CN101875731A - 超耐磨橡胶输送带盖胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超耐磨橡胶输送带盖胶，其组成材料由以下重量份的组分材料组成：顺丁橡胶：65～75份；天然橡胶：25～35份；补强剂：42～52份；硫化剂：0.8～2.5份；防老剂：5～8份；分散剂：1～2.5份；偶联剂：1.5～3.0份；活性剂：3～5份；促进剂：1～3份。同时还公开了其制备方法。采用上述技术方案制备的输送带可以提高耐磨性，降低磨耗性能，盖胶强度和拉断伸长率较好。

Description

超耐磨橡胶输送带盖胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种橡胶产品技术，尤其是一种超耐磨橡胶输送带盖胶及其制备方法。

背景技术

输送逞在矿山、电厂、煤炭、码头等物料输送行业是必不可少的工具，其输送的连续性和高效性发挥巨大作用。同时由于目前输送量的增加，钢丝绳输送带的大运量和长运距也逐渐显著。但同时输送逞在运转过程中受物料的作用，与输送机托辊、物料的长时间接触、磨擦，造成输送带覆盖胶不耐磨、易脱落，造成维修保养频繁，寿命短。因而运行成本较高，同时报废的输送带不能再用。延长输送带使用寿命，就可以降低物料运输成本，降低能源使用量，节约能源保护环境，是我国经济发展的方向。

目前，输送带行业有耐磨输送带的生产，但其邵泊尔磨耗量指标在100～120mm³之间；也有高耐磨输送带的生产，其邵泊尔磨耗量指标在80～100mm³间。虽然都比常规输送带120～150mm³的邵泊尔磨耗量指标有一定程度的降低，但磨耗指标仍较高，输送带使用寿命还是较短、运行成本较高。

比如中国专利200510035572.4公开了一种抗冲击高耐磨输送带，其输送带盖胶的制备材料包含下列组分及重量含量：天然橡胶60-80份，合成胶20-40份，硫磺1.5-2.5份，氧化锌4-6份，硬脂酸2-3份，促进剂1.5-2.5份，补强剂50-60份，软化剂10-15份，防老剂2-4份。在以上材料中，天然胶选用60-80份，合成胶选用20-40份。天然胶具有高强度、高弹性、抗斯裂性能好、耐屈挠性好，但其耐磨性能差；合成橡胶耐磨性能好、生热小、滞后损失性好、低温性能好。为了即要保证输送带具有良好抗冲击性，又要保证盖胶有良好的耐磨性，因此其盖胶配方采用天然橡胶60-80份，合成橡胶采用20-40份，其物理性能为：强力≥18.0Mpa，扯断伸长率≥450％，磨耗减量≤100mm³，硬度55-65A(邵尔)。其说明书第6页中给出了采用上述技术方案制备的输送带的物理性能，其中的磨耗减量(即本申请中所说的邵泊尔磨耗量)为75mm³，说明书第4页第一段记载了采用补强剂55份，磨耗减量为40-80mm³之间。由此可见，采用此技术生产的输送带的仍有相当高的磨耗指标，增加了运行成本。

同时中国专利02132725.4、200510024228.5、200710130717.8、200810069236.5、200910015128.4、200910015130.1和200910030268.9分别公开了不同的输送带的盖胶的组分和配比，但是其生产的产品的都有相当高的磨耗指标，增加了运行成本。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种耐磨耗性能好，盖胶强度和拉断伸长率好的超耐磨橡胶输送带及其制备方法。

本发明所用骨架材料可以选用钢丝绳、整体芯或帆布。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种超耐磨橡胶输送带盖胶，其由以下重量份的组分组成：顺丁橡胶：65～75份；天然橡胶：25～35份；补强剂：42～52份；硫化剂：0.8～2.5份；防老剂：5～8份；分散剂：1～2.5份；偶联剂：1.5～3.0份；活性剂：3～5份；促进剂：1～3份。

所述天然橡胶为泰国进口原料，顺丁胶为齐鲁石化生产提供。天然橡胶弹性、强力和粘合性都比较好，但耐磨性差；顺丁橡胶耐磨性好，但其弹性、粘合性差和强力差。因此选用天然橡胶和顺丁橡胶并用的配方。

所述补强剂为青岛赢创化学有限公司生产的N375和N234。其中N375是一种超耐磨炭黑，N234是一种高耐磨炭黑；按重量分数比，N375∶N234＝55∶45。补强剂的选用：由于超耐磨输送带的耐磨性和强力要求较高，因此对补强剂进行试验选择。通过我们多次试验，最终选用青岛赢创化学有限公司提供的超耐磨炭黑N375和高耐磨炭黑N234。通过试验对比，按重量份数比，选用N375和N234份数比为55∶45时，磨耗性能达到≤35mm³。

所述硫化剂为临沂罗庄区湖滨化工厂生产的硫磺。

所述防老剂为衡水泰宁商贸有限责任公司提供的RD、江苏圣奥科技化工有限公司生产的4020和4010NA、莱茵化学有限公司生产的微晶蜡，并对四种成份的比例进行试验，它们的重量份数比是：1∶1∶1.5∶0.5。

所述分散剂为青岛卓新新材料助剂有限公司生产的FS-79A。

所述偶联剂为景德镇宏柏化学科技有限公司生产的有机硅烷。

所述活性剂为山东兴亚新材料有限公司生产的纳米ZnO。

所述促进剂为山东单县化工有限公司生产的促进剂CZ。

一种超耐磨橡胶输送带盖胶的制备方法，包括以下步骤：

1)一段混炼：先将顺丁橡胶和天然橡胶在密炼机上进行塑炼70～80秒，转速40～45r/min；然后再将顺丁橡胶和天然橡胶在密炼机进行混炼65～75S，转速35～40r/min，按比例加入活性剂ZnO和四种防老剂混炼45～55S，再加入补强剂混炼100～110S，温度为145～150℃时排料，进入二段混炼；

2)二段混炼：取步骤1)制备的炼胶与偶联剂混炼50～60秒，再加入分散剂、硫化剂和促进剂，混炼55～65秒，温度为120～125℃时排料，形成带体胶。

中国专利200510035572.4的配方采用天然橡胶60-80份，合成橡胶采用20-40份，其磨耗量仍然较高。申请人经过技术分析和大量的实验对比后，发现如要使输送带盖胶的磨耗量得到大幅度的降低，必须加大合成橡胶的份数，同时降低天然橡胶的份数。如采用本申请的的技术方案，就可以充分利用两种橡胶的性能，提高盖胶的耐磨性，同时在一定程度上保证其强度。另外，200510035572专利中所用补强剂为中超耐磨炭黑N220和高耐磨炭黑N330。申请人对现橡胶行业四种性能优越炭黑进行性能测试，见表1，N234的扯断强力远高于N220，因此N220的补强效果不如N234；N375的DBP吸收值远高于N330，因此N330的耐磨性能不不如N375优越。N234和N375的扯断伸长虽比N220和N330低，但因200510035572专利是一种抗冲击性高的输送带，输送带要具有良好的弹性，因此其输送带的扯断伸长要好，但其耐磨性远不如本发明输送带耐磨性能优越。所以经过分析对比后，申请人选用超耐磨炭黑N375和高耐磨炭黑N234。

表1：

炭黑名称	扯断强力Mpa	扯断伸长％	DBP吸收值m3/Kg
				N220	25.9	475	115*10-5
N330	25	450	110*10-5
				N234	27.2	445	125*10-5
N375	25.8	435	130*10-5

与现有技术相比，本发明具有以下创新点：

(1)选用优质材料、科学合理的配方和先进的生产工艺流程，产品性能优越，覆盖胶除具有良好的拉断强力和弹性外，具有优异的超耐磨性，邵泊尔磨耗量≤35mm³。

(2)超耐磨输送带寿命是普通输送带的4～5倍，但其价格仅比普通输送带高出15～25％，性价比极高，在很大程度上提高了用户的经济效益。同时延长输送带4倍以上寿命，降低输送带的更换频率，减少对环境的污染，有利于节约资源和保护环境。

按照该橡胶配方进行二段混炼、带体胶压延出片、成型、硫化、脱模、修整、检验等工艺步骤，制成的输送带覆盖胶性能达到表2：

表2：

试验项目	单位	技术要求	试验结果
				拉断强度	Mpa	≥17	19.5
拉断伸长率	％	≥400	446.8
				邵泊尔磨耗量	mm3	≤35	34.2

[0030]

硬度

SH0

63±5

63

从上表可得知，采用上述技术方案的超耐磨输送带盖胶其拉断强度、拉断伸长率和硬度都能达到常规输送带盖胶的国标GB/T528、GB/T531、GB/T9867指标。但其邵泊尔磨耗量指标远远小于国标的技术指标，达到了≤35mm³。由此可见，采用上述技术方案，可以提高输送带的耐磨性，延长使用寿命，降低运行成本，降低磨耗性能，盖胶强度和拉断伸长率较好。

具体实施方式

下面结合实例对本发明进一步说明。

实施例1：顺丁橡胶：73份；天然橡胶：27份；补强剂：51份；硫化剂：2.1份；防老剂：6.7份；分散剂：2.1份；偶联剂：2.4份；活性剂：4.6份；促进剂：2.6份。

橡胶材料，天然橡胶弹性、强力和粘合性都比较好，但耐磨性差；顺丁橡胶耐磨性好，但其弹性、粘合性差和强力差。因此选用天然橡胶和顺丁橡胶并用的配方。

补强剂的选用：由于超耐磨输送带的耐磨性和强力要求较高，因此对补强剂进行试验选择。通过我们多次试验，最终选用青岛赢创化学有限公司提供的超耐磨炭黑N375和高耐磨炭黑N234，通过试验对比，按重量份，选用N375和N234份数比为55∶45时，磨耗性能达到≤35mm³。

防老剂选用RD、4020和4010NA和微晶蜡，并对四种成份的比例进行试验，最终确定为重量份数比是1∶1∶1.5∶0.5。

硫化剂选用2.1份硫磺硫化；分散剂选用2.1份的FS-79A；偶联剂选用2.4份的有机硅烷；活性剂选用4.6份的ZnO；促进剂选用2.6份的促进剂CZ。

耐磨橡胶输送带盖胶的制备方法，包括以下步骤：

1)一段混炼：先将顺丁橡胶和天然橡胶在密炼机上进行塑炼75秒，转速42r/min；然后再将顺丁橡胶和天然橡胶在密炼机进行混炼70S，转速40r/min，按比例加入活性剂ZnO、四种防老剂混炼45S，再加入补强剂混炼100S，温度为145℃时排料，进入二段混炼；

2)二段混炼：取步骤1)制备的炼胶与偶联剂混炼55秒，再加入分散剂、硫化剂和促进剂，混炼50秒，温度为110℃时排料，形成带体胶。

本发明骨架材料可以选用钢丝绳、整体带芯、帆布等。其道生产工艺同于其它普通输送带生产工艺和流程。经化验成品输送带覆盖胶性能如表3：

表3：

检验项目	单位	企业标准	检测结果1	检测结果2
					拉伸强度	Mpa	≥17	18.6	19.1
拉断伸长率	％	≥400	448.6	443.7
					磨耗量	Mm3	≤35	32.9	33.7

[0044]

硬度

A

60～64

62

63

从上表可得知，采用上述技术方案的超耐磨输送带盖胶其拉断强度、拉断伸长率和硬度都能达到常规输送带盖胶的国标GB/T528、GB/T531、GB/T9867指标。但其邵泊尔磨耗量指标远远小于国标的技术指标，达到了≤35mm³。由此可见，采用上述技术方案，可以提高输送带的耐磨性，延长使用寿命，降低运行成本，提高磨耗性能，盖胶强度和拉断伸长率较好。

客户使用：我们将本发明的分层带EP200-700*3(3+1.5)*300米订单在兖州矿务局下属煤矿试用，经过6个月的运转，带体仍保持完好，预计还可以使用6个月。而普通EP200输送带的一般使用时间为2～3个月，现产品的使用期限是原产品的4倍以上。

实施例2：盖胶材料组成成分按以下重量份：顺丁橡胶：71份，天然橡胶：29份，补强剂：48份，硫化剂：2.5份，防老剂：7.2份；分散剂：1.8份；偶联剂：2.0份；活性剂：3.9份；促进剂：2.2份。

补强剂的选用：由于超耐磨输送带的耐磨性和强力要求较高，因此对补强剂进行试验选择。通过我们多次试验，最终选用青岛赢创化学有限公司提供的超耐磨炭黑N375和高耐磨炭黑N234，通过试验对比，按重量份，选用N375和N234份数比为55∶45时，磨耗性能达到≤35mm³。

防老剂选用RD、4020和4010NA和微晶蜡，并对四种成份的比例进行试验，最终确定为重量份数比是1∶1∶1.5∶0.5。

硫化剂选用2.5份硫磺硫化；分散剂选用2.1份的FS-79A；偶联剂选用2.4份的有机硅烷；活性剂选用4.6份的ZnO；促进剂选用2.6份的促进剂CZ。

耐磨橡胶输送带盖胶的制备方法，包括以下步骤：

1)一段混炼：先将顺丁橡胶和天然橡胶在密炼机上进行塑炼80秒，转速40r/min；然后再将顺丁橡胶和天然橡胶在密炼机进行混炼75S，转速40r/min，按比例加入活性剂ZnO、四种防老剂混炼60S，再加入补强剂混炼110S，温度为150℃时排料，进入二段混炼；

2)二段混炼：取步骤1)制备的炼胶与偶联剂混炼60秒，再加入分散剂、硫化剂和促进剂，混炼60秒，温度为115℃时排料，形成带体胶。

实施例3：盖胶材料组成成分按以下重量份：顺丁橡胶：67份，天然橡胶：33份，补强剂：45份，硫化剂：2.4份，防老剂：6.5份；分散剂：1.5份；偶联剂：1.9份；活性剂：3.7份；促进剂：1.8份。

补强剂的选用：由于超耐磨输送带的耐磨性和强力要求较高，因此对补强剂进行试验选择。通过我们多次试验，最终选用青岛赢创化学有限公司提供的超耐磨炭黑N375和高耐磨炭黑N234，通过试验对比，按重量份，选用N375和N234份数比为55∶45时，磨耗性能达到≤35mm³。

防老剂选用RD、4020和4010NA和微晶蜡，并对四种成份的比例进行试验，最终确定为重量份数比是1∶1∶1.5∶0.5。

硫化剂选用2.4份硫磺硫化；分散剂选用1.5份的FS-79A；偶联剂选用1.9份的有机硅烷；活性剂选用3.7份的ZnO；促进剂选用1.8份的促进剂CZ。

耐磨橡胶输送带盖胶的制备方法，包括以下步骤：

1)一段混炼：先将顺丁橡胶和天然橡胶在密炼机上进行塑炼75秒，转速42r/min；然后再将顺丁橡胶和天然橡胶在密炼机进行混炼65S，转速38r/min，按比例加入活性剂ZnO、四种防老剂混炼50S，再加入补强剂混炼110S，温度为150℃时排料，进入二段混炼；

2)二段混炼：取步骤1)制备的炼胶与偶联剂混炼60秒，再加入分散剂、硫化剂和促进剂，混炼60秒，温度为115℃时排料，形成带体胶。

实施例4：盖胶材料组成成分按以下重量份：顺丁橡胶：65份，天然橡胶：25份，补强剂：42份，硫化剂：0.8份，防老剂：5份；分散剂FS-79A：1份；偶联剂：1.5份；活性剂：3份；促进剂：1份。

补强剂的选用：由于超耐磨输送带的耐磨性和强力要求较高，因此对补强剂进行试验选择。通过我们多次试验，最终选用青岛赢创化学有限公司提供的超耐磨炭黑N375和高耐磨炭黑N234，通过试验对比，按重量份，选用N375和N234份数比为55∶45时，磨耗性能达到≤35mm³。

防老剂选用RD、4020和4010NA和微晶蜡，并对四种成份的比例进行试验，最终确定为重量份数比是1∶1∶1.5∶0.5。

硫化剂选用0.8份硫磺硫化；分散剂选用1份的FS-79A；偶联剂选用1.5份的有机硅烷；活性剂选用3份的ZnO；促进剂选用1份的促进剂CZ。

耐磨橡胶输送带盖胶的制备方法，包括以下步骤：

1)一段混炼：先将顺丁橡胶和天然橡胶在密炼机上进行塑炼70秒，转速40r/min；然后再将顺丁橡胶和天然橡胶在密炼机进行混炼60S，转速35r/min，按比例加入活性剂ZnO、四种防老剂混炼45S，再加入补强剂混炼100S，温度为145℃时排料，进入二段混炼；

2)二段混炼：取步骤1)制备的炼胶与偶联剂混炼50秒，再加入分散剂、硫化剂和促进剂，混炼55秒，温度为120℃时排料，形成带体胶。

实施例5：生产工艺和实例1相同，覆盖胶材料组成成分按以下重量份：顺丁橡胶：75份，天然橡胶：35份，补强剂：52份，硫化剂：2.5份，防老剂：8份；分散剂：2.5份；偶联剂：3份；活性剂：5份；促进剂：3份。

补强剂的选用：由于超耐磨输送带的耐磨性和强力要求较高，因此对补强剂进行试验选择。通过我们多次试验，最终选用青岛赢创化学有限公司提供的超耐磨炭黑N375和高耐磨炭黑N234，通过试验对比，按重量份，选用N375和N234份数比为55∶45时，磨耗性能达到≤35mm³。

防老剂选用RD、4020和4010NA和微晶蜡，并对四种成份的比例进行试验，最终确定为重量份数比是1∶1∶1.5∶0.5。

硫化剂选用2.5份硫磺硫化；分散剂选用2.5份的FS-79A；偶联剂选用3份的有机硅烷；活性剂选用5份的ZnO；促进剂选用3份的促进剂CZ。

耐磨橡胶输送带盖胶的制备方法，包括以下步骤：

1)一段混炼：先将顺丁橡胶和天然橡胶在密炼机上进行塑炼80秒，转速45r/min；然后再将顺丁橡胶和天然橡胶在密炼机进行混炼75S，转速40r/min，按比例加入活性剂ZnO、四种防老剂混炼55S，再加入补强剂混炼110S，温度为150℃时排料，进入二段混炼；

2)二段混炼：取步骤1)制备的炼胶与偶联剂混炼60秒，再加入分散剂、硫化剂和促进剂，混炼65秒，温度为125℃时排料，形成带体胶。

Claims (8)

1.一种超耐磨橡胶输送带盖胶，其特征在于，其由以下重量份的组分组成：顺丁橡胶：65～75份；天然橡胶：25～35份；补强剂：42～52份；硫化剂：0.8～2.5份；防老剂：58份；分散剂：1～2.5份；偶联剂：1.5～3.0份；活性剂：3～5份；促进剂：1～3份。

2.根据权利要求1所述的超耐磨橡胶输送带盖胶，其特征在于：所述补强剂为炭黑N375和N234，按重量分数比，N375∶N234＝55∶45。

3.根据权利要求1所述的超耐磨橡胶输送带盖胶，其特征在于：所述硫化剂为硫磺。

4.根据权利要求1所述的超耐磨橡胶输送带盖胶，其特征在于：所述防老剂为RD、4020和4010NA和微晶蜡，所述RD、4020和4010NA和微晶蜡按重量份数比是1∶1∶1.5∶0.5。

5.根据权利要求1所述的超耐磨橡胶输送带盖胶，其特征在于：所述偶联剂为有机硅烷。

6.根据权利要求1所述的超耐磨橡胶输送带盖胶，其特征在于：所述活性剂为ZnO。

7.根据权利要求1所述的超耐磨橡胶输送带盖胶，其特征在于：促进剂为促进剂CZ。

8.一种超耐磨橡胶输送带盖胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)一段混炼：先将顺丁橡胶和天然橡胶在密炼机上进行塑炼70～80秒，转速40～45r/min；然后再将顺丁橡胶和天然橡胶在密炼机进行混炼65～75S，转速35～40r/min，按比例加入活性剂ZnO和四种防老剂混炼45～55S，再加入补强剂混炼100～110S，温度为145～150℃时排料，进入二段混炼；

2)二段混炼：取步骤1)制备的炼胶与偶联剂混炼50～60秒，再加入分散剂、硫化剂和促进剂，混炼55～65秒，温度为120～125℃时排料，形成带体胶。