可以看出，本发明实施例制成的广角布包布V带较对比例具有更高的机械力学性能、屈挠性和耐疲劳性，这是各组分协同作用的结果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.一种广角布包布V带，其特征在于，包括包布层和内芯层，所述内芯层自外向内依次包括缓冲层、骨架层和底胶层；所述缓冲层是由如下按重量份比计的各原料制成：氯磺化聚乙烯15-25份、氯丁橡胶100份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH₂ 3-5份、氧化镁6-10份、偶联剂2-4份、氟化石墨烯8-10份、填料25-35份、硬脂酸1-3份、防老剂3-5份；所述底胶层是由如下按重量百分比计的原料制成：热塑性聚酯弹性体TPEE 10-15%、丁苯橡胶10-15%、氧化锌纳米纤维4-6%、碳酸钙15-25%、2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸钠3-5%、硅烷偶联剂KH570 2-4%、五氧化二磷1-2%、多聚磷酸0.8-1.2%、硬脂酸1-3%，过氧化物硫化剂DCP 2-3%、余量为氯丁橡胶。

2.根据权利要求1所述广角布包布V带，其特征在于，所述氯磺化聚乙烯的氯含量为23～47％、硫含量为0.5～1.8％。

3.根据权利要求1所述广角布包布V带，其特征在于，所述氯磺化聚乙烯的牌号为CSM3550。

4.根据权利要求1所述广角布包布V带，其特征在于，所述氯丁橡胶为牌号CR2321通用型氯丁橡胶；所述端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH₂为按中国发明专利申请CN201910338290.3中实施例1的方法制成。

5.根据权利要求1所述广角布包布V带，其特征在于，所述氧化镁的粒径为1300-1600目；所述氟化石墨烯的粒径为800-1200目；所述填料的粒径为1000-1500目。

6.根据权利要求1所述广角布包布V带，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种；所述填料为碳酸钙、二氧化硅、粉煤灰、火山灰中的至少一种；所述防老剂为防老剂RD。

7.根据权利要求1所述广角布包布V带，其特征在于，所述热塑性聚酯弹性体TPEE的牌号为Hytrel 3548；所述丁苯橡胶为丁苯橡胶1502。

8.根据权利要求1所述广角布包布V带，其特征在于，所述氧化锌纳米纤维的平均直径为300-500nm，长径比为(12-20):1；所述碳酸钙的粒径为800-1000目；所述包布层为采用120°经纬夹角编织的广角帆布；所述骨架层的构成材料为高模低收缩聚酯线绳或芳纶线绳。

9.根据权利要求1所述广角布包布V带，其特征在于，所述包布层厚度为0.6-1.2mm，缓冲层厚度为1.5-4.5mm，骨架层厚度为0.8-1.5mm，底胶层厚度为5.0-12.0mm。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述广角布包布V带的制备方法，其特征在于，包括：混炼、成型、切割、包布、硫化和脱模步骤；所述硫化采用圆模蒸汽硫化，硫化温度170-180℃，外蒸汽压0.9-1.5MPa，内蒸汽压0.4-0.6MPa，时间35-45min。