CN101413564A - 动力传送带和制造动力传送带的方法 - Google Patents
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Abstract
一种具有至少部分由乙烯-α-烯烃橡胶制成的主体的动力传送带。至少一个负荷承载构件被嵌入到乙烯-α-烯烃橡胶中。第一,第二和第三膜层形成在负荷承载构件上。第一膜层由异氰酸酯化合物和环氧化合物中的至少一种制成,第二膜层由聚丁二烯橡胶制成,第三膜层由乙烯-丙烯-二烯三元共聚物制成。
Description
技术领域
本发明涉及动力传送带,更具体地说,涉及一种具有至少一个嵌入在其中的负荷承载帘线的动力传送带。本发明还提出一种制造这种动力传送带的方法。
背景技术
动力传送带长期以来在汽车工业中的发动机上使用。通常,这些传送带用天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶或氯丁二烯橡胶制成。
为了节约能量,许多汽车使用越来越小的设计来制造。这导致了非常紧凑的发动机舱,其中的发动机元件相互设置得非常接近。这样,这种紧凑的舱内的温度一般高于过去在较大的发动机舱中的温度。当动力传送带在这种较高的温度环境中运行时,由上述提及的组分制造的橡胶层趋于固化。这可能导致传送带过早的破裂。
为了避免这种破裂现象,利用乙烯-α-烯烃橡胶来代替氯丁二烯橡胶。可例举的橡胶如乙丙橡胶(EPR)和乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡胶(EPDM),二者都显示了良好的耐热性。
乙烯-α-烯烃橡胶具有不能牢固地粘着在通常引入这种传送带的负荷承载构件中的纤维上的缺点。随之出现了提高纤维和乙烯-α-烯烃橡胶之间的粘合性的不同的方法。
作为一个例子,在未审查的日本专利公开第2000-234277号中,公开了一种用间苯二酚-甲醛-胶乳液体(间苯二酚-福尔马林-胶乳液体)处理纤维材料,其后施加单独的处理液体的方法。该处理液体通过在卤化聚合物中添加交联剂和用乙烯-α-烯烃成分硫化粘合来制备。
上述处理方法在可以适当地解决粘合的问题的同时,导致了其它的问题。这些组分包括卤素,其生成二噁英(dioxin)。这带来环境问题。
因而,迄今为止,工业上在动力传送带中使用乙烯-α-烯烃橡胶需要面对两个选择:a)由于在传送带的橡胶和负荷承载构件中的纤维之间的不适当的粘合的原因可能导致的传送带的失效;或b)由于使用含有卤素成分的原因产生环境的问题。
发明内容
本发明涉及一种动力传送带,包括:主体,该主体具有长度、在横向间隔的侧面之间的宽度、内侧和外侧。所述主体包括橡胶,在所述橡胶中嵌入有至少一个负荷承载构件,所述负荷承载构件在主体的纵向上延伸。所述橡胶包括乙烯-α-烯烃橡胶。所述的至少一个负荷承载构件具有外表面。在所述的至少一个负荷承载构件的外表面上形成有第一,第二和第三膜层。第一膜层包括异氰酸酯化合物和环氧化合物中的至少一种,第二膜层包括聚丁二烯橡胶,第三膜层包括乙烯-丙烯-二烯三元共聚物。
在一种形式中,第一膜层直接形成在所述的至少一个负荷承载构件的外表面上,随后在其上形成第二膜层,然后再在其上形成第三膜层。
在一种形式中,第二和第三膜层每层都被硫化交联。
在一种形式中,第二膜层由间苯二酚-甲醛-胶乳组成,同时胶乳至少由聚丁二烯组成。
在一种形式中,在胶乳的固体含量中丁二烯的比例至少为50%质量。
在一种形式中,在间苯二酚-甲醛-胶乳中间苯二酚与甲醛的摩尔比是1:2到2:1,间苯二酚-甲醛的初级缩合物与胶乳的固体质量比为1:2到1:8。
在一种形式中,第三膜层由二烯含量的重量百分比为5-12.5%的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物组成。
在一种形式中,所述的至少一个承载构件由聚酯纤维和芳族聚酰胺纤维中的至少一种构成。
在一种形式中,动力传送带是齿形带,在主体的内侧和外侧的至少一侧上具有在主体的纵向上间隔开的齿。
在一种形式中,动力传送带是V形肋带,该V形肋带具有多个在主体纵向上延伸的横向隔开的肋。
在一种形式中,动力传送带是V形带,其从垂直于主体的长度方向上的截面看是具有V字形的主体。
本发明还涉及一种制造动力传送带的方法。所述方法包括步骤:形成具有长度、在横向间隔侧之间的宽度、内侧和外侧的主体,且至少部分由以乙烯-α-烯烃橡胶组成的橡胶确定;提供至少一个负荷承载构件;用第一处理液处理所述的至少一个负荷承载构件,所述第一处理液由异氰酸酯化合物和环氧化合物中的至少一种组成;在用第一处理液处理完所述的至少一个负荷承载构件之后,用由丁二烯胶乳组成的第二处理液处理所述的至少一个负荷承载构件;在用第二处理液处理完所述的至少一个负荷承载构件之后,用由乙烯-丙烯-二烯三元共聚物组成的第三处理液处理所述的至少一个负荷承载构件;并且将所述的至少一个负荷承载构件嵌入到该橡胶中以便于所述的至少一个负荷承载构件在所述主体的纵向上延伸。
在一种形式中,所述方法包括以硫硫化第二处理液的丁二烯胶乳和第三处理液的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物,以及将第一和第二处理液彼此粘结在一起的步骤。
在一种形式中,在用第三处理液处理完所述的至少一个负荷承载构件后进行以硫硫化第二处理液的丁二烯胶乳和第三处理液的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物,以及将第一和第二处理液彼此粘结在一起的步骤。
在一种形式中,其中的用第二处理液处理至少一个负荷承载构件的步骤包括用由间苯二酚-甲醛-胶乳液体组成的第二处理液处理所述的至少一个负荷承载构件,所述间苯二酚-甲醛-胶乳液体具有至少由丁二烯组成的胶乳。
在一种形式中,其中的用第二处理液处理所述的至少一个负荷承载构件的步骤包括用由间苯二酚-甲醛-胶乳液体组成的第二处理液处理所述的至少一个负荷承载构件,所述间苯二酚-甲醛-胶乳液体具有至少由丁二烯胶乳组成的胶乳,其中所述胶乳的固体含量中丁二烯的比例至少为50%质量。
在一种形式中,其中的用第二处理液处理所述的至少一个负荷承载构件的步骤包括用由间苯二酚-甲醛-胶乳液体组成的第二处理液处理所述的至少一个负荷承载构件,所述间苯二酚-甲醛-胶乳液体中的胶乳至少由丁二烯胶乳组成,其中在间苯二酚-甲醛-胶乳中间苯二酚与甲醛的摩尔比是1:2到2:1,间苯二酚-甲醛的初级缩合物与胶乳的固体质量比为1:2到1:8。
在一种形式中,其中的用第三处理液处理所述的至少一个负荷承载构件的步骤包括用由乙烯-丙烯-二烯三元共聚物组成的第三处理液处理所述的至少一个负荷承载构件,其中在乙烯-丙烯-二烯三元共聚物中二烯的含量为5-12.5%质量。
在一种形式中,在提供所述的至少一个负荷承载构件的步骤中,包括提供至少一种负荷承载构件,该负荷承载构件由:a)聚酯纤维和b)芳族聚酰胺中的至少一种制成。
在一种形式中,其中形成主体的步骤包括形成一主体以在所述主体的内侧和外侧的至少一侧上确定在主体的纵向上间隔开的齿。
在一种形式中,其中形成主体的步骤包括形成主体以确定多个在主体纵向上延伸的横向隔开的肋。
在一种形式中,其中形成主体的步骤包括形成主体以确定从垂直于主体的长度方向上的截面看呈V字形状的主体。
附图说明
图1是根据本发明制成的动力传送带的示意图;
图2是根据本发明制成的V形肋带的局部截面透视图;
图3是根据本发明处理的在图2中虚线圆圈之中的带的部分放大视图和嵌入的承载构件的截面图;
图4是根据本发明制成的V形带的局部截面透视图;
图5是根据本发明制成的齿形带的局部截面透视图;
图6是根据本发明的制造动力传送带的方法的流程图。
具体实施方式
图1示意性地表示了根据本发明的动力传送带10。所述带10具有至少部分由橡胶14制成的主体12,至少一个负荷承载构件16被嵌入在其中并在纵向上延伸。将所述的负荷承载构件16进行处理以确定单独第一、第二和第三膜层18,20,22。组件的细节在下面详细描述。图1示意性的显示了应实际包括不限数量的基础动力传送带组件的不同的带的形式和变化。
图2和图3所示为动力传送带10的一个特定的形式。主体12具有在双向箭头24的方向上的长度延伸、在横向间隔的侧面26、28之间的宽度W、内侧30和外侧32。标记“内侧”和“外侧”在带10可被翻转的情况下是任意的。
嵌入有所述负荷承载构件16的橡胶14可形成一个单一层或多个层。同时整个主体12可以由一个或任意数量的不同的橡胶层制成,在本实施方案中,存在三个结合起来确定所述主体12的橡胶层34,36,38。橡胶层34是由橡胶14限定的垫层橡胶层。橡胶层36被用于垫层橡胶层34的外表面40上,该橡胶层36在传送带工作期间处于拉伸状态。橡胶层38被用于垫层橡胶层34的内表面42上,该橡胶层38在传送带工作期间处于压缩状态。层36、38在下面分别指的是拉伸橡胶层36和压缩橡胶层38。
负荷承载构件16可被认为是一个螺旋卷绕的元件或多个元件,每个元件由一匝螺旋卷绕的负荷承载构件16限定。各匝在侧面26、28之间横向等分布间隔。
图2中的带10是具有横向间隔肋44的V形肋带,本实施方案中的数量是三个,在主体12的长度方向上延伸。肋44在横切带主体12的长度方向的截面上呈“V”形。肋44形成压缩橡胶层38以与互补形状的滑轮(图中未示出)相接合。
垫层橡胶层34由具有乙烯-α-烯烃橡胶成分的橡胶组合物制成。乙烯-α-烯烃橡胶是乙烯和α-烯烃(丙烯、丁烯、己烯或辛烯)的共聚物,或者是乙烯、上面提及的α-烯烃和非共轭二烯的共聚物。特别地,这种橡胶指的是一种包括乙丙橡胶(EPR)或乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)的橡胶。上面提及的二烯成分可能是具有5到15个碳原子的非共轭二烯,诸如亚乙基降冰片烯、二环戊二烯、1,4己二烯、环辛二烯、亚甲基降冰片烯等。
所述的橡胶组合物优选与诸如硫磺、有机过氧化物、金属氧化物等的交联剂混合。所述的橡胶组合物可混合有,如所要求或所需的,诸如炭黑或氧化硅等的增强剂、诸如碳酸钙或云母等的填充剂、诸如脂肪酸或脂肪酸衍生物等的加工助剂、增塑剂、稳定剂、或一种抗氧化剂等。
压缩橡胶层38可由与垫层橡胶层34一样的橡胶组合物形成。但是,由其它组合物形成压缩橡胶层38也是可预期的。
拉伸橡胶层36由含有短纤维46的橡胶组合物构成。通过混合短纤维46,可以提高抗磨损能力和抗撕裂能力。拉伸橡胶层36中的橡胶组合物可以与用于垫层橡胶层34的橡胶组合物相同。但是,其它的橡胶组合物是可预期的。
作为使用拉伸橡胶层36的一种选择,可替换使用一种由纤维材料制成的覆盖帆布层(未示出)。
在压缩橡胶层38和拉伸橡胶层36一个或两个都由不同于制造垫层橡胶层34的橡胶组合物制成的情况下,橡胶可以是,例如,乙烯-α-烯烃橡胶本身,或者是通过将乙烯-α-烯烃橡胶与一种或多种类型的橡胶混合来制备的橡胶的共混物。
与乙烯-α-烯烃橡胶混合的橡胶可以是丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、氢化腈橡胶(HNBR)、氯丁二烯橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)和天然橡胶(NR)中的一种或它们的结合。
如果所有的决定带主体12的橡胶组合物是由乙烯-α-烯烃橡胶制成的,那么带10就能够表现出良好的耐热性。
负荷承载构件16可以是由聚酯纤维诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET纤维)、聚萘二酸乙二醇酯纤维(PEN纤维)、聚对苯二甲酸丙二酯纤维(PTT纤维)、或酰胺脂纤维捻成的绳索。
优选地,使用聚酯或芳族聚酰胺纤维。因为聚酯一旦受热就会收缩,所以该传送带趋向于保持合适的张紧力。
芳族聚酰胺纤维比聚酯纤维具有更好的拉伸强度,通常预期能够比使用聚酯纤维的带承受更高的张紧力和负载。由于芳族聚酰胺纤维受热时不会明显地收缩,因此可能需要一个自动张紧设备来持续地保持合适的带的张紧力。
特别参见图3,在负荷承载构件16的外表面48上形成第一膜层18,第二膜层20和第三膜层22。优选地,按图示顺序使用膜层18,20,22。
第一膜层18,优选地直接在外表面48上形成,含有异氰酸酯化合物和环氧化合物中的至少一种。第一膜层18是通过将未处理的纤维绳浸入到至少含有环氧化合物和异氰酸酯化合物中的一种的第一处理液中并且随后在高温下牵拉绳索形成的。第一处理液是通过将异氰酸酯化合物和环氧化合物中的至少一种与诸如甲苯或甲基乙基酮等的有机溶剂进行混合来制备的。
适用于第一膜层18的异氰酸酯化合物的合适的实例是:4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯2,4二异氰酸酯、聚亚甲基聚苯二异氰酸酯、己二异氰酸酯,聚芳基聚异氰酸酯(例如,以PAPI为产品名称出售的)等。
异氰酸酯化合物还可以是封端聚异氰酸酯,在所述封端聚异氰酸酯中,聚异氰酸酯的异氰酸酯基通过将上述异氰酸酯化合物与诸如苯酚、叔醇或仲醇等封端剂反应进行封端的。
合适的环氧化合物实例包括:诸如乙二醇、丙三醇和季戊四醇等的多元醇或诸如聚乙二醇等的聚亚烷基二醇与诸如表氯醇等的含卤素的环氧化合物的反应产品;或诸如间苯二酚、双(4-羟基苯基)二甲基甲烷、酚醛树脂或间苯二酚-甲醛树脂等的多元酚与含卤素的环氧化合物的反应产品。
第二膜层20优选在第一膜层18的外表面50上形成并含有丁二烯橡胶(BR)组合物。丁二烯橡胶组合物包括硫交联剂。硫交联剂可包括单体硫磺、作为单体水分散型的胶体形硫磺、或诸如水溶型马来酰亚胺等的硫交联剂。
第二膜层20通过将已经在其上形成有第一膜层18的纤维绳索浸入包括间苯二酚-甲醛胶乳液体(RFL)的第二处理液中,使用BR胶乳,然后对纤维绳索进行热处理形成。进行热处理是为了蒸发第二处理液中的溶剂,但不使BR胶乳硫化。
通常,RFL液体被用作橡胶和纤维之间的粘结剂,其通过间苯二酚与甲醛的初级缩合物和橡胶胶乳混合制成。在第二处理液中,使用BR橡胶胶乳。
为了获得合适的粘合,间苯二酚与甲醛的摩尔比是1:2到2:1。如果摩尔比小于1:2时,间苯二酚-甲醛树脂就会发生过度的三维反应,结果产生凝胶。当摩尔比大于2:1时,甲醛和间苯二酚可能不会充分反应,因此粘合作用可能会不利地降低。
间苯二酚-甲醛的初级缩合物与胶乳的固含量质量比优选为1:2到1:8。在此范围内,具有合适的粘合。如果比率小于1:2,间苯二酚-甲醛的树脂含量增加,结果RFL涂层变硬,以致于降低了动态粘合。当质量比超过1:8时,间苯二酚-甲醛的树脂含量降低,结果RFL膜层会变得较软,导致潜在地粘合不利地降低。
第三膜层22优选地形成在第二膜层20的外表面52上。第三膜层22优选地含有乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)。EPDM橡胶中二烯质量百分比优选5-12.5%。第三膜层22的EPDM橡胶组合物优选地也包括诸如第二膜层20的BR橡胶组合物的硫交联剂。
如果用于第三膜层22的EPDM橡胶的二烯含量太低,在与第二膜层20中的BR橡胶的界面处的交联密度就会降低,会不利地影响第二和第三膜层20,22的粘合。如果二烯的含量太高,交联密度太高,在界面处的区域可能会断裂。
根据需要,第三膜层22可包括配合剂:可为诸如炭黑或氧化硅等的增强剂、诸如碳酸钙或滑石等的填充剂、诸如脂肪酸或脂肪酸衍生物等的加工助剂、增塑剂、稳定剂、或抗氧化剂。
第三膜层22优选地通过将已经形成有第二膜层20的绳索浸入包括未硫化的EPDM的第三处理液中,然后将绳索进行热处理来形成。进行热处理是为了蒸发第三处理液22中的溶剂,但不使EPDM橡胶硫化。第三处理液通过将混合EPDM的橡胶,包括在配合剂中作为主要成分的EPDM,正如上面所述,在诸如甲苯和甲基乙基酮等的有机溶剂中熔融来制备。
通常,由于EPDM橡胶的可湿性较差,所以它倾向于厌水。但是,在第二处理液中所使用的BR胶乳具有与第三处理液,包括EPDM橡胶有相对高的相容性。因此,在第二膜层20和第三膜层22之间的粘结性是合适的。如果EPDM胶乳被用作第二处理液的胶乳,那么与包括EPDM橡胶的第三处理液相容性就相对较高。但是,在第二膜层20和第三膜层22之间的粘结性可能由于下面所解释的原因而受损。
包括在第二膜层20中的BR橡胶和包括在第三膜层22中的EPDM橡胶优选地通过硫磺硫化过程硫化并在硫化过程中彼此粘结形成带套,如在后面所述的在V形肋带10的制造过程中那样。即通过由于在第二膜层20和第三膜层22之间的界面处产生的硫的交联反应使两个膜层20,22彼此化学键合在一起。因而,第二膜层20和第三膜层22通过硫化粘结作用彼此紧紧地粘结在一起。
通过硫化处理,在垫层橡胶层34中的第三膜层22和橡胶14也通过硫化粘结彼此粘结在一起。
硫交联是一种化学反应,在该反应中,使橡胶分子链的双键被打开并且使用硫作为提高分子量的试剂使被移除的分子链和分子链彼此接合。
如果EPDM胶乳被用在第二处理液中,它溶解EPDM橡胶的能力相对高。但是,EPDM会有比BR更少量的二烯。换句话说,EPDM具有更少数量的双键。由于在第二膜层20和第三膜层22之间的界面处的交联密度低,所以膜层20和22之间的粘合相应地降低。
如果BR胶乳被用在第二处理液中,由于BR橡胶比EPDM具有更多量的二烯,或者换句话说是更多量的双键,所以在第二膜层20和第三膜层22之间的界面处的交联密度就会增加。结果,在第二膜层20和第三膜层22之间的粘合提高,如同在负荷承载构件16和垫层橡胶层34之间的粘合那样。
如果第三处理液的EPDM中的二烯的含量太少,那么在第三膜层22和第二膜层20之间的界面处的交联密度就会较低,结果,就降低了第二膜层20和第三膜层22之间的粘合。相反,如果在EPDM中的二烯的含量太高,那么在第二膜层20和第三膜层22之间的交联密度就会变得太高,在界面处的粘合可能会变得相对较弱。
因而,如果EPDM被用在第三处理液中,二烯的含量为5-12.5%质量,V形肋带10就会在第二膜层20和第三膜层22之间产生强的粘合。
本发明使得在负荷承载构件16和垫层橡胶层34之间可能产生良好的粘着性而不会产生对环境有害的卤素化合物。
本发明还提出了一种制造带的方法,将根据图2和3中的所示列举的V形肋带10来说明。
将形成拉伸橡胶层36的组件和形成垫层橡胶层34的组件缠绕在柱式成型桶上。然后,将由第一膜层18,第二膜层20,第三膜层22处理的纤维绳索形成的负荷承载构件16螺旋缠绕在其上。然后将形成压缩橡胶层38的组件缠绕形成一个层压套。层压套然后被硫化产生交联。
该交联的套绕着一个驱动辊和一个从动辊被拖动,并且在预先确定的张力下在环形的路径上被向前引导。旋转砂轮相对于交联套移动以与之在同一处接触从而在压缩橡胶层38的表面上形成3到100个凹槽。研磨后,套从主动和从动辊中移走并且环绕安置到另外的一套主动和从动辊上,在其上用切割器将套切出预定的宽度以形成各个V形肋带10。
在上述结构中,第二和第三膜层20,22牢牢地相互粘结在一起。在由乙烯-α-烯烃橡胶组合物制成的垫层橡胶层34与负荷承载构件16之间也产生良好的粘合。另外,所产生的带10不包括会破坏环境的卤素组分。
本发明所设想的上述带结构的改进如下所述。第二膜层22可包括苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物(VP)橡胶、NBR橡胶、HNB橡胶、EPDM橡胶等,除BR橡胶之外。即,上面提及的橡胶的胶乳除BR橡胶胶乳外可用作为第二处理液的胶乳。优选地,在该胶乳中的固体含量的丁二烯比例至少为50%质量。这种结构在负荷承载构件16和垫层橡胶层34之间能够产生良好的粘合。
正如上面所提及的,本发明不限于在V形肋带上使用,其可应用于按图1中示意性描述的任意类型的动力传送带。例如,动力传送带可以是如图4中所示的V形带10′,如图5中所示的齿形带10″,或平带(没有专门形式示出)。
构造图4中的V形带10′是为了主体12′具有字母“V”的形状,从与带的长度方向垂直的截面上可以看出,由双向箭头56表示。带10′的主体12′具有橡胶组合物14′,在橡胶组合物14′中在带主体12′的纵向延伸嵌入承载构件16′。橡胶组合物14′确定了垫层橡胶层34′。拉伸橡胶层36′施加在垫层橡胶层34′的外侧上,同时压缩橡胶层38′施加在垫层橡胶层34′的内侧上。增强布层58施加在拉伸橡胶层36′的外表面60上。但是,增强布层58也可省略。
在负荷承载构件16′的外表面上,形成上述的第一,第二,第三膜层。
垫层橡胶层34′可以是乙烯-α-烯烃橡胶组合物。拉伸橡胶层36′和压缩橡胶层38′也可以由同样的橡胶组合物制成。可以预期拉伸橡胶层36′和压缩橡胶层38′可替代地由与制成垫层橡胶层34′的组合物不同的组合物来制得。
在图5中示出了结合本发明的齿形动力传送带10″。带10″具有一个含橡胶14″的主体12″,负荷承载构件16″嵌入到橡胶14″之中。
主体12″具有一定长度在双向箭头64的方向上。齿66沿着主体12″的长度以一定间距均匀设置。
橡胶14″是后侧层68的一部分,在其中嵌入有负荷承载构件16″。布层70施加于主体表面72之上。
在这个实施方案中,负荷承载绳索构件16″用第一膜层,第二膜层,第三膜层处理,如上面所述的相应的其它实施方案。
后部层68由乙烯-α-烯烃橡胶组合物制成。齿66可由同样的组合物制成。可替代地,齿可以由不同的橡胶组合物制成。布层70是任选使用的且可被省略。
在图6中是根据本发明的一种制造动力传送带的方法,以流程图形式示出以使其具有通用性。如在框格80所示,提供至少一个负荷承载构件。如在框格82所示,如上所述负荷承载构件用第一处理液处理。如在框格84所示,如上所述负荷承载构件用第二处理液处理。如在框格86所示,如上所述负荷承载构件用第三处理液处理。如在框格88所示,处理过的负荷承载绳索被嵌入到由乙烯-α-烯烃橡胶制成的橡胶中。如在框格90所示,橡胶与其它成分结合完成主体的形成并完成带的形成。
本发明的优点将根据下面的实例来说明。
在发明实施例1-4和对比例1-4中,制备1100dtex/1x5的聚对苯二酸乙二醇酯纤维(PET纤维)的未经处理的纤维绳索。未经处理的纤维绳索被浸入如表1所示的第一处理液中,在下面,通过将聚异氰酸酯与甲苯相混合然后在180℃干燥四分钟获得。
表1
混合的化学物 | 质量份 |
聚异氰酸酯 | 10 |
甲苯 | 90 |
总计 | 100 |
纤维绳然后被浸入如表2中所示的RFL液体(第二处理液)中,之后在230℃下加热处理两分钟。
表2
*丁二烯胶乳由日本ZEON公司生产
在发明实施例1-4和对比例1-4中,间苯二酚与甲醛的摩尔比(R/F摩尔比)和在第二处理液中的间苯二酚-甲醛的初级缩合物与胶乳的固体质量比分别是1:2和1:6。带有不同固体含量浓度的BR胶乳分别用于本发明实施例1和2中的第二处理液中。BR胶乳和苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物(VP)胶乳一起用在本发明实施例3和4的第二处理液中。用于本发明实施例3的BR胶乳与VP胶乳的质量比是3:1,用于本发明实施例4的BR胶乳与VP胶乳的质量比是1:1。
然后,将纤维绳浸入到如表3中所示的第三处理液中,第三处理液通过如表4中所示的将EPDM混合橡胶溶于甲苯中然后在150℃下同样进行热处理四分钟来获得。
如表4中所示,在表3中的EPDM中的二烯含量为质量百分比12.5%。
表3
混合的化学物 | 质量份 |
EPDM混合橡胶 | 93 |
聚异氰酸酯 | 7 |
甲苯 | 900 |
总计 | 1000 |
表4
混合的化学物 | 质量份 |
EPDM聚合物(二烯含量:12.5%质量) | 100 |
硬脂酸 | 5 |
氧化锌 | 5 |
炭黑 | 10 |
含水氧化硅 | 15 |
间苯二酚-甲醛共聚物 | 2 |
抗氧化剂 | 2 |
交联促进剂 | 2 |
六甲氧羟甲基三聚氰胺 | 2 |
硫磺 | 1 |
总计 | 144 |
对处理过的纤维绳和EPDM橡胶之间的粘合进行测量。宽度为25mm的处理过的纤维绳:在下面对齐一个如表5中所示的未经交联的EPDM混合橡胶;用一个压力盘压缩;在两种不同条件下硫化以制备两种不同的用于脱去键合(de-bonding test)测试的样品(A和B)。
表5
混合的化学物 | 质量份 |
EPDM聚合物(二烯含量:5%质量) | 100 |
硬脂酸 | 4 |
氧化锌 | 5 |
炭黑 | 35 |
含水氧化硅 | 20 |
间苯二酚-甲醛共聚物 | 2 |
抗氧化剂 | 2 |
交联促进剂 | 2 |
六甲氧羟甲基三聚氰胺 | 2 |
硫磺 | 1 |
总计 | 173 |
将样品A在160℃下硫化30分钟,样品B在180℃下硫化60分钟以至过硫化。根据JISK6256对应于样品A和B进行T型脱去键合测试以在室温条件下测量纤维绳和橡胶之间的粘合(硫化粘合)。结果如上面表2中所示。
制备带有处理过的作为负荷承载构件的纤维绳的EPDM橡胶组合物的V形肋带以测量在负荷承载构件和EPDM橡胶组合物之间的粘合。
V形肋带以传统的方式制造。更具体地说,拉伸橡胶层缠绕在柱式成型桶上。将限定垫层橡胶层的橡胶片缠绕在其上。将负荷承载构件依次缠绕。限定压缩橡胶层的橡胶片被施加,和使得到的套交联。使用砂轮在交联套的压缩橡胶层中形成肋。所述套然后切割成预定的宽度以形成各个带。
垫层橡胶层由EPDM橡胶组合物制成。生成的V形肋带宽度为10.7mm。做成这样的宽度以便10个负荷承载构件/匝以同样的横向间隔被嵌入到垫层橡胶层中,同时在纵向上延伸。
将V形肋带在宽度方向上切割以便于在切割端部通过将垫层橡胶层的预定的长度从负荷承载构件的外表面上移除使负荷承载构件外露。两个中心负荷承载构件/匝在垂直方向上提升以测量在室温条件下对将负荷承载构件分层所必要的脱去键合的力(负荷承载构件粘合)。结果如表2中所示。
从表2中的结果可以看到在对比例1-3的任意一个中,VP,NBR和CR都分别被用做第二处理液的胶乳,硫化粘合和负荷承载构件粘合低。粘结到EPDM橡胶组合物上的粘合性也低。
在对比例4中,EPDM被用作胶乳,样品A的硫化粘合性相对较高,但样品B(过硫化)的硫化粘合性低。绳索粘合性也较低。
对于使用BR胶乳的本发明实施例1和2,结果发现硫化粘合性连同绳索的粘合性较高。也可以看到相对EPDM橡胶组合物的良好的粘合性。
从相关的发明实施例3和4的结果来看,当BR胶乳和VP胶乳结合使用并且BR胶乳的比例等于或高于VP胶乳的比例时,会产生良好的粘合性。
对于发明实施例5-7和对比例5和6,以如同发明实施例1的同样的方法进行纤维绳处理,除了制备时第三处理液的EPDM聚合物中的二烯的含量不同。发明实施例5-7和对比例5和6中的二烯的含量如表6中所示。利用处理过的纤维绳进行同发明实施例1同样的试验。结果如表6中所示。
表6
从对比例6中可以看出,二烯的含量为4%,虽然比二烯含量为5%的发明实施例5的硫化粘合性和绳索粘合性低。从发明实施例5-7中发现,二烯的含量5%和更多,具有好的硫化粘合性和绳索粘结性。因为在与纤维绳接近的垫层橡胶层中的橡胶中形成有裂缝,所以在发明实施例5-7之间粘合性没有明显的差异。
在发明实施例8-12和对比例7-9中,纤维绳索以如同发明实施例1同样的方式处理,使用相同的制备方法,除了第二处理液中的R/F摩尔比和RF/L质量比不同之外。R/F摩尔比和RF/L质量比如表7中所示。
表7
*丁二烯胶乳由日本ZEON公司生产
对处理过的纤维绳索进行与发明实施例1相同的试验。结果如表7中所示。
对于对比例7,用R/F摩尔比1/3,RFL第二处理液形成凝胶并且粘合性处理不可能进行。对比于在其中的相同的RF/L质量比的条件下,可以确定利用3/1的R/L摩尔比的对比例8比具有2/1的R/F摩尔比的本发明实施例10明显较低的粘结性和绳索粘结性。
还可以发现,具有1/2到2/1的R/F摩尔比的本发明实施例8-10具有好的粘合性能。
如通过相应于发明实施例8,11和12以及具有同样R/F摩尔比的对比例9的结果所阐明的,如果RF/L质量比从1/2改变到1/8,硫化粘结性和绳索粘结性高。
在发明实施例13中,对纤维绳利用与发明实施例1相同的方法进行处理,使用同样的制造方法和1670dtex/1x2的芳族聚酰胺纤维的纤维绳,代替使用PET纤维的纤维绳。即,发明实施例13使用如同发明实施例1一样的相同BR胶乳,作为第二处理液的胶乳。
在对比实施例10中,对纤维绳利用与发明实施例13相同的方法进行处理,使用同样的制造方法,除了NBR乳液被用作第二处理液的胶乳外。与发明实施例1一样,样品通过使用发明实施例13和对比例10的处理过的纤维绳制备,以测量硫化粘结性。结果如表8所示。
表8
从表8中的结果可见,对比在第二处理液中使用NBR胶乳的对比例10的硫化粘合性显著较低。使用BR胶乳的发明实施例13的硫化粘结性与发明实施例1中的样品A一样高,参见表2中所示。
前述特定的实施方案的公开内容目的是对本发明广义的概念所理解的示例性说明。
Claims (22)
1、一种动力传送带,包括:
主体,该主体具有长度、在横向间隔侧边之间的宽度、内侧和外侧,
所述主体包括橡胶,在所述橡胶中嵌入至少一个承载构件,所述负荷承载构件在主体的纵向延伸,
所述橡胶包括乙烯-α-烯烃橡胶,
所述的至少一个负荷承载构件具有外表面;以及
在所述的至少一个负荷承载构件的外表面上形成有第一,第二和第三膜层,
第一膜层包括异氰酸酯化合物和环氧化合物中的至少一种,
第二膜层包括聚丁二烯橡胶,
第三膜层包括乙烯-丙烯-二烯三元共聚物。
2、根据权利要求1所述的动力传送带,其中第一膜层直接在所述的至少一个负荷承载构件的外表面上形成,随后形成第二膜层,然后再形成第三膜层。
3、根据权利要求2所述的动力传送带,其中第二和第三膜层各自经硫硫化。
4、根据权利要求2所述的动力传送带,其中第二膜层包括间苯二酚-甲醛-胶乳,同时胶乳至少包括聚丁二烯。
5、根据权利要求4所述的动力传送带,其中在胶乳的固体含量中丁二烯的比例至少为50%质量。
6、根据权利要求5所述的动力传送带,其中在间苯二酚-甲醛-胶乳中间苯二酚与甲醛的摩尔比是1:2到2:1,间苯二酚-甲醛的初级缩合物与胶乳的固体质量比为1:2到1:8。
7、根据权利要求5所述的动力传送带,其中第三膜层包括二烯含量的重量百分比为5-12.5%的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物。
8、根据权利要求2所述的动力传送带,其中所述的至少一个负荷承载构件包括聚酯纤维和芳族聚酰胺纤维中的至少一种。
9、根据权利要求2所述的动力传送带,其中所述的动力传送带是齿形带,所述齿形带在主体的内侧和外侧的至少一侧上具有在主体的纵向上间隔开的齿。
10、根据权利要求2所述的动力传送带,其中所述的动力传送带是V形肋带,该V形肋带具有多个在主体纵向上延伸的横向隔开的肋。
11、根据权利要求2所述的动力传送带,其中所述的动力传送带是V形带,其从垂直于主体的长度方向上的截面看是具有V字形的主体。
12、一种制造动力传送带的方法,所述方法包括步骤:
形成具有长度、在横向间隔侧之间的宽度、内侧和外侧的主体,且至少部分由包括有乙烯-α-烯烃橡胶的橡胶确定;
提供至少一个负荷承载构件;
用第一处理液处理所述的至少一个负荷承载构件,所述第一处理液包括异氰酸酯化合物和环氧化合物中的至少一种;
在用第一处理液处理所述的至少一个负荷承载构件之后,用包括丁二烯胶乳的第二处理液处理所述的至少一个负荷承载构件;
在用第二处理液处理所述的至少一个负荷承载构件之后,用包括乙烯-丙烯-二烯三元共聚物的第三处理液处理所述的至少一个负荷承载构件;并且
将所述的至少一个负荷承载构件嵌入到橡胶中以便于所述的至少一个负荷承载构件在所述主体的纵向上延伸。
13、根据权利要求12所述的制造动力传送带的方法,还包括硫硫化第二处理液的丁二烯胶乳和第三处理液的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物,以及将第一和第二处理液彼此粘结在一起的步骤。
14、根据权利要求12所述的制造动力传送带的方法,还包括硫硫化第二处理液的丁二烯胶乳和第三处理液的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物,以及在用第三处理液处理所述的至少一个负荷承载构件后将第一和第二处理液彼此粘结在一起的步骤。
15、根据权利要求12所述的制造动力传送带的方法,其中的用第二处理液处理所述的至少一个负荷承载构件的步骤包括用含有间苯二酚-甲醛-胶乳液体的第二处理液处理所述的至少一个负荷承载构件,所述间苯二酚-甲醛-胶乳液体具有至少包括丁二烯胶乳的胶乳。
16、根据权利要求12所述的制造动力传送带的方法,其中的用第二处理液处理所述的至少一个负荷承载构件的步骤包括用含有间苯二酚-甲醛-胶乳液体的第二处理液处理所述的至少一个负荷承载构件,所述间苯二酚-甲醛-乳液液体至少包括丁二烯胶乳,其中所述胶乳的固体含量中丁二烯的比例至少为50%质量。
17、根据权利要求12所述的制造动力传送带的方法,其中的用第二处理液处理所述的至少一个负荷承载构件的步骤包括用含有间苯二酚-甲醛-胶乳液体的第二处理液处理所述的至少一个负荷承载构件,所述间苯二酚-甲醛-胶乳液体中的胶乳至少包括丁二烯胶乳,其中在间苯二酚-甲醛-胶乳中间苯二酚与甲醛的摩尔比是1:2到2:1,间二苯酚-甲醛的初级缩合物与胶乳的固体质量比为1:2到1:8。
18、根据权利要求12所述的制造动力传送带的方法,其中的用第三处理液处理所述的至少一个负荷承载构件的步骤包括用含有乙烯-丙烯-二烯三元共聚物的第三处理液处理所述的至少一个负荷承载构件,其中在乙烯-丙烯-二烯三元共聚物中二烯的含量为5-12.5%质量。
19、根据权利要求12所述的制造动力传送带的方法,其中在提供至少一个承载构件的步骤中,包括提供包含a)聚酯纤维和b)芳族聚酰胺纤维中的至少一种的至少一种负荷承载构件。
20、根据权利要求12所述的制造动力传送带的方法,其中形成主体的步骤包括在主体的内侧和外侧的至少一侧上形成具有在主体的纵向上间隔开的齿的主体。
21、根据权利要求12所述的制造动力传送带的方法,其中形成主体的步骤包括形成多个在主体纵向上延伸的横向隔开的肋的主体。
22、根据权利要求12所述的制造动力传送带的方法,其中形成主体的步骤包括形成从垂直于主体的长度方向上的截面看呈V字形状的主体。
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